蛋白质折叠理论

Protein F olding P roblem 蛋白质折叠问题 

肖奕

华中科技大学物理学院

蛋白质如何工作? 

蛋白质有什么用? 

蛋白质的功能 

蛋白质合成过程 

信号转导

??Prion (朊蛋白)diseases

–?MAD c ow

–?KURU

–?Creutzfeld--‐Jacob

??Fibril o r a myloid ( )

forma@on –?Alzheimers

–?Parkinsons 如果蛋白质结构错误---蛋白质折叠病



蛋白质结构是如何形成的? 

蛋白质折叠

Protein F olding

蛋白质结构表示 

蛋白质构象变化主要是多肽链主链旋转的结果 

蛋白质折叠是多肽链从无规卷曲(去折叠态)折叠到三维功能结构(天然态)

的物理过程。 

蛋白质在细胞内折叠 

??环境

??水溶液

??其它分子

??pH

??温度

每条多肽链有确定氨基酸排列顺序 

–?带电和极性氨基酸(亲水氨基酸)

–?不带电氨基酸(疏水氨基酸)

–?Van d er W aals 相互作用(氨基酸大小)

蛋白质营养与健康

(课程论文) 题目蛋白质的营养与健康 学科专业食品科学 学号 15720391 姓名夏善伟 指导教师黄龙全老师 时间 2016 年 01 月 17 日

蛋白质的营养与健康 摘要:蛋白质是人类生命活动不可或缺的营养物质,是供给足够能量维持健康的重要条件。蛋白质摄入量过多过少都会影响机体的健康。 关键词:蛋白质;营养;健康 引言 1 蛋白质 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。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。蛋白质营养充足时,才能维持细胞正常的功能与新陈代谢。 蛋白质是由二十多种氨基酸构成的。人体所需要的氨基酸中,有八种必需氨基酸由食物中的蛋白质供给,体内不能合成,称为完全蛋白质,如大豆的大豆蛋白、小麦的麦谷蛋白等;在组成中缺少一种或几种必需氨基酸的蛋白质,称为不完全蛋白质,如玉米中的玉米胶蛋白、婉豆中的豆球蛋白等;稻谷类粮食所含虽多数为不完全蛋白质,但在一餐中如有多种食物互相补充,就能满足身体对蛋白质的需要,如玉米面虽只含不完全蛋白质,但若与豆类同时吃,我们的身体就能将两者所含的氨基酸摄合,形成完全蛋白质。

食物蛋白质的营养价值评定

食物蛋白质的营养价值评定 1.食物蛋白质的含量 食物中蛋白质含量是否丰富是评定蛋白质食物营养价值的一个重要标准。在日常食物中,蛋白质含量以大豆最高(36.3%),肉类次之。对中国乃至亚洲人而言,谷粮类食物蛋白质亦很重要,如我国传统膳食结构中来自主食的蛋白质约占日摄入的总蛋白质量的 60~70%;而且豆制品、花生、核桃、杏仁等蛋白质含量较高植物类食品亦是人体蛋白质的良好来源。但蔬菜、水果中的蛋白质含量很少,故不宜作为主食。 2.食物蛋白质的消化率{考{试大} 蛋白质消化率,不仅能反映蛋白质在消化道内被分解的程度,还能反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度。 其公式为:蛋白质消化率(%)=[氮吸收量÷氮食入量]×100 氮吸收量=I-(F-Fm) 氮食入量=I I、F分别代表食物氮和粪氮。Fm为粪代谢氮。 粪氮绝大部分来自未能消化、吸收的食物氮,但也含有消化道脱落的肠粘膜细胞和代谢废物中的氮。后两者称为粪代谢氮。粪代谢氮是在人体进食足够热量,但完全不摄取蛋白质的情况下在粪便中亦可测得。如果在测定粪氮时忽略粪代谢氮不计,所得的结果即称为“表观消化率”;若将粪代谢氮计算在内的结果则称为“真消化率”或“消化率”。 蛋白质的消化率会在人体、食物及其相关的多种因素影响下,发生变化。如人的全身状态、消化功能、精神情绪、饮食习惯及食物的感官性态等等;食物中诸如食物纤维素含量、烹调加工方式、食物与食物间的相互影响等等。再如整粒进食大豆时,其所含蛋白质的消化率仅为60%,若加工成豆腐,即可提高至90%;考试大 一般烹调中的蒸、煮等方法对食物中蛋白质的消化率影响较小;若釆用高温煎炸的方法就可能破坏食物蛋白质中的部分氨基酸,还会降低蛋白质的消化率。 1

