遗传学 蛋白质的概念、组成和结构

2、蛋白质的概念和组成
概念：蛋白质是氨基酸通过肽键、氢键等形成的复杂的 具有三维立体结构的大分子聚合物
蛋白质的组成元素为：碳51~55%；氮15.5~18%；氢 6.5~ 7.5；硫0.5~2；氧21.5~23.5；磷0~1.5
3、饲料中的蛋白质
在没有特别说明的情况下，通常所说的饲料中的蛋白质 是指饲料所有含氮化合物的总称，即通常所说的粗蛋白 质（crude protein, CP）
中性氨基酸（10种）
氨基酸 （22种）
氨络物 (Ammine)
酸性氨基酸（2种）
脂肪族氨基酸
芳香族氨基酸
亚氨基酸 (Imino acid)
脯氨酸 (Proline)
生理活性物质（15种）
苯丙氨酸 Phneylalanine
酪氨酸 Tyrosine
色氨酸 Tryptophan
酰胺（2种） 碱性氨基酸（4种）
半胱氨酸 cysteine
d . 杂环氨基酸
tryptophan
proline
（2）酸性氨基酸
COOH
COOH
CH2
CH2
CH2 NH2CHCOOH
NH2CHCOOH 天冬氨酸 aspartic acid
谷氨酸 glutamic acid
（3） 碱性氨基酸
COOH
CH2
CH2 CH2NH2CHCOOH
COOH H2N－C－H
R L－型氨基酸
COOH H－C－NH2
R D－ 型氨基酸
2、氨基酸的分类
（1）中性氨基酸（一氨基一羧基）
a. 脂肪族氨基酸(无环状结构）
NH2CH2COOH 甘氨酸 glycine
CH3 NH2CHCOOH 丙氨酸 alanine
CH3
CH3
CH
NH2CHCOOH 缬氨酸 valine
图6-1 胰岛素的一级结构 Structure of insulin
图6-2 肽键平面示意图 Peptide chain
图6-3 肌红蛋白和丙糖磷酸异构酶的三级结构图
二、氨基酸 amino acid
氨基酸是组成蛋白质的基本单位，构成动植物机体的氨 基酸有20种，这些氨基酸按种类、数量和排列顺序构成 各种各样的蛋白质
蛋白质在利用时，要先分解成氨基酸再被吸收，因而可 以说蛋白质的营养实际上是氨基酸营养
1、氨基酸的化学结构和构型
氨基酸的化学结构：一个短链羧酸的碳原子上结合一 个氨基
NH2 R CH COOH
氨基酸有L型和D型两种构型， L型氨基酸生物学效价比 D型高，且大多数D型氨基酸不能被动物利用或利用率很 低，天然饲料仅含L型氨基酸，化学合成的氨基酸多为 D 、L型的混合物
2 肌酸（Creacine） 肌肉收缩时供给ATP
肽 (Peptide)
普通肽
3 谷胱苷肽（Glutathione） 活性氧解毒
生理活性肽 9 血浆激肽（Plasmakinin） 降血压、血凝、促膜渗透
核苷酸 (Nucleotides)
10 激肽（Kinin） 炎症、蜂毒、蛇毒等的发痛物质 7-10 血管紧张素（Angiotensin）升血压、促激素分泌
酪蛋 白
Casein 1.1 2.7 3.1 6.1 9.2 8.2 2.8 5.0
11.3 4.9 1.2 7.2
卵蛋白 Egg
protein 5.7 3.0 2.4 7.0 9.2 6.3 5.2 7.7
3.6 4.0 1.2 7.0
鱼粉 Fish meal 6.7 12.5 1.8 4.1 6.7
非蛋白N (Non-protein
nitrogenous )
5-31 类鸦片肽（Opoid peptide）与吗啡受体结合后镇痛 氨基酸残基
表6-1 不同饲料蛋白质的换算系数
饲料名称
玉米 小麦粉
麸皮 燕麦 大麦
蛋白质含 氮量% 16.0
17.2 15.8 17.2
17.2
换算系数
6.25 5.83 6.31 5.83 5.83
CH2OH
NH2CHCOOH 丝氨酸 serine
CH3 HCOH
NH2CHCOOH 苏氨酸 threonine
a. 脂肪族氨基酸(无环状结构）
CH3
CH3
CH
CH2
NH2CHCOOH 亮氨酸 leucine
CH3
CH3
CH3
CH
NH2CHCOOH 异亮氨酸 isoleucine
COOH
CH2
CH2 NH2CHCOOH 谷氨酰胺 glutamine
饲料名称
全脂大豆 粉 棉籽
向日葵饼
花生 乳及乳制
品
蛋白质含 氮量% 17.5 18.9 18.9 18.3
15.9
换算系数
