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蛋白质的分类及理化性质简介

2025-12-13 10:20:45点击:



一、蛋白质的分类



通常按照蛋白质的结构、形态和物理特性对其进行分类,不同分类方法间往往也有交错重叠的情况。


一般可分为纤维蛋白、球状蛋白和结合蛋白三大类。


1. 纤维蛋白


(1)胶原蛋白


胶原蛋白是软骨和结缔组织中的主要蛋白质,一般占哺乳动物体蛋白质总量的30%左右。


胶原蛋白不溶于水,对动物消化酶有抗性,但在水或稀酸、稀碱中煮沸易变成可溶的、易消化的明胶。胶原蛋白含有大量的羟脯氨酸和少量羟赖氨酸,缺乏半胱氨酸、胱氨酸和色氨酸。


(2)弹性蛋白


弹性蛋白是构成弹性组织,如腱和动脉的蛋白质,不能转变成明胶。


(3)角蛋白


角蛋白是构成羽毛、毛发、爪、喙、蹄、角以及脑灰质、脊髓和视网膜神经的蛋白质。它们不易溶解和消化,含较多的胱氨酸(14%~15%)。


粉碎的羽毛和猪毛,在0.68~0.91MPa蒸气压力下加热处理1h,其消化率可提高到70%~80%,胱氨酸含量则减少5%~6%。


2.球状蛋白


(1)清蛋白


主要有卵清蛋白、血清蛋白、豆清蛋白、乳清蛋白等,溶于水,加热凝固。


(2)球蛋白


球蛋白可用5%~10%的NaCl溶液从动植物组织中提取。不溶或微溶于水,可溶于中性盐的稀溶液中,加热凝固。血清球蛋白、血浆纤维蛋白原、肌浆蛋白、豌豆的豆球蛋白等都属于此类蛋白质。


(3)谷蛋白


麦谷蛋白、玉米谷蛋白、大米的米精蛋白等属于此类蛋白质。不溶于水或中性溶液,溶于稀酸或稀碱。


(4)醇溶蛋白


玉米醇溶蛋白、小麦和黑麦的麦醇溶蛋白、大麦的大麦醇溶蛋白属于此类蛋白质。不溶于水、无水乙醇或中性溶液,溶于70%~80%的乙醇。


(5)组蛋白


组蛋白含碱性氨基酸较多,属于碱性蛋白,溶于水。大多数组蛋白在活细胞中与核酸结合,如血红蛋白的珠蛋白和鲭鱼精子中的鲭组蛋白。


(6)鱼精蛋白


鱼精蛋白是低分子蛋白质,含碱性氨基酸多,溶于水。如鲑鱼精子中的鲑精蛋白、鲟鱼的鲟精蛋白、鲱鱼的鲱精蛋白等。鱼精蛋白在鱼的精细胞中与核酸结合。


3. 结合蛋白


结合蛋白是蛋白质再结合一个非氨基酸的基团(辅基),如核蛋白(脱氧核糖核蛋白、核糖体)、磷蛋白(酪蛋白、胃蛋白酶)、金属蛋白(细胞色素氧化酶、铜蓝蛋白、黄嘌呤氧化酶)、脂蛋白(卵黄蛋白、血脂蛋白)、色蛋白(血红蛋白、细胞色素C、黄素蛋白、视网膜中与视紫质结合的水溶性蛋白)及糖蛋白(γ球蛋白、半乳糖蛋白、甘露糖蛋白、氨基糖蛋白)等。


二、蛋白质的理化性质


蛋白质的主要理化性质如下:


1. 大小


蛋白质的相对分子质量一般为1×104~1×106或更高。多数蛋白质含有多个亚基,有的蛋白质是多亚基复合物的一部分。


2. 形状


蛋白质的形状有近似球状(球形)的,也有很不对称的。蛋白质溶液通过离心力作用时,或通过膜、凝胶过滤颗粒或电泳凝胶中的小孔运动时,都会受到其形状的影响。


例如,考虑两种质量相同的单体蛋白质,一种是球状的,另一种是雪茄状的。在甘油梯度离心时,球状蛋白质具有较小的有效半径(斯托克斯半径),因而通过溶液沉降时,遇到的摩擦力较小。这样,球状蛋白就会沉降得较快而显得比雪茄状蛋白大。反之,在大小排阻层析时,上述斯托克斯半径较小的球状蛋白质更容易扩散入凝胶过滤填料的小孔内,较迟洗脱出来,因而显得比雪茄状蛋白质要大。


3.胶体性质  


蛋白质由于分子质量大,在溶液中可以达到胶体质点的范围,从而具有布朗运动、光散射现象、不能透过半透膜以及吸附能力等胶体溶液的一般性质。


另外,蛋白质水溶液因表面具有水化层和同性电荷而形成一种比较稳定的亲水胶体。


4. 两性解离与等电点


蛋白质在纯水溶液中和结晶状态下都可以两性离子的形式存在。蛋白质在溶液中的带电情况主要取决于溶液的pH。


一般来说,含酸性氨基酸较多的酸性蛋白,等电点偏低;含碱性氨基酸较多的碱性蛋白,等电点偏高。


对于变性的蛋白质,可由其酸性氨基酸与碱性氨基酸的比例来判断。对于天然蛋白质,由于其R基团不能完全暴露在外,故不易判断。人和动物体内多数蛋白质的等电点为5左右,所以在生理条件下,多以负离子形式存在。


5. 沉淀反应


蛋白质分子聚集而从溶液中析出的现象,称为蛋白质的沉淀反应。


蛋白质沉淀可能是变性沉淀,也可能是未变性沉淀,这取决于沉淀的方法和条件。中性盐沉淀属于不变性沉淀反应;有机溶剂、加热、重金属盐和生物碱试剂易使蛋白质发生变性沉淀反应。


6. 紫外吸收


大部分蛋白质均含有带芳香环的苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸,这三种氨基酸在280nm附近有最大吸收,因此,大多数蛋白质在280nm附近显示强的吸收峰。


7. 颜色反应


蛋白质是由氨基酸通过肽键构成的化合物,因此,蛋白质的颜色反应实际上是其氨基酸的一些基团以及肽键等与一些试剂所产生的化学反应,并非是蛋白质的特异反应。


蛋白质的颜色反应很多,常见的有双缩脲反应、酚试剂反应(酪氨酸的酚基将福林试剂还原)、茚三酮反应和考马斯亮蓝反应(染料结合法)。