【核心知识】蛋白质折叠的热力学和动力学

蛋白质折叠的热力学和动力学 药学院 10489629 苟宝迪 蛋白质是一种生物大分子,基本上是由20种氨基酸以肽键连接成肽链。肽链在空间卷曲折叠成为特定的三维空间结构。有的蛋白质由多条肽链组成,每条肽链称为亚基,亚基之间又有特定的空间关系,称为蛋白质的四级结构。所以蛋白质分子有非常特定的复杂的空间结构。诺贝尔奖得主Anfinsen认为每一种蛋白质分子都有自己特有的氨基酸的组成和排列顺序,由这种氨基酸排列顺序决定它的特定的空间结构。具有完整一级结构的多肽或蛋白质, 只有当其折叠形成正确的三维空间结构才可能具有正常的生物学功能. 如果这些生物大分子的折叠在体内发生了故障, 形成错误的空间结构, 不但将丧失其生物学功能, 甚至会引起疾病.蛋白质异常的三维空间结构可以引发疾病,疯牛病、老年性痴呆症、囊性纤维病变、家族性高胆固醇症、家族性淀粉样蛋白症、某些肿瘤、白内障等等都是“折叠病”。 蛋白质折叠的研究(图1[1]),是生命科学领域的前沿课题之一。不仅具有重大的科学意义,而且在医学和在生物工程领域具有极大的应用价值。 图1 蛋白质折叠的热力学研究 蛋白质折叠的研究,比较狭义的定义就是研究蛋白质特定三维空间结构形成的规律、稳定性和与其生物活性的关系。这里最根本的科学问题就是多肽链的一级结构到底如何决定它的空间结构?X-射线晶体衍射是至今为止研究蛋白质结构最有效的方法, 所能达到的精度是其它任何方法所不能比拟的. 但是, 蛋白质分离纯化技术要求高, 蛋白质晶体难以培养,

晶体结构测定的周期较长, 从而制约了蛋白质工程的进展. 随着近代物理学、数学和分子生物学的发展, 特别是计算机技术的进步, 人们开始用理论计算的方法, 利用计算机来预测蛋白质的结构. 同源模建方法是最常用、最有效的蛋白质结构预测方法. 但是, 利用同源模建方法预测蛋白质结构时, 需用同源蛋白质的已知结构作为模板. 当缺乏这种模板结构时, 预测则很难奏效. 这是该方法的天生缺陷. 是否能从蛋白质序列出发, 直接预测蛋白质的结构? 从理论上最直接地去解决蛋白质的折叠问题,就是根据测得的蛋白质的一级序列预测由Anfinsen原理决定的特定的空间结构。蛋白质氨基酸序列,特别是编码蛋白质的核苷酸序列的测定现在几乎已经成为常规技术,利用分子生物学技术可以从互补DNA(cDNA)序列可以推定氨基酸序列,大大加速了蛋白质一级结构的测定。目前蛋白质数据库中已经存有大约17万个蛋白的一级结构,但是测定了空间结构的蛋白大约只有1.2万个,这中间有许多是很相似的同源蛋白,已经有人根据基因组的数据用统计方法重新估计了蛋白质折叠类型数目大约为1000种。 “蛋白质结构预测”属于理论方面的热力学问题,蛋白质分子结构本身的复杂性决定了结构预测的复杂性。目前结构预测的方法大致可分为两大类。一类是假设蛋白质分子天然构象处于热力学最稳定,能量最低状态,考虑蛋白质分子中所有原子间的相互作用以及蛋白质分子与溶剂之间的相互作用,采用分子力学的能量极小化方法,计算出蛋白质分子的天然空间结构。第二类方法是利用存入蛋白质数据库的数据进行预测相比,基于同源性的重复循环技术非常可靠地灵敏地进行结构预测。找出数据库中已有的蛋白质的空间结构与其一级序列之间的联系总结出一定的规律,逐级从一级序列预测二级结构,再建立可能的三维模型,根据总结出的空间结构与其一级序列之间的规律,排除不合理的模型,再根据能量最低原理得到修正的结构。但是,第一类方法遇到在数学上难以解决的多重极小值问题,而逐级预测又受到二级结构预测精度的限制。 图2[2]为蛋白质折叠研究的漏斗模型。从能量的角度看,漏斗表面上的每一个点代表蛋白质的一种可能的构象,变性状态的蛋白质构象位于漏斗顶面,漏斗最底部的点表示用X-射线单晶衍射或NMR测定的蛋白质天然构象,而漏斗侧面的斜率用来说明蛋白质折叠路径(图3[1])。 图2

