第三章植物蛋白质
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植物蛋白质组学植物蛋白质组学(Plant Proteomics)是蛋白质组学领域的一个分支,旨在研究植物蛋白质的组成、结构、功能、相互作用及调控机制等,其研究方法与蛋白质组学类似,涉及的核心技术包括蛋白质的分离、纯化、鉴定、功能注释、相互作用研究和表达调控研究等。
植物蛋白质组学的研究,不仅能为植物生长发育和逆境适应的规律提供物质基础,也能为农作物抗逆性和品质改良提供理论根据和解决途径。
通过对不同生长条件下、不同植物品种以及正常与逆境个体间的蛋白质组比较分析,我们可以找到某些"特异性的蛋白质分子",它们可成为遗传改良和生物技术策略的分子靶点,或者为生态环境变化对植物生长的影响提供分子标志。
百泰派克生物科技BTP植物蛋白质组学服务内容。
1.蛋白质鉴定与功能注释。
利用高分辨质谱(Thermo Fisher的Q Exactive质谱、Orbitrap质谱)技术我结合生物信息学数据库和软件,对检测到的蛋白质进行鉴定,同时为其提供详细的功能注释。
2.蛋白质组定量分析。
提供标记(iTRAQ、TMT、SILAC )与非标记方法(Label Free),对蛋白质进行定量分析。
3.蛋白质相互作用研究。
采用免疫沉淀(IP)、免疫共沉淀(Co-IP)或亲和纯化质谱(AP-MS)等方法,研究您感兴趣的蛋白质与其他蛋白质之间的相互作用,后续基于液质联用技术(LC-MS/MS)对IP、Co-IP样品及GST融合蛋白Pull-down等纯化样本中的蛋白/蛋白混合物进行质谱鉴定。
4.蛋白质翻译后修饰(PTM)分析。
提供磷酸化/糖基化/泛素化/乙酰化/甲基化/二硫键/亚硝基化等翻译后修饰鉴定,包括修饰位点以及修饰定量。
5.蛋白质表达差异分析。
通过比较不同处理条件下的植物蛋白质组数据,进行蛋白质表达差异统计分析(韦恩图、火山图)和聚类分析(层次聚类分析、K-means聚类分析)。
植物蛋白质组学技术的应用。
1.基因研究。
植物蛋白质量及加工处理方法对营养消化影响1. 引言植物蛋白质是人类主要的蛋白质来源之一。
然而,与动物蛋白相比,植物蛋白质的质量通常较差,其中一部分原因是其不完全的氨基酸组成。
因此,为了提高植物蛋白质的质量以及促进其在人体内的消化吸收,加工处理方法的选择变得至关重要。
2. 植物蛋白质质量的影响因素植物蛋白质质量受多种因素的影响,包括氨基酸组成、纤维含量、抗营养物质和抗营养因子等。
下面将详细介绍这些因素。
2.1 氨基酸组成氨基酸是蛋白质的组成单位,不同的氨基酸组成会导致蛋白质的质量差异。
植物蛋白质通常缺乏一些必需氨基酸,特别是赖氨酸、蛋氨酸和色氨酸。
这导致植物蛋白质的生物学价值较低,也使其在人体内的消化吸收能力相对较差。
2.2 纤维含量植物蛋白质通常伴随着较高的纤维含量。
纤维是植物细胞壁的主要成分,包括纤维素、半纤维素和果胶等。
高纤维含量会增加蛋白质的粘稠度和凝胶性,从而降低其在胃肠道的消化速度和消化率。
这使得植物蛋白质比动物蛋白质更难以消化,从而影响其在人体内的营养吸收。
2.3 抗营养物质某些植物蛋白质含有抗营养物质,如皂苷、类黄酮和酚酸等。
这些物质可以干扰消化酶的活性,降低蛋白质的消化吸收率。
此外,它们可能导致植物蛋白质在人体内的释放速度较慢,进一步影响其营养效果。
2.4 抗营养因子除了抗营养物质外,植物蛋白质还包含一些抗营养因子,如胰蛋白酶抑制剂和木酮酸酯酶抑制剂等。
这些因子可以抑制人体内一些关键消化酶的活性,从而降低蛋白质的消化速度和效率。
3. 植物蛋白质的加工处理方法为了提高植物蛋白质的质量和促进其在人体内的消化吸收,许多加工处理方法已经被开发和应用。
以下是目前常用的加工处理方法的介绍。
3.1 提取和分离植物蛋白质可以通过提取和分离工艺从原材料中分离出来。
这种方法可以去除一部分纤维和抗营养物质,从而提高蛋白质的纯度和可消化性。
常用的提取方法包括溶剂提取、水解和酶解等。
3.2 热处理热处理是一种常用的植物蛋白质加工方法,如蒸煮、烘烤和烘干等。
植物蛋白质分解为各种氨基酸
植物蛋白质是由多种氨基酸组成的,当植物蛋白质被消化系统
分解时,蛋白质链被酶分解为各种氨基酸。
这个过程通常发生在胃
和小肠中。
在胃中,胃酸和胃蛋白酶开始将蛋白质分解成较小的肽链。
然后,这些部分进入小肠,在那里胰蛋白酶、肽酶和脂肪酶等
酶进一步分解蛋白质,最终将其分解成单个的氨基酸。
氨基酸是蛋白质的基本组成单位,它们对身体的正常功能至关
重要。
一旦植物蛋白质被分解成氨基酸,这些氨基酸就可以被吸收
