第二節 蛋白質的分類

自然界中蛋白質種類繁多，分布廣泛，可以按不同的方法分類。作為分類的依據主要有：分子化學組成、分子的形狀或空間構象、分子的溶解性及功能等。

一、按蛋白質化學組成分類

依據蛋白質分子化學組成主要分為簡單蛋白質、結合蛋白質及蛋白質衍生物。下面主要對簡單蛋白質及結合蛋白質作介紹：

1.簡單蛋白質（simple protein） 簡單蛋白質分子組成中，除有氨基酸構成的多肽鏈成分外，不含任何非肽鏈成分，此類蛋白質又稱為單純蛋白質。自然界中的許多蛋白質屬于此類。這類蛋白質由于只含有α-氨基酸組成的肽鏈物質，不含其他成分，所以該類蛋白質水解后的最終產物只是α-氨基酸的混合物。簡單蛋白質按其溶解性質的不同可分為清蛋白（又稱白蛋白）、球蛋白、組蛋白、精蛋白、醇溶蛋白、谷蛋白以及硬蛋白等。

（1）清蛋白類（albumins）。其相對分子質量較低，易溶于水，溶于稀酸、稀堿和稀無機鹽的水溶液，但在50%以上的硫酸銨溶液中開始析出。血液、淋巴、肌肉、蛋清、奶乳以及植物種子中都有大量的清蛋白。

（2）球蛋白類（globulins）。根據在水中溶解度不同，球蛋白包括兩類，一類稱為優球蛋白（euglobulins），另一類稱為擬球蛋白（pseudoglobulins）。前者不溶于水，溶于稀酸、稀堿和稀無機鹽的水溶液，但在50%以上硫酸銨溶液中可以析出；后者溶于水，其他性質同優球蛋白。球蛋白存在于肌肉蛋白、溶菌酶和大豆球蛋白中。

（3）組蛋白類（histones）。組蛋白類屬于堿性蛋白，在水溶液中呈弱堿性，能溶于水和稀酸溶液，不溶于稀氨水溶液。小牛胸腺蛋白中存在組蛋白。

（4）精蛋白類（protamines）。精蛋白類含堿性氨基酸較多，呈強堿性，相對分子質量較小（小于5000），溶于水和稀酸溶液中，不溶于稀氨水。魚類成熟的精子細胞中存在精蛋白。

（5）醇溶蛋白類（prolamines）。不溶于水和無水乙醇，但可溶于70%～80%乙醇溶液，也可溶于稀酸和稀堿溶液。此類蛋白質存在于禾本科植物種子中，如小麥醇溶蛋白和玉米醇溶蛋白等。

（6）谷蛋白類（glutelins）。不溶于水和稀鹽溶液，易溶于稀酸和稀堿溶液中。此類物質存在于禾本科植物的種子中，如米谷蛋白和麥谷蛋白。

（7）硬蛋白類（scleroproteins）。不溶于水、稀酸和稀堿溶液。軟骨、腱、毛發和絲等組織中存在硬蛋白，這類蛋白質是動物作為結締組織和保護功能的蛋白質，如分為角蛋白、膠原蛋白、彈性蛋白和絲心蛋白（纖維狀蛋白）等。

2.結合蛋白質（conjugated protein） 結合蛋白質的分子組成中除含有肽鏈成分外，還含有非肽鏈成分，稱為輔基（prosthetic group）或配基（ligand）。依據分子中非肽鏈輔基的不同，結合蛋白包括糖蛋白（含多糖）、核蛋白（含核酸）、脂蛋白（含脂類）、磷蛋白（含磷酸）、金屬蛋白（含金屬）及色素蛋白（含色素）等。

（1）糖蛋白類（glycoproteins）。糖蛋白質由簡單蛋白質與糖類物質組成，是一類結構非常復雜的結合蛋白質，種類繁多。糖基可以是二糖、低聚糖、多糖。有血型糖蛋白、激素糖蛋白、黏液糖蛋白、細胞膜糖蛋白、外源凝集素等。