5.72 5.30 5.30 5.46 6.28
4、蛋白质的结构
一级结构：即蛋白质肽链中氨基酸的排列顺序，氨基酸 的测序就是测定蛋白质的一级结构（图6-1）
高级结构：蛋白质分子中的全部原子和基因间的立体关 系，是肽链在空间上的排列、分布和走向，包括二级结 构（图6-2，肽链依靠氢键在空间的卷曲）、三ຫໍສະໝຸດ Baidu结构 （图6-3，肽链在二级结构的基础上进一步卷曲折叠） 和四级结构（大分子蛋白质亚基间的立体排布）
赖氨酸 lysine
NH2
C=NH
NH （CH2）a
NH2CHCOOH 精氨酸 arginine
histine
表6-2 几种蛋白质的氨基酸含量 （% ）
氨基酸 Amino Acids
精氨酸Arginine 甘氨酸Glycine 组氨酸Histidine 异亮氨酸 Isoleucine 亮氨酸Leucine 赖氨酸 蛋氨酸Metheonine 苯丙氨酸 Phenylalanine 脯氨酸Proline 苏氨酸Threonine 色氨酸Tryptophane 缬氨酸Valine
饲料中的粗蛋白质是用凯氏定氮法测定的，用凯氏定氮 法测定的是饲料中总的含氮量
一般情况下，粗蛋白质中的含氮量为16％，所以氏定 氮法测定的总氮量除以16%（6.25，换算系数）即得到 饲料CP含量。但确切地说，不同饲料中CP的含氮量是 不一样的，因此，换算系数也不一样（表6-1）
蛋白质
饲料中存在的含氮物质的种类
蛋白质的概念、组成和结构
生命是蛋白体的存在方式，这种存在方 式本质上就在于这些蛋白质体的化学组 成部分的不断的自我更新
1、蛋白质重要性
蛋白质源于希腊字“proteios”，意为第一重要的，它 参与大部分与生命有关的化学反应
动物组织和器官在其生 长和更新过程中，必须 从食物中不断获取蛋白 质，用于合成自身的蛋 白质
硬蛋白scleroprotein
3、结合蛋白质
（1）核蛋白nulleoprotein （2）脂蛋白lipoprotein （3）糖蛋白glycoprotein （4）磷蛋白phosphoprotein （5）血红素蛋白hemoprotein （6）黄素蛋白flavoprotein （7）金属蛋白metalloprotein
b. 芳香族氨基酸
CH2 NH2CHCOOH 苯丙氨酸 pheylalanine
C. 含硫氨基酸
CH3 S CH2
NH2CHCOOH 蛋氨酸 methionine
CH2SH
NH2CHCOOH 胱氨酸 cystine
OH
CH2 NH2CHCOOH
酪氨酸 tyrosine
CH2 –S-S- CH2 NH2CHCOOH 2CHCOOH
O CN H 小肽（small peptide）：由两个氨基酸分子缩合而成的 肽，称二肽；含三个、四个、五个氨基酸的肽分别称为 三肽 四肽 五肽，小于10个氨基酸的肽成为小肽 多肽（polypeptide）：由大于10个小于50个氨基酸残 基通过肽键彼此连接而成肽
二、蛋白质的分类
根据蛋白质的化学结构可将蛋白质分为简单蛋白质和结合蛋白质，简单 蛋白质按其来源又可分为植物来源的简单蛋白质和动物来源的简单蛋白质
6.9
2.8 3.4
大豆蛋白 Soy
protein 6.5 -2.3 12.4 --
6.3
1.5 9.4
小麦蛋白 Wheat protein 5.0 -1.9 9.5 --
2.1
1.3 7.5
6.8
--
--
4.2
1.3
1.2
1.0
--
--
4.8
4.7
4.0
3、氨基酸的连接和肽
肽（peptide）：一个氨基酸分子的-羧基可以与另一个 氨基酸分子的-氨基结合,失去一个水分子,形成肽
三、蛋白质的营养作用
1、构成机体组织器官的基本成分 2、参与多种重要的生理活动 3、动物产品的主要成分 4、氧化供能 5、转化为脂肪或糖类
简单蛋蛋白质（simple protein） ：完全由氨基酸组成的蛋白质 结合蛋白质（conjugated protein）：含有非蛋白质成分的蛋白质
1、植物来源的简单蛋白质
（1）谷蛋白 glutelin （2）醇溶蛋白 prolamin （3）球蛋白 globulin
2、动物来源的简单蛋白质
（1）清蛋白 albumin （2）球蛋白 globulin （3）胶原蛋白 collagen （4）弹性蛋白 elastin （5）角蛋白 keratin