蛋白质的元素组成

一、蛋白质的元素组成蛋白质是一类含氮有机化合物，除含有碳、氢、氧外，还有氮和少量的硫。

某些蛋白质还含有其他一些元素，主要是磷、铁、碘、锌和铜等。

各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。

按照蛋白质的组成，可以分为1.简单蛋白(simple protein) ：又称为单纯蛋白质；这类蛋白质只含由α-氨基酸组成的肽链，不含其它成分。

（1）清蛋白和球蛋白：albumin and globulin广泛存在于动物组织中。

清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。

（2）谷蛋白(glutelin)和醇溶谷蛋白(prolamin)：植物蛋白，不溶于水，易溶于稀酸、稀碱中，后者可溶于70－80％乙醇中。

（3）精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在与细胞核中。

（4）硬蛋白：存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织中，分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。

2.结合蛋白(conjugated protein)：由简单蛋白与其它非蛋白成分结合而成（1）色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。

如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。

（2）糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。

如细胞膜中的糖蛋白等。

（3）脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。

如血清α-，β-脂蛋白等。

（4）核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。

如细胞核中的核糖核蛋白等。

（5）色蛋白：由简单蛋白与色素结合而成。

如血红素、过氧化氢酶、细胞色素c等。

（6）磷蛋白：由简单蛋白质和磷酸组成。

如胃蛋白酶、酪蛋白、角蛋白、弹性蛋白、丝心蛋白等。

依据蛋白质的营养价值分类：按照蛋白质含的必需氨基酸的种类、数量、比例可分为完全蛋白、半完全蛋白和不完全蛋白。

1.完全蛋白：必需氨基酸的种类齐全、数量充足、比例恰当。

2.半完全蛋白：必需氨基酸的种类齐全、但有的氨基酸数量不足、比例不恰当。

3.不完全蛋白：必需氨基酸的种类不全。

蛋白质的功能一、构成和修复组织；二、调节生理功能；三、供给机体热能。

氨基酸为L-α-氨基酸(L-α-amino acid)，其结构通式如下：必需氨基酸的定义、种类氨基酸模式(amino acid pattern)：某种蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。

第一章，蛋白质的结构与功能本章要点一、蛋白质的元素组成：主要含有碳、氢、氧、氮、硫。

各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16％，蛋白质是体内的主要含氮物质。

1.蛋白质的动态功能：化学催化反应、免疫反应、血液凝固、物质代谢调控、基因表达调控和肌收缩等。

2.蛋白质的结构功能：提供结缔组织和骨的基质、形成组织形态等。

二、氨基酸1.人体内所有蛋白质都是以20种氨基酸为原料合成的多聚体，氨基酸是组成蛋白质的基本单位。

2.存在于自然界中的氨基酸有300余种，但被生物体直接用于合成蛋白质的仅有20种，且均属L-α-氨基酸（除甘氨酸外）。

3.体内也存在若干不参与蛋白质合成但具有重要作用的L-α-氨基酸，如参与合成尿素的鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸代琥珀酸。

4.20种氨基酸根据其侧链的结构和理化性质可分为5类：⑴非极性脂肪族氨基酸：侧链只有C、H原子。

⑶含芳香环的氨基酸：侧链中有了芳香环。

⑷酸性氨基酸：侧链中有了羧基。

芳香族氨基酸中苯基的疏水性较强，酚基和吲哚基在一定条件下可解离；酸性氨基酸的侧链都含有羧基；而碱性氨基酸的侧链分别含有氨基、胍基或咪唑基。

5.20种氨基酸具有共同或特异的理化性质：⑴氨基酸具有两性解离的性质。

①所有氨基酸都含有碱性的α-氨基和酸性的α-羧基，可在酸性溶液中与质子（H＋）结合呈带正电荷的阳离子（），也可在碱性溶液中与（OH-）结合，失去质子变成带负电荷的阴离子（）。