（2）核蛋白類（nucleoproteins）。它是一類由簡單蛋白質和核酸結合而成的結合蛋白質，存在于一切生物體內。病毒是一類極簡單的生物，它們的化學本質就是核蛋白。細胞中核蛋白主要存在于染色體和核糖體中。由于核酸包括脫氧核糖核酸（DNA）和核糖核酸（RNA）兩類，因此核蛋白分為DNA-核蛋白和RNA-核蛋白兩類。DNA-核蛋白主要存在于細胞核內，RNA-核蛋白主要存在于核糖體中。兩類核蛋白的許多理化性質相似，都能被堿性染料染色，且不穩定，在熱或堿的作用下易分解為核酸及簡單蛋白質。DNA-核蛋白的黏性較強，不溶于等滲食鹽溶液（滲透壓相等的兩種溶液稱為等滲溶液；滲透壓不同的兩種溶液，把滲透壓相對高的溶液稱為高滲溶液，把滲透壓相對低的溶液稱為低滲溶液），溶于離子強度極低的鹽溶液；RNA-核蛋白能溶于等滲食鹽溶液。

組成核蛋白的蛋白質部分主要是組蛋白和精蛋白等堿性蛋白，也有其他蛋白質，如煙草花葉病毒蛋白質，這種蛋白質分子極大，每個分子由2130條肽鏈組成，每條肽鏈的相對分子質量達到1.75×10⁴。

（3）脂蛋白類（lipoproteins）。脂蛋白質由簡單蛋白質與脂類物質結合而成。脂類包括：中性脂、磷脂和膽固醇等。依據脂蛋白結構可分為：單純脂蛋白、磷脂蛋白、膽固醇脂蛋白和核脂蛋白等。

（4）磷蛋白類（phosphoproteins）。磷蛋白質由簡單蛋白質和磷酸組成（磷酸基與蛋白質中—OH結合成酯），并含有可解離的酸性基團。蛋黃和乳中酪蛋白等中含有磷蛋白。

（5）金屬蛋白類（metalloproteins）。金屬蛋白質由簡單蛋白質和金屬離子直接結合，如鐵蛋白及含銅、鋅等離子的超氧化物歧化酶SOD等。

（6）色素蛋白類（chromoprotein）。色素蛋白質由簡單蛋白質與色素物質結合而成。有血紅素蛋白、肌紅蛋白、葉綠素蛋白、黃素蛋白以及細胞色素等。

簡單蛋白質和結合蛋白質類別及化學組成總結見表1-1。

表1-1 蛋白質按化學組成分類

二、按蛋白質分子的形狀分類

依據蛋白質分子外形的對稱性不同，蛋白質分為球狀蛋白質和纖維狀蛋白質兩大類。

1.球狀蛋白質（globular protein） 外形接近球狀或橢圓狀，其長度與直徑之比一般小于10，空間構象比纖維狀蛋白復雜。球狀蛋白質的溶解性較好，可溶于水或酸、堿、鹽溶液中，能形成結晶。這類蛋白質在生物體內起著維護、調節生命活動的功能，生物體內的大多數蛋白質屬于此類型，其種類繁多，包括各種酶、激素、血紅蛋白、抗體以及植物豆類球蛋白等，它是生物體內最重要的一類蛋白質。

2.纖維狀蛋白質（fibrous protein） 分子外形類似纖維狀或細棒狀，相對分子質量大，分子的對稱性很差，結構相對簡單。這類蛋白質在生物體內主要起結構作用，大多數纖維狀蛋白不溶于水和稀鹽酸溶液。但也存在可溶性纖維狀蛋白質（如肌肉的結構蛋白和血纖維蛋白原等）。指甲、羽毛、蠶絲、羊毛中含有的角蛋白、絲心蛋白以及膠原蛋白等屬于不溶性纖維狀蛋白質。

