蛋白质凝胶机理之欧阳学文创作

蛋白质凝胶机理蛋白质，凝胶：1 蛋白质凝胶的定义、类型及其凝胶过程中分子构象的变化蛋白质凝胶的形成可以定义为蛋白质分子的聚集现象，在这种聚集过程中，吸引力和排斥力处于平衡，以至于形成能保持大量水分的高度有序的三维网络结构或基体(matrix)。

如果吸引力占主导，则形成凝结物，水分从凝胶基体排除出来。

如果排斥力占主导，便难以形成网络结构。

蛋白质凝胶的类型主要决定于蛋白质分子的形状。

由于凝胶过程是一个动态过程，也受外界环境的 pH、离子强度及加热的温度和时间的影响。

纤维状蛋白质分子，如明胶和肌浆球蛋白凝胶的网络结构由随机的或螺旋结构的多肽链组成。

Ledward报道，明胶的凝胶网络为线性分子通过形成连接区而形成凝胶网络。

Hermanssan和langton观测到肌浆球蛋白凝胶是由线性分子间形成连接点而构建成三维网络。

球蛋白的热凝胶是由仍保持球形结构的蛋白质分子首尾聚集而形成的。

Tombs认为球蛋白形成两种类型的凝胶：高度定向有序的“念珠串状”网络结构和随机聚集的网络结构。

“念珠串状”凝胶外观透明或半透明，Nakamura报道了大豆蛋白具有这种凝胶的网络结构。

这种凝胶是在低离子强度和远离蛋白质等电点pI的条件下形成的。

当环境的离子强度较高及pH接近等电点pI时，则形成随机聚集的凝胶。

然而大多数球蛋白凝胶都具有这两种类型的凝胶网络，这决定于蛋白质的浓度、环境的pH与离子强度及加热的温度和时间。

蛋白质分子构象的变化是蛋白质分子聚集的先决条件，球蛋白更是如此。

在串状网络结构中发现蛋白质分子仍保持球形构象。

经典的球形蛋白质分子展开的“两种状态”理论认为仅存住两种状态的蛋白质：未变性的蛋白质和高度变性的无序蛋白质一现在已经证明，存从无序状态向未变性状态展开的路径中明显存在一动态的中间体。

已经发现相似的中间体状态存在于低pH(或高pH)的平衡条件下、适当浓度变性剂的条件下和高温度的条件下。

这种中间体状态被称为“熔融球蛋白状态”，它被定义为含有与未变性状态相似的二级结构而三级结构展开的紧凑的球形分子。

蛋白质自凝聚的原理蛋白质自凝聚是指在一定条件下，蛋白质分子之间相互吸引并发生聚集现象。

这种自聚集现象在许多生物体内起着重要的功能和作用，如细胞结构的维持、信号传导的调节等。

为了深入理解蛋白质自凝聚的原理，我们需要从以下几个方面进行解析。

首先，蛋白质的自凝聚与其特殊的结构密切相关。

蛋白质是由一系列氨基酸残基组成的高分子聚合物，其结构包括四个层次：一级结构是氨基酸的线性序列，二级结构是氨基酸的局部折叠，三级结构是蛋白质的立体结构，四级结构是多个聚合物的组合。