和运输到身体的各个部位,用于合成新的蛋白质、细胞修复和生长、酶的合成以及其他生物化学过程。
此外,植物蛋白质分解为氨基酸还具有重要的营养意义。
因为
人体无法直接吸收蛋白质,只有将其分解为氨基酸后才能被有效吸
收利用。
植物蛋白质中的氨基酸组成也影响着蛋白质的营养价值和
生物利用率。
总的来说,植物蛋白质分解为各种氨基酸是一个复杂而重要的
生物化学过程,它涉及消化系统中多种酶的协同作用,以及对人体
营养吸收和利用的重要影响。
植物蛋白的组成球蛋白
植物蛋白是指从植物中提取的蛋白质,它们的组成可以因植物
种类而异。
一般来说,植物蛋白的主要组成成分包括氨基酸、多肽
和蛋白质结构。
氨基酸是蛋白质的基本组成单位,植物蛋白中所含的氨基酸种
类和含量因植物种类而异。
一些植物蛋白质含有全部人体必需的氨
基酸,称为完全蛋白质,例如大豆蛋白和藜麦蛋白,而一些植物蛋
白质可能缺乏一些必需氨基酸,如赖氨酸或色氨酸,这些被称为不
完全蛋白质。
因此,植物蛋白的氨基酸组成对其营养价值非常重要。
多肽是由氨基酸通过肽键连接而成的较小的蛋白质分子,它们
也是植物蛋白的重要组成部分。
多肽的种类和含量因植物种类和提
取方法而异。
球蛋白是一种主要的蛋白质结构,它在植物蛋白中起着重要作用。
球蛋白具有特定的空间结构和功能,它们可以影响植物蛋白的
可溶性、稳定性和功能性。
不同的植物蛋白中球蛋白的含量和类型
也会有所不同。
总的来说,植物蛋白的组成包括氨基酸、多肽和蛋白质结构,它们的种类和含量因植物种类而异,这也决定了植物蛋白的营养价值和功能特性。
对于球蛋白的了解,可以帮助我们更好地理解植物蛋白的特点和应用。
植物中蛋白质的作用植物中的蛋白质,那可真是个神奇的玩意儿啊!你想想看,蛋白质就像是植物的小魔法,让它们茁壮成长,充满生机。
咱就说那一颗颗小小的种子,里面可蕴含着丰富的蛋白质呢。
它们就像是等待爆发的小宇宙,一旦有了合适的条件,就开始疯狂生长。
这蛋白质就像是给植物提供能量的小电池,让它们有劲儿去生根、发芽、开花、结果。
植物中的蛋白质对于植物本身来说,那可是至关重要的呀!它就好比是建筑房子的砖头,没有它,植物怎么能搭建起自己强壮的身体呢?它能帮助植物构建细胞,让植物的身体结构更加牢固。
就像我们盖房子要用坚固的材料一样,植物也需要蛋白质来打造自己的“房子”呀!而且呀,蛋白质还能让植物更好地应对外界的挑战呢!比如遇到恶劣的环境,像是干旱、寒冷啥的,蛋白质就能发挥作用啦,让植物变得更坚强,更有抵抗力。
这不就像是我们人类锻炼身体,让自己更健康、更能抵御疾病一样吗?再看看那些美丽的花朵,它们的绽放也离不开蛋白质的功劳呢。
蛋白质就像是花朵的化妆师,让它们变得更加艳丽动人。
没有蛋白质,花朵能有那么鲜艳的颜色和迷人的姿态吗?这多神奇呀!还有那些结出的果实,里面的蛋白质也是功不可没呢。
它让果实更加饱满、有营养。
我们吃这些果实,不也能从中获取蛋白质等营养成分吗?这多有意思呀!咱平时吃的好多食物也都是来自植物呀,这些植物里的蛋白质不也进入了我们的身体,为我们提供能量和营养吗?比如说大豆,那可是蛋白质的丰富来源呢!我们喝的豆浆、吃的豆腐,不都是大豆变的嘛。
植物中的蛋白质就像是一个默默奉献的小天使,虽然我们可能不太注意到它,但它却一直在为植物的生长和我们的生活贡献着自己的力量。
我们真应该好好珍惜这些植物,感谢它们为我们带来的一切呀!所以说呀,植物中蛋白质的作用可真是太大啦!它是植物生长的关键,也是我们生活中不可或缺的一部分。
我们可不能小瞧了它,要好好认识它、利用它呀!。
植物蛋白vegetable protein植物蛋白是蛋白质的一种,来源是从植物里提取的,营养与动物蛋白相仿,但是更易于消化。
植物性蛋白质主要来源于米面类、豆类,但是米面类和豆类的蛋白质营养价值不同。
米面类来源的蛋白质中缺少赖氨酸(一种必需氨基酸),因此其氨基酸评分较低,仅为0.3~0.5,这类蛋白质被人体吸收和利用的程度也会差些。
植物性食品的蛋白质。
如谷类、豆类、坚果类等常食用的食物蛋白及叶蛋白、单细胞蛋白等。
从营养学上说,植物蛋白大致分为两类:一是完全蛋白质,如大豆蛋白质;二是不完全蛋白质,绝大多数的植物蛋白质属于此类。
植物蛋白为素食者饮食中主要的蛋白质来源,可用以制成形、味、口感等与相应动物食品相似的仿肉制品。
素食者专食不完全蛋白质,会发生营养缺乏症,必须兼食大豆蛋白质。
含植物蛋白最丰富的是大豆。
大豆蛋白肉是以优质大豆为原料,通过加热、挤压、喷噪等工艺过程把大豆蛋白粉制成大小、形状不同的瘦肉片状植物蛋白,其之所以被称为“蛋白肉”,是由于其蛋白质的含量远远高于一般动物肉类,而且食感、结构、色泽、韧性均与动物肉近似。
