功能性蛋白举例
王宜磊于夫俊
(山东省菏泽师专生物系274015) (山东省济宁市第二中学272000)
自19世纪中叶荷兰化学家Ger ar dus Mul-der 从动物组织和植物体中提取出蛋白质以来, 人们发现了越来越多的蛋白质, 据估计生物界中蛋白质的种类可达1010～1012之多; 在这如此众多的蛋白质中, 功能性蛋白发挥着极其重要的生理功能。
功能性蛋白也有人称其为活性蛋白, 它们的特点是都有识别功能, 能与其他分子特异性结合, 完成各种复杂的生命活动。在结构上主要是一些球状蛋白质。主要的功能性蛋白有:1 酶蛋白
细胞的生长和繁殖、代谢物的合成和分解、能量的产生和利用, 这些过程所需要的物质都是通过无数的生物化学反应来提供的, 而这些反应又都是在一类特殊蛋白质——酶蛋白的催化下完成的。酶的催化效率极高, 且具有高度的专一性, 也正是这种高度的专一性使一种特定的酶只能作用于一种或少数几种结构相似的化合物, 这就要求有各种不同的酶去作用于不同的化合物。现在被分离鉴定的酶已超过2000种。在酶的作用下, 生物细胞才得以合成各种复杂的化合物, 也才能使各种大分子物质被分解、吸收和利用, 且这些反应都要在适合于生物体本身的温度、压力和pH 值等非常温和的条件下进行, 能使生物细胞按照这种方式进行化学转变是蛋白质最重要的功能之一。
如淀粉酶使淀粉分解形成葡萄糖; 蛋白酶、肽酶使蛋白质分解为氨基酸; 溶菌酶使细菌细胞壁中的肽聚糖被破坏; 凝血系统酶的有序作用使凝血过程得以有条不紊地进行, 合成酶能合成多种体内所需要的大分子物质。2 运输蛋白
有些蛋白质起载体的作用可以运输特定的物质到达必须的部位, 使其完成特定的功能, 这
16种蛋白质称为运输蛋白。象哺乳动物的血红蛋白能将氧从氧气充裕的肺内运送到各个组织中去; 血清蛋白能与游离脂肪酶等多种物质结合, 并将这些物质在脂肪组织与身体的其他部位间运送(最典型的 1-脂蛋白可随血流运输脂肪) ; 铁传递蛋白能传递血液中的铁。无脊椎动物体内的血蓝蛋白, 大豆根瘤中的豆血红蛋白也起着输送氧气的作用。另外还有一些能携带物质通过细胞膜进出细胞的蛋白质, 如细菌过膜运输中的载体蛋白等, 它们都属于运输蛋白。3 运动蛋白
参与运动功能的蛋白质种类较多。如脊椎动物中骨骼肌的主要成分就是肌动蛋白和肌球蛋白, 肌肉的收缩就是靠着这两种互相联系的平行丝状蛋白相对滑动来完成的; 细菌的运动器官——鞭毛也是由鞭毛蛋白组成的; 绿藻的运动也离不开蛋白质; 有丝分裂的完成, 精子的运动等都与运动蛋白有关, 所以绝大多数生物的运动和收缩过程都是运动蛋白参与的结果。4 免疫球蛋白
脊椎动物的免疫系统能抵抗外来的入侵物质, 如病毒、细菌以及其他机体的细胞, 当外来的这些入侵物质(抗原) 进入机体后就会激发机体的免疫系统而产生特异性的免疫球蛋白(抗体) , 通常每一种抗体对于相应的某一特定抗原具有高度的专一性, 抗原与抗体结合形成抗原-抗体复合物, 使入侵物质——抗原失活而排出体外, 从而消除外来物质对机体的干扰。由此看来蛋白质不仅参与了高等动物的免疫反应, 而且起着重要的作用, 由于抗原和抗体结合的高度专一性, 必然有数量众多的抗体作用于不同的抗原物质, 据估计抗体的类型可能有100万种, 即免疫球蛋白可能有100万种之多。5 毒蛋白
33