②氨基酸是一种两性电解质，具有两性解离的特性。

③在某一PH的溶液中，氨基酸解离成阳离子和阴离子的趋势及程度相等，成为兼性离子，呈电中性，此时溶液的PH称为该氨基酸的等电点。

④取兼性离子两边的pK值的平均值，即为此氨基酸的pI值：pI=1/2（pK1+pK2）⑵含共轭双键的氨基酸具有紫外线吸收性质①含有共轭双键的色氨酸、酪氨酸的最大吸收峰在280nm波长附近。

②由于大多数蛋白质含有酪氨酸和色氨酸残基，所以测定蛋白质溶液280nm的光吸收值，是分析溶液中蛋白质含量的快速简便的方法。

《蛋白质》思考题二、判断题1、蛋白质主要是由C、H、O和N四种元素组成。

√2、蛋白质元素组成的特点是含氮量比较接近，平均为6．25%。

3、氨基酸有D型和L型两种构型，故组成蛋白质的氨基酸也有D型和L型。

4、丙氨酸和苯丙氨酸各自都有一个氨基和一个羧基，所以它们的等电点是相同的。

5、组成蛋白质的所有氨基酸都含有手性碳原子。

６、维持蛋白质二级结构的主要次级键是二硫键。

７、组成蛋白质的氨基酸只有20种。

8、所有α-氨基酸都与茚三酮发生反应呈蓝紫色。

9、蛋白质的四级结构是指各亚基间以共价键相连聚合而成,有一定空间结构的聚合体。

10、蛋白质的分子结构决定它的生物学活性。

√11、蛋白质都具有四级结构。

12、蛋白质的等电点可以有很多个，而等离子点只有一个。

√13、蛋白质分子净电荷为零时的溶液pH值是该蛋白质的等电点。

√14、人体体液中很多蛋白质的等电点在pH=5、0左右，所以这些蛋白质在体液中主要以负离子形式存在。

√15、分子量相同的蛋白质在电场中泳动的速度也相同。

16、蛋白质溶液稳定的主要因素是蛋白质分子表面可以形成水化膜，并在偏离等电点时带有相同电荷。

√17、用透析方法可以分离提纯蛋白质，其原理是蛋白质分子可以透过半透膜。

18、蛋白质都能发生双缩脲反应. √19、蛋白质变性后会沉淀，沉淀的蛋白质也一定已变性。

20、食物蛋白经加热变性后，一级结构被破坏，肽键断裂，故而更易被人体所吸收。

三、填空题1、组成蛋白质的编码氨基酸主要有 20 种，它们除甘氨酸外都是 L 型α-氨基酸。

其中酸性氨基酸有 Glu 和 Asp ，碱性氨基酸有 Lys 、 Arg 和His 。

2、测得某生物样品含蛋白质12、5g该样品中含氮 2 g。

3、组成蛋白质的氨基酸中含有巯基的氨基酸是 Cys 。

4、肽键是蛋白质一级结构的主键，维持蛋白质空间结构的副键有离子键、氢键、范德华力、疏水键、二硫键。

5、蛋白质二级结构主要有α- 螺旋和β- 折叠两种形状，维持其稳定结构的副键是氢键。

第二节生命活动的主要承担者——蛋白质一、蛋白质元素组成：（1）都含C、H、O、N（2）有的还有P、S、Fe、Zn、Cu、B、Mn、I等（3）一般含S，原因-s-s-,含S氨基酸、起始密码中的甲硫氨酸含有硫，另外半胱氨酸含有硫元素二、蛋白质的含量（1）蛋白质占细胞占鲜重７－１０％（2）干重５０％以上，是含量最多的有机物（3）因分子量大——高分子化合物三、蛋白质的基本单位（单体）——氨基酸基本单位（单体）——高分子化合物（多聚体）1、种类（1）组成生物体的氨基酸：约20种（已经发现的）（2）必需8种：人体必须从外界环境（食物）中摄取，自身不能转化形成。

有：甲硫氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸（婴儿多一个：组氨酸）（3）非必需氨基酸：自身可以合成的氨基酸2、通式C2H4O2N-R（分子量——74+R）3、特点（1）每种α氨基酸至少都含有一个氨基（-NH2）和一个羧基(-COOH)，并且都有一个氨基（-NH2）和一个羧基(-COOH)连在同一碳原子上；（2）各种氨基酸的区别在于Ｒ基的不同。