在自凝聚的过程中，蛋白质中的某些区域具有亲水性，而其他区域则具有疏水性。

这种结构上的差异使得蛋白质分子之间发生吸引力，从而导致聚集的发生。

其次，蛋白质自凝聚还与其溶液中的环境条件密切相关。

环境因素包括温度、盐浓度、pH值等。

在适当的条件下，蛋白质在溶液中会形成一个临界浓度，当浓度超过这个临界值时，聚集现象会发生。

这种临界浓度是由蛋白质特定的序列和结构所决定的。

具体来说，当溶液中的蛋白质浓度超过临界浓度时，蛋白质分子之间的亲水性和疏水性区域会相互接触并形成团簇，而非聚集的蛋白质分子则会被排斥到团簇外部。

这种亲水性和疏水性的互相作用力使得蛋白质形成特定的空间结构，并最终导致聚集的发生。

第三，蛋白质自凝聚还受到其他因素的影响，例如蛋白质的电荷、分子量、溶剂的性质等。

蛋白质分子中的氨基酸残基的电荷状态会影响其在溶液中的溶解性和自凝聚性。

在某些情况下，蛋白质分子表面带有电荷，这些带电残基之间会发生静电相互作用，从而促使蛋白质自聚集。

此外，蛋白质的分子量越大，其自凝聚的倾向也越强。

这是因为大分子蛋白质分子间的吸引力更大，从而更容易形成聚集体。

另外，溶剂的性质也会影响蛋白质的自凝聚能力。

例如，高离子强度的溶液可以减弱蛋白质之间的静电相互作用，从而降低其自凝聚倾向。

总之，蛋白质自凝聚是一种复杂的现象，其形成与蛋白质分子的结构、环境条件以及其他因素的综合作用密切相关。

试述蛋白质形成凝胶的机理。

蛋白质形成凝胶是一种重要的生物现象，凝胶是指蛋白质在水溶液中形成三维网状结构的凝胶态物质。

蛋白质凝胶的形成机理可以归结为以下几个关键因素：
1. 蛋白质结构：蛋白质分子具有复杂的空间结构，包括一级结构（氨基酸序列）、二级结构（α螺旋、β折叠等）和三级结构（立体构型）。

这些结构决定了蛋白质的相互作用和折叠状态，从而影响凝胶的形成。

2. 蛋白质间相互作用：蛋白质分子间的相互作用是凝胶形成的关键。

常见的相互作用包括静电相互作用、氢键、疏水相互作用和范德华力等。

这些相互作用使得蛋白质分子在水溶液中发生聚集，形成互相连接的三维网络结构。

3. 溶剂条件：溶剂条件对蛋白质凝胶形成起着重要作用。

例如，pH值、离子强度和温度等溶液参数可以影响蛋白质的电荷状态和溶解度，进而影响凝胶的形成和稳定性。

适当的溶剂条件有利于蛋白质分子间的相互作用和凝胶结构的稳定。

4. 蛋白质浓度：蛋白质的浓度对凝胶形成也具有重要影响。

当蛋白质浓度超过某个临界值时，蛋白质分子间的相互作用会引发聚集和交联，从而形成凝胶。

这种凝胶形成的浓度临界值被称为凝胶转变浓度。

综上所述，蛋白质形成凝胶的机理是通过蛋白质分子间的相互作用和结构特性，在适当的溶剂条件下，以一定的浓度超过凝胶转变浓度，形成三维网络结构的聚集体。

凝胶的形成使得蛋白质在溶液中呈现出固体的特性，具有高度的稳定性和机械强度。

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蛋白质胶凝作用蛋白质胶凝作用是生物体内的一种重要的化学反应，它在细胞内起着至关重要的作用。