据测定其蛋白质的含量为猪、牛瘦肉蛋白质的2—3倍,经卫生部门的鉴定,无毒无害,是一种绿色、安全、保健食品。
由于其脂低,是高血压、冠心病、糖尿病人的理想食品,凉拌、烧、炒皆宜,味道鲜美可口,长期食用可增强体质,有益于身体健康。
网络上时常可看到“动物蛋白与植物蛋白都是必须的,植物的氨基酸不足甚至没有”这种说法,但是却无法确实指出为何动物蛋白是必须的?哪一些来自肉类的营养至今完全无法被植物取代?哪一些氨基酸是植物没有的?动物蛋白与植物蛋白两者来源不同,你不可能从动物身上获取植物蛋白,反之动物蛋白亦然,但是植物蛋白所含的营养素,却可以完全取代动物蛋白,这是肯定的。
就好比甘蔗可以提炼糖、甜菜也可以提炼糖,蔗糖和甜菜糖虽然来源不同,属于不同的糖,我们不可能硬说蔗糖是甜菜糖,但是两者却一样提供甜味的,不是吗?所以长期素食,不补充动物性蛋白,是完全没有影响的。
第三章 蛋白质1. 在生物缓冲体系中,何种氨基酸具有缓冲作用?答:组氨酸具有缓冲作用。
因为组氨酸含有咪唑基团。
而咪唑基解离常数为6.0,即解离的质子浓度与水的相近,因此组氨酸既可作为质子供体,又可作为质子受体。
在pH=7附近有明显的缓冲作用。
2. 什么是氨基酸的p K和 pI ?它们的关系如何?答:p K指解离常数的负对数,表示一半的氨基酸解离时的pH值;pI指氨基酸所带的正负电荷相等时的溶液的pH值,即等电点。
中性氨基酸:pI= (p K1 + p K2) / 2酸性氨基酸:pI= (p K1 + p K R) / 2碱性氨基酸: pI= (p K2+ p K R) / 23. 计算 0.1 mol/L 的谷氨酸溶液在等电点时主要的离子浓度。
答:因此,0.1 mol/L 的谷氨酸溶液在等电点时主要离子(即两性离子)的浓度为0.083mol/L。
4. 大多数的氨基酸,其α-羧基的p K a都在 2.0 左右,其α-氨基的p K a都在 9.0 左右。
然而,肽中的α-羧基p K a值为 3.8,α-氨基p K a值在7.8。
请解释这种差异。
答:α-氨基酸分子中带正电荷的α-氨基阻止了α-羧基负离子的质子化,即能稳定羧基负离子,因而提高了羧基的酸性。
同理,羧基负离子对质子化的氨基(NH3+)同样有稳定作用,从而降低了其酸性,提高了其碱性。
在肽分子中,由于两个端基(COO-和NH3+)相距较远,这种电荷间的相互作用要弱得多,因此其p K a值与α-氨基酸中氨基和羧基的p K a值存在明显差异。
5、写出五肽 Ser-Lys-Ala-Leu-His 的化学结构,计算该肽的 pI,并指出该肽在pH = 6.0 时带何种电荷。
答:6、人的促肾上腺皮质激素是一种多肽激素。
它的氨基酸序列为Ser-Tyr-Ser- Met-Glu-His-Phe-Arg-Trp-Gly-Lys-Pro-Val-Gly-Lys-Lys-Arg-Arg-Pro-Val-Lys-Val-Tyr-Pro-Asp-Ala-Gly-Glu-Asp-Gln-Ser-Ala-Glu-Ala-Phe-Pro-Leu-Glu-Phe;(1)在pH=7条件下,此多肽带有何种电荷?(2)用CNBr处理此多肽,可以得到多少肽段?答:(1)经分析,当pH=7时,多肽中的Ser的游离氨基,Phe的游离羧基以及4个Glu、3个Arg、4个Lys、2个Asp的侧链基团带有电荷。
植物蛋白质合成及其在生长发育中的作用植物蛋白质合成是指植物细胞通过翻译过程合成蛋白质的过程。
蛋白质是植物细胞中最基本、最丰富的有机物质之一,对于植物的生长发育具有重要的作用。
本文将从植物蛋白质的合成过程入手,详细探讨植物蛋白质在植物生长发育中的功能和作用。
一、植物蛋白质合成的过程1. 转录植物蛋白质合成的第一步是转录,即从DNA模板上合成mRNA分子。
在植物细胞的细胞核中,DNA会被RNA聚合酶酶依据基因顺序转录成一条完整的mRNA链。
这个过程中,RNA聚合酶以DNA链为模板,在过程中按照三联密码子的规则合成相应的核苷酸,形成mRNA的链。
2. 剪接和修饰在转录过程中生成的mRNA分子并不是直接可以翻译成蛋白质的,它们需要经过剪接和修饰等一系列的过程。
剪接是指在某些基因的mRNA分子转录过程中,一些非编码的区域(内含子)需要被剪除掉,而编码区域(外显子)则会被重新连接起来,形成一个非常成熟的mRNA分子。
修饰包括加入5'帽子和3'聚腺苷酸尾巴等。
3. 翻译翻译是指在转录后的成熟mRNA分子作为模板,通过核糖体等蛋白质的协同作用,合成多肽链的过程。
植物蛋白质的翻译过程与动物或其他生物并无太大区别,通过启动子和终止子的信号,在核糖体的介导下,将氨基酸按照mRNA上的密码子进行连接,最终合成蛋白质。
