植物蛋白质提取及其性质研究论文

植物血凝素也称为植物凝集素（PHA），可自制也可购自商品。自制的方法常用生理盐水提取法。（A）干品制备法（1）选广东鸡子豆10g，用蒸馏水冲洗，置培养皿内用75%酒精一次性浸洗，倒掉酒精留间隙置37℃。恒温箱内24-48小时；（2）在无菌条件下研碎鸡子豆，加生理盐水30ml，摇匀后放入4℃冰箱24小时，第二天再加生理盐水70ml，再置4℃冰箱内24小时。每8-12小时摇荡一次。（也可一次性加100ml生理盐水）；（3）无菌条件下移入10-50ml离心管内，3000-4000rpm30分钟。在无菌箱内把上清液分装于10ml小瓶，置冰箱冷冻层备用；（4）效价：外周血染色体制备每100ml培养基加PHA约2ml。注：若整个过程未在无菌条件下进行，分装时用G5玻砂漏斗除菌即可。（B）鲜品制备法：（1）选择完整无破皮鲜菜豆20g，用75%酒精浸泡10分钟；（2）在净化工作中用无菌盐水或蒸馏水漂洗二次，然后置无菌乳钵中捣成糊状，用100ml无菌盐水浸泡封口；（3）移入4℃冰箱中置24小时，中间摇动数次，次日3000rpm30分钟，在无菌情况下分装上清液于10ml小瓶内，置冰箱冷冻层备用。（4）效价：正式使用前先用一定量作效价测定，按效价使用。青豌豆的．提取：取青豌豆100克，加含氯化钠的磷酸缓冲液200ml浸泡过夜，经膨胀后用组织捣碎机捣碎，倒入布袋中压榨出水提液，在沉渣中再力0入磷酸缓冲液100ml搅拌，浸泡1时，压榨出水提液，合并水提液，量出总体积。加％叠氮钠防腐。 2．蛋白质沉淀：边搅边加入固体硫酸铵达80％饱和（每升溶液加硫酸铵561克）冷藏过夜。吸取上清液，沉淀再用二层滤纸抽气过滤至干，即得粗制青豌豆素蛋白沉淀物硫酸铵糊。置冰箱保存。 3．亲和层析分离 (1)装柱：取直径为 cm，长度为 25 cm的层析柱，按（实验十五）操作，自顶部缓缓加入稀薄的Sephadex G25悬液，待凝胶上升至距顶柱约 3-5 cm即可，用 1M NaCl溶液平衡 10分钟。（2）加样并收集：称硫酸铵糊克溶于 3 ml IM氯化钠中，离心 3000rPm10分钟，取上层悬液上柱，用 1M NaCl洗脱收集每管 ml，在 280 nrn紫外光上比色检测，直至吸光值下降到接近零为止。此洗脱峰为不与葡萄糖亲和的杂蛋白峰。改用含葡萄糖的 1M NaCl进行洗脱。收集每管 ml，也在 280nrn处检测、直至吸光值下降至接近零为止。此洗脱峰为青豌豆素峰，再用 1M NaCl洗脱，再生柱，约需10分钟。 4．青豌豆素生物活性测定。取新鲜兔血 l ml于抗凝管中，离心去除血浆，血球用生理盐水洗涤离心 1000rpm／5min三次，直至洗液无血色为止，加生理盐水稀释20倍制成兔红细胞悬液，置冰箱中备用。取点滴板一块在三孔中分别滴入对照生理盐水、280 nrn吸收峰的吸光值相同的杂蛋白和青豌豆蛋白各2滴（用生理盐水将二种蛋白质稀释到吸光值相同），再分别滴入兔红细胞悬液1滴。置37℃保温10分钟，取出后分别用玻棒在孔中轻轻搅动，比较三者红细胞的凝集情况。再将杂蛋白和青豌豆素溶液进一步用生理盐水稀释成1：5、l：25、l：125、1：625……再用上述方法检查比较它们对兔红细胞的凝集作用，求出它们最大生物活性的稀释倍数。兔红细胞的凝集作用也可用显微镜下进行观察、比较。注意事项：不同蛋白质凝集活性的比较需在以相同 280 nrn吸光值的蛋白质量作对比，故必需稀释

植物组织蛋白质提取方法1、根据样品重量(1g样品加入提取液，可根据材料不同适当加入)，准备提取液放在冰上。2、把样品放在研钵中用液氮研磨，研磨后加入提取液中在冰上静置(3-4小时)。3、用离心机离心8000rpm40min4℃或11100rpm20min4℃4、提取上清液，样品制备完成。

蛋白质是生物体所必需的生物大分子物质，是细胞中含量最丰富，功能最多的大分子物质，在各种生命活动过程中发挥重要作用，是维持生命的物质基础。联合国粮农组织（FAO）表示，成年人每天摄取蛋白质应在75 g以上，而世界人均水平只有 g，我国目前平均水平仅60 g[1]。蛋白质摄入不足主要是由于蛋白质的绝对摄入量不足以及摄取的蛋白质中的氨基酸的比例失衡导致，目前解决蛋白质摄入不足的首要方法是开辟新型蛋白质来源，并通过合理的膳食搭配来解决氨基酸比例失衡。动物蛋白虽然是优质的蛋白源，但其转化途径要比植物蛋白质的提取需要更多的经济费用及更长的时间周期，而植物蛋白质的利用成本相对较低，因此加工利用植物蛋白质是我国目前主要的解决蛋白质供应不足的措施。 1 植物蛋白质的基本特性按摄取来源可将蛋白质分为动物性蛋白质和植物性蛋白质2类。动物蛋白质主要来源于家禽、家畜以及鱼类的蛋、奶、肉等。其主要以酪蛋白为主，其特点是吸收利用率极高；植物性蛋白质，顾名思义是从植物中提取的，其营养成分与动物蛋白相仿，但植物蛋白质外周有纤维薄膜包裹从而使得植物蛋白质较动物蛋白难以消化。因此，从人体吸收利用率来说，植物蛋白质较动物蛋白低，但经过加工后的植物蛋白不仅更容易被人体所吸收，而且由于植物蛋白质几乎不含胆固醇和饱和脂肪酸，所以较动物蛋白更加健康养生。从营养成分来说，蛋白质主要是由各种氨基酸组成，人体通过各种酶将蛋白质降解成各种氨基酸以后被人体所吸收。动物蛋白氨基酸成分比较全面，而植物性蛋白质所含的氨基酸的种类不如动物蛋白质多，其中赖氨酸、苏氨酸、色氨酸和蛋氨酸的含量均相对不足，因此从成分上来说可以将蛋白质分为完全蛋白和不完全蛋白，大多数植物性蛋白质属于不完全蛋白。如谷物蛋白含蛋白质10%左右，蛋白质含量不算高，是人类膳食蛋白质的主要来源，谷物蛋白一般缺乏赖氨酸；油料蛋白主要是蛋氨酸不足。例如小麦蛋白主要是赖氨酸和苏氨酸不足；玉米蛋白主要是色氨酸和赖氨酸不足；棉籽蛋白主要是蛋氨酸不足；花生蛋白主要也是缺乏蛋氨酸；豆类含有丰富的蛋白质，特别是大豆含蛋白质高达36%～40%，氨基酸组成也比较合理，大豆蛋白除蛋氨酸和半胱氨酸含量稍低于联合国粮农组织（FAO）推荐值外，氨基酸组成基本平衡，在体内的利用率较高，是植物蛋白质中非常好的蛋白质来源；葵花籽蛋白中，蛋氨酸的含量较高，如把蛋氨酸含量较高的葵花籽蛋白与大豆蛋白混合使用，可以补充大豆蛋白蛋氨酸的不足。因此，将各种植物蛋白混合制作食品大有市场前景[2]。另一方面，过多的摄入动物性蛋白，相对的胆固醇和饱和脂肪酸也将过量摄入，将导致高血压、高血脂、肥胖等各种“富贵病”。而将各种植物性蛋白质合理搭配，不仅可供人体获得所必需的各种必需氨基酸外，还可降低各种疾病的发病率，同时还具有提高免疫力、抗癌等作用。因此，植物蛋白在建立健康的饮食结构方面所起的作用也越来越受人们重视。植物蛋白质具有良好的加工特性，经过加工后其具保水性和保型性，使其制品有耐储藏等较好的经济性品质。植物蛋白质可以单独制成各种食品，同时也可与其他如蔬菜，肉类等相组合加工成各种各样的食品。在追求营养、健康、安全饮食的今天，经加工而成的植物蛋白饮料、蛋白粉等也受到越来越多的人们青睐。植物蛋白的这些经济性、营养性、功能性的优点使植物蛋白质的提取加工成为当今世界热门产业，其开发潜力巨大，市场前景广阔。 2 植物蛋白质的分类及提取根据植物中各成分含量及其来源的不同，可以将植物蛋白分为4种类型的蛋白质，即油料种子蛋白、豆类蛋白、谷类蛋白以及近年出现的螺旋藻蛋白。各类植物的物理形态不同，蛋白质的成分含量也不同，相应的提取方法也各不相同。油料种子蛋白质油料种子主要包括花生、油菜子、向日葵、芝麻等，其蛋白质种类主要以球蛋白为主。其中花生中蛋白质含量为26%～29%，其中球蛋白含量可以达到90%，其加工后溶解性高、黏度低，可用于制作面包及饮料等。向日葵是重要的油脂原料来源，其含有较高的球蛋白，但其赖氨酸含量有限。油菜籽产量很高，油菜籽含蛋白质25%，去油后的菜籽粕含有35%～45%的蛋白质[3]。在植物蛋白质中，油菜籽蛋白的营养价值最高，没有限制性氨基酸，特别是含有许多在大豆中含量不足的含硫氨基酸。以油菜籽的脱脂物为原料可以加工浓缩蛋白。蛋白质在提取、分离等加工过程中，容易受到因加热而变性的影响，使蛋白质溶解度降低，不能形成胶体，而油料种子蛋白质具有很好的保水性与持油性。此外，经分离得到的变性少的蛋白质，其发泡性、乳化性、凝胶性都很好。目前采用的从油料中提取蛋白质的方法主要有2种：碱溶酸沉淀法和反胶束萃取法[4]。其中碱溶酸沉淀法酸碱用量大，对环境的污染严重。因此，一般选用萃取条件温和，蛋白不易失活的反胶束萃取法，同时它还具有溶剂可循环利用、成本较低的经济性优点。主要作用原理是将表面活性剂溶解到有机溶剂中，加溶一定量水形成反胶束溶液，同时从植物油料中萃取油和蛋白，油脂萃溶至有机溶剂中，蛋白或绿原酸加入萃入反胶束的极性内核中，在提取出绿原酸后萃取出蛋白质，最后用离子强度大的溶液反萃出来，经过脱盐干燥制得蛋白质产品。但该方法也有一定的局限性，在提取过程中由于使用溶剂较多，溶剂容易残留在制成的蛋白质产品中，因此反胶束萃取法不适用于提取相对分子质量较大的蛋白质。豆类蛋白质豆类中蛋白质的含量丰富，其主要存在于蛋白质体中，豆类的蛋白质含量高达40%，蛋白质体中达80%。一般而言，豆类蛋白质中碱性氨基酸含量较少，谷氨酸、天冬氨酸等酸性氨基酸含量较多，其中也以球蛋白为主，还含有丰富的不饱和脂肪酸、钙、磷、铁、膳食纤维等，不含胆固醇，具有很高的营养价值。现代营养学家研究证实，豆类蛋白质具有降低高血压、减少心血管病、促进营养吸收和降血脂的功效。不仅如此，豆类中还含有皂苷、异黄酮等活性成分，具有抗衰老、提高免疫力、促进钙物质吸收的功能[5]。豆制品生产中普遍存在蛋白质提取率偏低的问题，以大豆提取为例，目前大豆蛋白质的提取率大多在60%以下[6]。大多数大豆蛋白都可溶于水，所以提高大豆蛋白质的提取率具有很大的潜力。根据蛋白质溶解特性大豆蛋白可分为清蛋白和球蛋白2类[7]；又根据离心分离系数（即沉降系数）不同，大豆分离蛋白可分为2S、7S、11S和15S等4种组分[8]。根据蛋白质的分离程度的不同，豆类蛋白的分离方法可分为2类。一类是以低变性的豆粕为原料，用弱碱性溶液浸出蛋白质，将糖类和不溶性物质用高速离心机分离出去，提取用酸调节pH值为～，使蛋白质从溶液中沉析出来再经过碱水中和呈溶液状态，然后送入加热器中经快速灭菌后，喷雾干燥得成品，此时的蛋白成品含有少量的可溶性糖分、灰分以及其他微量成分[9-10]。另一类是将经过加工除去蛋白质中的可溶性糖分、灰分以及微量元素成分得到的浓缩蛋白质（SPC），提高了蛋白质的含量。周红霞[11]通过调整工艺参数，选用pH值，将大豆用水浸泡15 h后在70 ℃高温下按豆水比1∶10磨浆使大豆蛋白的提取率达到近80%。随着新技术的开发利用，豆类蛋白的提取工艺也不断革新，如目前市面上出现的各种仿肉制品就是将从大豆中分离的蛋白经碱中和后通过有数千个小孔的隔膜后置醋酸盐溶液中，使蛋白质凝固析出，蛋白分子在一定程度上定向排列形成组织化大豆蛋白产品[12]。谷类蛋白质谷类主要包括玉米、小麦、黑麦等，谷类中的蛋白质不溶于水或盐溶液，其主要成分为溶解于碱溶液的谷蛋白和溶解于酒精的醇溶蛋白。玉黍中含有较多的醇溶蛋白，而小麦中含有13%蛋白质，其中谷蛋白和醇溶蛋白含量基本相同，均含有30%～50%，构成面筋的麦胶蛋白和麦谷蛋白是小麦籽粒中的主要蛋白质，它们一起构成面粉中的面筋质。麦谷蛋白与麦胶蛋白结合在一起很难分离，稍溶于热的稀乙醇中，但冷却后便成絮状而沉淀。只有新制得的尚未干燥的麦谷蛋白才非常容易溶解在弱碱和弱酸中，并在中和时又沉淀出来。小麦的蛋白质成分含量除亮氨酸、蛋氨酸、胱氨酸和色氨酸外，其余的必需氨基酸均达不到世界卫生组织（WHO）推荐的标准，其中赖氨酸严重缺乏，因此小麦粉蛋白质属于不完全蛋白质。小麦的胚芽中还含有一些蛋白，其蛋白质含量高达30%左右，小麦胚芽蛋白是一种完全蛋白，含有人体必需 8种氨基酸和2种半必需氨基酸，占总氨基酸[13]，且易于被人体吸收，小麦胚芽蛋白的组成中清蛋白占，α、γ、δ等3种球蛋白占，麦醇溶蛋白占，麦谷蛋白占～，水不溶性蛋白占[14]。因此，将各种谷类合理搭配成主食更有利于人体健康。螺旋藻蛋白螺旋藻是一种外观为蓝绿色、螺旋状单细胞水生植物，是最近食品界较为关注的蛋白质源。螺旋藻中主要的蛋白是藻蓝蛋白（phycocyanin，PC），在螺旋藻中主要以藻胆蛋白体的形式存在，其蛋白质含量高达70%，藻胆蛋白体由多种藻胆蛋白及连接蛋白或多肽组成[15]，含有人体所必需的苏氨酸、赖氨酸等，同时螺旋藻蛋白极易被人体吸收利用，具有很高的营养价值。螺旋藻蛋白极高的营养价值使其市场前景广阔，除了可以作为食品外还可用于医药原料，具有极高的经济价值。现在已经有多种藻蓝蛋白的提取方法，其中用新鲜藻丝为原料分段梯度盐析分离纯化藻蓝蛋白，经羟基磷灰石层析，能使提取的PC纯度大于普遍认可的标准[16]。还有一个相对较简单的方法是Ganapathi Patil et al[17]设计的，主要包括2个步骤：即双水相萃取和离子交换层析。该方法是从螺旋藻中得到藻蓝蛋白粗提物，然后经过双水相萃取步骤之后纯度得到提高，继续过离子交换层析，进一步纯化蛋白。 3 植物蛋白质的应用价值植物蛋白质是一类氨基酸含量丰富的蛋白质，由于其具有丰富的营养和许多优良的功能特性，被广泛地应用于多种食品中，如肉类食品、焙烤食品、乳制品、饮料等。植物蛋白质一般不含或仅含有少量的胆固醇、油脂等，受到许多肥胖者、高血压、高血脂以及爱美人士的青睐。不仅是在食物方面，在医疗方面也有很大的应用，如藻蓝蛋白具有抗氧化、抗炎症的功效，还可以用来治疗氧化应激诱导的一些如 Alzheimer′s和 Parkins on′s等神经退化疾病[15，18]，以及促进机体免疫系统功能和抑制溶血的作用。以大豆蛋白质为主的植物蛋白质产业在我国已具有相当规模。将植物蛋白质作为副原料，在鱼糜制品中应用，进一步降低鱼糜制品成本[19]。大豆饼、粕是所有饼粕类饲料中最为优越的饼粕，在猪、鸡配合饲料中得到广泛应用。近年来，植物蛋白饮料也深受人们的喜爱，花生乳、杏仁露等都是日常生活随处可见的饮料。 4 结语越来越多的植物蛋白类产品的出现都标志着植物蛋白已经是生活中不可缺少的一类蛋白质，它的巨大开发前景也将随着生产技术和设备的完善被人们所认识。植物蛋白能够提供营养而廉价的蛋白质，世界各国正积极开发植物蛋白资源以解决蛋白质资源不足的现状。目前，植物蛋白资源的开发途径主要是通过高新技术对植物蛋白资源的应用进行研究并对传统产品进行改造。但植物蛋白的提取和加工的发展还受到一定的限制，主要是由于加工过程中营养成分的损失，以及加工后的废物处理等问题。这还需要逐步去解决，充分利用植物蛋白源，提高其利用效率，使其更好地为人们所利用。