R基决定氨基酸的种类和理化性质。

（3）例：甘氨酸—（—H）,丙氨酸-（-CH3），缬氨酸-（ -CH-(CH3)2 ）,亮氨酸--（-CH2-CH-(CH3)2 ）四、蛋白质的化学结构1、脱水缩合（1）定义：脱水缩合（只针对蛋白质形成过程）：一个氨基酸分子的羧基（－COOH）和另一个氨基酸分子的氨基（－NH2）相连接，形成肽键，同时脱去一分子的水的结合方式。

（2）过程（3）广义的脱水缩合，小分子合成大分子过程中，形成水的反应，如：多糖和核酸的形成等也脱水（4）形成肽键的羧基（－COOH）和氨基（－NH2）均不来自R基（5）场所：核糖体（翻译过程——条件：酶、20种氨基酸、ATP、mRAN、tRNA）2、肽链（1）定义：由多个氨基酸分子脱水缩合而成，含有多个肽键的化合物，叫多肽（含几个氨基酸就叫几肽）。

蛋白质的分子组成
(一)蛋白质的元素组成及特点
蛋白质主要由碳、氢、氧、氮等元素组成。

氮最恒定平均为16%(计算题)。

(二)蛋白质的基本结构
组成蛋白质的基本结构：氨基酸，共有20种，均为L-α-氨基酸(甘氨酸除外，因不含手性碳原子)。

(三)氨基酸的分类
1.非极性脂肪族氨基酸7种(脯氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、丙氨酸、甘氨酸和甲硫氨酸、)
2.极性中性氨基酸5种(苏氨酸、天冬酰胺、丝氨酸、半胱氨酸和谷氨酰胺)
3.含芳香环氨基酸3种(酪色苯)
4.酸性氨基酸2种(天冬氨酸和谷氨酸)
5.碱性氨基酸3种(赖氨酸、精氨酸和组氨酸)
记忆：冬天(天冬氨酸)的谷(谷氨酸)子是酸的，
捡(碱性氨基酸)来(赖氨酸)精(精氨酸)煮(组氨酸)。