二、植物蛋白质在生长发育中的作用1. 细胞生长和分裂植物蛋白质在细胞生长和分裂中发挥着关键的调控作用。
细胞壁的合成和修复需要大量蛋白质的参与,例如纤维素合成酶和木质素合成酶等。
同时,蛋白质还能参与细胞分裂过程中的染色体分离和膜蛋白的合成。
2. 植物体建立和组织发展植物的生长和发育依赖于细胞的分化和特化,而蛋白质则是细胞分化和特化的重要调控因子。
植物体中的蛋白质可以通过调控基因表达,促进或抑制细胞的分化和发育。
例如,植物体中的促进因子和抑制因子可以通过调控转录因子的活性,影响细胞的生长分裂和组织的发展。
植物蛋白质的提取方法及举例1.机械破碎法机械破碎法是一种常见的植物蛋白质提取方法,其原理是通过物理力学方法将植物细胞结构破碎,使蛋白质从细胞中释放出来。
具体步骤包括:将植物材料切碎,加入缓冲液,经过高压或高速搅拌破碎,然后离心去除残渣得到植物蛋白提取液。
常用的机械破碎设备有搅拌器、超声波处理器和磨碎器等。
案例:以大豆为例,先将大豆材料研磨成颗粒状,然后添加适量的缓冲液,在高速搅拌器中进行破碎处理,最后离心去除渣滓,得到大豆蛋白提取液。
2.酶解法酶解法是利用酶的特异性作用从植物细胞中释放蛋白质的方法。
酶可降解细胞壁和膜,使蛋白质从细胞中释放出来。
常用的酶解剂有纤维素酶、蛋白酶和淀粉酶等。
具体步骤包括:将植物材料切碎,加入相应酶解液,经过适当时间的酶解作用,然后进行离心或其他处理,得到植物蛋白提取液。
案例:以豌豆为例,将豌豆材料切碎,加入含有纤维素酶的酶解液,经过酶解反应后,进行离心去除沉淀,得到豌豆蛋白提取液。
3.酸碱提取法酸碱提取法是通过调节植物材料的pH值,使蛋白质从植物细胞中溶出的方法。
具体步骤包括:将植物材料切碎,加入一定浓度的酸或碱液,调节pH值促使蛋白质溶解,然后进行离心或其他处理,得到植物蛋白提取液。
案例:以玉米为例,将玉米材料切碎,然后加入适量浓度的苏打水,调节pH值,使玉米蛋白质溶解,最后进行离心去除沉淀,得到玉米蛋白提取液。
4.离心法离心法是通过离心力将植物蛋白质从细胞碎片或植物材料中分离出来的方法。
具体步骤包括:将植物材料破碎或酶解,然后进行离心分离,收集上清液中的蛋白质。
案例:以大麦为例,将大麦材料破碎或酶解后,进行离心分离,收集上清液中的大麦蛋白质。
本文介绍了机械破碎法、酶解法、酸碱提取法和离心法等植物蛋白质提取方法,并给出了相关的提取案例。
这些方法各有优劣,选择提取方法应根据具体需求和材料特性来确定。
植物蛋白质的提取对于食品工业、医药和保健品等领域具有重要意义,能够广泛应用于食品增值、功能食品研发和药物制备等方面。
植物中的蛋白质植物是我们生活中不可或缺的一部分,而植物体内的蛋白质则是构成植物生命活动的基础。
本文将从植物中蛋白质的来源、功能以及应用等方面,介绍植物中的蛋白质。
一、植物中蛋白质的来源植物中的蛋白质主要来自于植物细胞的核糖体合成。
植物细胞的核糖体是细胞质中的一种细胞器,它通过翻译DNA携带的遗传信息,合成蛋白质。
植物细胞中的蛋白质合成过程包括转录和翻译两个主要步骤,其中转录是将DNA上的遗传信息转录成RNA,而翻译则是将RNA翻译成蛋白质。
二、植物中蛋白质的功能植物体内的蛋白质具有多种功能。
首先,植物蛋白质可以作为酶参与到植物体内的代谢过程中,促进化学反应的进行。
其次,植物蛋白质可以作为结构蛋白质,构成植物细胞的骨架,维持细胞的形态和稳定性。
此外,植物蛋白质还可以作为植物体内的信号分子,参与到信号传导和调控过程中。
另外,植物蛋白质还可以作为植物的抗性因子,参与到植物对外界环境的应对和抗击。
三、植物中蛋白质的应用植物蛋白质在食品工业、医药工业和农业等领域都有广泛的应用。
首先,在食品工业中,植物蛋白质可以作为食品添加剂,用于增加食品的营养价值和口感。
例如,大豆蛋白质可以用于制作豆腐和豆浆等植物蛋白食品。
其次,在医药工业中,植物蛋白质可以用于制备药物。
例如,植物蛋白质可以用于制备抗癌药物和免疫调节剂等。
此外,在农业领域,植物蛋白质可以用于改良农作物的品质和增加产量。
例如,转基因技术可以通过引入外源蛋白质的基因,使农作物具备抗病虫害的能力。
植物中的蛋白质是植物生命活动的基础,它们来源于植物细胞的核糖体合成。
植物蛋白质具有多种功能,包括参与代谢、构成细胞结构、参与信号传导和调控以及抗性等。
此外,植物蛋白质还有广泛的应用领域,包括食品工业、医药工业和农业等。
植物蛋白质的研究和应用,对于促进植物科学的发展和提高人类生活质量具有重要意义。
第三章生物质的结构及组成第3章生物质的结构及组成生物质是多种多样的,它包括植物、动物和微生物。