一、植物组织蛋白质提取方法 1、根据样品重量（1g样品加入提取液，可根据材料不同适当加入），准备提取液放在冰上。 2、把样品放在研钵中用液氮研磨，研磨后加入提取液中在冰上静置（3-4小时）。 3、用离心机离心8000rpm40min4℃或11100rpm20min4℃ 4、提取上清液，样品制备完成。蛋白质提取液：300ml 1、1Mtris-HCl（PH8） 45ml 2、甘油（Glycerol）75ml 3、聚乙烯吡咯烷酮（Polyvinylpolypyrrordone）6g 这种方法针对SDS-PAGE，垂直板电泳！二、植物组织蛋白质提取方法氯醋酸—丙酮沉淀法 1、在液氮中研磨叶片 2、加入样品体积3倍的提取液在-20℃的条件下过夜，然后离心（4℃8000rpm以上1小时）弃上清。 3、加入等体积的冰浴丙酮（含的β-巯基乙醇），摇匀后离心（4℃8000rpm以上1小时），然后真空干燥沉淀，备用。 4、上样前加入裂解液，室温放置30分钟，使蛋白充分溶于裂解液中，然后离心（15℃8000rpm以上1小时或更长时间以没有沉淀为标准），可临时保存在4℃待用。 5、用Brandford法定量蛋白，然后可分装放入-80℃备用。药品：提取液：含10%TCA和的β-巯基乙醇的丙酮。裂解液：尿素溶于3ml灭菌的去离子水中（终体积为5ml），使用前再加入1M的DTT65ul/ml。这种方法针对双向电泳，杂质少，离子浓度小的特点！当然单向电泳也同样适用，只是电泳的条带会减少！