蛋白质对儿童成长的重要性

蛋白质:成长的营养基石 蛋白质是人体的主要构成物质,更是生命存在的重要基础,人体各组织无一不含蛋白质。蛋白质在人类必需的六大类营养物质(即蛋白质、脂类、碳水化合物、维生素、矿物质和水)中,起着特殊而又具有中心性的作用。 让孩子更高 身体的生长发育可视为蛋白质不断积累的过程,蛋白质对生长发育期的儿童尤为重要。儿童正处于成长的时期,他们每一天的成长、每一次的进步,都离不开蛋白质的作用。蛋白质构成了他们成才的营养基础。如果说成长就像盖楼,那么蛋白质就是最基础也最重要的建筑材料——砖头。少年儿童处于快速生长发育期,新陈代谢旺盛,除了保证自身细胞的正常更新外,还需要不断形成新的组织细胞以达成体格的增长变化,其每天生长及结构改变的细胞数以百亿计。如此巨大的“工程”需要征用非常多的营养,尤其是蛋白质。 蛋白质参与制造肌肉、骨骼、血液、皮肤,帮助身体制造新组织,构成体内如酶、激素、抗体等具重要生理作用的物质;尤为重要的是,蛋白质为骨骼的构建提供了甘氨酸、脯氨酸、赖氨酸、羟脯氨酸和羟赖氨酸等营养成分,它们是骨胶原蛋白的主要组成成分。 少年儿童的生理特点决定了其对营养有更高需求,而正是蛋白质为孩子身高的天天向上奠定了基石。所以,想让孩子长高,就需要及时满足孩子对优质蛋白质的需求。 让孩子更聪明 蛋白质是脑细胞的主要成分之一,也是脑细胞兴奋和抑制过程的物质基础。它对人的语言、思考、记忆、神经传导、运动等方面都起着重要的作用。蛋白质缺乏会直接影响脑发育,使神经传递受限,表现为反应迟钝。 儿童及少年期是智力发育的关键期。婴儿出生时脑重量约为成人脑重的1/4,长到6周岁时约有1200克,为成人脑重的90%,余下10%的增长将在学龄期至青春期完成,各阶段均需注意蛋白质摄取的质与量。因此,每天补充足量的蛋白质,是维持少年儿童智力发育的必需条件。 儿童的免疫系统仍不完善,尤其是6岁前的幼儿正处于“生理免疫功能不全期”,相关免疫器官未被完全激活,免疫球蛋白合成不足,极易受病菌攻击,直至发育到12岁后,才能进入免疫功能的相对稳定期。而且,在儿童某些疾病的急性期,常伴有细胞免疫的紊乱,甚至由此继发其他感染。另外,消炎药也会影响儿童免疫功能,不仅使耐药菌株增加,还会破坏菌群平衡,形成内源性感染。因此,儿童更需要从营养上来增强体质、提升免疫力。 为孩子免疫力提供保障 蛋白质是免疫系统包括免疫器官、免疫细胞和免疫活性物质等的物质基础;也是与免疫力有所关联的许多微量营养素(如维生素A、铁等)吸收及运转的载体;此外,蛋白质分解所提供的各种氨基酸也能通过不同作用机理来增强免疫力,在免疫反应中起重要作用。 因此,为了增强儿童免疫力,家长要注意在其膳食中搭配富含优质蛋白的食物。 怎样搭配补充蛋白质更科学 对于生长发育阶段的儿童,其蛋白质需要量比成人高,世界卫生组织建议每日摄入量在2~3克/公 斤体重。例如4岁儿童每日的蛋白质摄入量约为50克,以后将逐岁递增。那么儿童又该如何科学地补充蛋白质呢? 蛋白质根据其来源,可分为动物性蛋白质和植物性蛋白质两大类。动物蛋白质所含的必需氨基酸种类

蛋白质折叠机理的研究进展

蛋白质折叠机理的研究进展 凌发忠 (专业:生物化学与分子生物学学号:D201002034) 摘要:研究蛋白质的折叠,是生命科学领域的前沿课题之一。蛋白质是一种生物大分子,多是由20种氨基酸以肽键连接成肽链。肽链在进一步空间卷曲折叠成为特定的空间结构,包括二级结构和三级结构。有的蛋白质由多条肽链组成,每条肽链称为亚基,亚基之间又有特定的空间关系,称为蛋白质的四级结构。因此蛋白质分子往往具有特定的复杂的空间结构。但这并没有停止人类的探索,反而激励人们尝试寻找类似遗传密码子的蛋白质密码。本文将对蛋白质折叠的研究概况以及意义进行综述,并在此基础之上对今后蛋白质折叠的研究提出了一些自己的看法。 关键词:蛋白质折叠机理分子伴侣 1.引言 蛋白质折叠是生物学中心法则中至今尚未解决的一个重大生物学问题。[1]蛋白质像是一个微小而精密的机器。在蛋白质实现它的生物功能之前,它们会把自己装配起来。虽然蛋白质折叠是对所有的生物体系来说最重要的和最基本的过程,但这个过程对人类而言仍然是个未解之谜。此外,如果蛋白质没有正确的折叠会导致严重的后果,包括许多知名的疾病,比方阿兹海默症(Alzheimer's),疯牛病(Mad Cow, BSE),可传播性海绵状脑病(CJD),肌萎缩性脊髓侧索硬化症(ALS)和其他多种癌症及其相关的综合病症。这也成为近年来刺激人们探索蛋白质结构机理的一个重要原因之一。 2.蛋白质折叠研究概括 2.1分子生物学的中心法则 根据分子生物学中心法则,生物遗传信息的传递是由 DNA 到 RNA、RNA 到蛋白质多肽链、再由多肽链形成具有生物活性的蛋白质进行的。目前对前两者的过程已有相当深入和清晰的了解,但对后者尚不十分清楚。因此可以说蛋白质折叠是生物学中心法则中至今尚未解决的一个重大生物学问题。 通过蛋白质折叠的研究发现一级结构和空间结构之间存在某种确定的关系,那么是否像核苷酸通过“三联密码”决定氨基酸顺序那样有一套密码呢?有人把这设想的一级结构决定空间结构的密码叫作“第二遗传密码”。如果存在的话,那就可以直接从理论上去解决蛋白质的折叠问题,这是蛋白质研究最后几个尚未揭示的奥秘之一。现已经观察出 mRNA 的二级结构单元数与其编码的蛋白质二级结构(α-螺旋与β-折叠)单元数之间存在明显的相关性,二者的总符合率为 97.3%,相关系数达 0.99;其次,mRNA二级结构中5ˊ端至3ˊ端的每一发夹或复合发夹与PDB数据库所提供的蛋白质N端至C端的每一个α-螺旋或β-折叠之间存在几乎是一一对应的现象。通过上述数据可以看出,mRNA的三维结构和蛋白质的三维结构中确实存在某种相关。[2] 2.2蛋白质折叠的热力学和动力学 蛋白质折叠根本的科学问题是具有完整一级结构的多肽链又是如何折叠成为它特定的高级结构?这是一个折叠的动力学的问题,长期以来,主要用体外的实验方法研究,虽然已有四五十年,但至今尚未解决。 由 Anfinsen等[3]根据对 RNase 复性研究的经典实验提出的“热力学假说”认为一级结构决定高级结构。他们认为天然蛋白质多肽链所采取的构象是在一定环境条件下热力学上最