蛋白质所含元素蛋白质是人类和其他生物体的重要组成部分，它们是有机分子中的主要成分，也是构成生物细胞的主要成分。

蛋白质由氨基酸残基组成，这些残基又由碳、氢、氧、氮和其他元素组成。

因此，要了解蛋白质所含元素，首先要了解蛋白质的构成。

一、蛋白质的构成蛋白质是由一系列氨基酸残基组成的复杂有机物。

每一种氨基酸残基又由碳、氢、氧、氮和其他元素组成。

根据氨基酸残基的结构，氨基酸可以分为20种不同的类别，例如谷氨酸、苏氨酸、缬氨酸等，它们分别具有不同的结构特征和功能。

二、蛋白质所含元素除了碳、氢、氧、氮四种元素外，蛋白质中还含有硫、氯、磷、硒、钙、镁、铝等多种元素。

这些元素具有不同的生物学功能，如硫可以改变蛋白质的构象和功能，钙在蛋白质结构中具有重要作用；硒可以参与蛋白质的活化，而铝则可以调节蛋白质的表达。

而磷则可以参与蛋白质的结合反应，氯则可以调节蛋白质的稳定性。

三、蛋白质的功能蛋白质具有多种功能，它们可以参与细胞的代谢，还可以参与细胞的生长和分裂，还可以参与细胞的信号传导，以及可以参与细胞的免疫应答。

此外，蛋白质还可以参与细胞的膜质结构建设，以及参与细胞器的构建，从而实现细胞的功能。

四、蛋白质缺乏如果身体缺乏蛋白质，会导致身体发生严重的疾病，如贫血、肌营养不良症、儿童发育迟缓等。

此外，蛋白质缺乏还会导致免疫功能下降，从而使人们容易患上感染性疾病。

五、蛋白质的补充为了预防蛋白质缺乏，人们可以通过补充蛋白质来改善身体健康。

蛋白质可以通过食物的方式进行补充，例如牛奶、鸡蛋、豆类、肉类等富含蛋白质。

此外，人们也可以通过食用蛋白质补充剂，如蛋白粉、氨基酸等，来补充蛋白质。

总结蛋白质是生物体的重要组成部分，它们是有机分子的主要成分，也是构成生物细胞的主要成分，是维持生命活动的重要物质。

蛋白质是由一系列氨基酸残基组成，这些残基又由碳、氢、氧、氮和其他元素组成。

蛋白质具有多种功能，但是如果身体缺乏蛋白质，会导致身体发生严重的疾病，所以为了预防蛋白质缺乏，人们可以通过补充蛋白质来改善身体健康。

蛋白质元素组成的特点蛋白质是生命体内最重要的有机物之一，由氢、碳、氧、氮和少量的硫组成。

它们是由氨基酸单元连接在一起形成的聚合物，具有复杂的三维空间结构。

蛋白质在生物体中扮演着多种多样的重要角色，包括结构支持、酶催化、信号传递、运输和免疫响应等。

首先，蛋白质的元素组成特点之一是含有氮。

氮是蛋白质中唯一的非碳水化合物元素，这使得蛋白质比其他生物分子更加复杂和多样化。

氮原子是构成氨基酸的基本成分，它们通过肽键连接在一起形成多肽链。

氮原子的存在使得蛋白质能够形成独特的结构和功能，例如螺旋、折叠和结构域。

其次，蛋白质的元素组成特点之二是含有硫。

硫是蛋白质中的一个重要元素，它参与了二硫键的形成。

二硫键是蛋白质结构中非常重要的化学键，它能够稳定蛋白质的立体结构。

二硫键在蛋白质的折叠、稳定和功能中起着至关重要的作用。

例如，二硫键可以稳定蛋白质的螺旋和折叠结构，使蛋白质具有特定的功能和特性。

此外，蛋白质的元素组成特点之三是含有氧、碳和氢。

氧、碳和氢是构成蛋白质骨架的基本元素。

碳原子通过共价键连接氢和氧原子，形成蛋白质的主要结构单元，氨基酸。

氧原子参与了氨基酸侧链的形成，这决定了蛋白质的特定功能和稳定性。

碳和氢原子在蛋白质的骨架中起着支撑和稳定的作用。

此外，蛋白质的元素组成特点之四是含有磷。

虽然磷在大多数蛋白质中的含量很少，但在一些特定的蛋白质中，如磷酸化蛋白质，磷起着关键的功能作用。

磷酸基团的存在可以调节蛋白质的结构和功能，影响其与其他分子的结合和相互作用。

综上所述，蛋白质的元素组成特点是含有氢、碳、氧、氮和少量的硫和磷。

这些元素的存在赋予了蛋白质复杂的结构和多样化的功能。

蛋白质的元素组成是其特异性结构和功能的基础，对于维持生物体的正常功能以及各种生物学过程至关重要。

蛋白质的各元素比例蛋白质是构成人体组织的重要营养物质，其含有的各种元素比例对于人体健康和生理功能发挥起着重要作用。

蛋白质是由氮、碳、氢、氧和硫等元素组成的大分子化合物，其中氮元素是蛋白质中独有的元素，也是区分蛋白质与碳水化合物和脂肪的重要特征。

在蛋白质的元素比例中，氮元素的含量是非常关键的。