动物、植物和微生物都可以产生某些特殊的物质来防御敌害, 这些物质中绝大多数是蛋白质类物质, 由于它们对高等动物具有毒性, 故称为毒蛋白。蝎类能产生毒性很强的蝎毒蛋白, 用来攻击敌害, 保护自己; 蛇类产生的神经毒素和心脏毒素其主要成分也是小分子量的蛋白质; 毒蘑菇中的相当一部分蘑菇毒素也是蛋白质; 细菌产生的毒素, 象毒性极强的肉毒梭菌毒素(人的致死量小于1 m ) 和破伤风痉挛毒素、白喉杆菌毒素等外毒素均是蛋白质。6 激素蛋白
激素是由特殊细胞所产生的一类物质, 它们通过与靶细胞或系统内其它器官的相互作用来发挥其代谢上的功能, 其实许多激素本身就是蛋白质, 这样的蛋白质称为激素蛋白, 它们在
生物合成上具有重要的功能。象胰高血糖素、胰岛素、胃泌素、生长激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素和 -促脂解激素等均是蛋白质。
除功能性蛋白外尚有贮藏蛋白(如鸡卵清蛋白、牛奶酪蛋白等) 和结构蛋白(如毛发角蛋白、结缔组织中的胶原蛋白) 等, 它们一般不具有活性功能, 只是作为结构物质和贮藏物质存在。7 参考文献
1 [美]杰弗里・佐贝. 生物化学. ; 上海:复旦大学出版社,
1992, 1～32.
2 武汉大学、复旦大学生物系微生物学教研室. 微生物学.
北京:高等教育出版社, 1987, 172～174, 373～420. 3 沈同. 生物化学. 北京:人民教育出版社, 1983, 219～309. 4 周衍椒. 生理学. 北京:人民卫生出版社, 1984, 192～197.
脂蛋白与载脂蛋白
马文习
(山东省胶南市第二中学266409)
脂质是生物体内的一类重要物质, 包括各种脂肪酸、甘油酯、类固醇、磷脂和糖苷脂等, 其共同特点之一是在水溶液中溶解度低, 甚至完全不溶。脂质能提供高能量, 脂溶性维生素和必需脂肪酸也主要存在于食物的脂肪部分。在体内, 脂质的生理功能除了作为能量的利用和储存方式, 也是细胞膜的主要结构成份, 同时在体温的维持、神经冲动的传导等方面也起着重要作用。
体内的脂质和身体里的其它分子一样, 处于活跃的代谢过程中:由食物中吸收的脂质要经过血液循环转运到各种组织去利用和储存, 组织中的脂质则转化为能量和水, 或转化为其它物质。然而, 由于脂质不能直接溶解在体内的水溶液中, 必须与一类能和脂质及脂溶性物质结合的蛋白质结合在一起才能转运, 具有此功能的蛋白质即称为载脂蛋白(apo ) 。
脂蛋白是载脂蛋白和脂质结合的复合蛋
白, 血浆脂蛋白主要由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成。其基本结构为胆固醇脂和甘油三酯等中性脂质被磷脂等极性脂质和载脂蛋白包绕在中心。脂质不溶于水, 密度比水小, 因而所有血浆脂蛋白的一个基本理化性质是水合密度比其它血浆蛋白低。根据这一性质, 人血浆脂蛋白可用超离心方法分为4个主要组分:极低密度脂蛋白(VLDL ) , 低密度脂蛋白(LDL ) , 高密度脂蛋白(HDL ) 和乳糜微粒
(CM ) 。乳糜微粒颗粒最大, 含甘油三酯最多, 达80%～95%, 蛋白质最少, 约1%, 故密度最小, 小于0. 95, 血浆静置即可漂浮。VLDL 含甘油三酯多, 达50%～70%, 但其蛋白质含量(约10%) 高于CM , 故密度较CM 大, 近于1. 006。LDL 含胆固醇及胆固醇酯最多, 约40%～50%。HDL 含蛋白质量最多, 约50%, 故密度最高, 颗粒最小。
载脂蛋白迄今已发现有18种, 主要有apo
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功能性蛋白举例
