第一節 蛋白質的定義及組成

一、蛋白質的定義

蛋白質是一類生物大分子，它是由多種氨基酸（20種基本天然α-氨基酸）縮合而成的多肽聚合物，構成蛋白質的基本化學結構單元為氨基酸，所以蛋白質（protein）可定義為：由多種氨基酸（amino acids）通過肽鍵（peptide bond）相連而形成的高分子含氮有機化合物。一般蛋白質的相對分子質量很高，而且分布廣，不同種類的蛋白質的相對分子質量可以從幾萬到幾千萬不等。

二、蛋白質的組成

1.蛋白質的化學結構 蛋白質是構成生命的物質基礎。通常蛋白質是由20種基本α-氨基酸按一定的排列順序，并通過肽鍵連接形成的肽鏈化合物，組成蛋白質的肽鏈可以是一條，也可以是多條。特定的蛋白質具有特定的氨基酸排列順序、長度及空間結構層次（包括一級、二級、三級和四級結構），不同種類的蛋白質，氨基酸排列序列不同，肽鏈長度不同，空間結構不同；相同種類的蛋白質具有相同的氨基酸排列序列，相同的肽鏈長度，相同的空間結構。表示蛋白質中氨基酸排列序列時，氨基酸一般用其英文名的前三個字母表示，有的蛋白質可以由上千個氨基酸組成，為了方便，氨基酸種類也可以用單個字符表示。

僅由肽鏈組成的蛋白質完全水解后成為氨基酸混合物，所以氨基酸是蛋白質的基本組成單位，是蛋白質的基石。此外，有些蛋白質結構中除了肽鏈外，還包括非肽鏈結構的其他物質，與肽鏈結合在一起形成復雜的結合蛋白，這種非肽鏈物質稱為配基或輔基。

蛋白質種類繁多，不同種類的蛋白質結構不同，功能和性能不同。如羊毛蛋白質纖維中有較多含硫的氨基酸，如半胱氨酸，其結構上存在巰基（—SH），由于巰基不穩定，容易發生反應，形成含二硫鍵（—S—S—）的胱氨酸，尤其在羊毛表面的鱗片層外層中含有較多的二硫鍵，使羊毛蛋白質纖維表面結構緊密，這種結構的存在，增強了羊毛對外界因素（包括物理因素和化學因素）的抵抗作用，使羊毛角蛋白纖維較難溶解，起到保護羊毛纖維的作用；同時，這種結構阻礙染料、助劑等向纖維內部擴散，使得羊毛纖維常規染色時必須在高溫沸染條件下進行。由此可見，不同結構的蛋白質材料具有不同的功能和性能。

2.蛋白質的元素組成 蛋白質是含氮的有機高分子化合物，生物體內的含氮物質主要為蛋白質。氮元素是蛋白質區別于糖和脂肪的特征性元素，根據對大多數蛋白質氮元素的分析，結果表明，各類蛋白質中氮元素的含量都相當接近，一般在15%～19%之間，平均為16%，即100g蛋白質中含有16g氮。這是凱氏定氮法測定樣品中蛋白質含量的計算基礎，即通過樣品中氮含量的測定，可以測定蛋白質的大致含量。

式中：6.25為0.16的倒數（表示1g氮相當于蛋白質的質量為6.25g）。

除氮外，蛋白質中還含碳（50%～55%）、氫（6%～8%）、氧（19%～24%），硫（0～4%）等元素，有些蛋白質中還含有少量磷、硒或金屬元素鐵、銅、鋅、錳、鈷、鉬等，個別蛋白質還含有碘。這些微量元素的存在對蛋白材料的性能有較大影響。