《生物化学》压缩包

3、蛋白质的分类

　　元素分析发现蛋白质一般含碳50%~55%，氢6%~8%，氧20%~23%，氮15%~18%，硫0%~4%。有些蛋白质还含有微量的磷、铁、铜、碘、锌和钼等元素。其中，氮的含量在各种蛋白质中都比较接近，平均16%，这是蛋白质元素组成的特点。因此，一般可由测定生物样品的氮，粗略地计算出蛋白质的含量（每1g氮相当于6.25g的蛋白质）。

　　1.根据【形状】和【溶解度】分类
　　①纤维状蛋白质：分子形状呈细棒或纤维状，大多不溶于水，是生物体重要的结构成分。典型的纤维状蛋白质：胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白和丝蛋白等，不溶于水。有些纤维状蛋白质如肌球蛋白和血纤维蛋白是可溶性的。
　　②球状蛋白：分子形状接近球形或椭球形。其多肽链折叠紧密，疏水的氨基酸侧链位于分子内部，亲水的侧链在外部暴露于水溶剂，因此球状蛋白质的水溶性较好。蛋白质结构的复杂性和功能的多样性主要由球状蛋白质来表现。
　　③膜蛋白：分子形状一般为近球形或椭球形，与细胞的各种膜系统结合而存在，包括水溶性较好的膜周边蛋白和不溶于水能溶于去污剂溶液的膜内在蛋白两类。生物膜的多数功能室通过膜蛋白实现的。

　　2.根据【化学组成】分类
　　(1)简单蛋白质（simple protein）：仅有肽链组成，不包含其他辅助成分的蛋白质。

　　溶解度差别分类

　　①清蛋白：
　　存在：于所有生物。
　　举例：血清清蛋白、卵清蛋白、麦清蛋白。
　　溶解度：溶于水和稀盐溶液，可用饱和硫酸铵沉淀，加热即凝固。

　　②球蛋白：
　　存在：所有生物。
　　举例：血清球蛋白、大豆球蛋白、免疫球蛋白。
　　溶解度：不溶于水，溶于稀盐溶液，可用半饱和硫酸铵沉淀。

　　③醇溶蛋白：
　　存在：各类植物种子。
　　举例：小麦胶体蛋白、玉米蛋白。
　　溶解度：不溶于水，溶于稀酸和稀碱溶液，可溶于70%~80%乙醇。

　　④谷蛋白：
　　存在：各类植物种子。
　　举例：米、麦谷蛋白。
　　溶解度：不溶于水，溶于稀酸和稀碱溶液，受热不凝固。

　　⑤精蛋白：
　　存在：与核酸结合成核蛋白存在于动物体中。
　　举例：鱼精蛋白
　　溶解度：溶于水和稀盐，受热不凝固，分子较小，结构较简单的碱性蛋白。

　　⑥组蛋白：
　　存在：与核酸结合成核蛋白存在于动物体中。
　　举例：胸腺组蛋白。
　　溶解度：溶于水和稀酸，不溶于稀氨溶液中，受热不凝固。

　　⑦硬蛋白
　　存在：毛、发、角、筋、骨等。
　　举例：角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白。
　　溶解度：不溶于水、盐溶液及稀酸和稀碱溶液中。
　　(2)结合蛋白（conjugated protein）：又称缀合蛋白，由简单蛋白质和辅助成分组成，其辅助成分通常称为辅基。

　　辅基不同分类

　　①核蛋白（nucleoprotein）：由蛋白质与核酸组成，存在于所有细胞中。细胞核中核的蛋白由DNA与组蛋白结合而成，存在于细胞质中的核糖体是RNA与蛋白质组成的核蛋白。现在已知的病毒也都是核蛋白。

　　②糖蛋白（glucoprotein）与蛋白聚糖（proteoglycan）：均由蛋白质和糖以糖苷键相连而成。
　　糖蛋白中的糖基一般为短的寡糖链。糖蛋白有很多种类，各自有不同的功能。动物血浆中绝大多数蛋白质是糖蛋白；具有催化作用的酶也有不少是糖蛋白；还有不少糖蛋白具有运载功能；其他如抗体、激素、血型物质、作为结构原料或起着保护作用的蛋白质也有许多是糖蛋白。特别要指出的是生物膜上糖蛋白的寡糖链，对细胞识别至关重要。
　　蛋白聚糖中的糖基由二糖重复单位组成，称糖胺聚糖。蛋白聚糖广泛存在于动植物组织中，是结缔组织和细胞间质的特有成分，也是组织细胞间的天然黏合剂。存在于细胞表面的蛋白聚糖，可参与细胞和细胞或者细胞和基质之间的相互作用。