王宜磊于夫俊
(山东省菏泽师专生物系274015) (山东省济宁市第二中学272000)
自19世纪中叶荷兰化学家Ger ar dus Mul-der 从动物组织和植物体中提取出蛋白质以来, 人们发现了越来越多的蛋白质, 据估计生物界中蛋白质的种类可达1010～1012之多; 在这如此众多的蛋白质中, 功能性蛋白发挥着极其重要的生理功能。
功能性蛋白也有人称其为活性蛋白, 它们的特点是都有识别功能, 能与其他分子特异性结合, 完成各种复杂的生命活动。在结构上主要是一些球状蛋白质。主要的功能性蛋白有:1 酶蛋白
细胞的生长和繁殖、代谢物的合成和分解、能量的产生和利用, 这些过程所需要的物质都是通过无数的生物化学反应来提供的, 而这些反应又都是在一类特殊蛋白质——酶蛋白的催化下完成的。酶的催化效率极高, 且具有高度的专一性, 也正是这种高度的专一性使一种特定的酶只能作用于一种或少数几种结构相似的化合物, 这就要求有各种不同的酶去作用于不同的化合物。现在被分离鉴定的酶已超过2000种。在酶的作用下, 生物细胞才得以合成各种复杂的化合物, 也才能使各种大分子物质被分解、吸收和利用, 且这些反应都要在适合于生物体本身的温度、压力和pH 值等非常温和的条件下进行, 能使生物细胞按照这种方式进行化学转变是蛋白质最重要的功能之一。
如淀粉酶使淀粉分解形成葡萄糖; 蛋白酶、肽酶使蛋白质分解为氨基酸; 溶菌酶使细菌细胞壁中的肽聚糖被破坏; 凝血系统酶的有序作用使凝血过程得以有条不紊地进行, 合成酶能合成多种体内所需要的大分子物质。2 运输蛋白
有些蛋白质起载体的作用可以运输特定的物质到达必须的部位, 使其完成特定的功能, 这
16种蛋白质称为运输蛋白。象哺乳动物的血红蛋白能将氧从氧气充裕的肺内运送到各个组织中去; 血清蛋白能与游离脂肪酶等多种物质结合, 并将这些物质在脂肪组织与身体的其他部位间运送(最典型的 1-脂蛋白可随血流运输脂肪) ; 铁传递蛋白能传递血液中的铁。无脊椎动物体内的血蓝蛋白, 大豆根瘤中的豆血红蛋白也起着输送氧气的作用。另外还有一些能携带物质通过细胞膜进出细胞的蛋白质, 如细菌过膜运输中的载体蛋白等, 它们都属于运输蛋白。3 运动蛋白
参与运动功能的蛋白质种类较多。如脊椎动物中骨骼肌的主要成分就是肌动蛋白和肌球蛋白, 肌肉的收缩就是靠着这两种互相联系的平行丝状蛋白相对滑动来完成的; 细菌的运动器官——鞭毛也是由鞭毛蛋白组成的; 绿藻的运动也离不开蛋白质; 有丝分裂的完成, 精子的运动等都与运动蛋白有关, 所以绝大多数生物的运动和收缩过程都是运动蛋白参与的结果。4 免疫球蛋白
脊椎动物的免疫系统能抵抗外来的入侵物质, 如病毒、细菌以及其他机体的细胞, 当外来的这些入侵物质(抗原) 进入机体后就会激发机体的免疫系统而产生特异性的免疫球蛋白(抗体) , 通常每一种抗体对于相应的某一特定抗原具有高度的专一性, 抗原与抗体结合形成抗原-抗体复合物, 使入侵物质——抗原失活而排出体外, 从而消除外来物质对机体的干扰。由此看来蛋白质不仅参与了高等动物的免疫反应, 而且起着重要的作用, 由于抗原和抗体结合的高度专一性, 必然有数量众多的抗体作用于不同的抗原物质, 据估计抗体的类型可能有100万种, 即免疫球蛋白可能有100万种之多。5 毒蛋白