三、按來源分類

1.天然蛋白質 天然蛋白質包括動物蛋白和植物蛋白，如酶、抗體（antibody）、激素、皮膚、肌肉、神經、血液、羊毛、蠶絲、羽毛、蹄、角、病毒、乳品、蛋類中含有的動物蛋白以及各種植物種子蛋白，如大豆蛋白、花生蛋白等。

2.人造（再生）蛋白質 人造（再生）蛋白質是指人類新合成的蛋白質，如新型生物蛋白類藥劑、新型酶種。而人造蛋白纖維（如人造大豆蛋白纖維、人造牛奶纖維）屬于復合蛋白質材料，它是由蛋白質與其他高分子物復合或交聯而成，例如，其與聚丙烯腈復合而成的蛋白纖維稱為腈綸基人造蛋白纖維，其與聚乙烯醇復合而成的蛋白纖維稱為維綸基人造蛋白纖維。

3.改性蛋白質 改性蛋白質是指通過化學法或酶法等方法對蛋白質進行改性而制得的蛋白質，它屬于蛋白質的衍生物。改性蛋白質的結構與性能都發生了改變，從而可獲得新用途。

四、按活性分類

1.活性蛋白質（active protein） 活性蛋白質包括在生命運動過程中一切有活性的蛋白質以及它們的前體物質。絕大多數蛋白質屬于這種類型，例如，酶、激素、抗體（免疫球蛋白）、運動蛋白、運輸和儲存蛋白、受體蛋白、毒蛋白和膜蛋白等。

2.非活性蛋白質（passive protein） 不具有明顯生物活性的蛋白質為非活性蛋白質，此類蛋白質的主要作用是對生物體起支撐和保護作用，例如，角蛋白、膠原蛋白、硬蛋白、絲心蛋白和彈性蛋白等。

五、按功能分類

蛋白質種類繁多，功能各異。按功能不同，蛋白質可分為：催化類蛋白（生物酶催化劑），運輸傳遞蛋白（血紅蛋白、肌紅蛋白、細胞色素C），儲存營養蛋白，收縮運動蛋白（肌球蛋白、肌動蛋白、纖毛蛋白），結構蛋白（皮膚中膠原蛋白、角蛋白及骨蛋白等），調節代謝蛋白（激素蛋白），防御疾病蛋白（抗體蛋白），受體蛋白（視網膜上的視色素蛋白、味蕾上的味覺蛋白），病毒蛋白（細菌、毒素等），遺傳蛋白（核蛋白）和控制生長的蛋白（組蛋白、阻遏蛋白）等。

這些功能與生命現象緊密相連，所以沒有蛋白質就沒有生命，種類繁多的蛋白質，造就了蛋白質具有功能性多樣化的特點。

六、按營養價值分類

營養學上根據食物蛋白質所含必需氨基酸的種類和數量將食物蛋白質分三類：

1.完全蛋白質 這是一類優質蛋白質。它們含有人體所必需的所有氨基酸（第二章中有介紹）而且數量充足，比例適當。這一類蛋白質不但可以維持人體健康，還可以促進生長發育。奶、蛋、魚、肉中的蛋白質都屬于完全蛋白質。

2.半完全蛋白質 這類蛋白質雖然含有人體所必需的所有氨基酸，但其中某些必需氨基酸的含量很少，不能滿足人體生長的需要。它們可以維持人的生命，但不能促進生長發育。例如，一般谷類蛋白質中賴氨酸含量都較少，遠不能達到人體正常生長發育所需要的基本量，所以麥膠蛋白、谷蛋白都屬于半完全蛋白質，其中賴氨酸稱為限制氨基酸。

3.不完全蛋白質 這類蛋白質不能提供人體所需的全部必需氨基酸，單純靠它們既不能促進生長發育，也不能維持生命。例如：肉皮中的膠原蛋白是一種不完全蛋白質，它缺少人體所必需的色氨酸。

上述蛋白質的分類并不是絕對的，彼此之間是有聯系的。例如，組蛋白屬于簡單蛋白質，若它和DNA結合在一起時，就變成了一種結合蛋白質，稱為核蛋白。