蛋白质的营养价值

摘要 蛋白质是食品中重要的营养物质之一。.当今随着科学技术的不断发展,食品行业的日新月异,食品蛋白质的使用出现当前的规模。蛋白质的营养价值将蛋白质推上更高的台阶。蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中,起着十分重要的作用。生物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质是一切生命的物质基础,是机体的重要组成部分,是人体组织更新和修复的主要原料,没有蛋白质就没有生命。蛋白质的使用对食品产业的发展起着重要的作用,它可以提供人体很多营养,也可以帮助人体生长,而且人体的各部分都含有蛋白质,所以不能小觑了蛋白质的存在。 关键词:蛋白质凯氏定氮法营养价值好处

目录 第一章概述 (1) 1.1 蛋白质的定义、功能及分类 (1) 1.2 蛋白质的组成及作用 (2) 1.3 蛋白质的性质 (3) 第二章蛋白质的测定................................................................................. .. (4) 2.1 蛋白质的营养价值 (5) 2.2 凯氏定氮法 (6) 2.3 测定步骤 (7) 第三章结论.............................................................................................. ........................ (8) 3.1 结论.................................................................................................... . (8) 3.2 建议......................................................................................... ..... ..... ..... ..... ... ........ .. (9) 参考文献................................................................................................................................. .... . (10) 致谢....................................................................................................................................... ..... . (11)

蛋白质的供给量、食物来源和营养价值

蛋白质的供给量、食物来源和营养价值 蛋白质的供给量 蛋白质的供给量与膳食蛋白质的质量有关。如果蛋白质主要来自奶、蛋等食品,则成年人不分男女均为每日每公斤体重0.75克。中国膳食以植物性食物为主,蛋白 质质量较差,供给量需要定为每日每公斤体重1.0~1.2克。蛋白质供给量也可用占总 能量摄入的百分比来表示。在能量摄入得到满足的情况下,由蛋白质提供的能量在 成年人应占总能量的10%~12%,生长发育中的青少年则应占14%。 蛋白质的食物来源 膳食中蛋白质来源不外是植物性食物和动物性食物。动物性食物蛋白质含量高、质量好,如奶、蛋、鱼、瘦肉等。植物性食物主要是谷类和豆类。大豆含有丰 富的优质蛋白质。谷类是我们的主食,蛋白质含量居中(约10%),是我国人民膳食 蛋白质的主要来源。蔬菜水果等食品蛋白质含量很低,在蛋白质营养中作用很小。几种食物蛋白质含量/100g 食物含量食物含量食物含量牛奶3.0 大米7.4 大白菜1.7 鸡蛋12.3 小米9.0 油菜1.8 瘦猪肉14.6 标准粉11.2 菠菜2.6 瘦牛肉20.2 玉米8.7 马铃薯2.0羊肉17.1 大豆35.1 苹果0.5 草鱼16.1 花生仁25.0 鸭梨0.2

食物蛋白质营养价值评定 1.蛋白质的含量。 2.蛋白质的消化率也就是吸收率,是表示吸收氮占摄入氮的百分率。不仅反映了蛋白质在消化道被分解的程度.同时也反映消化后的氨基酸和肽被吸收的程度; 3.蛋白质的利用率反映食物蛋白质消化吸收后被机体利用的程度。 4. 蛋白质消化率校正氨基酸计分(PDCAAS) 评价蛋白质营养价值的指标有很多,PDCAAS(即蛋白质消化率校正氨基酸计分,得到联合国粮农组织和世界卫生组织专家委员会的正式公布和推荐)是其中的一个指标,满分为1(即100引它同时强调了氨基酸计分和消化率。得到的记分为1者,就表示该蛋白质是优质蛋白质,基本上能被人体全部吸收和利用。纽崔莱营养蛋白质粉的PDCAAS分值为1。