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浅谈蛋白质折叠的有关问题 [关键字]生物大分子分子伴侣蛋白质的折叠识别结合生物大分子的结构与功能的研究是了解分子水平的先象的基础。没有对生物大分子的结构与功能的认识，就没有分子生物学。正如没有DNA双螺旋结构的发现，就没有遗传传达传递的中心法则，也就没有今天的分子生物学。结构分子以由第一分子进入对复和物乃至多亚基，多分子复和体结构研究。同时，过去难以研究的分子水平上的生命运动情况也随着研究的深入和技术手段的发展而逐渐由难点变为热点。蛋白质晶体学研究已从生物大分子静态（时间统计）的结构分析开始进入动态（时间分辨）的结构分析及动力学分析。第十三届国际生物物理大会的25个专题讨论会中有一半以上涉及蛋白质的结构与功能，而“结构与功能”又强调“动力学（Dynamics）”，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系，以及对大分子相互作用的贡献。蛋白质折叠问题被列为“21世纪的生物物理学”的重要课题，它是分子生物学中心法则尚未解决的一个重大生物学问题。从一级序列预测蛋白质分子的三级结构并进一步预测其功能，是极富挑战性的工作。研究蛋白质折叠，尤其是折叠早期过程，即新生肽段的折叠过程是全面的最终阐明中心法则的一个根本问题，在这一领域中，近年来的新发现对新生肽段能够自发进行折叠的传统概念做了根本的修正。这其中，X射线晶体衍射和各种波谱技术以及电子显微镜技术等发挥了极其重要的作用。第十三届国际生物物理大会上，Nobel奖获得者Ernst在报告中强调指出，NMR用于研究蛋白质的一个主要优点在于它能极为详细的研究蛋白质分子的动力学，即动态的结构或结构的运动与蛋白质分子功能的关系。目前的NMR技术已经能够在秒到皮秒的时间域上观察蛋白质结构的运动过程，其中包括主链和侧链的运动，以及在各种不同的温度和压力下蛋白质的折叠和去折叠过程。蛋白质大分子的结构分析也不仅仅只是解出某个具体的结构，而是更加关注结构的涨落和运动。例如，运输小分子的酶和蛋白质通常存在着两种构象，结合配体的和未结合配体的。一种构象内的结构涨落是构象转变所必需的前奏，因此需要把光谱学，波谱学和X射线结构分析结合起来研究结构涨落的平衡，构象改变和改变过程中形成的多种中间态，又如，为了了解蛋白质是如何折叠的，就必须知道折叠时几个基本过程的时间尺度和机制，包括二级结构（螺旋和折叠）的形成，卷曲，长程相互作用以及未折叠肽段的全面崩溃。多种技术用于研究次过程，如快速核磁共振，快速光谱技术（荧光，远紫外和近紫外圆二色）。一、新生肽段折叠研究中的新观点长期以来关于蛋白质折叠，形成了自组装（self-assembly）的主导学说，因此，在研究新生肽段的折叠时，就很自然的把在体外蛋白质折叠研究中得到的规律推广到体内，用变性蛋白的复性作为新生肽段折叠的模型，并认为细胞中新合成的多肽链，不需要别的分子的帮助，不需要额外能量的补充，就应该能够自发的折叠而形成它的功能状态。 1988年，邹承鲁明确指出，新生肽段的折叠在合成早期业已开始，而不是合成完后才开始进行，随着肽段的延伸同时折叠，又不断进行构象的调整，先形成的结构会作用于后合成的肽段的折叠，而后合成的结构又会影响前面已形成的结构的调整。因此，在肽段延伸过程中形成的结构往往不一定是最终功能蛋白中的结构。这样，三维结构的形成是一个同时进行着的，协调的动态过程。九十年代一类具有新的生物功能的蛋白，分子伴侣（Molecularchaperone）的发现，以及在更广泛意义上说的帮助蛋白质折叠的辅助蛋白(Accessoryprotein)的提出，说明细胞内新生肽段的折叠一般意义上说是需要帮助的，而不是自发进行的。二、蛋白质分子的折叠和分子伴侣的作用蛋白质分子的三维结构，除了共价的肽键和二硫键，还靠大量极其复杂的弱次级键共同作用。因此新生肽段在一边合成一边折叠过程中有可能暂时形成在最终成熟蛋白中不存在不该有的结构，他们常常是一些疏水表面，它们之间很可能发生本不应该有的错误的相互作用而形成的非功能的分子，甚至造成分子的聚集和沉淀。按照自组装学说，每一步折叠都是正确的，充分的，必要的。实际上折叠过程是一个正确途径和错误途径相互竞争的过程，为了提高蛋白质生物合成的效率的，应该有帮助正确途径的竞争机制，分子伴侣就是这样通过进化应运而生的。它们的功能是识别新生肽段折叠过程中暂时暴露的错误结构的，与之结合，生成复和物，从而防止这些表面之间过早的相互作用，阻止不正确的非功能的折叠途径，抑制不可逆聚合物产生，这样必然促进折叠向正确方向进行。（从哲学的观点说，似乎很容易驳斥自组装学说，它违背了矛盾的普遍性原理，试想，如果蛋白质的每一步折叠均是正确的，充分的，必要的，岂不是在无任何矛盾的前提下，完成了复杂的最稳定构象的形成，即完成了由量变到质变的伟大飞跃，从无活性的肽链变成有活性的功能蛋白，这显然是违背哲学基本原理的。换一个角度想，生物进化的过程本来就充满着不定向的变异，这些变异中有适应环境的，也有不适应环境的，“物竞天择”，自然的选择淘汰了那些不适应的，保留了那些适应的。蛋白质分子的折叠不也与此类似吗？我想，蛋白质的一级结构只是肽链折叠并形成功能蛋白的特定三维结构的内因，实际上，多肽链在形成活性蛋白的每一步，都有潜在的可能形成“不正确”的折叠，如果没有象分子伴侣或其它帮助蛋白等外部因素的作用，多肽链也永远不能折叠成为活性蛋百。）三，分子伴侣的作用机制分子伴侣的作用机制实际上就是它如何与靶蛋白识别，结合，又解离的机制。有的分子伴侣具高度专一性，如一些分子内分子伴侣，还有细菌Pseudomonascepacia的酯酶，有它自己的“私有分子伴侣”。它是由基因limA编码的，与酯酶的基因LipA只隔3个碱基，可能是进化过程中发生的基因分裂造成的。而一般的分子伴侣识别特异性不高，它是怎样识别需要它帮助的对象的呢？现在只能说分子伴侣识别非天然构象，而不去理会天然的构象。由于在天然分子中，疏水残基多半位于分子的内部而形成疏水核，去折叠后就可能暴露出来，或者在新生肽段的折叠过程中，会暂时形成在天然构象中本应该存在于分子内部的疏水表面，因此认为分子伴侣最有可能是与疏水表面相结合，如硫氰酸酶（Rhodanese）分子α-helix的疏水侧面。但是只有β-sheet结构的蛋白质才可为分子伴侣识别。最近关于识别机制有较大的进展。Bip是内质网管腔内的分子伴侣，用一种affinitypanning的方法检查Bip与有随机序列的十二肽结合的特异性，结果发现，Hy-(W/X)-Hy-X-Hy-X-Hymotif与Bipj结合最强，Hy最多的是Trp、Leu、Phe，即较大的疏水残基。一般来说，2-4个疏水残基就足够进行结合。还有一种较普遍的说法是分子伴侣识别所谓熔球体结构（moltenglobule）。另一方面，分子伴侣本身与肽结合部位的结构分析最近也有些进展。譬如，PapD的晶体结构表明，多肽结合在它的β-sheet区。GroEL中，约40kD的153-531结构域是核苷酸的结合区。分子伴侣作用的第二步是与靶蛋白形成复合物。非常盛行的一种模型认为分子伴侣常常以多聚`体形式而形成中心空洞的结构，用电子显微镜已经观察到由二圈层圆面包圈形组成的十四体GroEL分子和一个一层圆面包圈的七体GroES分子协同作用形成中空的非对称笼状结构（cagemodel），推测靶蛋白可以在与周围环境隔离的中间空腔内不受干扰的进一步折叠。但是不久前一个日本实验室发现GroEL的一个亚基，甚至其N端去除78个氨基酸残基的50kD片段，已经不能再组装成十四体结构，都有确定的分子伴侣功能。由此，我想:也许环状分子伴侣并非每个部位都是有效的结合部位，也就是说，该二层圆面包圈组成的十四体GroEL分子只有一个或若干个部位能够与疏水残基或所谓的熔球体结构结合，而其余部位起识别作用，就像一个探测器一样，整个十四体GroEL分子以圈层或笼状结构”包裹”在多肽链的主链上，以旋进方式再多肽链的链体上运动，一旦环状多聚体的某一识别部位发现疏水结构或所谓的熔球体结构等新生肽链折叠过程中暂时暴露的错误结构，经信号转导，多聚体的结合部位便与之结合，生成复合物，抑制不正确的折叠。以上完全是我个人的猜想，是基于上述两个试验现象的矛盾而试图作一番解释。至于为什么假设以旋进方式在多肽链上运动，我并没有相应的根据，只是觉得这应该是一个动态过程，因此作了一番狂妄的假想,另外，我觉得也许可以用X射线衍射来探测一下分子伴侣GroEL和GroES组成的笼状结构，看看它的a×b×c是否足以容纳多肽链的某一段，或者它的内部和外部的疏水性质和其他一些物化性质如何，也许可以找到支持或驳斥上述假设的证据。以上谈的都是蛋白质的分子伴侣。不久前又出现了一个新名词“DNAchaperones”，DNA分子伴侣，这种分子伴侣是与DNA相结合并帮助DNA折叠的。在这种复合物中，DNA分子包围在蛋白质分子的表面，既是高度有序的，又是在一定程度上结构已有所改变的。DNA与蛋白的这种相互作用对DNA的转录，复制以及重组都十分重要;或如在核小体中，对DNA的包装是必须的。DNA在溶液中的结构有相当的刚性，必须克服一个能障才能转变成它的蛋白复合物中的结构，分子伴侣的作用就是帮助DNA分子进行折叠和扭曲，从而把DNA稳定在一个适合于和蛋白结构的特定构型中。这种结合是协同的，可逆的在形成复合物之后便解离下来。因此，不论是DNA分子伴侣还是蛋白分子伴侣，都与DNA和蛋白的相互作用有关，与基因调控有关，看来，分子伴侣确实与最终阐明中心法则当前主要问题有密切关系。四、分子伴侣和酶的区别与分子伴侣不同，以确定为帮助蛋白质折叠的酶目前只有两个，一个是蛋白质二硫键异构酶(proteindisulfideisomerase，PDI);另一个是肽基脯氨酸顺反异构酶(peptidylprolylcis-transisomerase，PPI)。以PDI为例，众所周知，蛋白质分子中的二硫键与新生肽段的折叠密切相关，对维系蛋白质分子的结构稳定性和功能发挥也有重要作用。PDI定位在内质网管腔内，含量丰富，催化蛋白质分子内巯基与二硫键之间的交换反应。同时，它是目前发现的最为突出的多功能蛋白，除了二硫键的异构酶的基本功能外，它还是脯氨酸-4-羟化酶的α亚基;又是微粒体内甘油三酯转移蛋白复合物的小亚基，还是一种糖基化位点结合蛋白(gkycisylationsitebindingprotein)等。其中，最引人注目的还是它有与多肽结合的能力，可以结合具有不同序列，长度和电荷分布的肽，特异性较低，主要是与肽的主链相作用，但对巯基尚有一些偏爱。按照分子伴侣的定义，一般认为PDI和分子伴侣是两类不同的帮助蛋白，但是我国上海生物物理研究所最近提出不同的看法，认为蛋白质二硫键异构酶也具有分子伴侣的功能。蛋白质分子中天然二硫键的形成要求这些在肽链上往往处于不相邻位置的巯基，首先通过肽链一定程度的折叠，才能相互接近到可以正确形成二硫键的位置。肽链的自身折叠是一个慢过程，而蛋白质二硫键异构酶催化蛋白质天然二硫键的形成却是一个快过程。另一方面，蛋白质二硫键异构酶具有低特异性的与各种不同肽链相结合的能力，在内质网中以极高的浓度存在，又是是一个钙结合蛋白，是一个能被磷酸化的蛋白，这些都已经符合了分子伴侣的条件。因此他们推测蛋白质二硫键异构酶很可能首先通过它与伸展的，或部分折叠的肽段的结合，阻止错误的折叠途径，促进正确的中间物生成，帮助肽链折叠是相应的巯基配对，从而是正确的二硫键得以形成;然后催化巯基的氧化或二硫键的异构而形成天然二硫键。他们认为蛋白质二硫键异构酶的酶活性与它的分子伴侣功能不是相互排斥，而是密切相关，协调统一的。分子伴侣与帮助新生肽链折叠的酶之间，大概不应该，也不能够划一条绝对的分界线。我想:酶的最主要特性就是催化生化反应，分子伴侣的主要作用是与新生肽段的错误构象结合，从而阻止肽链不正确的非功能的折叠途径，促使其向正确的折叠方向反应，这难道不可以理解成间接的催化肽链的折叠吗?从表观上看，抑制不正确的折叠途径等于加快了正确反应的速度。所以，我本人也很赞成他们的观点。最近的试验已经为这一假说提供了很好的证据。PDI明显抑制变性的甘油醛-3-磷酸脱氢酶在复性股过程中的严重聚合，有效的提高它的复性效率，与典型的分子伴侣GroE系统对甘油醛3-磷酸脱氢酶复性的效应极其相似。五、分子伴侣的结构目前唯一解出晶体结构的分子伴侣是的PapD，帮助鞭毛蛋白折叠的分子伴侣。还有HSP70的N端结构域，即ATP结合域也以有晶体结构。用电子显微镜已经清楚的看到了GroEL的十四聚体和GroEL的七聚体的四级结构，象两个圆形中空的面包圈叠在一起，用NMR以及各种溶液构象变化是研究分子伴侣作用机制的有效手段。六、分子伴侣研究的实际应用分子伴侣的研究成果必然会大大加深我们对生命现象的认识，同时也一定会增加我们与自然斗争的能力和自身生存的能力。由于分子伴侣在生命活动的各个层次都具有重要作用，它的突变和损伤也必定会引起疾病，因此可以期望运用分子伴侣的知识来治疗所谓的”分子伴侣病”。另一方面，利用对分子伴侣的研究成果从根本上提高基因工程和蛋白工程的成功率，也必将对大幅度提高人类生活水平起重要作用。 [参考书目] 1.李宝健主编，面向21世纪生命科学发展前沿，广东科技出版社，1996年11月第一版：93-104页 2．郝柏林刘寄星主编，理论物理与生命科学，上海科学技术出版社，1997年12月第一版：29-58页 3．中国生物物理代表团，从第十三届国际生物物理大会看生物物理学研究的现状和趋势，生物物理学报，1999年第十五卷第四期：826-827页

