蛋白质和人体健康讲解共33页
蛋白质与健康PPT课件
条件必需氨基酸的特点
1、在体内合成速度极慢，并可能受发育或病理因 素限制。
在婴幼儿的发育阶段或剧烈运动创伤（包括烧伤
和外科手术）或感染等应急状态下，其需要量大大 增加， 超过了机体的合成能力，导致蛋白质合成减 少，免疫功能下降。
2、它们在合成时需要用其它的氨基酸做为碳的前 体，并且只限定于某些特定的器官。
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优质蛋白质与参考蛋白：
当食物蛋白质的氨基酸模式与人体蛋白质 越接近时，必需氨基酸被人体利用的程度越高， 食物蛋白质的营养价值也就高，如动物性蛋白 质中蛋、奶、肉、鱼以及大豆蛋白，被称为优 质蛋白质。其中鸡蛋蛋白质与人体蛋白质氨基 酸模式最接近，实验中常作为参考蛋白。
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2、不完全蛋白质
这类蛋白质缺少一种 或几种人体必需的氨基 酸，当仅用这种蛋白质 为唯一蛋白质来源时， 不能促进肌体生长，甚 至不能为持生命。如： 玉米中的胶蛋白、动物 结缔组织、动物皮制得 的白明胶。
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3、半完全蛋白质 介于上述两种蛋白质之间，含有人体完 全蛋白质的各种必需氨基酸，但是氨基酸组 成比例不平衡，当其作为唯一蛋白质来源时， 能维持机体生命，但不能促进机体生长发育。 如：小麦、大麦中的麦胶蛋白。
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根据蛋白质营养价值的高低分为：完 全蛋白质、不完全蛋白质和半完全蛋白质。
1、完全蛋白质：这类蛋白质含有人体生长所必须 的各种氨基酸，切氨基酸比例接近人体，当这类 蛋白质为唯一蛋白质来源时，能促进机体健康生 长。
动物蛋白质大多为完全蛋白质。如：奶中的酪 蛋白、乳白蛋白；蛋中的卵蛋白、卵黄磷蛋白； 肉类中的白蛋白、肌蛋白；大豆中的大豆蛋白。
人体的任何器官合组织，都以蛋白质作为重要 组成成分。人体的生长过程包含着蛋白质的不断 增加。
蛋白质与人体健康
蛋白质与人体健康张燕110124137班110124137摘要蛋白质是维持生命不可缺少的物质。
人体组织、器官由细胞构成，细胞结构的主要成分为蛋白质。
它由多种元素构成，本身又有多种不同的种类。
同时，蛋白质对人体有多种不同的生理功能，对人体的健康发展起着至关重要的作用，是人体不可或缺的。
但是，人们在摄取蛋白质时，也有相当多的问题需要注意。
正文蛋白质是人体生命活动的物质基础，是重要的营养素之一，人体必须摄取足够的蛋白质，全身的细胞才能维持正常运转。
蛋白质由碳、氢、氮原子构成，有些还含有硫原子，其构成的基本单位是氨基酸，氨基酸之间以肽键连接。
组成蛋白质的氨基酸有20余种，体内只能合成一部分，其余则须由食物蛋白质供给。
体内不能合成或合成速度太慢的氨基酸都必须由食物蛋白质供给，故又称为“必需氨基酸”。
体内能自己合成的氨基酸则不必由食物蛋白质供给的又称为“非必需氨基酸”。
在体内合成蛋白质的许多氨基酸中，有8种必需氨基酸须食物供给，即赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸及缬氨酸。
食物中含有的必需氨基酸越多，其营养价值越高。
在所有的食物中，蛋类主要以蛋白质为主，而鸡蛋中的蛋白质营养价值最大。
全鸡蛋中的蛋白质氨基酸模式，与人体的蛋白质氨基酸模式最为接近，易消化吸收，必需氨基酸被人体利用的程度很高，其生物学价值可达95％。
在实验中，常以鸡蛋中的蛋白质做为参考蛋白质。
参考蛋白质是指可用来测定其他蛋白质质量的标准蛋白质。
反之，食物中的一种或几种氨基酸含量较低，不能满足机体蛋白质合成的需要，导致其它的必需氨基酸在体内不能被正常利用，使蛋白质的营养价值降低，称为限制氨基酸。
为了提高植物性蛋白质的营养价值，往往将两种或两种以上的食物混合食用，以提高膳食中蛋白质的营养价值，这种不同食物之间相互补充其必需氨基酸不足的作用，被称为蛋白质的互补作用，如肉类和大豆蛋白质可弥补米面蛋白质中赖氨酸的不足。
鸡蛋与牛奶、鱼等以及大豆蛋白均被称为优质蛋白。
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晶体质量与衍射仪决定数据分辨率
1.0 Å：可分辩单个原子（N比C大） 2.5 Å：可分辨环状状结构 3.0 Å：不易可分辨环状状结构 4.0 Å：很难确定是否环状结构.