错误折叠与蛋白质构象病

错误折叠与蛋白质构象病 生物物理系 2005级硕士研究生刘莹 摘要:许多疾病的发生是由蛋白质错误折叠引起的,这类疾病被称为蛋白质错误折叠病。蛋白质突变、泛素-蛋白酶和自噬功能的失常与蛋白质错误折叠的发生,异常蓄积和聚集有关。本文综述了蛋白质错误折叠和聚集的机制和部分蛋白质构象病产生的机理。 关键词:蛋白质错误折叠;分子伴侣;泛素-蛋白酶系统;溶酶体途径;Prion; 蛋白质是生物体的组成成分之一,在物质代谢、机体防御、血液凝固、肌肉收缩、细胞信息传递、个体生长发育、组织修复等方面均有不可替代的重要作用。具有完整一级结构的多肽或蛋白质,只有当其折叠形成正确的三维空间结构才可能具有正常的生物学功能。一旦蛋白质形成了错误的空间结构,将丧失其生物学功能,还会引起相关疾病,迄今已发现20 多种蛋白质的错误折叠与疾病相关,神经退行性疾病如阿尔茨海默病’s disease , AD) , 帕金森病(Parkinson’s disease , PD) ,亨廷顿舞蹈病(Huntington’sdisease ,HD) ,朊蛋白病(prion disease) ,家族性肌萎缩侧索硬化症(familial amyotrophic lateral sclerosis ,ALS) 等均与错误折叠的蛋白质聚合和沉积有关。 一蛋白质折叠与降解的机制 蛋白质的一级结构是其特定空间结构的基础,此外,肽链还需经过与翻译同时进行的和翻译完成后的化学加工,如形成二硫键,完成糖基化、羟基化、磷酸化等化学修饰。这些化学修饰以及蛋白质亚基的非共价键聚合、蛋白质的靶向输送等均与肽链的折叠密切相关。在细胞内大多数天然蛋白质能自发形成比较稳定的天然结构, 或被配体和代谢因子所稳定。但约10 %~20 %新合成的多肽链需要分子伴侣的帮助才能正确折叠。此外,约有20 %新合成的多肽链不能形成正确的三维结构而被蛋白酶降解,包括由于错误转录和翻译形成的不完全蛋白质,翻译后受到化学损伤或其他因素引起的失活、去折叠或折叠错误的蛋白质。在真核细胞中,多余的蛋白质主要通过泛素化(ubiquitination) 过程降解。分子伴侣和蛋白酶系统是保证蛋白质正常功能的两大质量控制系统。 1)分子伴侣:分子伴侣是与其他蛋白不稳定构象相结合并使之稳定的蛋白,它们通过控制结合和释放来帮助被结合多肽在体内的折叠、组装、转运或降解等。在真核细胞中,许多蛋白质在胞内合成后分泌至细胞外。在经高尔基体分泌之前这些蛋白质先转移至内质网中(endoplamic reticulum , ER) 。ER 中含有大量的分子伴侣和蛋白折叠的催化剂以促进有效的折叠。这些蛋白质均严格遵守内质网质量控制机制来进行折叠。该机制包含了一系列糖基化和脱糖基化的过程,可以防止错误折叠的蛋白质从细胞中分泌出来。分子伴侣可逆地与未折叠肽段的疏水部分结合随后松开,如此反复进行可防止错误的聚集发生,使肽链正确折叠。分子伴侣也可与错误聚集的肽段结合,使之解聚后再诱导其正确折叠。分子伴侣主要分为伴侣素家族(chaperonin ,Cpn) 、应激蛋白70 家族(Stress270 family) 、应激蛋白90 家族(Stress290 family) 及核质素、T 受体结合蛋白(TRAP) 等。 2)蛋白酶系统:大部分细胞内蛋白降解均通过泛素2蛋白酶体途径。错误折叠或已损伤的蛋白质经泛素标记后被蛋白酶体所降解。泛素是由76 个氨基酸组成的蛋白质,在所有类型细胞中均有表达。蛋白质与泛素分子共价结合得以降解。第一个泛素分子与蛋白质结合后,可连接另一泛素分子,如此继而形成多泛素链。多泛素标记的蛋白质含4 个或更多的泛素,可被26 S 蛋白酶体识别并降解。Proteasome 是由多个亚单位组成的大分子复合物,是依赖于ATP 的蛋白质降解系统, 大约有40 种相对分子质量为20 000~110 000 的多肽组成两种具有相同酶解活性的复合物:20 S 和26 S proteasomes。