蛋白质（protein）是生命的物质基础，没有蛋白质就没有生命。因此，它是与生命及与各种形式的生命活动紧密联系在一起的物质。机体中的每一个细胞和所有重要组成部分都有蛋白质参与。蛋白质占人体重量的，即一个60kg重的成年人其体内约有蛋白质。人体内蛋白质的种类很多，性质、功能各异，但都是由20多种氨基酸按不同比例组合而成的，并在体内不断进行代谢与更新。被食入的蛋白质在体内经过消化分解成氨基酸，吸收后在体内主要用于重新按一定比例组合成人体蛋白质，同时新的蛋白质又在不断代谢与分解，时刻处于动态平衡中。因此，食物蛋白质的质和量、各种氨基酸的比例，关系到人体蛋白质合成的量，尤其是青少年的生长发育、孕产妇的优生优育、老年人的健康长寿，都与膳食中蛋白质的量有着密切的关系[编辑本段]蛋白质的生理功能1、构造人的身体：蛋白质是一切生命的物质基础，是肌体细胞的重要组成部分，是人体组织更新和修补的主要原料。人体的每个组织：毛发、皮肤、肌肉、骨骼、内脏、大脑、血液、神经、内分泌等都是由蛋白质组成，所以说饮食造就人本身。蛋白质对人的生长发育非常重要。比如大脑发育的特点是一次性完成细胞增殖，人的大脑细胞的增长有二个高峰期。第一个是胎儿三个月的时候；第二个是出生后到一岁，特别是0---6个月的婴儿是大脑细胞猛烈增长的时期。到一岁大脑细胞增殖基本完成，其数量已达成人的9/10。所以0到1岁儿童对蛋白质的摄入要求很有特色，对儿童的智力发展尤关重要。2、修补人体组织：人的身体由百兆亿个细胞组成，细胞可以说是生命的最小单位，它们处于永不停息的衰老、死亡、新生的新陈代谢过程中。例如年轻人的表皮28天更新一次，而胃黏膜两三天就要全部更新。所以一个人如果蛋白质的摄入、吸收、利用都很好，那么皮肤就是光泽而又有弹性的。反之，人则经常处于亚健康状态。组织受损后，包括外伤，不能得到及时和高质量的修补，便会加速机体衰退。3、维持肌体正常的新陈代谢和各类物质在体内的输送。载体蛋白对维持人体的正常生命活动是至关重要的。可以在体内运载各种物质。比如血红蛋白—输送氧（红血球更新速率250万/秒）、脂蛋白—输送脂肪、细胞膜上的受体还有转运蛋白等。4、白蛋白：维持机体内的渗透压的平衡及体液平衡。5、维持体液的酸碱平衡。6、免疫细胞和免疫蛋白：有白细胞、淋巴细胞、巨噬细胞、抗体（免疫球蛋白）、补体、干扰素等。七天更新一次。当蛋白质充足时，这个部队就很强，在需要时，数小时内可以增加100倍。7、构成人体必需的催化和调节功能的各种酶。我们身体有数千种酶，每一种只能参与一种生化反应。人体细胞里每分钟要进行一百多次生化反应。酶有促进食物的消化、吸收、利用的作用。相应的酶充足，反应就会顺利、快捷的进行，我们就会精力充沛，不易生病。否则，反应就变慢或者被阻断。8、激素的主要原料。具有调节体内各器官的生理活性。胰岛素是由51个氨基酸分子合成。生长素是由191个氨基酸分子合成。7、构成神经递质乙酰胆碱、五羟色氨等。维持神经系统的正常功能：味觉、视觉和记忆。8、胶原蛋白：占身体蛋白质的1/3，生成结缔组织，构成身体骨架。如骨骼、血管、韧带等，决定了皮肤的弹性，保护大脑（在大脑脑细胞中，很大一部分是胶原细胞，并且形成血脑屏障保护大脑）9、提供热能。[编辑本段]蛋白质的作用蛋白质在细胞和生物体的生命活动过程中，起着十分重要的作用。生物的结构和性状都与蛋白质有关。蛋白质还参与基因表达的调节，以及细胞中氧化还原、电子传递、神经传递乃至学习和记忆等多种生命活动过程。在细胞和生物体内各种生物化学反应中起催化作用的酶主要也是蛋白质。许多重要的激素，如胰岛素和胸腺激素等也都是蛋白质。此外，多种蛋白质，如植物种子（豆、花生、小麦等）中的蛋白质和动物蛋白、奶酪等都是供生物营养生长之用的蛋白质。有些蛋白质如蛇毒、蜂毒等是动物攻防的武器。蛋白质和健康蛋白质是荷兰科学家格里特在1838年发现的。他观察到有生命的东西离开了蛋白质就不能生存。蛋白质是生物体内一种极重要的高分子有机物，占人体干重的54%。蛋白质主要由氨基酸组成，因氨基酸的组合排列不同而组成各种类型的蛋白质。人体中估计有10万种以上的蛋白质。生命是物质运动的高级形式，这种运动方式是通过蛋白质来实现的，所以蛋白质有极其重要的生物学意义。人体的生长、发育、运动、遗传、繁殖等一切生命活动都离不开蛋白质。生命运动需要蛋白质，也离不开蛋白质。球状蛋白质(三级结构)人体内的一些生理活性物质如胺类、神经递质、多肽类激素、抗体、酶、核蛋白以及细胞膜上、血液中起“载体”作用的蛋白都离不开蛋白质，它对调节生理功能，维持新陈代谢起着极其重要的作用。人体运动系统中肌肉的成分以及肌肉在收缩、作功、完成动作过程中的代谢无不与蛋白质有关，离开了蛋白质，体育锻炼就无从谈起。在生物学中，蛋白质被解释为是由氨基酸借肽键联接起来形成的多肽，然后由多肽连接起来形成的物质。通俗易懂些说，它就是构成人体组织器官的支架和主要物质，在人体生命活动中，起着重要作用，可以说没有蛋白质就没有生命活动的存在。每天的饮食中蛋白质主要存在于瘦肉、蛋类、豆类及鱼类中。蛋白质缺乏：成年人：肌肉消瘦、肌体免疫力下降、贫血，严重者将产生水肿。未成年人：生长发育停滞、贫血、智力发育差，视觉差。蛋白质过量：蛋白质在体内不能贮存，多了肌体无法吸收，过量摄入蛋白质，将会因代谢障碍产生蛋白质中毒甚至于死亡。[编辑本段]必需氨基酸和非必需氨基酸纤维状蛋白质(二级结构)食物中的蛋白质必须经过肠胃道消化，分解成氨基酸才能被人体吸收利用，人体对蛋白质的需要实际就是对氨基酸的需要。吸收后的氨基酸只有在数量和种类上都能满足人体需要身体才能利用它们合成自身的蛋白质。营养学上将氨基酸分为必需氨基酸和非必需氨基酸两类。必需氨基酸指的是人体自身不能合成或合成速度不能满足人体需要，必须从食物中摄取的氨基酸。对成人来说，这类氨基酸有8种，包括赖氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、缬氨酸、色氨酸、苯丙氨酸。对婴儿来说，组氨酸和精氨酸也是必需氨基酸。非必需氨基酸并不是说人体不需要这些氨基酸，而是说人体可以自身合成或由其它氨基酸转化而得到，不一定非从食物直接摄取不可。这类氨基酸包括谷氨酸、丙氨酸、甘氨酸、天门冬氨酸、胱氨酸、脯氨酸、丝氨酸和酪氨酸等。有些非必需氨基酸如胱氨酸和酪氨酸如果供给充裕还可以节省必需氨基酸中蛋氨酸和苯丙氨酸的需要量。

蛋白质研究技术及应用论文

【关键词】蛋白质组【关键词】线粒体；蛋白质组 0引言线粒体拥有自己的DNA（mtDNA），可以进行转录、翻译和蛋白质合成. 根据人类的基因图谱，估计大约有1000~2000种线粒体蛋白，大约有600多种已经被鉴定出来. 线粒体蛋白质只有2%是线粒体自己合成的，98%的线粒体蛋白质是由细胞核编码、细胞质核糖体合成后运往线粒体的，线粒体是真核细胞非常重要的细胞器，在细胞的整个生命活动中起着非常关键的作用. 线粒体的蛋白质参与机体许多生理、病理过程，如ATP的合成、脂肪酸代谢、三羧酸循环、电子传递和氧化磷酸化过程. 线粒体蛋白质结构与功能的改变与人类许多疾病相关，如退行性疾病、心脏病、衰老和癌症. 尤其是在神经退行性疾病方面，线粒体蛋白质的研究日益受到关注. 蛋白质组研究技术的产生与发展为线粒体蛋白质组的研究提供了有力的支持，使得从整体上研究线粒体蛋白质组在生理、病理过程中的变化成为可能. 1线粒体的结构、功能与人类疾病线粒体一般呈粒状或杆状，也可呈环形、哑铃形或其他形状，其主要化学成分是蛋白质和脂类. 线粒体由内外两层膜封闭，包括外膜、内膜、膜间隙和基质四个部分. 线粒体在细胞内的分布一般是不均匀的，根据细胞代谢的需要，线粒体可在细胞质中运动、变形和分裂增殖. 线粒体是细胞进行呼吸的主要场所，在细胞代谢旺盛的需能部位比较集中，其主要功能是进行氧化磷酸化，合成ATP，为细胞生命活动提供直接能量. 催化三羧酸循环、氨基酸代谢、脂肪酸分解、电子传递、能量转换、DNA复制和RNA合成等过程所需要的一百多种酶和辅酶都分布在线粒体中. 这些酶和辅酶的主要功能是参加三羧酸循环中的氧化反应、电子传递和能量转换. 线粒体具有独立的遗传体系，能够进行DNA复制、转录和蛋白质翻译. 线粒体不仅为细胞提供能量，而且还与细胞中氧自由基的生成、细胞凋亡、细胞的信号转导、细胞内离子的跨膜转运及电解质稳态平衡的调控等有关. 许多实验证实，线粒体功能改变与细胞凋亡〔1〕、衰老〔2〕、肿瘤〔3，4〕的发生密切相关；另外，有许多人类疾病的发生与线粒体功能缺陷相关，如线粒体肌病和脑肌病、线粒体眼病，老年性痴呆、帕金森病、2型糖尿病、心肌病及衰老等，有人统称为线粒体疾病〔5〕. 2线粒体蛋白质组学研究现状线粒体蛋白质组的蛋白质鉴定Rabilloud等〔6〕在1998年，以健康人的胎盘作为组织来源，分离提取线粒体进行蛋白质组研究，试图建立线粒体蛋白质组的数据库，为研究遗传性或获得性线粒体功能障碍时线粒体蛋白质的变化提供依据. 他们使用IPG（pH ）双相电泳技术, 共获得1500个蛋白点. 通过MALDITOFMS和PMF等技术鉴定其中的一些蛋白点，鉴于当时基因组信息的局限性，只有46种蛋白被鉴定出来. 随着人类基因组图谱的完成，应该有更多的蛋白点被鉴定出来. Fountoulakis等〔7〕从大鼠的肝脏中分离线粒体，并分别利用宽范围和窄范围pH梯度IPG对线粒体蛋白质进行双相电泳，通过MALDIMS鉴定出192个基因产物，大约70%的基因产物是具有广谱催化能力的酶，其中8个基因产物首次被检测到并且由一个点构成，而大多数蛋白质都是由多个点构成，平均10~15个点对应于一个基因产物. Mootha等〔8〕从小鼠大脑、心脏、肾脏、肝脏中分离提取线粒体蛋白质，进行线粒体蛋白质组研究，他们参照已有的基因信息共鉴定出591个线粒体蛋白质，其中新发现了163个蛋白质与线粒体有关. 这些蛋白质的表达与RNA丰度的检测在很大程度上是一致的. 不同组织的RNA表达图谱揭示出线粒体基因在功能、调节机制方面形成的网络. 对这些蛋白与基因的整合分析使人们对哺乳动物生物起源的认识更加深入，对理解人类疾病也具有参考价值. 线粒体亚组分的研究线粒体对维持细胞的体内平衡起着关键作用，因此加速了人们对线粒体亚组分的研究. 线粒体内膜不仅包含有呼吸链复合物，它还包含多种离子通道和转运蛋白. 对线粒体发挥正常的功能起着重要作用. Cruz等〔9〕专注于线粒体内膜蛋白质的研究，他们通过二维液相色谱串联质谱技术鉴定出182个蛋白质，pI（），MW（Mr 6000~527 000），这些蛋白与许多生化过程相关，比如电子传递、蛋白质运输、蛋白质合成、脂类代谢和离子运输. 线粒体蛋白质复合物的研究线粒体内膜上嵌有很多蛋白质复合物，对于线粒体的功能具有重要作用，应用常规的双相电泳很难将这些蛋白质复合物完整地分离出来. Devreese等〔10〕采用Bluenative polyacrylamide gel electrophoresis（BNPAGE）分离线粒体内膜上的五个氧化磷酸化复合物，结合肽质量指纹图谱，成功地鉴定出氧化磷酸化复合物中60%的已知蛋白质. BNPAGE在分离蛋白质复合物时可以保持它们的完整性，因此这项技术可以用于研究在不同的生理病理状态下蛋白质复合物的变化及临床诊断等. 线粒体蛋白质组数据库目前人们查询最多的线粒体蛋白质组数据库有MITOP, MitoP2和SWISSPROT三种. MITOP〔11〕是有关线粒体、核编码的基因和相应的线粒体蛋白质的综合性数据库，收录了1150种线粒体相关的基因和对应的蛋白质，人们可依据基因、蛋白质、同源性、通道与代谢、人类疾病分类查询相关的信息.MitoP2〔12〕数据库中主要为核编码的线粒体蛋白质组的数据，MitoP2数据库将不同来源的线粒体蛋白质的信息整合在一起，人们可以根据不同的参数进行查询. MitoP2数据库既包括最新的数据也包括最初的MITOP〔11〕数据库中的数据. 目前数据库中主要为酵母和人的线粒体蛋白质组的数据，以后还将收录小鼠、线虫等的数据. 数据库旨在为人们提供线粒体蛋白质的综合性数据. SWISSPROT数据库包含269种人类线粒体蛋白质，其中与人类疾病相关的蛋白质有225种. 数据库中有相当一部分蛋白质没有明确的定位和功能信息的描述. 随着线粒体研究热潮到来和蛋白质组学技术的发展，将有更多的数据被填充到数据库中. 3线粒体蛋白质组研究中存在的问题线粒体碱性蛋白质与低分子量蛋白质线粒体蛋白质中，具有碱性等电点的蛋白质占有很大比例，在等电聚焦时难以溶解，一些碱性程度很大的蛋白质如细胞色素C（pH ）在pH 3~10的IPG胶上不能被分离出. 线粒体蛋白质中相当一部分蛋白是低分子量蛋白，因此在SDSPAGE电泳时要分别应用高浓度和低浓度分离胶，以更好地分离低分子量蛋白质和高分子量蛋白质. 线粒体膜蛋白质线粒体是一个具有双层膜结构的细胞器，内膜和外膜上整和有很多膜蛋白质，这些膜蛋白质对于线粒体功能的发挥具有重要作用，但是膜蛋白质具有很强的疏水性，在等电聚焦时，用常规的水化液难以溶解，因此用常规的IPG胶检测不出来. 换用不同的裂解液对膜蛋白的溶解具有帮助. 有研究人员在等电聚焦缓冲液中加入SB310以增加膜蛋白的溶解性. 在等电聚焦前对样品进行有机酸处理也可以增加膜蛋白的溶解性. 在研究中人们发现,不同的样品应该选用不同的裂解液，没有一种裂解液能够适合于所有的膜蛋白质.百事通针对膜蛋白质的难溶和等电聚焦时的沉淀，一些研究人员另辟径，避开双相电泳而进行一维SDSPAGE电泳，如Taylor等〔13〕先通过蔗糖梯度离心将线粒体蛋白质分成不同的组分，而后将每一个组分进行一维电泳，一维电泳中SDS可以很好地溶解疏水性蛋白质和膜整合蛋白质，他们鉴定出600多种线粒体蛋白质，其中有很多蛋白质以前应用双相电泳没有被鉴定出来. 他们鉴定的蛋白质中有很多具有跨膜结构域，如adenine nucleotide translocator（ANT1）和VDACs蛋白质，这些蛋白质对于调节线粒体的功能具有关键作用而且应用常规双相电泳很难被鉴定出来. 提高质谱鉴定的灵敏性对于一维SDSPAGE电泳后蛋白质分析鉴定具有很大的帮助，Pflieger等〔14〕应用液相色谱串联质谱（LCMS/MS）成功地鉴定出179种线粒体蛋白质，其中43%是膜蛋白质而且23%具有跨膜结构域. 液相色谱串联质谱（LCMS/MS）检测灵敏度较高，SDS可以很好地溶解膜蛋白，因此这种方法比传统的双相电泳具有更高的灵敏性而且不受蛋白质等电点、分子量、疏水性的限制. 线粒体样品的纯度线粒体样品的纯度对于蛋白质组分析非常重要，在样品制备的过程中，具有与线粒体相同沉降系数的成分会同线粒体一起沉降下来，如内质网、微粒体、胞浆蛋白的一些成分. 这些蛋白斑点出现在双相电泳胶上，会影响整体蛋白质组分析的结果. 因此提高样品的纯度至关重要. Scheffler等〔15〕采用多步percoll/metrizamide密度梯度离心纯化线粒体样品，双相电泳后鉴定出61个蛋白质，几乎全部是线粒体蛋白质. 4未来展望随着人类基因组工作草图的完成，生命科学的研究进入后基因组时代，蛋白质组学的研究遂成为重点. 蛋白质组学旨在采用全方位、高通量的技术路线，确认生物体全部蛋白质的表达和功能模式，从一个机体、一个器官组织或一个细胞的蛋白质整体活动来揭示生命规律，并研究疾病的发生机制、建立疾病的早期诊断和防治方法. 抗体技术在线粒体蛋白质组学领域中具有重要的应用价值. 单克隆抗体还具有高度的特异性，应用于亲和层析技术中不仅可以去除组织细胞样品中高表达的蛋白质成分，同样也可以富集表达量极低的组分. 结合蛋白免疫转印、流式细胞术和免疫组织细胞化学，实现对相应蛋白质的定性、定量和细胞（内）定位分析. 与微阵列技术（芯片）结合，可以研制出含有成百上千种抗体的蛋白(抗体)芯片，这种新技术使得研究人员可以在一次实验中比较生物样品中成百上千的蛋白质的相对丰度，能够检测到样品中浓度很低的抗原，以实现蛋白质组学对复杂组分高通量、高效率的检测. 某些抗体可以特异性识别蛋白质翻译后修饰的糖基化或磷酸化位点、降解产物、功能状态和构象变化，成为基因芯片检测不可替代的补充. 抗体捕获组分的分析有助于蛋白质复合物及其相互作用的研究，也在新的蛋白质发现和确认方面提供重要信息和证据. 随着抗体技术的不断提高，抗体数目的不断增多，蛋白质组学的研究也将更加深入. 线粒体不仅参与细胞重要的生命活动，而且对于生物进化的研究也有重要意义. 随着线粒体研究热潮的到来，将有更多的蛋白质被发现，对于蛋白质功能的研究也将更加深入，相信线粒体蛋白质组的研究对于人类疾病的发病机制和早期诊断将做出重要贡献. 【参考文献】〔1〕 Jiang X, Wang X. Cytochrome Cmediated apoptosis 〔J〕. Annu Rev Biochem, 2004,73: 87-106. 〔2〕 Chen XJ, Wang X, Kaufman BA, et al. Aconitase couples metabolic regulation to mitochondrial DNA maintenance 〔J〕. Science, 2005,307(5710): 714-717. 〔3〕 Petros JA, Baumann AK, RuizPesini E, et al. mtDNA mutations increase tumorigenicity in prostate cancer 〔J〕. PNAS, 2005,102(3):719-724. 〔4〕 Wonsey DR, Zeller KI, Dang CV. The cMyc target gene PRDX3 is required for mitochondrial homeostasis and neoplastic transformation 〔J〕. PNAS, 2002, 99(10): 6649-6654. 〔5〕 Taylor RW, Turnbull DM. Mitochondrial DNA mutations in human disease〔J〕. Nat Rev Genet, 2005,6:389-402. 〔6〕 Rabilloud T, Kieffer S, Procaccio V, et al. Twodimensional electrophoresis of human placental mitochondria and protein identification by mass spectrometry: toward a human mitochondrial proteome 〔J〕. Electrophoresis, 1998,19:1006-1014. 〔7〕 Fountoulakis M, Berndt P, Langen H, et al. The rat liver mitochondrial proteins〔J〕. Electrophoresis, 2002,23:311-328. 〔8〕 Mootha VK, Bunkenborg J, Olsen JV, et al. Integrated analysis of protein composition, tissue diversity, and gene regulation in mouse mitochondria 〔J〕. Cell, 2003,115(5): 629-640. 〔9〕 Cruz SD, Xenarios I, Langridge J, et al. Proteomic analysis of the mouse liver mitochondrial inner membrane 〔J〕. J Biol Chem, 2003, 278(42): 41566-41571. 〔10〕 Devreese B, Vanrobaeys F, Smet J, et al. Mass spectrometric identification of mitochondrial oxidative phosphorylation subunits separated by twodimensional bluenative polyacrylamide gel electrophoresis 〔J〕. Electrophoresis, 2002,23: 2525-2533. 〔11〕 Scharfe C, Zaccaria P, Hoertnagel K, et al. MITOP, the mitochondrial proteome database: 2000 update 〔J〕. Nuc Acid Res, 2000,28(1):155-158. 〔12〕 Andreoli C, Prokisch H, Hortnagel K, et al. MitoP2, an integrated database on mitochondrial proteins in yeast and man 〔J〕. Nuc Acid Res, 2004,32(90001):459-462. 〔13〕 Taylor SW, Warnock DE, Glenn GM, et al. An alternative strategy to determine the mitochondrial proteome using sucrose gradient fractionation and 1D PAGE on highly purified human heart mitochondria 〔J〕. J Proteome Res, 2002,1(5):451-458. 〔14〕 Pflieger D, Le Caer JP, Lemaire C, et al. Systematic identi?cation of mitochondrial proteins by LCMS/MS 〔J〕. Anal Chem, 2002,74:2400-2406. 〔15〕 Scheffler NK, Miller SW, Carroll AK, et al. Twodimensional electrophoresis and mass spectrometric identification of mitochondrial proteins from an SHSY5Y neuroblastoma cell line〔J〕. Mitochondrion, 2001,1(2):161-179.

