蛋白质.ppt

第? 二? 章?蛋白質 王鳳英 副教授 國立新竹師範大學 蛋白質之特性簡介 蛋白質（Protein）在希臘文涵義為最重要的物質 人體的每個細胞含有十萬個蛋白質，每個蛋白質約有五十至數千個胺基酸，胺基酸的排列組合及摺疊型態將會影響其生理功能。 主要的功能：維持生命、生長及修復組織，維持酸鹼平衡，提供氮源與熱量來源，維持身體之正常生理功能。 蛋白質是肌肉、器官及內分泌腺的主要材料 蛋白質是構成肌肉、器官及內分泌腺的主要材料。 每一活細胞及體液均含有蛋白質。 蛋白質分解後之胺基酸是提供生命中用來建立及不斷置換體細胞所需的原料， 調節人類之不同的生化功能。 氮代謝的平衡 體組織之蛋白質和胺基酸進行瓦解時為氮之異化作用，飲食中蛋白質和胺基酸進入人體形成體組織之合成為氮之同化作用。 氮平衡：身體中除了蛋白質、胺基酸外還有其他含氮物質如尿素、尿酸、漂令、肌酸及氮等，其中於身體健康正常之狀態下，均會維持氮平衡 飲食中之所攝取得蛋白質與尿中所排出之含氮化合物形成氮代謝的平衡。 蛋白質主要組成： 蛋白質主要是碳（C）、氫（H）、氧（ O）、氮（ N）等四種元素所構成 蛋白質約有16﹪氮含量，有別於醣類與脂肪。 構成蛋白質的其他少量元素尚有硫、磷、鐵、銅等。 蛋白質是許多胺基酸以胜鍵連接而成，亦即一個胺基酸的胺基與另一個胺基酸的梭基結合脫水而成。 蛋白質的分子量，可由13000至幾百萬不等，所以蛋白質的分子比醣類與脂肪大很多。 胺基酸結構： ????????胺基酸是一種有機化合物，主要含有胺基（-NH2）為帶正電與梭基（-COOH）為帶負電與其他官能基。所有蛋白質水解而得的胺基酸均屬α－胺基酸，亦即胺基與梭基同在一個碳上，可以下列之結構式表之： 胺基酸結構式 NH2 ∣ ??????? R－C－COOH ∣ H 在細胞中除了70%水分之外，蛋白質佔15% 在細胞中除了70%水分之外，蛋白質佔15%，是含量最多的有機成分，分布在細胞膜、胞器與細胞質中。細胞膜上的蛋白質參與物質通透、荷爾蒙受器、組織連結、酵素等作用。在人體中的肌肉含有肌纖維，由肌凝蛋白與肌動蛋白所構成，負責肌肉的收縮作用。骨骼、牙齒、皮層、毛髮等等也都含有獨特的纖維狀膠原蛋白及彈力蛋白。 胺基酸有50種以上，對營養學而言，存於蛋白質中的只有22種。 蛋白質能供給氮源，均由胺基酸所組成，依照一定的比例及形式排列而成。在自然界中存在的胺基酸有50種以上，而對營養學而言，並存於蛋白質中的只有22種。 必需胺基酸共有十種胺基酸 必需胺基酸必須從食物中獲得，無法被人體所合成者稱為必需胺基酸：異白胺酸、白胺酸、離胺酸、甲硫胺酸、苯丙胺酸、羥丁胺酸、色胺酸、纈胺酸。 精胺酸及組胺酸為成長中的嬰兒、病患的必需胺基酸共有十種胺基酸，具有不同支鏈。 非必需胺基酸人體可自行合成 而非必需胺基酸可由人體自行合成，不一定要從食物中獲得：丙胺酸、天門冬胺酸、麩胺酸、甘胺酸、羥丁脯胺酸、正白胺酸、呲酪胺酸、絲胺酸。 有些則須於特殊狀況下為為必需胺基酸者稱為半必需胺基酸。 鳥胺酸.瓜胺酸是代謝中間產物 鳥胺酸及瓜胺酸是很重要的代謝中間產物。有些胺基酸可以用必需胺基酸為原料而代謝生成。 例如：苯丙胺酸經代謝生成酪胺酸，而甲硫胺酸經代謝生成半胱胺酸。但是酪胺酸﹙Tyr﹚為苯丙酮尿症﹙PKU﹚患者的必需胺基酸。因苯丙酮尿症者無法代謝利用苯丙胺酸生成酪胺酸。 結締組織的膠原蛋白 胜鍵為胺基酸的胺基（-NH2）與梭基（-COOH）互相鍵結，去一水分子而成稱為胜鍵，能形成雙胜、三胜及多胜化合物。 胺基酸組成特定之蛋白質，如：紅血球的血紅蛋白，結締組織的膠原蛋白，肌肉之肌凝蛋白，其他如：酵素、胰島素。 一級結構如DNA、RNA 蛋白質的多胜會以簡單的排列順序、氫鍵或雙硫鍵結合形成摺疊緊密結構而形成所謂的一級結構：每個蛋白質自己特有的胺基酸組成與排列次序（如DNA、RNA）。 各級構造訊息決定於胺基酸的序列 一級構造是蛋白質最終構形的根本，各級構造的訊息都決定於胺基酸的序列；而胺基酸序列是根據 DNA 的核苷酸序列轉譯而來，故最終的信息是存留於細胞核的核酸中。 胺基酸序列多由該蛋白質的 cDNA 經分子群殖篩選出，再經核酸定序後轉譯成胺基酸而來。 一段固定的胺基酸序列可能有某種特定的生理功能，稱之為信息序列，蛋白質整體的構形與功能，則取決於整段序列所載的信息。 大部分蛋白質的三級構造捲繞成球狀 大部分蛋白質的三級構造捲繞成球狀，已是有特定構形的活性分子。 分子內各部分的二級構造再相互組合，構成完整球形的三級構造 其構成的作用力有離子鍵、氫鍵、疏水鍵、金屬離子等作用力；其中疏水鍵對水溶性蛋白質三級構造