蛋白质的营养生理作用

“蛋白质”一词,源于希腊字“Proteios”,其意是“最初的”、“第一重要的”;蛋白质是细胞的重要组成成份,在生命过程中起着重要的作用, 涉及动物代谢的大部分与生命攸关的化学反应。不同种类动物都有自己特定的、多种不同的蛋白质。在器官、体液和其它组织中,没有两种蛋白质的生理功能是完全一样的。这些差异是由于组成蛋白质的氨基酸种类、数量和结合方式不同的必然结果。 动物在组织器官的生长和更新过程中,必须从食物中不断获取蛋白质等含氮物质。因此,把食物中的含氮化合物转变为机体蛋白质是一个重要的营养过程。 蛋白质在动物的生命活动中的重要营养作用: (一)蛋白质是构建机体组织细胞的主要原料 动物的肌肉、神经、结缔组织、腺体、精液、皮肤、血液、毛发、角、喙等都以蛋白质为主要成份,起着传导、运输、支持、保护、连接、运动等多种功能。肌肉、肝、脾等组织器官的干物质含蛋白质80%以上。蛋白质也是乳、蛋、毛的主要组成成份。除反刍动物外,食物蛋白质几乎是唯一可用以形成动物体蛋白质的氮来源。 (二)蛋白质是机体内功能物质的主要成份 在动物的生命和代谢活动中起催化作用的酶、某些起调节作用的激素、具有免疫和防御机能的抗体(免疫球蛋白)都是以蛋白质为主要成分。另外,蛋白质对维持体内的渗透压和水分的正常分布,也起着重要的作用。 (三) 蛋白质是组织更新、修补的主要原料 在动物的新陈代谢过程中,组织和器官的蛋白质的更新、损伤组织的修补都需要蛋白质。据同位素测定,全身蛋白质6-7个月可更新一半。 (四)蛋白质可供能和转化为糖、脂肪 在机体能量供应不足时,蛋白质也可分解供能,维持机体的代谢活动。当摄入蛋白质过多或氨基酸不平衡时,多余的部分也可能转化成糖、脂肪或分解产热。正常条件下,鱼等水生动物体内亦有相当数量的蛋白质参与供能作用。 “蛋白质”一词,源于希腊字“Proteios”,其意是“最初的”、“第一重要的”;蛋白质是细胞的重要组成成份,在生命过程中起着重要的作用, 涉及动物代谢的大部分与生命攸关的化学反应。不同种类动物都有自己特定的、多种不同的蛋白质。在器官、体液和其它组织中,没有两种蛋白质的生理功能是完全一样的。这些差异是由于组成蛋白质的氨基酸种类、数量和结合方式不同的必然结果。 动物在组织器官的生长和更新过程中,必须从食物中不断获取蛋白质等含氮物质。因此,把食物中的含氮化合物转变为机体蛋白质是一个重要的营养过程。 蛋白质在动物的生命活动中的重要营养作用: (一)蛋白质是构建机体组织细胞的主要原料 动物的肌肉、神经、结缔组织、腺体、精液、皮肤、血液、毛发、角、喙等都以蛋白质为主要成份,起着传导、运输、支持、保护、连接、运动等多种功能。肌肉、肝、脾等组织器官的干物质含蛋白质80%以上。蛋白质也是乳、蛋、毛的主要组成成份。除反刍动物外,食物蛋白质几乎是唯一可用以形成动物体蛋白质的氮来源。 (二)蛋白质是机体内功能物质的主要成份 在动物的生命和代谢活动中起催化作用的酶、某些起调节作用的激素、具有免疫和防御机能的抗体(免疫球蛋白)都是以蛋白质为主要成分。另外,蛋白质对维持体内的渗透压和水分的正常分布,也起着重要的作用。 (三) 蛋白质是组织更新、修补的主要原料 在动物的新陈代谢过程中,组织和器官的蛋白质的更新、损伤组织的修补都需要蛋白质。据同位素测定,全身蛋白质6-7个月可更新一半。

高蛋白质食物及含量一览表

高蛋白质食物及含量一览表 高蛋白质食物及含量一览表 哪些食物含蛋白质多?蛋白质是构成人体结构的主要成分,肌肉、神经组织中蛋白质成分最多。营养早餐中的牛奶和鸡蛋就是非常好的蛋白质食物。大家都知道,食补永远是补充营养最好的办法。高蛋白质食物有哪些呢? 在植物性食物中,米、面粉等食物所含蛋白质缺少赖氨酸,豆类蛋白质则缺少蛋氨酸和胱氨酸,故食混合性食物可互相取长补短,大大提高混合蛋白质的利用率,若再适量补充动物性蛋白质,可大大提高膳食中蛋白质的营养价值。虽然人乳、牛乳、鸡蛋中的蛋白质含量较低,但它们所含的必需氨基酸量基本上与人体相符,所以营养价值较高,是膳食中最好的食品。 食物中以豆类、花生、肉类、乳类、蛋类、鱼虾类含蛋白质较高,而谷类含量较少,蔬菜水果中更少。人体对蛋白质的需要不仅取决于蛋白质的含量,而且还取决于蛋白质中所含必需氨基酸的种类及比例。由于动物蛋白质所含氨基酸的种类和比例较符合人体需要,所以动物性蛋白质比植物性蛋白质营养价值高。

蛋白质是构成人体的重要物质,身体中各种组织——肌肉、骨骼、皮肤、神经等都含有蛋白质。生长的物质基础是蛋白质,因此,瘦人增肥要多吃含蛋白质丰富的食品。 常见的高蛋白质食物包括:牲畜的奶,如牛奶、羊奶、马奶等;畜肉,如牛、羊、猪、狗肉等;禽肉,如鸡、鸭、鹅、鹌鹑、驼鸟等;蛋类,如鸡蛋、鸭蛋、鹌鹑蛋等及鱼、虾、蟹等;还有大豆类,包括黄豆、大青豆和黑豆等,其中以黄豆的营养价值最高,它是婴幼儿食品中优质的蛋白质来源;此外像芝麻、瓜子、核桃、杏仁、松子等干果类的蛋白质的含量均较高。由于各种食物中氨基酸的含量、所含氨基酸的种类各异,且其他营养素(脂肪、糖、矿物质、维生素等)含量也不相同,瘦人在作增肥食谱时,以上食品都是可供选择的,还可以根据当地的特产,因地制宜地的选择蛋白质高的食物。 以下是每一百克食物中蛋白质的含量: 燕麦15.6 莲子16.6

浅谈蛋白质折叠的有关问题-最新范文

浅谈蛋白质折叠的有关问题 [摘要]本文对蛋白质折叠这一古老的领域的最新发展,尤其是分子伴侣的机理作了一番探讨,对一些新观点和新的实验事实作了介绍,并对一些实验实事作了一些思考,并提出了一些自己的看法。同时预测了结构生物学及技术手段的发展趋势。 生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识,就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现,就没有遗传传达传递的中心法则,也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基,多分子复和体结构研究。同时,过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态(时间统计)的结构分析开始进入动态(时间分辨)的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能,而”结构与功能”又强调”动力学(Dynamics)”,即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系,以及对大分子相互作用的贡献。 蛋白质折叠问题被列为”21世纪的生物物理学”的重要课题,它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能,是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠,尤其是折叠早期过程,即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题,在这一领域中,近年来的