其组成成分也多种多样,主要成分有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、烃类等。
从能源利用的角度看,利用潜力较大的是由纤维素、半纤维素组成的全纤维素类生物质,因此,本章重点介绍植物类生物质的结构及组成。
3.1生物质的组成成分与化学结构生物质主要成分有纤维素、半纤维素、木质素、淀粉、蛋白质、烃类等。
树木主要是由纤维素、半纤维素、木质素组成的,草本作物也基本由上述三种主要组成,但组成比例不同。
而谷物含淀粉较多,污泥和家畜粪便则含有较多的蛋白质和脂质。
因此,不同种类的生物质,其成分差异很大。
上述组成成分,由于化学结构的不同,其反应特性也不同。
因此,根据生物质组成选择相应的能源转化方式十分重要。
3.1.1纤维素(cellulose)一、纤维素的分子结构吡喃葡萄糖酐(1-5)彼纤维素是天然高分子化合物。
经过长期的研究,确定其化学结构是由很多D—此以β(1-4)苷键连结而成的线形巨分子,其化学式为CHO,化学结构的实验分子式为(CHO)(n为61056105n聚合度),含碳44.44%,氢6.17%,氧49.39%三种元素组成。
棉花几乎100%由纤维素组成,而木材中还含有半纤维素和木质素,纤维素平均含量为40%~50%。
(1)葡萄糖环形结构?纤维素完全水解时得到99%的葡萄糖,其分子式为CHO,说明有一度的未饱和,其还原反应产物,6105证明相当于六个碳原子组成的直链,并存在着碳酰基。
?葡萄糖的碳酰基是半缩醛基(hemiacetal group),很多实验证明葡萄糖有一个醛基,这个醛基位于葡萄糖分子的端部,且是半缩醛的形式。
?葡萄糖半缩醛结构的立体环为(1-5)连接(已证明葡萄糖的半缩醛基由同一葡萄糖分子中的两种基团形成(所以是环状的半缩醛结构,位于C上的羟基优先与醛羰酰基起作用,形成C—C,糖苷键(glycosidic 5l5bond)连接的六环(吡喃环)结构。
植物蛋白质生物价随着人们对健康的关注度不断提高,越来越多的人开始关注蛋白质的摄入。
而对于素食者来说,植物蛋白质的摄入就显得尤为重要。
然而,植物蛋白质的生物价却一直备受争议。
本文将从豆类、谷类、坚果、蔬菜四个方面来探讨植物蛋白质的生物价。
豆类豆类是素食者最常用的蛋白质来源之一。
其中,黄豆的生物价最高,为0.91,而绿豆、红豆、黑豆的生物价分别为0.75、0.68、0.64。
此外,豆腐、豆浆等豆制品也是素食者不可或缺的蛋白质来源。
豆类蛋白质的生物价高,主要是因为它们含有较多的必需氨基酸。
谷类谷类也是素食者常用的蛋白质来源之一。
其中,燕麦的生物价最高,为0.75,而小麦、玉米、大米的生物价分别为0.42、0.40、0.36。
虽然谷类蛋白质的生物价相对较低,但是它们含有的谷氨酸和赖氨酸比例较好,可以与豆类蛋白质搭配食用,提高蛋白质的生物利用率。
坚果坚果也是素食者常用的蛋白质来源之一。
其中,杏仁的生物价最高,为0.52,而核桃、花生、腰果的生物价分别为0.44、0.52、0.37。
坚果蛋白质的生物价相对较低,但是它们含有的脂肪酸和纤维素等营养素也是人体所需的。
蔬菜蔬菜中含有的蛋白质相对较少,但是它们含有的营养素却是不可忽视的。
其中,菠菜的生物价最高,为0.49,而芦笋、西兰花、豆芽的生物价分别为0.34、0.45、0.49。
蔬菜蛋白质的生物价相对较低,但是它们含有的维生素、矿物质和纤维素等营养素也是人体所需的。
总结综上所述,植物蛋白质的生物价并不是一成不变的,不同的植物蛋白质生物价也不同。
豆类蛋白质的生物价相对较高,谷类和坚果蛋白质的生物价相对较低,而蔬菜蛋白质的生物价则介于两者之间。
因此,素食者在摄入植物蛋白质时,应该根据自己的实际情况选择不同的植物蛋白质来源,以保证蛋白质的充足摄入和生物利用率。
植物细胞壁中的蛋白质植物细胞壁中的蛋白质,听起来就像是生物课上那些难得一见的“黑科技”。
植物细胞壁就像是一座坚固的城堡,保护着植物不受外界的侵害。
而这座城堡里,有着许多神奇的小角色,这些小角色就是那些蛋白质。
它们可不是普通的小兵,哦不,它们是植物健康和生长的重要参与者,简直是植物界的超级英雄。
咱们得聊聊这些蛋白质的组成。
细胞壁主要由纤维素、半纤维素和果胶构成,而这些蛋白质就像是一个个小助手,在细胞壁里忙碌得不可开交。
它们有的负责构建,有的负责维护,有的则负责传递信息,真是个各司其职,齐心协力的团队。
想象一下,如果没有这些蛋白质,植物就像是没有了主心骨,随时都有可能散架。
再说说它们的作用。
植物生长的时候,细胞壁得不断扩展,而这些蛋白质就是推动这一切的动力源泉。