6Å resolution
1Å resolution
1.0Å 2.5Å 3.0Å
6.0 Å：可分辨 a -helix，不能分辨b sheet ≥8 Å：只
含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分 子，占人体干重的45％，某些组织含量更高， 例如脾、肺及横纹肌等高达80％。
蛋白质是生命活动主要载体和功能执行者
免疫防卫
药理过程与药物设计
病毒感染
信号转导 酶催化机制 细胞生长
蛋白质的功能与其三维结构密切相关
组成蛋白质的元素
主要有C、H、O、N和S。
有些蛋白质含有少量磷或金属元素铁、 铜、锌、锰、钴、钼，个别蛋白质还含 有碘 。
PrPc α-螺旋
正常
正常
PrPsc β-折叠
疯牛病
疯牛病药物设计主要 是阻断PrPsc的产生
疯牛病
蛋白质构象改变导致疾病的机理
有些蛋白质错误折叠后相互聚集，常形成 抗蛋白水解酶的淀粉样纤维沉淀，产生毒 性而致病，表现为蛋白质淀粉样纤维沉淀 的病理改变。
蛋白质的变性(denaturation)
中国最大的大科学装置，在浦东张江高科技园区建 成并投入使用，总投资约12亿元。
核磁共振(NMR)技术用于蛋白质结构测定
1.基因克隆 2.表达与纯化 3.13C、15N和/或2H同位素标记 4.三维及四维NMR图 谱采集与信号归属
5.溶液三维结构确定
The Nobel Prize in Chemistry 2002
体内： (E. Coli)
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谷氨酸、精氨酸
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蛋白质的功能
构成机体和修复组织
酶和激素的主要原料 增强机体免疫能力 供给能量
氧的运输
维护皮肤的弹性
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蛋白质是构成体内各组织的主要成分，蛋 白质在人体内 的主要功能是构成组织和修补组 织。人的大脑、神经、
肌肉、内脏、血液、皮肤 乃至指甲、头发等都是以蛋白
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（2）半完全蛋白质
所含各种必需氨基酸种类基本齐全，但含量不
一，互相之间比例不太合适，能维持生命，但
功能较差。如小麦麦胶蛋白
（3）不完全蛋白质
含必需氨基酸种类不全，质量差，即不能维持 生命，也不能促进生长发育。如玉米胶蛋白、 肉皮中胶原蛋白，豌豆球蛋白
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必需氨基酸：有9种氨基酸，人体不能合成或 合成速度不能满足机 体需要必须从食物中直 接获得，称为必需氨基酸。
少于排出氮时，为负氮平衡。
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蛋白质长期摄入不足时首先导致人体一些非重要组织（如 骨骼肌）的蛋白质分解，以维持重要器官的功能（如心、 肺、脑的循环、呼吸、思维、免疫功能等）；此时氮平衡 试验结果将为负氮平衡。蛋白质营养不良在婴幼儿、儿童 及青少年表现为生长发育迟缓、消瘦、智力发育障碍；在
成人则表现为易疲倦、体重下降、贫血、血浆蛋白浓度下
（1）氮平衡：
定义：是反应机体摄入氮和排出氮的关系。
其关系式：B=I-（U+F+S），B：氮平衡；
I：摄入氮；U：尿蛋；F：粪蛋；S；皮肤
等氮损失。
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蛋白质消化的主要场所在小肠。由胰腺分泌的胰蛋白酶和 糜蛋白酶使蛋白质在小肠中被分解为氨基酸和部分2肽和3
肽，再被小肠粘膜细胞吸收、代谢。机体每天由于皮肤、