新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中,X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上,Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出,NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学,即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程,其中包括主链和侧链的运动,以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构,而是更加关注结构的涨落和运动。例如,运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象,结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏,因此需要把光谱学,波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡,构象改变和改变过程中形成的多种中间态,又如,为了了解蛋白质是如何折叠的,就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制,包括二级结构(螺旋和折叠)的形成,卷曲,长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程,如快速核磁共振,快速光谱技术(荧光,远紫外和近紫外圆二色)。 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠,形成了自组装(self-assembly)的主导学说,因此,在研究新生肽段的折叠时,就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内,用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型,并认为细胞中新合成的多肽链,不需要别的分子的帮助,不

浅谈蛋白质折叠的有关问题

浅谈蛋白质折叠的有关问题 【摘要】:蛋白质折叠问题是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能,是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠,尤其是折叠早期过程,即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题,在这一领域中,近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中,X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构,而是更加关注结构的涨落和运动。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏,因此需要把光谱学,波谱学和X 射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡,构象改变和改变过程中形成的多种中间态。 【关键字】:生物大分子分子伴侣蛋白质的折叠识别结合 【正文】 一、新生肽段折叠研究中的新观点 长期以来关于蛋白质折叠,形成了自组装(self-assembly)的主导学说,因此,在研究新生肽段的折叠时,就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内,用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型,并认为细胞中新合成的多肽链,不需要别的分子的帮助,不需要额外能量的补充,就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年,邹承鲁明确指出,新生肽段的折叠在合成早期业已开始,而不是合成完后才开始进行,随着肽段的延伸同时折叠,又不断进行构象的调整,先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠,而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此,在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样,三维结构的形成是一个同时进行着的,协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白,分子伴侣(Molecularchaperone)的发现,以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出,说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的,而不是自发进行的。 二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用 蛋白质分子的三维结构,除了共价的肽键和二硫键,还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构,他们常常是一些疏水表面,它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子,甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说,每一步折叠都是正确的,充分的,必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程,为了提高蛋白质生物合成的效率的,应该有帮助正确途径的竞争机制,分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。

食品营养与安全之蛋白质与人体健康的关系

蛋白质与人体健康的关系 学习了食品营养与安全这门课后,让我了解到了很多营养方面的知识,也对我平时生活中的膳食安排起了一定的作用。让我印象最深刻的就是蛋白质这一营养素。首先不必多说,这是人体必需的营养之一。更重要的是生命的产生,存在与消亡都与蛋白质有关,蛋白质是生命的物质基础,够成身体的组织,并能够调节生理功能,供给能量,没有蛋白质就没有生命。 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。 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。健康毛发与指甲也是由蛋白质所构成,因此需要充分的营养来维持他们的健康。没有光泽、没有弹性、甚至断裂的头发,只要补充适度的营养也能在几个星期内恢复健康。 摄取充足的蛋白质,可以使精力旺盛、心情愉快。倦怠的主要原因除了血糖过低之外,还有缺乏蛋白质所造成的许多原因,如血压太低、贫血、身体机能障碍、无法产生将食物分解为能量的酶等。这些都无法在短期内得到改善。 饮食中蛋白质的摄取量充足时,可以增强抵抗力。人体有各种抵抗疾病的机能,其中抗体及白血球与蛋白质的摄取密切相关,在正常状态下肝脏会制造球蛋白或抗体,这些都是保卫健康的战士,能吞噬各种细菌、细菌性毒素及病毒,使

蛋白质营养不良评价指标

临床营养评价 临床医生在对病人进行营养治疗前必需对病人的营养现状作出正确判断,以便合理地进行临床营养治疗。目前应用较普遍的临床营养评价方法有两种:一种是以测定身体组成为主(body compsition assessment BCA )的临床营养评价方法;另一种则是主观的全面评价方法(subjective global assessment SGA )。前者需要测定病人的身高、体重、三头肌皮褶厚度、血浆蛋白、氮平衡等客观资料;后者则主要依靠详尽的病史和体格检查等资料。 (一)BCA 临床营养评价方法 1977年Blackburn 所研究的BCA 营养评价方法在临床得到应用,此后随着医学科学的发展,更多的新技术被用到身体组成的测定中,使BCA 法得到不断完善,如用稳定同位素测定身体中的各种元素,用中子活化分析法测定病人的身体组成等等。但上述新技术往往需要昂贵的设备,不适合临床医生对病人作简易快速的营养评价,本文作重介绍的BCA 营养评价方法主要包括人体测量及生化检验等方面的资料,临床医生需对这些资料进行综合分析才能对病人的营养状态作出正确判断。 1.人体测量 人体测量是简便易行的营养评价方法,内容包括身高、体重、皮褶厚度、上臂围、上臂肌围等,上述指标的意义及测定方法在本章第二节的居民营养状况评价中已有详细阐述,临床要注意的是:急性、饥饿性或消耗性疾病或创伤,体重下降达原来体重的30%时,是一个致死的界限,临床工作者不一定能注意到这一点;而当慢性体重丧失时,病人可耐受大于30%的体重丧失。 临床称量病人体重后可通过计算三个参数来评定营养状况:①理想体重百分率(%),表示病人实际体重偏离总体标准的程度;②通常体重百分率(%),表示平常体重的改变;③近期体重改变率(%),表示短期内体重损失的程度。计算公式与评价标准如下(表1及表2): 100*%患者平时体重 患者现体重 患者平时体重)体重变化(-= 实际体重 理想体重百分率(%)= 100 理想体重 实际体重 通常体重百分率(%)= 100 通常体重 通常体重-实测体重 近期体重改变率(%)= 100 通常体重 表1 依据体重对营养状态进行评定 正常 轻度营养不良 中度营养不良 重度营养不良 理想体重百分率(%) 90 80~90 60~80 60 通常体重百分率(%) 95 85~95 75~85 75