蛋白质胶凝作用可以使不同的蛋白质分子之间相互结合，形成复杂的结构，从而形成各种不同的生物体组织和器官。

本文将详细介绍蛋白质胶凝作用的定义、机制、分类、应用等方面。

一、定义蛋白质胶凝作用是指两个或多个蛋白质分子之间通过非共价键相互结合形成复杂结构的过程。

这些非共价键可以是氢键、离子键、范德华力等。

二、机制1. 氢键：氢键是指一个带有电荷正极性氢原子与另一个带有电荷负极性原子（如氧、氮等）之间的相互作用力。

在蛋白质中，氢键主要由氨基酸侧链上带有羟基或羧基的残基与其他残基之间相互作用而形成。

2. 离子键：离子键是指带有正电荷或负电荷的两个离子之间的相互作用力。

在蛋白质中，离子键主要由氨基酸侧链上带有正电荷或负电荷的残基与其他残基之间相互作用而形成。

3. 范德华力：范德华力是指分子之间由于电子云的运动而产生的短暂吸引力或排斥力。

在蛋白质中，范德华力主要由氨基酸侧链上非极性残基与其他非极性残基之间相互作用而形成。

三、分类1. 共价键胶凝：共价键胶凝是指两个或多个蛋白质分子之间通过共价键相互结合形成复杂结构的过程。

这种胶凝方式通常需要外源性能量，如光、热等才能完成。

2. 非共价键胶凝：非共价键胶凝是指两个或多个蛋白质分子之间通过非共价键相互结合形成复杂结构的过程。

这种胶凝方式通常不需要外源性能量，如光、热等即可完成。

四、应用1. 生物学研究：蛋白质胶凝作用在生物学研究中有着广泛的应用。

例如，可以利用蛋白质胶凝作用来研究蛋白质的结构、功能和相互作用等。

2. 医学应用：蛋白质胶凝作用在医学上也有着重要的应用。

例如，可以利用蛋白质胶凝作用来制备人工心瓣膜、人工血管等医疗器械。

3. 食品加工：蛋白质胶凝作用在食品加工中也有着广泛的应用。

例如，可以利用蛋白质胶凝作用来制备各种食品，如肉制品、豆制品等。

五、总结综上所述，蛋白质胶凝作用是一种非常重要的化学反应，在生物体内起着至关重要的作用。

Food Science And Technology And Economy粮食科技与经济2023 年2月第48卷 第1期Feb.2023Vol.48, No.1近年来，我国重视食物营养健康产业，提出加大双蛋白食物及强化双蛋白工程等重大项目实施力度[1]。

国务院办公厅印发的国民营养计划(2017—2030年)中指出，针对不同人群的健康需求，着力发展保健食品、营养强化食品、双蛋白食物等新型营养健康食品，并且强化双蛋白工程等重大项目实施力度[2]。

以优质动物、植物蛋白为主要营养基料，加大力度创新基础研究与加工技术工艺，开展双蛋白工程重点产品的转化推广[3]。

在食品工业中，许多食品以凝胶的形式存在，或者本质上就是一种凝胶[4]。

近年来，凝胶类相关食品因其高含水量、低热量、诱人的口味和增强饱腹感的特性而在市场上越来越受欢迎[5]。

与单一的蛋白质凝胶相比，双蛋白凝胶在调节凝胶质地方面通常更有效[6]。

大多数食品是含有不同种类蛋白的混合物体系，不同蛋白间的相互作用对食品品质有重要影响，通过不同种蛋白的复配，调控体系的凝胶性，对赋予食品独特的营养价值、形态、风味以及质地等特征更具有重要意义[7-8]。

所以本收稿日期：2022-03-09基金项目：国家青年科学基金项目（32101995）；国家粮食领域青年人才支持计划（LQ2018301）；江苏省高等学校重点学科建设项目（PAPD）；江苏省研究生科研与实践创新计划项目（KYCX21_1530）。

作者简介：徐潼，女，硕士研究生，研究方向为食品加工。

通信作者：方勇，男，博士，教授，研究方向为食品加工。

双蛋白凝胶的形成机理及其在食品加工中的应用徐 潼，丁 俭，李 彭，严 曲，方 勇（南京财经大学 食品科学与工程学院/江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心，江苏 南京 210023）摘要：双蛋白作为理想的食品成分，在高蛋白食品配方中变得越来越具有吸引力。

与单一的蛋白凝胶相比，双蛋白凝胶具有更好的质地特性、持水性和热稳定性，其凝胶特性的增强机制主要归因于蛋白质之间增加的链缠结、非共价相互作用以及亲水基团和水之间的相互作用。