笨蛋，自己写嘛！！！！！！

字数可能有点超,你自己截取吧~~ 分子生物学(molecular biology) 在分子水平上研究生命现象的科学。研究生物大分子(核酸、蛋白质)的结构、功能和生物合成等方面来阐明各种生命现象的本质。研究内容包括各种生命过程如光合作用、发育的分子机制、神经活动的机理、癌的发生等。从分子水平研究生物大分子的结构与功能从而阐明生命现象本质的科学。自20世纪50年代以来，分子生物学是生物学的前沿与生长点，其主要研究领域包括蛋白质体系、蛋白质-核酸体系 (中心是分子遗传学)和蛋白质-脂质体系（即生物膜）。生物大分子，特别是蛋白质和核酸结构功能的研究，是分子生物学的基础。现代化学和物理学理论、技术和方法的应用推动了生物大分子结构功能的研究，从而出现了近30年来分子生物学的蓬勃发展。分子生物学和生物化学及生物物理学关系十分密切，它们之间的主要区别在于：①生物化学和生物物理学是用化学的和物理学的方法研究在分子水平，细胞水平，整体水平乃至群体水平等不同层次上的生物学问题。而分子生物学则着重在分子（包括多分子体系）水平上研究生命活动的普遍规律；②在分子水平上，分子生物学着重研究的是大分子，主要是蛋白质，核酸，脂质体系以及部分多糖及其复合体系。而一些小分子物质在生物体内的转化则属生物化学的范围；③分子生物学研究的主要目的是在分子水平上阐明整个生物界所共同具有的基本特征，即生命现象的本质；而研究某一特定生物体或某一种生物体内的某一特定器官的物理、化学现象或变化，则属于生物物理学或生物化学的范畴。发展简史结构分析和遗传物质的研究在分子生物学的发展中作出了重要的贡献。结构分析的中心内容是通过阐明生物分子的三维结构来解释细胞的生理功能。1912年英国 .布喇格和.布喇格建立了X射线晶体学，成功地测定了一些相当复杂的分子以及蛋白质的结构。以后布喇格的学生.阿斯特伯里和.贝尔纳又分别对毛发、肌肉等纤维蛋白以及胃蛋白酶、烟草花叶病毒等进行了初步的结构分析。他们的工作为后来生物大分子结晶学的形成和发展奠定了基础。50年代是分子生物学作为一门独立的分支学科脱颖而出并迅速发展的年代。首先是在蛋白质结构分析方面，1951年.波林等提出了 α-螺旋结构，描述了蛋白质分子中肽链的一种构象。1955年F.桑格完成了胰岛素的氨基酸序列的测定。接着 .肯德鲁和.佩鲁茨在X射线分析中应用重原子同晶置换技术和计算机技术分别于1957和1959年阐明了鲸肌红蛋白和马血红蛋白的立体结构。1965年中国科学家合成了有生物活性的胰岛素，首先实现了蛋白质的人工合成。另一方面，M.德尔布吕克小组从1938年起选择噬菌体为对象开始探索基因之谜。噬菌体感染寄主后半小时内就复制出几百个同样的子代噬菌体颗粒，因此是研究生物体自我复制的理想材料。1940年.比德尔和.塔特姆提出了“一个基因，一个酶”的假设，即基因的功能在于决定酶的结构，且一个基因仅决定一个酶的结构。但在当时基因的本质并不清楚。1944年.埃弗里等研究细菌中的转化现象，证明了DNA是遗传物质。1953年.沃森和.克里克提出了DNA的双螺旋结构，开创了分子生物学的新纪元。在此基础上提出的中心法则，描述了遗传信息从基因到蛋白质结构的流动。遗传密码的阐明则揭示了生物体内遗传信息的贮存方式。1961年F.雅各布和J.莫诺提出了操纵子的概念，解释了原核基因表达的调控。到20世纪60年代中期，关于DNA自我复制和转录生成RNA的一般性质已基本清楚，基因的奥秘也随之而开始解开了。仅仅30年左右的时间，分子生物学经历了从大胆的科学假说，到经过大量的实验研究，从而建立了本学科的理论基础。进入70年代，由于重组DNA研究的突破，基因工程已经在实际应用中开花结果，根据人的意愿改造蛋白质结构的蛋白质工程也已经成为现实。基本内容蛋白质体系蛋白质的结构单位是α-氨基酸。常见的氨基酸共20种。它们以不同的顺序排列可以为生命世界提供天文数字的各种各样的蛋白质。蛋白质分子结构的组织形式可分为 4个主要的层次。一级结构，也叫化学结构，是分子中氨基酸的排列顺序。首尾相连的氨基酸通过氨基与羧基的缩合形成链状结构，称为肽链。肽链主链原子的局部空间排列为二级结构。二级结构在空间的各种盘绕和卷曲为三级结构。有些蛋白质分子是由相同的或不同的亚单位组装成的，亚单位间的相互关系叫四级结构。蛋白质的特殊性质和生理功能与其分子的特定结构有着密切的关系，这是形形色色的蛋白质所以能表现出丰富多彩的生命活动的分子基础。研究蛋白质的结构与功能的关系是分子生物学研究的一个重要内容。随着结构分析技术的发展，现在已有几千个蛋白质的化学结构和几百个蛋白质的立体结构得到了阐明。70年代末以来，采用测定互补DNA顺序反推蛋白质化学结构的方法，不仅提高了分析效率，而且使一些氨基酸序列分析条件不易得到满足的蛋白质化学结构分析得以实现。发现和鉴定具有新功能的蛋白质，仍是蛋白质研究的内容。例如与基因调控和高级神经活动有关的蛋白质的研究现在很受重视。蛋白质－核酸体系生物体的遗传特征主要由核酸决定。绝大多数生物的基因都由 DNA构成。简单的病毒，如λ噬菌体的基因组是由 46000个核苷酸按一定顺序组成的一条双股DNA（由于是双股DNA，通常以碱基对计算其长度）。细菌，如大肠杆菌的基因组，含4×106碱基对。人体细胞染色体上所含DNA为3×109碱基对。遗传信息要在子代的生命活动中表现出来，需要通过复制、转录和转译。复制是以亲代 DNA为模板合成子代 DNA分子。转录是根据DNA的核苷酸序列决定一类RNA分子中的核苷酸序列；后者又进一步决定蛋白质分子中氨基酸的序列，就是转译。因为这一类RNA起着信息传递作用，故称信使核糖核酸(mRNA)。由于构成RNA的核苷酸是4种，而蛋白质中却有20种氨基酸，它们的对应关系是由mRNA分子中以一定顺序相连的 3个核苷酸来决定一种氨基酸，这就是三联体遗传密码。基因在表达其性状的过程中贯串着核酸与核酸、核酸与蛋白质的相互作用。DNA复制时，双股螺旋在解旋酶的作用下被拆开，然后DNA聚合酶以亲代DNA链为模板，复制出子代 DNA链。转录是在 RNA聚合酶的催化下完成的。转译的场所核糖核蛋白体是核酸和蛋白质的复合体，根据mRNA的编码，在酶的催化下，把氨基酸连接成完整的肽链。基因表达的调节控制也是通过生物大分子的相互作用而实现的。如大肠杆菌乳糖操纵子上的操纵基因通过与阻遏蛋白的相互作用控制基因的开关。真核细胞染色质所含的非组蛋白在转录的调控中具有特殊作用。正常情况下，真核细胞中仅2～15％基因被表达。这种选择性的转录与转译是细胞分化的基础。蛋白质－脂质体系生物体内普遍存在的膜结构，统称为生物膜。它包括细胞外周膜和细胞内具有各种特定功能的细胞器膜。从化学组成看，生物膜是由脂质和蛋白质通过非共价键构成的体系。很多膜还含少量糖类，以糖蛋白或糖脂形式存在。 1972年提出的流动镶嵌模型概括了生物膜的基本特征：其基本骨架是脂双层结构。膜蛋白分为表在蛋白质和嵌入蛋白质。膜脂和膜蛋白均处于不停的运动状态。生物膜在结构与功能上都具有两侧不对称性。以物质传送为例，某些物质能以很高速度通过膜，另一些则不能。象海带能从海水中把碘浓缩 3万倍。生物膜的选择性通透使细胞内pH和离子组成相对稳定，保持了产生神经、肌肉兴奋所必需的离子梯度，保证了细胞浓缩营养物和排除废物的功能。生物体的能量转换主要在膜上进行。生物体取得能量的方式，或是像植物那样利用太阳能在叶绿体膜上进行光合磷酸化反应；或是像动物那样利用食物在线粒体膜上进行氧化磷酸化反应。这二者能量来源虽不同，但基本过程非常相似，最后都合成腺苷三磷酸。对于这两种能量转换的机制，P.米切尔提出的化学渗透学说得到了越来越多的证据。生物体利用食物氧化所释放能量的效率可达70％左右，而从煤或石油的燃烧获取能量的效率通常为20～40％，所以生物力能学的研究很受重视。对生物膜能量转换的深入了解和模拟将会对人类更有效地利用能量作出贡献。生物膜的另一重要功能是细胞间或细胞膜内外的信息传递。在细胞表面，广泛地存在着一类称为受体的蛋白质。激素和药物的作用都需通过与受体分子的特异性结合而实现。癌变细胞表面受体物质的分布有明显变化。细胞膜的表面性质还对细胞分裂繁殖有重要的调节作用。对细胞表面性质的研究带动了糖类的研究。糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂等生物大分子结构与功能的研究越来越受到重视。从发展趋势看，寡糖与蛋白质或脂质形成的体系将成为分子生物学研究的一个新的重要的领域。理论意义和应用分子生物学的成就说明：生命活动的根本规律在形形色色的生物体中都是统一的。例如，不论在何种生物体中，都由同样的氨基酸和核苷酸分别组成其蛋白质和核酸。遗传物质，除某些病毒外，都是DNA，并且在所有的细胞中都以同样的生化机制进行复制。分子遗传学的中心法则和遗传密码，除个别例外，在绝大多数情况下也都是通用的。物理学的成就证明，一切物质的原子都由为数不多的基本粒子根据相同的规律所组成，说明了物质世界结构上的高度一致，揭示了物质世界的本质，从而带动了整个物理学科的发展。分子生物学则在分子水平上揭示了生命世界的基本结构和生命活动的根本规律的高度一致，揭示了生命现象的本质。和过去基本粒子的研究带动物理学的发展一样，分子生物学的概念和观点也已经渗入到基础和应用生物学的每一个分支领域，带动了整个生物学的发展，使之提高到一个崭新的水平。过去生物进化的研究，主要依靠对不同种属间形态和解剖方面的比较来决定亲缘关系。随着蛋白质和核酸结构测定方法的进展，比较不同种属的蛋白质或核酸的化学结构，即可根据差异的程度，来断定它们的亲缘关系。由此得出的系统进化树，与用经典方法得到的是基本符合的。采用分子生物学的方法研究分类与进化有特别的优越性。首先，构成生物体的基本生物大分子的结构反映了生命活动中更为本质的方面。其次，根据结构上的差异程度可以对亲缘关系给出一个定量的，因而也是更准确的概念。第三，对于形态结构非常简单的微生物的进化，则只有用这种方法才能得到可靠结果。高等动物的高级神经活动是极其复杂的生命现象，过去多是在细胞乃至整体水平上研究，近年来深入到分子水平研究的结果充分说明高级神经活动也同样是以生物大分子的活动为基础的。例如，在高等动物学习与记忆的过程中，大脑中RNA和蛋白质的组成发生明显的变化，并且一些影响生物体合成蛋白质的药物也显著地影响学习与记忆的能力。又如，“生物钟”是一种熟知的生物现象。用鸡进行的实验发现，有一种重要的神经传递介质（5-羟色胺）和一种激素（褪黑激素）以及控制它们变化的一种酶，在鸡脑中的含量呈24小时的周期性变化。正是这种变化构成了鸡的“生物钟”的物质基础。在应用方面，生物膜能量转换原理的阐明，将有助于解决全球性的能源问题。了解酶的催化原理就能更有针对性地进行酶的人工模拟，设计出化学工业上广泛使用的新催化剂，从而给化学工业带来一场革命。分子生物学在生物工程技术中也起了巨大的作用，1973年重组DNA技术的成功，为基因工程的发展铺平了道路。80年代以来，已经采用基因工程技术，把高等动物的一些基因引入单细胞生物，用发酵方法生产干扰素、多种多肽激素和疫苗等。基因工程的进一步发展将为定向培育动、植物和微生物良种以及有效地控制和治疗一些人类遗传性疾病提供根本性的解决途径。从基因调控的角度研究细胞癌变也已经取得不少进展。分子生物学将为人类最终征服癌症做出重要的贡献。 [编辑本段]分子生物学的应用 1，亲子鉴定近几年来，人类基因组研究的进展日新月异，而分子生物学技术也不断完善，随着基因组研究向各学科的不断渗透，这些学科的进展达到了前所未有的高度。