它们会产生酶,帮助分解那些老旧的细胞壁成分,为新生细胞腾出空间。
就像你在家里大扫除,先得把旧的东西清理干净,才能给新家具留出地方。
这些蛋白质的工作可是一刻都不能停,真是辛苦不已。
不过,得益于它们的努力,植物才能在阳光下茁壮成长,开花结果,嘿,连我们吃的水果都离不开它们的支持。
咱们也不能忽视它们的“战斗力”。
面对病菌、虫害这些天敌,这些蛋白质简直是天然的防线。
它们会在细胞壁中形成一道道保护层,阻挡外敌入侵。
就好比在家门口装上了一个超级安全系统,让小偷无从下手。
植物的免疫系统也和这些蛋白质息息相关。
当病菌侵袭时,蛋白质能迅速作出反应,发出警报,调动周围的“战士”前来支援。
这种反应速度,简直快得让人惊讶。
你知道吗,植物中的蛋白质还有个炫酷的名字,叫“结构蛋白”。
这些家伙负责给细胞壁提供强度和稳定性,确保植物在风吹雨打中依然傲然挺立。
想象一下,在风暴中,一棵高大的树木,不屈不挠,正是因为这些结构蛋白的支持,让它能够抵挡住风雨的考验。
没错,它们就是植物的“钢铁侠”。
除了保护和支撑,这些蛋白质还有个更为隐秘的功能,那就是与环境的互动。
它们能够感知外界的变化,比如说光照、湿度,甚至是土壤的养分。
植物蛋白质每日摄入标准植物蛋白质每日摄入标准是一个复杂的话题,因为它涉及到多种因素,如个体的年龄、性别、体重、健康状况、活动量等。
在讨论这个主题之前,我们需要了解一些基本的概念。
一、什么是植物蛋白质?植物蛋白质来源于植物,如大豆、豌豆、扁豆、坚果和种子等。
与动物蛋白质相比,植物蛋白质通常被认为是更健康的选择,因为它们通常含有较少的饱和脂肪和胆固醇,同时富含纤维、维生素和矿物质。
二、每日蛋白质摄入量的建议世界卫生组织等机构建议,成年人每天应摄入大约每公斤体重0.8克的蛋白质。
这意味着,一个体重70公斤的成年人每天需要摄入约56克的蛋白质。
然而,这只是一个大致的指导原则,实际的蛋白质需求可能因个体差异而异。
三、影响蛋白质需求的因素1.活动量:从事重体力劳动或大量运动的人可能需要更多的蛋白质来支持肌肉的恢复和生长。
运动员和健身爱好者通常需要比久坐不动的人摄入更多的蛋白质。
2.年龄:随着年龄的增长,肌肉质量逐渐减少,因此老年人可能需要更多的蛋白质来维持肌肉健康。
3.健康状况:某些疾病和健康状况可能影响身体对蛋白质的需求和利用。
例如,肾脏疾病患者可能需要限制蛋白质的摄入,而患有某些消耗性疾病(如癌症)的人可能需要增加蛋白质的摄入。
4.生长发育:儿童和青少年在生长发育阶段需要更多的蛋白质来支持身体的生长和发育。
四、如何满足每日蛋白质需求1.均衡饮食:通过摄入多种富含优质蛋白质的食物来满足每日蛋白质需求。
这包括豆类(如大豆、豆腐、豆浆)、坚果和种子(如杏仁、核桃、亚麻籽)、全谷物(如燕麦、糙米、全麦面包)以及某些蔬菜(如菠菜、花椰菜)。
2.合理搭配:将不同来源的蛋白质搭配在一起可以提高蛋白质的利用率。
例如,将豆类和谷物搭配在一起可以提供更全面的氨基酸谱,从而提高蛋白质的营养价值。
3.适量摄入:虽然蛋白质对于维持身体健康至关重要,但过量摄入也可能对健康产生负面影响。
过量摄入蛋白质可能增加肾脏负担,导致骨骼中钙的流失,甚至增加患某些疾病的风险。
第五章植物蛋白质目前,人类在对蛋白质代谢的研究和认识过程中,逐步得出了以下四个方面的结论:(1)任何生物细胞并不会合成全部自身遗传信息中所具有的蛋白质。
但那些维持细胞生命活动基本代谢过程所需要的酶和蛋白质是必须合成的。
(2)由于细胞分化作用导致了各种专业化细胞的生成,使得不同的生物细胞所拥有的蛋白质各不相同,而且细胞的专业化可导致某些基本酶和蛋白质的合成终止。
例如,在种子中,专门贮存蛋白质的细胞所含有的蛋白质,在叶片细胞中就没有;反之,在叶片细胞中专门进行光合作用的蛋白质在种子中也不存在。
(3)在一个细胞内,其合成和拥有的蛋白质种类,将随着生物的生长发育过程而发生一定的变化。
例如,同工酶谱的变化。
(4)由人类DNA测序结果可知,真核生物基因不是一个基因决定一种蛋白质多肽链。
由于DNA转录产物RNA可剪接和编辑,因而一个基因可以编码两条以上蛋白质多肽链。
第一节种子贮存蛋白质人们通常将植物在某发育阶段合成、需保存到另一发育阶段才能发挥作用的蛋白质称为贮存蛋白质(storage proteins)。
典型的贮存蛋白质一般都具有水溶性低、细胞中存在量大和脱水状态下几乎无生物活性的特征。
在粮食作物中最重要的种子贮存蛋白主要有两种,即谷类作物种子蛋白和豆类作物种子蛋白。
一、谷类作物种子蛋白禾谷类种子的胚乳除含有大量淀粉外,还含有许多蛋白质。