　　③脂蛋白（lipoprotein）：通常由蛋白质和脂质通过非共价键相连而成。脂蛋白的蛋白质部分称脱辅基蛋白，又称载脂蛋白。脂蛋白广泛存在于血浆中，因此也称血浆脂蛋白。此外，生物膜中与脂质融合的蛋白质也可看作是脂蛋白。生物膜中还有一类蛋白质是通过与某些膜脂分子共价连接，并以其为锚钩锚定在膜上，称为锚定蛋白。
　　血浆脂蛋白的主要功能是经血液循环运输不溶于水的脂质。血液中游离脂肪酸绝大部分与血清清蛋白结合，输送至全身，供各组织细胞摄取利用。三酰甘油、磷脂、胆固醇和胆固醇酯是以更复杂的可溶性脂蛋白颗粒形式被转运。血浆脂蛋白颗粒中的脂质和蛋白质含量是相对固定的，颗粒中的蛋白质含量越高，其相对密度越大。按相对密度大小可将血浆脂蛋白分为乳糜微粒、极低密度脂蛋白、低密度脂蛋白和高密度脂蛋白4类。

　　④色蛋白色蛋白（chromoprotein）：由蛋白质和色素组成，种类很多，其中以含吓啉类的色蛋白最为重要。血红蛋白就是由珠蛋白和血红素组成的，血红素是由原卟啉与一个二价铁原子构成的化合物。过氧化氢酶、呼吸链中的5种细胞色素也都是由蛋白质和铁卟啉组成的。

　　⑤金属蛋白金属蛋白(metalloprotein）：由蛋白质和金属离子结合形成。除含铁的色蛋自外，在所有已知的酶中，至少1/3酶的催化活性需要金属离子，如DNA聚合酶含Mg，碳酸酐酶含Zn，丙酮酸废化酶含Mn，固氮酶含Mo和Fe等。

　　3.根据【功能】分类

　　①酶：酶是具催化活性的蛋白质，是蛋白质中种类最多的类群，新陈代谢的每步反应都是由特定的酶催化完成的。

　　②调节蛋白：许多蛋白质具有调控功能，称调节蛋白。其中一类为激素，如调节动物体内血糖浓度的胰岛素、促进甲状腺发育的促甲状腺素、促进生长的生长激素等。另一类为转录因子和基因调节蛋白，参与基因表达调控。

　　③贮存蛋白：有些蛋白质的生物功能是贮存必要的养分，称贮存蛋白。例如，卵清蛋白为鸟类胚胎发育提供氮源。许多高等植物的种子含高达60%的贮存蛋白，为种子的发芽准备足够的氮素。铁蛋白能贮存铁原子，用于含铁蛋白如血红蛋白的成。

　　④转运蛋白：转运蛋白主要有两类，一类存在于□□中，如血液中的血红蛋白将氧气从肺转运到其他组织，血清蛋白将脂肪酸从脂肪组织转运到各器官。另一类为膜转运蛋白，它们在膜的一侧结合代谢物跨越膜，然后在膜的另一侧将其释放，能将养分如葡萄糖和氨基酸转运到细胞内。天然膜的转运蛋白都能在膜内形成通道，被转运的物质经它进出细胞。

　　⑤运动蛋白：生物的运动也离不开蛋白质，如高等动物肌肉的主要成分是蛋白质，肌肉收缩是由肌球蛋白和肌动蛋白的相对滑动来实现的。细胞内的细胞器移动也是通过细胞骨架的某些蛋白质实现的。

　　⑥防御蛋白和毒蛋白：有些蛋白质具有防御和保护功能，如抗体能够与相应的抗原结合而排除外来物质对生物体的干扰。凝血酶作用于血纤蛋白原使血液凝固，防止血液的流失。南极和北极的鱼含有的抗冻蛋白能防止低温下血液冷冻，病毒外壳蛋白可保护其核酸免遭破坏。毒蛋自包括动物毒蛋白如蛇毒和蜂毒的溶血蛋白和神经毒蛋白、植物毒蛋白如蓖麻毒蛋白、细菌毒蛋白如白喉毒素和霍乱毒素。

　　⑦受体蛋白：受体蛋白是接受和传递信息的蛋白质，如不少激素是通过细胞膜上或细胞内的受体蛋白发挥作用的。

　　⑧支架蛋白：支架蛋白能通过蛋白质一蛋白质相互作用识别并结合其他蛋白质中的某些结构元件，可以将多种不同的蛋白质装配成一个复合体，参与对激素和其他信号分子胞内应答的协调和通讯，锚定蛋白或称导向蛋白也属于这一类。例如，SH2组件（即肉瘤病毒基因表达产物Src蛋白及其家族成员中的SH2结构域）能与含有磷酸化酪氨酸残基的蛋白质结合，SH3组件能与富含脯氨酸残基的蛋白质结合。

　　⑨结构蛋白：用于建造和维持生物体结构的蛋白质称为结构蛋白，这类蛋白质多数是不溶性纤维状蛋白质，如构成毛发、角、甲的α-角蛋白，存在于骨、结缔组织、腱、软骨组织和皮中的胶原蛋白等。

　　⑩异常功能蛋白：某些蛋白质具有特殊的功能，如应乐果甜蛋白有着极高的甜度，可作为人工增甜剂。昆虫翅膀的铰合部存在一种具有特殊弹性的蛋白质，称节肢弹性蛋白。某些海洋生物如贝类分泌一类胶质蛋白，能将贝壳牢固地黏附在岩石或其他硬表面上。