1.蛋白質概述
蛋白質是由氨基酸組成的具有一定構架的高分子化合物,是構成組織和細胞的基本物質,其含量約占人體總固體量的45%。蛋白質是機體生長、更新和修補組織細胞的主要原料,並參與物質代謝及生理功能的調控,可提供能量原料。人體每天所需熱能有10%~15%來自蛋白質,是與生命、生命活動緊密聯係在一起的物質。
動物肌肉、皮膚、毛發、蹄、角等的主要成分都是蛋白質,許多植物(如大豆、花生)的種子裏也含有豐富的蛋白質。
蛋白質是由多種氨基酸(如丙氨酸、甘氨酸等)構成的極為複雜的化合物,相對分子質量從幾萬到幾百萬。它是重要的營養物質,成人每天需攝取60~70克,處於生長發育期間的青少年需要量更大。人體通過食物獲得的蛋白質,在胃腸道裏與水發生反應,生成氨基酸。氨基酸通過腸壁進入血液循環,一部分氨基酸被氧化,生成尿素、二氧化碳和水等排出體外,同時放出熱能供人體活動的需要。每克蛋白質完成氧化約放出18千焦的能量。另一部分氨基酸再重新組成人體所需要的各種蛋白質,維持人體的生長發育和組織更新。人類的必需氨基酸達8種之多,即賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、蛋氨酸和纈氨酸。
機體中的蛋白質具有多種功能,如血液中的血紅蛋白是由蛋白質和血紅素構成的,在吸入氧氣和呼出二氧化碳的過程中起著載體的作用。在肺部,血紅蛋白中血紅素的二價鐵離子與氧結合成為氧合血紅蛋白,隨血液流到機體的各個組織器官,放出氧氣,供體內氧化用。同時,血紅蛋白結合血液中的二氧化碳,攜帶到肺部呼出。人的呼吸活動就是這樣反複進行的過程。
血紅蛋白+氧氣→氧合血紅蛋白
血紅蛋白也能與一氧化碳結合,而且結合能力很強,是氧氣的200~300倍。結合了一氧化碳的血紅蛋白便不能再與氧氣結合,人就會缺氧窒息死亡,這就是煤氣中毒的原因。
酶也是一類重要的蛋白質,是生物催化劑,能催化生物體內的反應。人體是一個複雜的“化工廠”,在這個“化工廠”裏同時進行著許多互相協同配合的化學反應。這些反應不能在高溫、高壓等條件下進行,隻能在體溫條件下溫和地進行。這些反應還要求有較高的速率,而且需要隨著環境和身體情況的變化而隨時自動地進行精密調節。這就靠一類特殊的蛋白質——酶的作用。酶對於許多有機化學反應和生物體內進行的複雜新陳代謝反應具有很強的催化作用,它的催化作用有其特點。
(1)條件溫和、不需加熱:在接近體溫和接近中性條件下,酶就可以起作用。在30℃~50℃時酶的活性最強,超過適宜的溫度時,它將失去活性。
(2)具有高度的專一性:也就是說,一種酶隻能催化一種反應。例如,人們的消化吸收食物就是靠酶的催化作用完成的。當在口中咀嚼米飯和饅頭時會感到有甜味,這是因為唾液中含有澱粉酶,它能將食物中的部分澱粉催化水解為麥芽糖的緣故,餘下的澱粉由小腸中的胰澱粉酶催化水解為麥芽糖。麥芽糖在腸液中麥芽糖酶的催化下,水解為人體可吸收的葡萄糖。這如同一把鑰匙開一把鎖一樣。