虽然胚中的蛋白质含量很高,但由于胚比胚乳小得多,所以从种子蛋白的总量上看,大部分蛋白质存在于胚乳中。
禾谷类种子蛋白质的分离提取通常按溶解性不同分为四个组分,即清蛋白、球蛋白、醇溶蛋白和谷蛋白。
其中清蛋白可溶于水;球蛋白则溶于稀盐溶液中。
由于这两种蛋白在胚乳中含量较少,所以,有人认为它们可能是种子形成过程中酶蛋白的剩余物,并不是典型的种子贮存蛋白。
禾谷类种子中的蛋白质含量因品种、气候和栽培条件而异,其主要谷类蛋白质含量变化幅度见表1。
由表1可见,燕麦与其它谷物不同,其主要贮存蛋白是一种球蛋白。
这种球蛋白由6条α-链和6条β-链组成,α-链分子量为22000Da,β-链分子量为32000Da。
用甲醇、乙醇、异丙醇提取的种子蛋白称为醇溶谷蛋白。
它是大部分禾谷类作物种子中最主要的贮存蛋白,而且它常集中分布于一种专门用于贮存蛋白质的特化细胞器——蛋白体中。
各种谷物种子中,醇溶谷蛋白的氨基酸组成十分近似,一般都含有比较多的Pro、Gln 和leu。
这种非极性氨基酸占优势的现象,使醇溶谷蛋白的溶解度很低,所以只能用有机溶剂提取。
用有机溶剂提取醇溶蛋白时,溶剂的碳链越长,所使用的浓度可越低。
如用甲醇提取醇溶谷蛋白浓度需达95%,乙醇则需70%,异丙醇只需55~60%的浓度就能达到相同的提取效果。
此外,在醇溶液中加入还原剂焦亚硫酸钠(Na2S2O5),可增加醇溶蛋白的提取量。
分析表明,小麦醇溶蛋白是由30 ~ 40种结构近似的蛋白质组成,分子量约为36000Da;玉米醇溶蛋白是由分子量相近的两类蛋白质组成,一类分子量约为19000Da,另一类为22000Da,两者占玉米醇溶蛋白总量的80%~90%。
水稻种子中的主要贮存蛋白为谷蛋白,而且它主要贮存于蛋白体中。
谷蛋白需要用稀碱或稀酸溶液来提取,而且提取过程中常发生某些太键被降解,某些氨基酸被破坏脱氨的现象。
此外,由于谷蛋白分子内及分子间含有许多的二硫键,从而使谷蛋白交联聚合成难溶解的状态,因此,提取过程中使用一些还原剂使巯基还原,交联键断开,可提高谷蛋白的提取率。
最常用的提取谷蛋白的还原剂为含SDS的碱性缓冲液。
小麦中的谷蛋白和醇溶蛋白通常结合成复合物的形式存在,这种复合物也称为“面筋”,它是一种重要的副食品。
二、豆类作物种子蛋白豆类种子蛋白质的含量比禾谷类高许多。
一般谷物类种子蛋白的含量在10%左右,而豆类蛋白质含量均在20%以上。
如大豆的蛋白质含量为38%,花生为%,豇豆和蚕豆都为%,豌豆为%,野生大豆的蛋白质含量甚至达到50%。
豆类贮存蛋白主要分布于种子的子叶中,有些则存在于蛋白体中。
而且豆类作物种子中的蛋白质主要为球蛋白,它占了豆类总蛋白的70%,其余为清蛋白和谷蛋白。
几种豆类种子蛋白的含量见表2。
研究表明,豆类作物种子中的球蛋白主要有两种,一种为豆球蛋白,按其沉降系数也称为11S蛋白,此蛋白质的分子量在300000 ~ 400000Da 之间。
另一种称为豌豆球蛋白,按其沉降系数也称为7S蛋白,它的分子量在150000 ~ 200000Da 之间。
由于这两种蛋白质的热稳定性不同,所以很容易将它们分开。
当将豆蛋白混合溶液加热到35℃时,豌豆球蛋白将凝结沉淀,而豆球蛋白不会凝聚沉淀。
但豆球蛋白在等电点附近极易沉淀,将豆蛋白混合液的pH值调至~时,豆球蛋白便沉淀析出,而这时豌豆球蛋白则不会沉淀。
从氨基酸组成上看,两种豆类贮存蛋白中含酰胺基的氨基酸含量最高,含硫氨基酸含量较低。
此外,大豆球蛋白分子中还含有糖基,而且糖基主要由甘露糖和氨基葡萄糖组成。
对大豆种子球蛋白的结构研究表明,大豆球蛋白是一个由12个亚基组成的蛋白质,其中一种亚基为碱性亚基,分子量为20000Da,另一种为酸性亚基,分子量为40000Da。
每一个酸性亚基与一个碱性亚基通过二硫键结合形成单体,然后再进一步聚合形成二聚体、三聚体和六聚体,两个六聚体再堆叠形成12聚体。
豆类作物种子中除豆球蛋白外,还含有β-伴大豆球蛋白和γ-伴大豆球蛋白,其结构还不十分清楚。
三、其它作物种子蛋白除禾谷类及豆类外,许多油料作物种子蛋白也有重要的经济价值。
例如,棉籽中含有20%的蛋白,油菜籽中含有24%的蛋白,芝麻中含有18%的蛋白,向日葵中含有%的蛋白,这些油料作物种子中的蛋白质主要是球蛋白。
此外,在一些以块根、块茎和肉质果实作为贮存器官的作物中也含有一些贮存蛋白。
如马铃薯蛋白质的70~80%都是贮存蛋白,而且含量与谷物作物种子蛋白质含量相当。
四、影响种子贮存蛋白质合成的因素:目前认为,影响种子贮存蛋白质合成的因素主要有以下四个方面:1、脱落酸的作用研究表明,在植物激素中,与种子发育关系最密切的激素是脱落酸,它具有促进种子发育的作用。