在法医学上，STR位点和单核苷酸（SNP）位点检测分别是第二代、第三代DNA分析技术的核心，是继RFLPs（限制性片段长度多态性）VNTRs（可变数量串联重复序列多态性）研究而发展起来的检测技术。作为最前沿的刑事生物技术，DNA分析为法医物证检验提供了科学、可靠和快捷的手段，使物证鉴定从个体排除过渡到了可以作同一认定的水平，DNA检验能直接认定犯罪、为凶杀案、强奸杀人案、碎尸案、强奸致孕案等重大疑难案件的侦破提供准确可靠的依据。随着DNA技术的发展和应用，DNA标志系统的检测将成为破案的重要手段和途径。此方法作为亲子鉴定已经是非常成熟的，也是国际上公认的最好的一种方法。参考资料：蛋白质质谱分析研究进展摘要：随着科学的不断发展，运用质谱法进行蛋白质的分析日益增多，本文简要综述了肽和蛋白质等生物大分子质谱分析的特点、方法及蛋白质质谱分析的原理、方式和应用，并对其发展前景作出展望。关键词：蛋白质，质谱分析，应用前言：蛋白质是生物体中含量最高，功能最重要的生物大分子，存在于所有生物细胞，约占细胞干质量的50%以上，作为生命的物质基础之一，蛋白质在催化生命体内各种反应进行、调节代谢、抵御外来物质入侵及控制遗传信息等方面都起着至关重要的作用，因此蛋白质也是生命科学中极为重要的研究对象。关于蛋白质的分析研究，一直是化学家及生物学家极为关注的问题，其研究的内容主要包括分子量测定，氨基酸鉴定，蛋白质序列分析及立体化学分析等。随着生命科学的发展，仪器分析手段的更新，尤其是质谱分析技术的不断成熟，使这一领域的研究发展迅速。自约翰.芬恩()和田中耕一()发明了对生物大分子进行确认和结构分析的方法及发明了对生物大分子的质谱分析法以来，随着生命科学及生物技术的迅速发展，生物质谱目前已成为有机质谱中最活跃、最富生命力的前沿研究领域之一[1]。它的发展强有力地推动了人类基因组计划及其后基因组计划的提前完成和有力实施。质谱法已成为研究生物大分子特别是蛋白质研究的主要支撑技术之一，在对蛋白质结构分析的研究中占据了重要地位[2]。 1．质谱分析的特点质谱分析用于蛋白质等生物活性分子的研究具有如下优点：很高的灵敏度能为亚微克级试样提供信息，能最有效地与色谱联用，适用于复杂体系中痕量物质的鉴定或结构测定，同时具有准确性、易操作性、快速性及很好的普适性。 2．质谱分析的方法近年来涌现出较成功地用于生物大分子质谱分析的软电离技术主要有下列几种：1)电喷雾电离质谱；2)基质辅助激光解吸电离质谱；3)快原子轰击质谱；4)离子喷雾电离质谱；5)大气压电离质谱。在这些软电离技术中，以前面三种近年来研究得最多，应用得也最广泛[3]。 3．蛋白质的质谱分析蛋自质是一条或多条肽链以特殊方式组合的生物大分子，复杂结构主要包括以肽链为基础的肽链线型序列[称为一级结构]及由肽链卷曲折叠而形成三维[称为二级，三级或四级]结构。目前质谱主要测定蛋自质一级结构包括分子量、肽链氨基酸排序及多肽或二硫键数目和位置。蛋白质的质谱分析原理以往质谱(MS)仅用于小分子挥发物质的分析，由于新的离子化技术的出现，如介质辅助的激光解析/离子化、电喷雾离子化，各种新的质谱技术开始用于生物大分子的分析。其原理是：通过电离源将蛋白质分子转化为气相离子，然后利用质谱分析仪的电场、磁场将具有特定质量与电荷比值(M/Z值)的蛋白质离子分离开来，经过离子检测器收集分离的离子，确定离子的M/Z值，分析鉴定未知蛋白质。蛋白质和肽的序列分析现代研究结果发现越来越多的小肽同蛋白质一样具有生物功能，建立具有特殊、高效的生物功能肽的肽库是现在的研究热点之一。因此需要高效率、高灵敏度的肽和蛋白质序列测定方法支持这些研究的进行。现有的肽和蛋白质测序方法包括N末端序列测定的化学方法Edman法、C末端酶解方法、C末端化学降解法等，这些方法都存在一些缺陷。例如作为肽和蛋白质序列测定标准方法的N末端氨基酸苯异硫氰酸酯(phenylisothiocyanate)PITC分析法(即Edman法，又称PTH法)，测序速度较慢(50个氨基酸残基/天)；样品用量较大(nmol级或几十pmol级)；对样品纯度要求很高；对于修饰氨基酸残基往往会错误识别，而对N末端保护的肽链则无法测序[4]。C末端化学降解测序法则由于无法找到PITC这样理想的化学探针，其发展仍面临着很大的困难。在这种背景下，质谱由于很高的灵敏度、准确性、易操作性、快速性及很好的普适性而倍受科学家的广泛注意。在质谱测序中，灵敏度及准确性随分子量增大有明显降低，所以肽的序列分析比蛋白容易许多，许多研究也都是以肽作为分析对象进行的。近年来随着电喷雾电离质谱(electrospray ionisation，ESI)及基质辅助激光解吸质谱(matrix assisted laser desorption/ionization，MALDI)等质谱软电离技术的发展与完善，极性肽分子的分析成为可能，检测限下降到fmol级别，可测定分子量范围则高达100000Da，目前基质辅助的激光解吸电离飞行时间质谱法(MALDI TOF MS)已成为测定生物大分子尤其是蛋白质、多肽分子量和一级结构的有效工具，也是当今生命科学领域中重大课题——蛋白质组研究所必不可缺的关键技术之一 [5] 。目前在欧洲分子生物实验室(EMBL)及美国、瑞士等国的一些高校已建立了MALDI TOF MS蛋白质一级结构(序列)谱库，能为解析FAST谱图提供极大的帮助，并为确证分析结果提供可靠的依据[6]。蛋白质质谱分析研究进展来自: 免费论文网蛋白质的质谱分析方式质谱用于肽和蛋白质的序列测定主要可以分为三种方法：一种方法叫蛋白图谱(proteinmapping)，即用特异性的酶解或化学水解的方法将蛋白切成小的片段，然后用质谱检测各产物肽分子量，将所得到的肽谱数据输入数据库，搜索与之相对应的已知蛋白，从而获取待测蛋白序列。将蛋白质绘制“肽图”是一重要测列方法。第二种方法是利用待测分子在电离及飞行过程中产生的亚稳离子，通过分析相邻同组类型峰的质量差，识别相应的氨基酸残基，其中亚稳离子碎裂包括“自身”碎裂及外界作用诱导碎裂.第三种方法与Edman法有相似之处，即用化学探针或酶解使蛋白或肽从N端或C端逐一降解下氨基酸残基，形成相互间差一个氨基酸残基的系列肽，名为梯状测序(laddersequencing)，经质谱检测，由相邻峰的质量差知道相应氨基酸残基。蛋白消化蛋白的基团越大，质谱检测的准确率越低。因此，在质谱检测之前，须将蛋白消化成小分子的多肽，以提高质谱检测的准确率。一般而言，6-20个氨基酸的多肽最适合质谱仪的检测。现今最常用的酶为胰蛋白酶(trypsin)，它于蛋白的赖氨酸(lysine)和精氨酸(arginine)处将其切断。因此，同一蛋白经胰蛋白酶消化后，会产生相同的多肽。基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法(MALDI-TOF MS) [7] 简而言之，基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量仪是将多肽成分转换成离子信号，并依据质量/电荷之比(mass/charge，m/z)来对该多肽进行分析，以判断该多肽源自哪一个蛋白。待检样品与含有在特定波长下吸光的发光团的化学基质(matrix)混合，此样品混合物随即滴于一平板或载玻片上进行挥发，样品混合物残余水份和溶剂的挥发使样品整合于格状晶体中，样品然后置于激光离子发生器(lasersource)。激光作用于样品混合物，使化学基质吸收光子而被激活。此激活产生的能量作用于多肽，使之由固态样品混合物变成气态。由于多肽分子倾向于吸收单一光子，故多肽离子带单一电荷.这些形成的多肽离子直接进入飞行时间质量分析仪(TOFmassanalyzer)。飞行时间质量分析仪用于测量多肽离子由分析仪的一端飞抵另一端探测器所需要的时间。而此飞行时间同多肽离子的质量/电荷的比值成反比，即质量/电荷之比越高，飞行时间越短。最后，由电脑软件将探测器录得的多肽质量/电荷比值同数据库中不同蛋白经蛋白酶消化后所形成的特定多肽的质量/电荷比值进行比较，以鉴定该多肽源自何种蛋白.此法称为多肽质量指纹分析(peptidemassfin-gerprinting)。基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法操作简便，敏感度高，同许多蛋白分离方法相匹配，而且，现有数据库中有充足的关于多肽质量/电荷比值的数据，因此成为许多实验室的首选蛋白质谱鉴定方法。电子喷雾电离质谱测量法(electrosprayion-izationmassspectrometry,ESI-MS)[8 ] 同基质辅助激光解吸电离/飞行时间质谱测量法在固态下完成不同，电子喷雾电离质谱测量法是在液态下完成，而且多肽离子带有多个电荷，由高效液相层析等方法分离的液体多肽混合物，在高压下经过一细针孔。当样本由针孔射出时，喷射成雾状的细小液滴，这些细小液滴包含多肽离子及水份等其他杂质成分。去除这些杂质成分后，多肽离子进入连续质量分析仪(tan- demmassanalyzer)，连续质量分析仪选取某一特定质量/电荷比值的多肽离子，并以碰撞解离的方式将多肽离子碎裂成不同电离或非电离片段。随后，依质量/电荷比值对电离片段进行分析并汇集成离子谱(ionspectrum)，通过数据库检索，由这些离子谱得到该多肽的氨基酸序列。依据氨基酸序列进行的蛋白鉴定较依据多肽质量指纹进行的蛋白鉴定更准确、可靠。而且，氨基酸序列信息即可通过蛋白氨基酸序列数据库检索，也可通过核糖核酸数据库检索来进行蛋白鉴定。蛋白质质谱分析研究进展来自: 免费论文网 4．蛋白质质谱分析的应用 1981年首先采用FAB双聚焦质谱测定肽分子量，分析十一肽(Mr=1318)，质谱中出现准分子离子[M+1]+=1319强峰。分子量小于6kDa肽或小蛋白质合适用FAB质谱分析，更大分子量的多肽和蛋自质可用MALDI质谱或ESI质谱分析。用MALDI-TOF质谱分析蛋自质最早一例是Hillen Kramp等[9]于1988年提出用紫外激光以烟酸为基质在TOF谱仪上测出质量数高达60kDa蛋白质，精确度开始只有，后改进到。质谱技术主要用于检测双向凝胶电泳或“双向”高效柱层析分离所得的蛋白质及酶解所得的多肽的质量，也可用于蛋白质高级结构及蛋白质间相互作用等方面的研究[10,11],三条肽段的精确质量数便可鉴定蛋白质。近年来，串联质谱分析仪发展迅猛，其数据采集方面的自动化程度、检测的敏感性及效率都大大提高，大规模数据库和一些分析软件(如:SEQUEST)的应用使得串联质谱分析仪可以进行更大规模的测序工作。目前，利用2D电泳及MS技术对整个酵母细胞裂解产物进行分析，已经鉴定出1484种蛋白质，包括完整的膜蛋白和低丰度的蛋白质[12]；分析肝细胞癌患者血清蛋白质组成分[13]，并利用质谱进行鉴定磷酸化蛋白研究工作[14]及采用质谱技术研究许旺细胞源神经营养蛋白(SDNP)的分子结构[15]等。结束语：在蛋白质的质谱分析中，质谱的准确性(accuracy)对测定结果有很大影响，因此质谱测序现在仍很难被应用于未知蛋白的序列测定。肽和蛋白的质谱序列测定方法具有快速、用量少、易操作等优点，这些都非常适合于现在科学研究的需要。我们相信，随着各种衍生化方法和酶解方法的不断改进，蛋白双向电泳的应用[16]以及质谱技术的不断完善，质谱将会成为多肽和蛋白质分析最有威力的工具之一。