(整理)人体蛋白质营养学的几个问题

人体蛋白质营养学的几个问题 目录 ⒈蛋白质和氨基酸 ⒉蛋白质的消化和吸收 ⒊蛋白质的需要量 ⒋食物蛋白质的营养评价 1.蛋白质和氨基酸 蛋白质是由多种多个氨基酸分子以酰胺键连接构成的一大类高分子量化合物,普遍存在于生物界,是生命的载体,是生命的物质基础。没有蛋白质便没有生命。生命的突出特征之一是新陈代谢,新陈代谢的停止,便是生命的终止。蛋白质的新陈代谢是人体新陈代谢的基础。人体营养需要食物蛋白质,实质上是需要组成蛋白质的氨基酸,以氨基酸为材料来构建人体自身的蛋白质,过程可用下式表述: 食物蛋白质→氨基酸→人体蛋白质 由食物蛋白质分解出氨基酸的过程,称为消化,属于生理学、生物化学研究的范畴,知识已相当深入。由氨基酸合成人体蛋白质的过程,实际上是遗传信息传递的过程,包括遗传信息的转录、翻译等。对该过程的认识从上个世纪的五十年代之后才开始,涉及到了生物学最本质的问题,使

人类对自身的认识大大前进了一步。 虽然在生物界发现的氨基酸类物质已有几百种,但参与蛋白质结构的氨基酸,根据遗传密码表的数据,仅有20种。其他氨基酸皆可看成是这20种氨基酸的衍生物,对它们的生理功能,除个别例子外,知之尚少。按照遗传密码信息,这20种氨基酸可有成千上万种排列组合,可生成成千上万种性质、功能各具特色的蛋白质,演化出千姿百态、朝气蓬勃的生物界。 1.1.人体必需氨基酸 参与蛋白质结构的20种氨基酸,在营养学中一般将它们划分为两类,称为必需氨基酸和非必需氨基酸。 必需氨基酸是指人体需要,但自身不能合成,或合成量不能满足机体需要,必须由食物蛋白质供给,否则就不能维持机体氮平衡的氨基酸。通常认为人体必需氨基酸有八种,它们是赖氨酸(Lysine, Lys)、蛋氨酸(Methionine, Met)、亮氨酸(Leucine, Leu)、异亮氨酸(Isoleucine,Ile)、缬氨酸(Valine, V al)、苯丙氨酸(Phenylalanine, Phe)、苏氨酸(Threonine, Thr)和色氨酸(Tryptophan, Try)。近年来认识到,对婴儿讲来,组氨酸(Histidine, His)属于必需氨基酸;有资料证明,对成年人组氨酸亦属必需氨基酸。 非必需氨基酸,这个名称不精确,只是相对于必需氨基酸而言,并非

关于蛋白质折叠机制的研究

蛋白质体内折叠过程影响因素的研 究进展

摘要 对于多肽链到底是如何折叠形成有生物学活性的蛋白质这一问题,近年来一直研究不断。蛋白质的错误折叠可能导致某些疾病的发生,阐明蛋白质折叠的机制将有助于我们治疗甚至从遗传上根除这些疾病。关于蛋白质折叠的研究有体外实验和体内研究方面,而细胞内蛋白质折叠机制的研究显得尤为重要,关于蛋白质折叠体内机制的研究已经取得了许多令人欣喜的进展。本文总结了近几年来在研究影响蛋白质体内折叠过程的一些因素上的最新进展,包括已被证实的概念和突破传统的新理论,以及一些有创新性的预测理论。 How polypeptide chainsfold intobiologically activeproteins? In recent years,scientistshave been studyingthe issue constantly. Misfoldedproteinsmay lead tothediseases. Toclarifythe mechanismofproteinfoldingwill help us totreatmentand eveneradicationofthese diseasesfrom the geneticlevel. There’re two research aspect of protein folding, in vitro andin vivo. In these areas, theprotein folding mechanismsinthecellsis particularly important. Besides, the research about themechanismofproteinfoldingin the cell has important value, and which has been madegratifyingprogress. This paper summarizesthe latest progressin recent years insome of the factorsthat affectthefolding processofproteinsin vivo, including newconcepts andbreak the traditionaltheoryhas been confirmed, as well as someinnovativeprediction theory. 关键字蛋白质折叠机制体内影响因素研究进展 protein folding mechanisms considering folding in thecellresearch progress

相关文档
最新文档