蛋白质中氮元素的比例通常在16%-18%左右，这也是蛋白质相对于碳水化合物和脂肪的一个显著特征。

氮元素在蛋白质中扮演着重要的角色，它是蛋白质中氨基酸的组成元素，通过氨基酸的连接形成蛋白质的分子结构，氮元素的含量也可以反映蛋白质的质量和含量。

除氮元素外，碳、氢和氧元素在蛋白质中的比例也是不可忽视的。

碳元素是蛋白质中的主要元素之一，其含量占据了蛋白质分子的大部分，是构成蛋白质分子骨架的重要组成元素。

氢元素在蛋白质中的含量也较高，主要是构成蛋白质分子中的氨基基团的组成元素。

氧元素的含量相对较低，但是也是蛋白质分子中的重要元素，参与蛋白质分子的氧化还原反应和结构稳定性的维持。

此外，硫元素在蛋白质中的含量也是非常重要的。

硫元素主要存在于蛋白质的硫氨基酸中，是蛋白质中的一个重要元素，参与蛋白质的立体构象和功能性质的维持。

硫元素的含量也可以反映蛋白质的含硫氨基酸的质量和含量，对蛋白质的生物活性和生理功能具有重要的影响。

总的来说，蛋白质的各元素比例是蛋白质分子的重要特征，氮元素的含量是蛋白质的独有标志，碳、氢、氧和硫等元素的比例也是蛋白质质量和功能的重要指标。

了解蛋白质的各元素比例，有助于我们更深入地理解蛋白质的结构和功能，为合理膳食和营养摄入提供科学依据。

因此，保持蛋白质的合理比例，对于维持人体健康和促进生长发育是非常重要的。

蛋白质元素组成的特点
蛋白质是由氨基酸按照一定的序列组成的大分子，其化学元素组成主要包括碳、氢、氧、氮等元素。

其中，氮是蛋白质元素组成的主要特点之一，与其它有机化合物（如糖类、脂类等）相比，蛋白质的含氮量更高，通常达到15%以上。

此外，蛋白质还含有一定量的硫、磷、铁、镁等元素，这些元素对蛋白质的结构和功能有着重要的影响。

在人体内，蛋白质是组成人体细胞、组织和器官的重要基础物质，其元素组成的特点直接影响着其生物学功能。

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蛋白质分子的元素组成特点是
特点是一切蛋白质都含氮元素，且各种蛋白质的含氮量很接近，平均为16%。

蛋白质是以氨基酸为基本单位构成的生物高分子。

蛋白质分子上氨基酸的序列和由此形成的立体结构构成了蛋白质结构的多样性。

所有的蛋白质都含有碳（50-60%）、氢（6-8%）、氧（19-24%）、氮（13-19%）；大多数蛋白质含有硫（4%以下）；有些蛋白质含有磷；少数蛋白质含有金属元素（如铁、铜、锌、锰等）；个别蛋白质含有碘。

蛋白质是组成人体一切细胞、组织的重要成分。

机体所有重要的组成部分都需要有蛋白质的参与。

一般说，蛋白质约占人体全部质量的18%，最重要的还是其与生命现象有关。

蛋白质占人体重量的16%-20%，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质9.6-12kg。

人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。

含氮量计算蛋白质含量
蛋白质是三大供能营养素之一，接下里我们先系统的了解一下蛋白质。

蛋白质的组成元素主要有：碳、氢、氧、氮、硫，有些还含有磷、铁、碘、锰、锌等元素。

含量分别为：碳50~55%、氢6.7~7.3%、氧19~24%、氮13~19%、硫0~4%。

脂肪和碳水化合物只含有碳、氢、氧，不含氮，所以蛋白质是氮元素的唯一来源。

蛋白质含量的计算
氮元素来源于蛋白质，只要测定了含氮量，就可以测出蛋白质的大致含量：
蛋白质的含量=样品中的含氮量*氮折算成蛋白质的折算系数
不同食物蛋白质中的含氮量是有差别的，所以折算系数有差别，比如：小麦的折算系数是
5.83，大米的是5.95，玉米
6.25、花生5.46、鸡蛋6.25、肉类和鱼类6.25、乳及乳制品为
6.38等等。

我们知道蛋白质的含氮量为13~19%，则折算系数为（100/百分比）5.26~7.69，由于大多数蛋白质的含氮量非常接近，平均约为16%，所以每克氮相当于6.25g蛋白质，即折算系数为6.25。

那么，
蛋白质含量=含氮量*6.25。

这就是获得某种食物中蛋白质含量的方法，即去测定氮元素的含量，然后乘上6.25，即可达到蛋白质的大致含量。