蛋白质地结构的与功能特性

蛋白质的结构与功能特性的关系蛋白质分子是由氨基酸首尾相连缩合而成的共价多肽链，但是天然蛋白质分子并不是走向随机的松散多肽链。每一种天然蛋白质都有自己特有的空间结构或称三维结构，这种三维结构通常被称为蛋白质的构象，即蛋白质的结构。一级结构：构成蛋白质的单元氨基酸通过肽键连接形成的线性序列，为多肽链。一级结构稍有变化，就会影响蛋白质的功能。二级结构：一级结构中部分肽链的弯曲或折叠产生二级结构。多肽链的某些部分氨基酸残基周期性的空间排列。现已知的蛋白质中二级结构共有四种:a螺旋，B折叠，B转角，无规卷曲。三级结构：在二级结构基础上进一步折叠成紧密的三维形式。三维形状一般都可以大致说是球状的或是纤维状的。四级结构：由蛋白质亚基结构形成的多于一条多肽链的蛋白质分子的空间排列。超二级结构：是指在多肽链内顺序上相互邻近的二级机构常常在空间折叠中靠近，彼此相互作用，形成规则的二级结构聚集体。蛋白质是构成机体组织、器官的重要组成部分，人体各组织无一不含蛋白质，在人体的瘦组织中（非脂肪组织），如肌肉组织和心、肝、肾等器官均含有大量蛋白质、骨骼、牙齿、乃至指、趾也含有大量蛋白质；细胞中，除水分外，蛋白质约占细胞内物质的80，%因此构成机体组织、器官的成分是蛋白质最重要的生理功能。身体的生长发育可视为蛋白质的不断积累过程。蛋白质对生长发育期的儿童尤为重要。蛋白质在烹饪中的热变性具有很大的温度系数，在等电点时可达左右，即温度每升高0，蛋白质变性的速度是原来的倍。利用蛋白质的高温度系数，可采用高温瞬间灭菌，加热破坏食物中的有毒蛋白，使之失去生理活性。在加工蔬菜、水果时，先用热水烫漂，可使维生素氧化酶或多酚氧化酶变性而失活，从而减少加工过程中维生素由于酶促氧化的损失和酶促褐变。在烹饪中采用爆、炒、烟、测等方法，由于进行快速高温加热，加快了蛋白质变性的速度，原料表面因变性凝固、细胞孔隙闭合，从而原料内部的营养素和水分不会外流，可使菜看的口感鲜嫩，并能保住较多的营养成分不受损失。除了高温之外，酸、碱、有机溶剂、振荡等因素也会引起蛋白质变性，并均可在烹饪中得到应用。蛋白质的值处于以下或以上的环境中会发生酸或碱引起的变性，例如在制作松花蛋时，就是利用碱对蛋白质的变性作用，而使蛋白和蛋黄发生凝固；酸奶饮料和奶酪的生产，则是利用酸对蛋白质的变性作用；牛奶中的乳糖在乳酸菌的作用下产生乳酸，值下降引起乳球蛋白凝固，同时使可溶性的酪蛋白沉淀析出。酒精和其他有机溶剂也能使蛋白质变性，鲜活水产品的醉腌就是利用这一原理，通过酒浸醉死，不再加热，即可食用，如醉蟹、平湖糟蛋等。将蛋白质进行不断的搅拌，由于液层产生了应力，导致蛋白质空间结构被破坏而引起变性，变性后的蛋白质肽链伸展；由于连续不断的搅拌，不断地将空气掺入到蛋白质分子内部中去，肽链可以结合许多气体，使蛋白质体积膨胀，形成泡沫。如果在较低的温度或时间较短的情况下进行搅拌或振荡，只能破坏蛋白质的三级和四级结构，这种变性是可逆的，如蛋清拍打后产生的泡沫，放置后又可回复为蛋清。新鲜蛋品所含的卵粘蛋白较多，经过剧烈搅拌后，容易形成泡沫；当蛋品新鲜度下降后，卵粘蛋白即分解成糖和蛋白质，使整个蛋清变稀薄，从而影响起泡。因此制作蛋泡糊、装点菜肴或制作糕点时，应选用起泡性强的新鲜蛋。[1][2天]然蛋白质的严密结构在某些物理或化学因素作用下，其特定的空间结构被破坏，从而导致理化性质改变和生物学活性的丧失，如酶失去催化活力，激素丧失活性称之为蛋白质的变性作用。变性蛋白质只有空间构象的破坏，一般认为蛋白质变性本质是次级键，二硫键的破坏，并不涉及一级结构的变化。变性蛋白质和天然蛋白质最明显的区别是溶解度降低，同时蛋白质的粘度增加，结晶性破坏，生物学活性丧失，易被蛋白酶分解。引起蛋白质变性的原因可分为物理和化学因素两类。物理因素可以是加热、加压、脱水、搅拌、振荡、紫外线照射、超声波的作用等；化学因素有强酸、强碱、尿素、重金属盐、医学教育网搜集整理十二烷基磺酸钠（）等。在临床医学上，变性因素常被应用于消毒及灭菌。反之，注意防止蛋白质变性就能有效地保存蛋白质制剂。变性并非是不可逆的变化，当变性程度较轻时，如去除变性因素，有的蛋白质仍能恢复或部分恢复其原来的构象及功能，变性的可逆变化称为复性。例如，前述的核糖核酸酶中四对二硫键及其氢键。在B蔬基乙醇和 尿素作用下，发生变性，失去生物学活性，变性后如经过透析去除尿素，B巯基乙醇，并设法使疏基氧化成二硫键，酶蛋白又可恢复其原来的构象，生物学活性也几乎全部恢复，此称变性核糖核酸酶的复性。许多蛋白质变性时被破坏严重，不能恢复，称为不可逆性变性。[3蛋]白质变性是蛋白质的一条重要性质。这条性质在日常生活、医疗、工农业生产中都有重要用途。，医生常用酒精杀菌消毒，是因为酒精能与水形成氢键，有很强的吸水能力，同时它可以影响蛋白质中的氢键，结果使菌体蛋白质脱水、变性沉淀。菌体蛋白质是构成细菌的主要成分，一旦被破坏，细菌就失去活力。至于为何用70,％~的7酒5精而不用9％5的酒精，是因为浓度高的酒精能迅速使菌体表面的蛋白质变性，阻碍酒精渗入细菌内部发挥只要，结果细菌只是暂时失去活力，但并不死亡。而浓度较低的酒精，使菌体蛋白质变性慢，酒精可渗入菌体蛋白质内部发挥作用，最后杀死细菌。重金属盐也能使蛋白质变性，而当人误食重金属盐类时，可以喝大量牛奶、蛋请或豆浆解毒。原因上述食品中含有较多的蛋白质，可以跟重金属盐类形成不溶于水的化合物而排出体外，这样可以减轻