乳清蛋白凝胶及其影响因素的机理研究
南海函;郑建仙
【期刊名称】《广西轻工业》
【年(卷),期】2001(000)004
【摘要】本文概述了乳清蛋白凝胶的一般机理,说明了凝胶形成的大概过程,即乳清蛋白分子变性展开、发生分子凝聚、形成凝胶胶束最后形成乳清蛋白凝胶;并论述了一些因素如金属盐、pH值和温度等影响乳清蛋白胶特性的可能机理,这些因素对乳清蛋白凝胶的形成有较大影响,在凝胶过程中需要进行良好的控制以获得所须的产品.
【总页数】4页(P22-25)
【作者】南海函;郑建仙
【作者单位】华南理工大学食品与生物工程学院,;华南理工大学食品与生物工程学院,
【正文语种】中文
【中图分类】TS201.7
【相关文献】
1.肌肉盐溶蛋白质凝胶机理及影响因素研究进展 [J], 白艳红;张小燕;赵电波
2.肌原纤维蛋白凝胶形成机理及影响因素的研究进展 [J], 夏秀芳;孔保华;张宏伟
3.乳清蛋白冷凝胶形成机理的研究进展 [J], 张久龙;孟祥晨;桂仕林
4.热诱导牛奶中乳清蛋白与酪蛋白胶束反应的机理研究 [J], 刘海燕
5.盐诱导乳清蛋白冷凝胶形成机理及应用 [J], 张久龙;高琳
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未折叠蛋白反应：从应激通路到稳定调节欧阳歌谷（2021.02.01）Peter Walter and David Ron细胞分泌或展示在起表面的大多蛋白质进入它们折叠组装的场所内质网，只有合适的组装蛋白质才能从内质网进入细胞表面。

细胞会根据需要来调节内质网内部蛋白质组装能力，从而确保蛋白质折叠的精确性。

分泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。

内质网通过激活包内信号转导来反应腔内未折叠蛋白的压力，这统称为未折叠蛋白反应（UPR）。

而且，至少三种明显不同的UPR通路来调节各种不同基因的表达使内质网保持稳态或当内质网应激得不到消除时诱导细胞凋亡。

最近研究进展给UPR的复杂机制及其在各种疾病中扮演的角色带来了一线光明。

泌蛋白或膜蛋白在它们被分派到内膜系统其他细胞器、分泌到细胞表面、或释放到胞外之前都在内质网腔内折叠、成熟。

分UPR，一种保守系统发生信号路径，是内质网的检测器，检测折叠能力的不足并，感知错误折叠的胁迫，从而根据内质网状态来交流信息来调控振和基因表达。

UPR的激活是通过对内质网膜表达的调节，用新合成的蛋白质折叠基质填充来满足需要。

这种长期大范围转录调控伴随着进入内质网的蛋白质流量瞬间减少。

这样UPR建立并维持的稳态的无数其他循环的一个范例。

复杂的细胞器安排发生元件的分子水平上得到阐明时，细胞生物学进展才能完美体现。

UPR就是其中一个例子，他详细表述的分子机制说明了一个真核细胞调控器内质网的能力。

令人感到意外的是，由于这些机制的激增，关于UPR是如何与细胞生理杂乱的各方面协调并维持稳态的，这方面的发现的大门被打开了。

事实上，真核细胞所有用来与环境惊醒信息交流的蛋白都在内质网组装。

它们传出传入的信息决定了器官的健康，比如传递细胞分裂、成熟、分化或死亡的信号。

一个阈值来保证各部分组装的精确性，离开了这些质量控制集体就会陷入混乱局面。

论蛋白粉增凝的研究进展论蛋白粉增凝的研究进展摘要本文阐述了国内外改善蛋白粉凝胶性能的一些研究进展，其中蛋清蛋白质的糖基化修饰和酶法交联是两种主要的增进蛋白粉凝胶性能的方法。

文章还对高凝胶蛋白粉研究生产的前景和意义做了展望。

关键词蛋白粉；凝胶性；糖基化；酶；交联干燥蛋制品是指蛋液除去水分而制得的蛋制品，常见的种类有全蛋粉、蛋黄粉、蛋白片、蛋白粉等。

蛋白粉由于继承了蛋白的一些优良功能性质，如高凝胶性、乳化性、保水性、高搅打性等，又因为脱去了水分，比带壳蛋或是液蛋贮藏的空间小、运输成本低、在贮藏过程中细菌不容易繁殖、成分均一，在工业配方中数量能准确控制。