用脱落酸处理大豆,可使大豆球蛋白增加;处理油菜,可使油菜的2S水溶性蛋白质含量增加;处理玉米,可使玉米中分子量为15000Da、富含甘氨酸的蛋白质在种子中的表达增加。
当植物缺水时,脱落酸在组织中的水平提高,其结果会诱导贮存蛋白质在营养组织中表达。
2、营养因素营养因素对种子贮存蛋白质合成有较大影响,在众多的营养成分中,硫元素对种子贮存蛋白质合成的影响了解得最清楚。
一般来说,当植物生长在含硫不足的环境中,其富含硫的蛋白质含量将减少,而不含硫或少含硫的蛋白质含量将增加。
例如,当把豌豆置于缺硫的逆境时,含硫较高的11S豆球蛋白的含量仅为生长在正常条件下植株的15%,而含硫较少的7S 豌豆球蛋白的含量则增加了50%。
如果给逆境中生长的豌豆施硫肥,11S豆球蛋白的合成均可上升到正常水平,而7S豌豆球蛋白的合成也将恢复到原来的水平。
在大豆中也可观察到类似的变化。
目前认为,缺硫之所以导致种子细胞内蛋白质合成的变化,是因为缺硫可使细胞内甲硫氨酸的含量降低,进而影响了种子细胞内某些贮存蛋白基因启动子的活力。
可见植物体内甲硫氨酸含量变化可起到调控种子贮存蛋白基因表达的作用,或者说甲硫氨酸的含量,在细胞中具有平衡种子中不同蛋白质积累的作用。
高含量甲硫氨酸刺激富含甲硫氨酸蛋白质的翻译,并使其较为稳定,不易被水解。
而另一方面,甲硫氨酸对含硫较少的种子贮存蛋白质基因的翻译具有抑制作用。
有资料报道,用基因工程的方法提高烟草种子细胞内甲硫氨酸的含量,其结果间接提高了转基因烟草种子中富含硫蛋白的比例。
由此可见,改变细胞中甲硫氨酸含量是提高种子中含硫蛋白质含量,进而提高食物营养价值的有效途径之一。
3、成熟干燥种子的发育以成熟干燥为最后阶段,在这一阶段中,种子细胞中的代谢趋于静止状态,整个种子也进入一个休眠期。
一旦种子吸水,其代谢活动便迅速恢复,但这一时期种子中的蛋白质合成无论是在质量上和数量上,都与种子发育过程中的蛋白质合成截然不同。
也就是说,种子的干燥过程就如同一个“开关”,他关闭了种子发育过程中蛋白质基因的表达,而打开了种子萌发所需蛋白基因的表达。
有科学家曾将仍处在发育阶段的种胚从母体中分离出来,然后不经过干燥处理,发现被分离的胚在有脱落酸或者有渗透压的条件下,仍然可以合成种子贮存蛋白。
假如将分离胚先进行干燥处理,然后让其吸水,并给予脱落酸或渗透压,失去合成种子贮存蛋白能力的种胚,此时的基因表达模式与种子萌发时的一致。
但目前还不十分清楚干燥与种子中基因表达的转换机理。
4、其它蛋白质基因的表达在种子发育过程中,绝大部分的mRNA是种子贮存蛋白的mRNA,但也有一些其它蛋白质基因的表达,特别是直接与贮存蛋白质的加工、包装、运输、贮存有关的基因也需要表达。
研究表明,发育种子中的贮存蛋白质,在蛋白体内形成正确构象和准确包装的过程需要其它分子的协助,特别是伴侣分子,它可能与蛋白体的形成有关。
例如,有研究表明,在玉米发育种子中,存在有一种分子量为75Da的结合蛋白,也称Bip蛋白。
该蛋白基因的表达与种子贮存蛋白基因的表达同步,而且用某些糖基化抑制剂处理玉米培养细胞可增加Bip基因的表达。
Bip蛋白也存在于植物的其它部分,而且它位于细胞的内质网中。
虽然该蛋白质基因的量很少,但能持续在细胞内表达。
现已知,Bip蛋白具有两个相关的生物功能:(1)作为分子伴侣蛋白,促进正在合成的多肽链进入内质网系统;(2)作为媒介物质,促进蛋白质折叠成正确的构象。
人们在玉米和水稻上的研究已证明,Bip蛋白直接参与了蛋白质的组装,并且与蛋白体的形成密切相关。
五、高丰度表达蛋白质如前所述,种子发育的最后阶段是成熟及休眠,而这一阶段的特征是种子脱水,并且与种子发育有关的基因进入暂时停顿状态,而与种子成熟有关的基因开始活跃表达。
通常我们把胚胎发育后期,所有在种子成熟过程中所表达的蛋白质,统称为高丰度表达蛋白质(late embryo abundant protein,简称Lea protein)。
研究表明,即使种子周围环境中存在有大量的水分,种子在成熟后期仍将自主脱水,种子细胞内的水分仍逆水势运行,而且种子细胞可以在非常干燥的状态下存活。
目前认为,种子之所以能够忍受干燥,关键是成熟种子中沉积了一些糖类物质和Lea 蛋白。
糖分子所含有的羟基结构可以代替细胞周围的水膜,并保护细胞膜免受脱水造成的损伤。
Lea蛋白则可能具有保护细胞质、调节水势和细胞内离子浓度,以及调控基因表达等作用。
Lea蛋白通常都位于细胞质中,大多数Lea蛋白都是亲水性的,极少含半胱氨酸和色氨酸。
此外,有试验表明,大豆种子忍受胚细胞脱水的能力与Lea蛋白的含量有直接关系。