蛋白质的重要性

◆◆◆　蛋白质的重要性　◆张振军　（廊坊市第二中学）　【摘要】蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中，起着十分重要的作用。从生物的构成到生物的新陈代谢、遗传都和蛋白质的结构和　功能密切相关。生物的结构和性状都与蛋白质有关。因此，学好蛋白质的构成及作用，对学生学好高中生物至关重要。　【关键词ｌ高中生物　蛋白质　结构　功能　蛋白质在生物中有着很重要的作用，从生物的构成到生物的新陈代　谢、遗传都和蛋白质的结构和功能密切相关。因此，学好蛋白质的构成及　作用，对高中生物的理解有着非常重要的作用。　蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中，起着十分重要的作用。生　物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质还参与基因表达的调节，以及细　胞中氧化还原、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。　在细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶主要也是蛋白质。　许多重要的激素，如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质。此外，多种蛋白　质，如植物种子（豆、花生、小麦等）中的蛋白质和动物蛋白、奶酪等都是供　生物营养生长之用的蛋白质。有些蛋白质如蛇毒、蜂毒等是动物攻防的　武器。　蛋白质的结构决定其生物活性。蛋白质的生物活性不仅决定于蛋白　质分子的一级结构，而且与其特定的空间结构密切相关。异常的蛋白质空　间结构很可能导致其生物活性的降低、丧失，甚至会导致疾病，疯牛病，　Ａｌｚｈｅｉｍｅｒ￣症等都是由于蛋白质折叠异常引起的疾病。蛋白质如何在细胞　内正确地折叠？为什么这个过程有时会失败？过去４Ｏ年问关于蛋白质折　叠过程的研究集中在当变性剂被缓冲液稀释后，变性的蛋白质如何再重新　折叠这一问题上。但是这样的体外研究与真正的细胞内情况相去甚远。　强调活体细胞内的蛋白质正常折叠、异常折叠的研究，尤其是折叠催化剂、　分子伴侣和大分子的参与是这一领域目前的研究热点。在功能和结构细　节上阐明关于蛋白质折叠的过程，将对相关疾病的预防和治疗有重要　意义。　蛋白质的基本单位是氨基酸，在人体中有２Ｏ种氨基酸，食物中的蛋白　质必须经过肠胃道消化。分解成氨基酸才能被人体吸收利用，人体对蛋白　质的需要实际就是对氨基酸的需要。吸收后的氧基酸只有在数量和种类　上都能满足人体需要身体才能利用它们合成自身的蛋白质。营养学上将　氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。　必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要。　必须从食物中摄取的氨基酸。对成人来说．这类氧基酸有８种，包括赖氨　酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。对婴　儿来说，组氨酸也是必需氨基酸。非必需氨基酸并不是说人体不需要这些　氧基酸，而是说人体可以自身合成或由其它氨基酸转化而得到，不一定非　从食物直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、精氨酸、甘氨酸、　天门冬氨酸、胱氨酸、脯氯酸、丝氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱　氨酸和酪氨酸如果供给充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸　的需要量。　蛋白质分子中关键活性部位氨基酸残基的改变，会影响其生理功　能，甚至造成分子病（ｍｏｌｅｃｕｌａｒ　ｄｉｓｅａｓｅ　Ｊ。例如，镰状细胞贫血，就是由　于血红蛋白分子中两个Ｂ亚基第６位正常的谷氨酸变异成了缬氨酸，　从酸性氨基酸换成了中性支链氨基酸，降低了血红蛋白在红细胞中的　溶解度，使它在红细胞中随血流至氧分压低的外周毛细血管时，容易凝　聚并沉淀析出，从而造成红细胞破裂溶血和运氧功能的低下。另外，实　验证明，若切除了促肾上腺皮质激素或胰岛紊Ａ链Ｎ端的部分氨基　酸，它们的生物活性也会降低或丧失，可见关键部分氨基酸残基对蛋白　质和多肽功能的重要作用。　另一方面，在蛋白质结构和功能关系中。一些非关键部位氨基酸残基　的改变或缺失，则不会影响蛋白质的生物活性。例如，人、猪、牛、羊等哺乳　动物胰岛素分子Ａ链中８、９、１０位和Ｂ链３０位的氨基酸残基各不相同．有　种族差异，但这并不影响它们都具有降低生物体血糖浓度的共同生理　功能。　蛋白质分子空间结构和其性质及生理功能的关系也十分密切。不同　的蛋白质正因为具有不同的空间结构，因此，具有不同的理化性质和生理　功能。如指甲和毛发中的角蛋白，分子中含有大量的　一螺旋二级结构。　因此，性质稳定坚韧又富有弹性，这是和角蛋白的保护功能分不开的；事实　上不同的酶，催化不同的底物起不同的反应，表现出酶的特异性。也是和不　同的酶具有各自不相同且独特的空间结构密切有关。　正是由于蛋白质有着复杂的结构决定了其在人体中的重要作用：　１．构造人的身体　蛋白质是～切生命的物质基础，是肌体细胞的重要组成部分，是人体　组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内　脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人　本身。　２．修补人体组织　人的身体由百兆亿个细胞组成．细胞可以说是生命的最小单位，它们　处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如，年轻人的表皮　２８天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以，一个人如果蛋白质　的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则　经常处于亚健康状态。组织受损后，包括外伤，不能得到及时和高质量的　修补，便会加速机体衰退。　３．维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送　载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的，可以在体内运载　各种物质。比如，血红蛋白输送氧（红血球更新速率２５０万／秒）、脂蛋白输　送脂肪、细胞膜上的转运蛋白协助物质进出等。　４．构成人体必需的催化和调节功能的各种酶　我们身体有数千种酶，每一种只能参与一种生化反应。人体细胞里每　分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。　相应的酶充足。反应就会顺利、快捷的进行，我们就会精力充沛，不易生病。　否则，反应就变慢或者被阻断。　总而言之，蛋白质在生物体中有着不可替代的作用，我们应该掌握其　作用。对我ｆｆ］的学习生活和了解自己的身体都是非常重要的。　０８／２０１０　１３７