因而被广泛应用于食品、纺织、皮革、造纸、医药等工业中。

如在食品工业中作胶凝剂或粘结剂，纺织工业中作为固着剂，造纸工业可用作施胶剂等，另外蛋白粉还可以用于制人造象牙、化妆品及发光漆等[1]。

高凝胶性是蛋白粉最具价值，应用范围最广的一种功能特性，但在实际应用中发现，普通蛋白粉的凝胶性虽然相对较高，但在某些情况下仍不能满足一些特定行业的需要或是达不到理想的应用效果，有必要进一步改善其凝胶特性，生产具有高凝胶性能的专用蛋白粉。

长期以来，我国生产的蛋白粉一直是普通蛋白粉，多是采用简单的加工稀释和添加某些被覆剂，经喷雾干燥制得，高凝胶性蛋白粉的生产目前尚处于空白阶段，而国外已展开了研究和生产，市场前景很好。

目前改善蛋白粉的凝胶性主要包括2种方法化学法和酶处理法。

这两种方法的作用机理不同，也存在着自身的优缺点。

1 化学方法国内外大量的实验研究表明，蛋白质用还原糖进行糖基化修饰能提高食品蛋白质的功能特性，尤其是凝胶特性。

糖基化修饰的主要方法有水溶性碳化二亚胺法和美拉德反应法[2]。

其中美拉德反应法在食品中应用较多，美拉德反应是一种在食品工业中常见的蛋白质糖基化反应，是醛糖对蛋白质氨基主要为Lys的ε-氨基的改性反应。

反应产物除了提供给食品特殊的气味、具有抗氧化、抗诱变等特性外，初期糖基化产物schiff碱经环化形成N-取代醛糖基胺,再重排形成一种稳定的酮胺化合物,该化合物能在邻近的蛋白质之间形成交联键,并最终形成糖基化蛋白。

蛋白质凝胶形成的过程蛋白质凝胶形成的过程，听起来有点复杂，不过其实就像做一碗美味的果冻，简单又有趣。

想象一下，咱们先来聊聊蛋白质，这东西就像食材中的小明星，它们在我们的身体里扮演着各种角色，肌肉、酶、甚至是免疫系统的小卫士。

今天，咱们就要聚焦在蛋白质在某些条件下，如何变成一团团凝胶，变得稠稠的，像夏天的冰淇淋融化了，哇，那可真是太神奇了。

一开始，蛋白质其实是散落在水里的，像是在大海里游泳的小鱼，自由自在的。

这些小家伙有着自己独特的形状，就像每个人都有自己的特点。

有些蛋白质长得像小爬虫，有些则像是波浪翻滚的海洋。

可当环境一变，比如温度升高、酸碱度变化，蛋白质们就开始变得紧张起来，哎呀，怎么回事呢？它们开始挣扎，寻找一个可以依偎的地方，就像恋爱中的小情侣，互相依偎。

随着温度的上升，蛋白质们就像一群热锅上的蚂蚁，开始慢慢展开、扭动。

这个过程叫做“变性”，听上去好像挺可怕的，其实就是它们的形状发生了改变。

这时候，蛋白质就像是脱去了外衣，露出了里面的“真身”，变得更容易互相吸引。

它们开始搭建自己的小家园，形成一种网络结构。

你可想象，这网络就像是一个巨大的泡泡，里面装满了水，就像蛋糕里的奶油，真是美妙无比。

等这些蛋白质聚在一起，形成一个又一个的小球球，凝胶的结构就慢慢显现出来。

就像孩子们玩橡皮泥，越捏越黏，最后变得形状各异。

这时候，咱们的果冻就快要出炉了！这个过程可不是一蹴而就的，耐心是关键。

就像烤蛋糕，需要时间，不能急，慢慢来，才能看到美好的结果。

这时候，想想那满是水果的果冻，透亮透亮的，想必口水都要流下来啦！凝胶的形成，不仅仅是蛋白质在水中的简单结合，更多的是一种化学反应，环境、温度、时间，这些因素都在默默影响着蛋白质们的相聚。

就像恋爱一样，很多时候都是看缘分，哈哈。

这个凝胶的过程不仅仅出现在厨房里，科学家们也在实验室里观察着它。

想想那些正在研究的科学家们，可能一边戴着护目镜，一边兴奋地记录着数据，真是既有趣又有挑战。