蛋白质研究技术论文

生物化学蛋白质论文

时间流逝，不知不觉，改革开放已经走过了三十年的路程。自改革开放以来，中国发生了翻天覆地的变化，大街上热闹非凡，公路上车水马龙，一座座高楼大厦拔地而起……中国历经千辛万苦，终于走上了繁荣富强、世界文明之路。有一天，我偶读到《改革开放三十年》这本书，看到了祖国三十年间的巨大变化。后来，我抱着一颗期待的心向妈妈询问，妈妈回忆起过去——那时候，哪有什么柏油马路、水泥路，厚厚的泥土让人们踩成了狭窄的马路，一下雨，就泥泞不堪，路上到处是水潭，如果不小心踩到水潭，整只脚就会陷进去，好不容易把脚拔出来，可鞋子却留在了泥潭里……往事不堪回首，自从改革开放后，这一切都发生了翻天覆地的变化，泥泞小路变成了宽敞的柏油马路，路的两旁都种满了花草树木，蜜蜂在唱歌，蝴蝶在跳舞。孩子们也坐在舒适明亮的教室里上课，不再有寒冷之忧。改革开放，使国家经济飞速发展。在短短的三十年里，中国人民渐渐地从吃不饱，穿不好变成了吃得好，穿得暖，有些人还用剩余的钱买了自行车、摩托车，甚至小汽车。祖国日益富强起来，犹如钢铁长城一般坚不可摧！九七年香港回归，九九年澳门回归，零八年黑瞎子岛的回归使中国成为了陆地面积第二大的国家。在非典、百年不遇的南方罕见雪灾和突如其来的汶川地震面前，中华儿女们众志成城，击败了种种困难。在2001年中国荣幸地成为了二零零八年奥运会的举办国家，中华人民也成为了奥运的主人。同时，也向外国人证明了中国人不再是东亚病夫。随着科技的不断提高神八在世界人民的欢呼声中首次完成了太空行走，带着中国人盼望已久的心愿升上了天空。三十年间，发生了无数，改变了无数，相信未来的几千、几万年间，中国还会更加飞腾！三十年，可谓弹指一挥间！三十年的经历会让我们触摸到社会前进的脉搏，三十年的改革开放惠及了每一个国人的生活。三十年，对于历史长河就那么短短的一瞬间，然而，对于我们这样一个从贫穷落后一步步走向发达富裕文明和谐的国家来说，又是一个丰富而值得铭记的过程。三十年的征程，中华民族以崭新的姿态重新屹立于世界民族之林；三十年的沧桑巨变，三十年的光辉历程，铸就了一个民族近百年的梦想！ 1978年，中共十一届三中全会做出改革开放的重大决策，由此开启了中国改革开放历史新时期。这，无疑成为中国历史的标志点，因为，是改革开放，是解放思想，实现了中国当代发展历史性的转折，中国命运由此改变，社会转型也由此开始。 2008，我们迎来改革开放30周年。中国于一九七八年走上改革开放的道路。改革开放激发了各行各业的活力，使中国的生产力不断得到发展。一个个新兴城市拔地而起。一项项重大科技成果得到制造和开发。一个个大型工程得到竣工。一个个超大型企业正在迅速成长。中国长得高了，长得壮了。改革开放是三十年来中国社会进步发展的根本动力。改革开放的30年，是中国经济迅速蓬勃的30年！幢幢高楼拔地而起，人民生活水平不断提高，1978年到2006年间，中国经济总量迅速扩张，国内生产总值从3645亿元增长至21，0871亿元，增长近60倍！中国的经济成就不仅写在了中国历史之上，也在世界历史上刻下了辉煌的一页，过去25年全球脱贫所得成就中，近70%的成就归功于中国！中国由初级工业经济转变为高级工业经济，包括钢铁、家用电器在内的许多工业产品生产居世界第一位。与此同时，中国经济规模和经济总量也不断扩大。中国的国际地位不断提高。快速经济增长使中国在世界经济中的地位不断上升。以加入WTO为标志，中国经济已经完成市场化和国际化进程，融入世界经济体系和经济全球化浪潮之中，社会经济取得全面进步。中国的改革开放释放出巨大的生产力，政府主导、大力投资和不断强化的工业经济使中国经济增长一直高于世界经济增长水平。中国改革开放不断深入的同时，经济发展水平大幅度提高。改革开放的30年，是中国社会和谐稳定的30年！自粉碎“四人帮”以后，中华民族犹如钢铁长城一般坚不可摧！97年香港回归，99年澳门回归；1998年面对南方历史罕见的特大洪水，2003年面对让人闻风丧胆的非典疫情，2008年面对十几个省份百年不遇的冰雪灾害，四川汶川大地震，中华儿女众志成城，手挽手将一个个磨难阻击在脚下！改革开放的 30年，是教育事业稳步发展的30年！中国教育发展取得长足进步。1983年，邓小平同志提出，教育要面向现代化，面对世界，面对未来！教

只知道第2问，蛋白质变性就是蛋白质在化学、物理、生物等因素的作用下使其空间结构发生变化，失去原有的活性及功能。可以对蛋白质变性研究，来开发治愈阮病毒带来的疾病等待高手完善！

