第一节 蛋白质的定义及组成

一、蛋白质的定义

蛋白质是一类生物大分子，它是由多种氨基酸（20种基本天然α-氨基酸）缩合而成的多肽聚合物，构成蛋白质的基本化学结构单元为氨基酸，所以蛋白质（protein）可定义为：由多种氨基酸（amino acids）通过肽键（peptide bond）相连而形成的高分子含氮有机化合物。一般蛋白质的相对分子质量很高，而且分布广，不同种类的蛋白质的相对分子质量可以从几万到几千万不等。

二、蛋白质的组成

1.蛋白质的化学结构 蛋白质是构成生命的物质基础。通常蛋白质是由20种基本α-氨基酸按一定的排列顺序，并通过肽键连接形成的肽链化合物，组成蛋白质的肽链可以是一条，也可以是多条。特定的蛋白质具有特定的氨基酸排列顺序、长度及空间结构层次（包括一级、二级、三级和四级结构），不同种类的蛋白质，氨基酸排列序列不同，肽链长度不同，空间结构不同；相同种类的蛋白质具有相同的氨基酸排列序列，相同的肽链长度，相同的空间结构。表示蛋白质中氨基酸排列序列时，氨基酸一般用其英文名的前三个字母表示，有的蛋白质可以由上千个氨基酸组成，为了方便，氨基酸种类也可以用单个字符表示。

仅由肽链组成的蛋白质完全水解后成为氨基酸混合物，所以氨基酸是蛋白质的基本组成单位，是蛋白质的基石。此外，有些蛋白质结构中除了肽链外，还包括非肽链结构的其他物质，与肽链结合在一起形成复杂的结合蛋白，这种非肽链物质称为配基或辅基。

蛋白质种类繁多，不同种类的蛋白质结构不同，功能和性能不同。如羊毛蛋白质纤维中有较多含硫的氨基酸，如半胱氨酸，其结构上存在巯基（—SH），由于巯基不稳定，容易发生反应，形成含二硫键（—S—S—）的胱氨酸，尤其在羊毛表面的鳞片层外层中含有较多的二硫键，使羊毛蛋白质纤维表面结构紧密，这种结构的存在，增强了羊毛对外界因素（包括物理因素和化学因素）的抵抗作用，使羊毛角蛋白纤维较难溶解，起到保护羊毛纤维的作用；同时，这种结构阻碍染料、助剂等向纤维内部扩散，使得羊毛纤维常规染色时必须在高温沸染条件下进行。由此可见，不同结构的蛋白质材料具有不同的功能和性能。

2.蛋白质的元素组成 蛋白质是含氮的有机高分子化合物，生物体内的含氮物质主要为蛋白质。氮元素是蛋白质区别于糖和脂肪的特征性元素，根据对大多数蛋白质氮元素的分析，结果表明，各类蛋白质中氮元素的含量都相当接近，一般在15%～19%之间，平均为16%，即100g蛋白质中含有16g氮。这是凯氏定氮法测定样品中蛋白质含量的计算基础，即通过样品中氮含量的测定，可以测定蛋白质的大致含量。

式中：6.25为0.16的倒数（表示1g氮相当于蛋白质的质量为6.25g）。

除氮外，蛋白质中还含碳（50%～55%）、氢（6%～8%）、氧（19%～24%），硫（0～4%）等元素，有些蛋白质中还含有少量磷、硒或金属元素铁、铜、锌、锰、钴、钼等，个别蛋白质还含有碘。这些微量元素的存在对蛋白材料的性能有较大影响。