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蛋白质的四级结构
有些蛋白质分子含有二条或多条多肽链，每一条 多肽链都有完整的三级结构，称为蛋白质的亚基 (subunit)。 蛋白质分子中各亚基的空间排布及亚基接触部位 的布局和相互作用，称为蛋白质的四级结构。 亚基之间的结合力主要是疏水作用，其次是氢键 和离子键。
蛋白质亚基 组装方式丰 富多样
血红蛋白四级结构
蛋白质构象改变导致疾病产生
模体与结构域
它们介于二、三级结构之间，是蛋白质发挥 生物活性的必需基本结构。 模体(motif)——在许多蛋白质分子中，可发 现二个或三个具有二级结构的肽段，在空间 上相互接近，形成一个特殊的空间构象。
钙结合蛋白中结 合钙离子的模体
锌指结构
结构域：蛋白质三级结构常可分割成一个或 数个球状或纤维状的区域，折叠得较为紧密， 各行使其功能，称为结构域(domain) 。
H H H OH
肽键
甘氨酰甘氨酸
多肽链有两端: N末端与C末端
N末端
二
硫
键
C末端
牛核糖核酸酶
蛋白质的一级结构
定义：蛋白质的一级结构指多肽链中 氨基酸排列顺序。
主要的化学键 肽键，有些蛋白质还包括二硫键。
一级结构是蛋白质空间构象和特异 性生物学功能的基础
一级结构发生变异会导致“分子病”
HbA β 肽 链
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报告内容
蛋白质分子结构 蛋白质样品制备 蛋白质结构测定
蛋 白 质 (protein) 是 由 许 多 氨 基 酸(amino acids)通过肽键(peptide bond)相连形成的高分子含氮化合物。
蛋白质是生物体重要组成成分
分布广：所有器官、组织都含有蛋白质； 细胞的各个部分都含有蛋白质。
蛋白质与人体健康
蛋白质与人体健康蛋白质是人体组织不可缺少的构成成分，是人体生命的物质基础，如果从生命活动过程去衡量，蛋白质加上核酸，是生命存在的主要形式。
人体有无数细胞构成，蛋白质是主要部分。
蛋白质不仅是人类机体的主要构成物质，而且蛋白质也是构成人体内各种生物活性物质的主要成份。
人体内许多重要的生理活动均由蛋白质来完成，如酶、激素、抗体等；肌肉收缩，血液凝固等也都是通过蛋白质来实现的。
如果人体内没有酶、激素等物质的存在，那么人体内的物质代谢、神经传导细胞分裂与分化等生理活动将无法进行；蛋白质是人体正常代谢的物质保证，是维持组织的生长、繁殖、更新和修复的必需营养素。
蛋白质提供人体必需的部分能量。
因此，可以肯定地讲没有蛋白质就没有生命，人体健康就无从谈起。
蛋白质是荷兰科学家格里特在1838年发现的。
蛋白质主要由氨基酸组成，因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。
多个蛋白质可以一起，往往是通过结合在一起形成稳定的蛋白质复合物，折叠或螺旋构成一定的空间结构，从而发挥某一特定功能。
人体中估计有10万种以上的蛋白质。
生命是物质运动的高级形式，这种运动方式是通过蛋白质来实现的，人体内的一些生理活性物质如胺类、神经递质、多肽类激素、抗体、酶、等都离不开蛋白质，它对调节生理功能，维持新陈代谢起着极其重要的作用。
人体运动系统中肌肉的成分以及肌肉在收缩、作功、完成动作过程中的代谢无不与蛋白质有关，离开了蛋白质，体育锻炼就无从谈起。
所以蛋白质有极其重要的生物学意义。
与人体健康更是息息相关。
人体的大部分都是由蛋白质所组成，皮肤、肌肉、内脏、毛发、指甲、大脑甚至骨骼等除了尿液、胆汁都是由蛋白质构成。
蛋白质充足时，才能维持细胞正常的功能与新陈代谢。
因为人体的肌肉组织中，蛋白质的含量最高，因此只要照照镜子，就可以看出自己所摄取蛋白质是否充足。
强壮而营养充足的肌肉，自然会使身体挺拔健壮。
如果肌肉得不到所需的养分，便会失去弹性，向旧轮胎一样松松垮垮，姿势会不好看。