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动物、植物和微生物都可以产生某些特殊的物质来防御敌害, 这些物质中绝大多数是蛋白质类物质, 由于它们对高等动物具有毒性, 故称为毒蛋白。蝎类能产生毒性很强的蝎毒蛋白, 用来攻击敌害, 保护自己; 蛇类产生的神经毒素和心脏毒素其主要成分也是小分子量的蛋白质; 毒蘑菇中的相当一部分蘑菇毒素也是蛋白质; 细菌产生的毒素, 象毒性极强的肉毒梭菌毒素(人的致死量小于1 m ) 和破伤风痉挛毒素、白喉杆菌毒素等外毒素均是蛋白质。6 激素蛋白
激素是由特殊细胞所产生的一类物质, 它们通过与靶细胞或系统内其它器官的相互作用来发挥其代谢上的功能, 其实许多激素本身就是蛋白质, 这样的蛋白质称为激素蛋白, 它们在
生物合成上具有重要的功能。象胰高血糖素、胰岛素、胃泌素、生长激素、促甲状腺激素、促肾上腺皮质激素和 -促脂解激素等均是蛋白质。
除功能性蛋白外尚有贮藏蛋白(如鸡卵清蛋白、牛奶酪蛋白等) 和结构蛋白(如毛发角蛋白、结缔组织中的胶原蛋白) 等, 它们一般不具有活性功能, 只是作为结构物质和贮藏物质存在。7 参考文献
1 [美]杰弗里・佐贝. 生物化学. ; 上海:复旦大学出版社,
1992, 1～32.
2 武汉大学、复旦大学生物系微生物学教研室. 微生物学.
北京:高等教育出版社, 1987, 172～174, 373～420. 3 沈同. 生物化学. 北京:人民教育出版社, 1983, 219～309. 4 周衍椒. 生理学. 北京:人民卫生出版社, 1984, 192～197.
脂蛋白与载脂蛋白
马文习
(山东省胶南市第二中学266409)
脂质是生物体内的一类重要物质, 包括各种脂肪酸、甘油酯、类固醇、磷脂和糖苷脂等, 其共同特点之一是在水溶液中溶解度低, 甚至完全不溶。脂质能提供高能量, 脂溶性维生素和必需脂肪酸也主要存在于食物的脂肪部分。在体内, 脂质的生理功能除了作为能量的利用和储存方式, 也是细胞膜的主要结构成份, 同时在体温的维持、神经冲动的传导等方面也起着重要作用。
体内的脂质和身体里的其它分子一样, 处于活跃的代谢过程中:由食物中吸收的脂质要经过血液循环转运到各种组织去利用和储存, 组织中的脂质则转化为能量和水, 或转化为其它物质。然而, 由于脂质不能直接溶解在体内的水溶液中, 必须与一类能和脂质及脂溶性物质结合的蛋白质结合在一起才能转运, 具有此功能的蛋白质即称为载脂蛋白(apo ) 。
脂蛋白是载脂蛋白和脂质结合的复合蛋
白, 血浆脂蛋白主要由蛋白质、甘油三酯、磷脂、胆固醇及其酯组成。其基本结构为胆固醇脂和甘油三酯等中性脂质被磷脂等极性脂质和载脂蛋白包绕在中心。脂质不溶于水, 密度比水小, 因而所有血浆脂蛋白的一个基本理化性质是水合密度比其它血浆蛋白低。根据这一性质, 人血浆脂蛋白可用超离心方法分为4个主要组分:极低密度脂蛋白(VLDL ) , 低密度脂蛋白(LDL ) , 高密度脂蛋白(HDL ) 和乳糜微粒
(CM ) 。乳糜微粒颗粒最大, 含甘油三酯最多, 达80%～95%, 蛋白质最少, 约1%, 故密度最小, 小于0. 95, 血浆静置即可漂浮。VLDL 含甘油三酯多, 达50%～70%, 但其蛋白质含量(约10%) 高于CM , 故密度较CM 大, 近于1. 006。LDL 含胆固醇及胆固醇酯最多, 约40%～50%。HDL 含蛋白质量最多, 约50%, 故密度最高, 颗粒最小。
载脂蛋白迄今已发现有18种, 主要有apo
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