食品生物化学论文在我吲人嚏消费的生活中，吃是占第一位的。人类为了维持生命和健康，龉征生长发育和从事各种劳动，每天必须从食物中摄取各种营养成分和热量。因此，食品必须符合三项基率要求：具有一定的营养价值+人们所喜好的色、香、味和对人体无害。而对食晶的这二项基本要求，却受着食品的纯学组成及其理化性质的制约。食物中供人体正常功能所必须的成分和能量的物质称为营养成分。含有营养成分的物料统称为食物。经过加工的食物也称食品，故通常也泛指一切食物为食品。根据我国的饮食习惯，食品基本上可分为两类，一类为主食(如米，面及其加工制品)，其主要营养成分是碳水化合物，另一类是副食，副食大致可分为三类；植物性食品，动物性食品、加工制造的食品。植物性食品主要是菜, 果。其营养成分主要是碳水化合物维生素(主要是维生素C)，矿物质(Ca，Mg K、Na)。动物性食品包括肉、禽、蛋、水产、乳品等，营养成分以蛋白质、脂肪为主，还有脂溶性维生素(A、O、E)。加工制造的食品种类繁多，如食糖、茶叶、糕点、糖果、豆制品、食用植物油、经加工的肉、蛋、水产、菜果及各种调昧品等等。除具有上述各营养成分外，还因为在食品的加工贮存和运输过程中不可避免地引入一些非天然的成分。如食品添加剂和污染物质等。这些成分在不同程度上也要参与或干预人体的代谢和生理机能活动。市场上常摆着琳琅满目，五颜六色，令人眼花缭乱的食品。看着赤，橙，黄，绿，青，蓝，紫的食品，常常令人垂唾三尺，胃口大开。那么诱人的色调是如何来的呢？食品中呈现的各种颜色的物质统称为色素，色素分为天然色素和人工合成色素两大类，天然色素按来源分类分为动物色素，植物色素和微生物色素三大类。按溶解性能分为脂溶解性色素和水溶解性色素。按化学结构不同可分为吡咯色素，多烯色素，酚类色素，吡啶色素，琨哃色素以及其他类别的色素。天然色素一般都对光，热，酸，碱等条件敏感，在加工，贮存过程中常因此而褪色。合成色素一般都有程度不等的毒性。合成色素一般都较天然色素色彩鲜艳，牢固性大，性质稳定，着色力强并上可任意调色，成本也比较低。但合成色素本身，物营养价值。《食品生物化学 312 最后一段》目前，世界各国作为食用的约有50余种，不同国家所允许使用的色素种类数量不同。根据《我国食品添加剂使用卫生准GB276086》规定，在我国允许使用的使用合成色素共有8种，即苋菜红，胭脂红，柠檬黄，日落黄，靛蓝，亮蓝，赤鲜红和新红。这些色素着色的效果较好，安全系数也较高。然而，大多数合成色素对人体有直接危害，或在代谢过程中产生有害物质。『网上搜索』《食品生物化学 317 》食品风味是一种感觉现象，是一种给予口腔的触觉，温觉，味觉及嗅觉的感觉综合。风味物质成份繁多而含量甚微，多数为易破坏的热不稳定性物质，除了少数成份以外，大多数是非营养物质。但风味物质对人的食欲据有推进作用，因而间接地对营养（摄食，消化）有很大地影响。味感有酸，甜，苦，咸，辣，鲜，涩，碱，凉，金等十种重要味感，其中酸，甜，咸，苦四种是基本味感。《第四段》《网上搜索》食品添加剂是指在食品生产，加工，保藏等过程中，为了改善食品品质及其色香味，改变食品结构，防止食品氧化，腐败，变质和为了加工业需要而加入食品中化学合成物质或天然物质。食品添加种类繁多，功能各异，有的一物多能，对其分类目前尚无统一标准。一般按其用途可分为防腐剂，抗氧化剂，漂剂白，着色剂，酸味剂等十八类。食品添加剂，特别是化学合成地食品添加剂，往往都有一定的毒性。因为食品添加剂中有毒物质的污染，某些添加剂的特殊生理效应及代谢，转化产物常可引起对人体的损伤和毒害。例如：1955年日本"森永"牌调和奶粉中由于加入了砷达到3％－9％的磷酸氢二钠作稳定剂，酿成”森永砷乳“中毒事件，全国中毒婴儿达12131名，死亡131名。因此，化学食品添加剂多少会对人体有害，严重会导致伤亡。大多数添加剂是没有营养的，但有营养性添加剂也不能使用过量，如果使用过量会产生毒性效应。如过量摄食维生素A可发生食欲不振，头痛，视力模糊，失眠，脱发，肩背有红疹皮肤干燥脱屑，唇裂出血，鼻出血，贫血等慢性中毒现象。维生素D过量也可引起血清钙增加，总胆固醇增高，骨髓钙质过度等现象。因此，食品添加剂要慎买慎用，否则会酿成严重的后果。食品中除了营养部分和一些不一定有营养作用部分以外，有一些无益于人类身体健康的部分，称嫌忌成分。这些成份来源于食物原料本身，食品加工过程，微生物污染和环境污染等。当食物中的有害成分超过一定限度时，即可造成对人体健康的伤害。 1，植物毒素；如：蓖麻毒蛋白：人，畜食蓖麻籽或油，轻则中毒呕吐，腹泻，重则死亡。蓖麻中的毒素成分是蓖麻毒蛋白，毒性极大，对小白鼠的最小致死量为1g/kg 体重。 2，动物毒素；除此之外，还有动物食品中也有毒素，有毒的动物食品几乎都属于水产品。已知1000种以上的海洋生物是有毒的或能分泌毒液的，其中许多是可食的或能进入食物链的。这些水产动物的毒素成分可分为鱼类毒素和贝类毒素两大类。鱼类如: 河豚，河豚鱼毒素是鱼类毒素中研究最详细的一种，主要存在于卵巢，肝，肠，皮肤及卵中，无论淡水还是海水的河豚大多有毒。河豚的肌肉一般无毒，但有些河豚的肌肉有毒。河豚毒素是氨基全氢间二氮杂萘，纯品为无色结晶，能溶于酸性溶液和60%的酒精溶液，微溶于水，不溶于其他有机溶剂在pH7以及PH3以下不稳定，分解成河豚酸但毒性不消失且及耐热。河豚毒素专一地堵塞为产生神经冲动所必须的钠离子向神经或肌肉细胞的流动，使神经末梢和神经中枢发生麻痹而死亡。进食鲳鱼，海鲈鱼，等鱼类后，常可发生肉类鱼类中毒。这种性质的中毒与鱼的食物链有关。毒素多源于蓝绿藻。草食鱼类使用毒藻后，又可间接进入食肉鱼类的体内。此类毒素的分子式为C35H65NO8.鼠的LD50值为 80vg/kg体重。中毒者表现为心血管系统衰竭而死。摄食某些种类的鲱鱼，海鲢及北梭鱼等鱼类，也可引起中毒。 3，许多污染食品的微生物可产生对人，，畜有害的毒素，其中有些是致癌物和剧毒物。霉菌属于真菌，霉菌毒素也是真菌毒素的一部分。就含义较广的真菌来说，有些事真菌生长繁殖过程中产生的代谢产物；还有些真菌能使食品中某些成分转变为有毒物质。所以简单的说，霉菌主要是指在其所污染的食品中产生有毒代谢产物。如：黄曲霉素是由黄霉菌和寄生曲菌中少数几株所产生的肝毒性代谢物。这类霉菌的孢子分布极广，土壤中尤多。其中以黄曲霉毒素B1最为常见,毒性也最大，对狗的LD50值为体重。许多动物实验（鱼类，鸟类，哺乳类）结果都证明黄曲霉毒素是一种极强的致癌物之一、虽然不同种类的动物对急性中毒的敏感性存在差异，但是尚未发现能完全抵消黄曲霉毒素的动物，因为毒性和致癌物主要作用于肝脏。 4，污染食物的细菌毒素最主要的是沙门氏菌毒素，葡萄球菌肠毒及肉毒杆菌毒素。还有许多尚未清楚的细菌毒素.亦存在于食物中。金黄葡萄球菌是一种常见于人类和动物的皮肤以及表皮的细菌，只有少数亚型能产生肠毒素，均为成分相识的蛋白质，相对分子质量为 30000-35000.肠毒素中毒症状一般在摄食后2-3h发生流涎，恶心呕吐，痉挛及腹泻等症状。大多数患者于24-28h后恢复正常，死亡者较少。 5,食品中的化学毒素主要来源于食物原料生长繁殖环境的污染，加工机械污染水源极加工过程中的化学污染等方面由于环境污染致使食物含化学毒素的原因有两各方面：一是工业废物污染水源，土壤和大气，最后在食用动植物组织中富集；二是大量使用农药及化肥，生长调剂等造成的在食用动植物体中富集的污染。三是重金属的污染，如汞铅镉砷等；四是加工化学染毒，如食品中硝酸盐类及亚硝酸氨的形成，脂肪氧化剂加热产物等。当前我国食品工业与营养科学相结合方面有较大差距。大多数食品企业仅能够做到食品安全卫生的最基本要求。绝大多数中小型企业追求市场效应，也只注重食品的“色、香、味”，大多没有配备营养师，也不注重营养强化及其效果。少数不法食品厂商甚至仍以假冒伪劣甚至有毒有害食品牟取暴利，危害人们健康。对此应加大监管和执法力度，予以取缔义。（1）依照《国际食品卫生通则》的定义是：保证食品在按照其用途进行烹调和/或食用时不对消费者造成危害。这里的食品安全强调的是后果。而《食品工业基本术语GB15091-95》的定义是：为防止食品在生产、收获、加工、运输、贮藏销售等各个环节被有害物质包括物理、化学、生物等方面污染,使食品有益于人体健康,质地良好所采取的各项措施。并列出其同义词是：食品卫生。可见,这里的食品安全包括对食品生产到销售的整个食物链的过程要采取的措施。符合《中华人民共和国食品卫生法》(以下简称《食品卫生法》)的立法目的：为保证食品卫生,防止食品污染和有害因素对人体的危害,保障人民身体健康, 增强人民体质。（2）食品安全危害性。是指潜在损坏或危及食品安全和质量的因子或因素。这些因素包括生物性、化学性和物理性。它们可以通过各种方式存在于食品中,一旦这些因子或因素没有被控制或消除,该食品就会成为威胁人体健康的有毒食品。 2l世纪是人们追求健康长寿的世纪。我国人民正在为建成“全面小康”的现代化社会主义国家而努力。随着生活水平的提高，人们的健康意识更加强烈，对膳食的需求更加注重营养。为了满足不同人群的多层面需求，我们在主食品，特别是传统主食品的营养强化方面的工作任重而道远。

我就是学生物科学的这人占了一份你自己再整整祝你好运生物化学（biochemistry）这一名词的出现大约在19世纪末、20世纪初，但它的起源可追溯得更远，其早期的历史是生理学和化学的早期历史的一部分。例如18世纪80年代，.拉瓦锡证明呼吸与燃烧一样是氧化作用，几乎同时科学家又发现光合作用本质上是动物呼吸的逆过程。又如1828年F.沃勒首次在实验室中合成了一种有机物——尿素，打破了有机物只能靠生物产生的观点，给“生机论”以重大打击。1860年L.巴斯德证明发酵是由微生物引起的，但他认为必需有活的酵母才能引起发酵。1897年毕希纳兄弟发现酵母的无细胞抽提液可进行发酵，证明没有活细胞也可进行如发酵这样复杂的生命活动，终于推翻了“生机论”。编辑本段分类生物化学若以不同的生物为对象，可分为动物生化、植物生化、微生物生化、昆虫生化等。若以生物体的不同组织或过程为研究对象，则可分为肌肉生化、神经生化、免疫生化、生物力能学等。因研究的物质不同，又可分为蛋白质化学、核酸化学、酶学等分支。研究各种天然物质的化学称为生物有机化学。研究各种无机物的生物功能的学科则称为生物无机化学或无机生物化学。60年代以来，生物化学与其他学科融合产生了一些边缘学科如生化药理学、古生物化学、化学生态学等；或按应用领域不同，分为医学生化、农业生化、工业生化、营养生化等。编辑本段研究内容生物化学主要研究生物体分子结构与功能、物质代谢与调节以及遗传信息传递的分子基础与调控规律。生物体的化学组成除了水和无机盐之外，活细胞的有机物主要由碳原子与氢、氧、氮、磷、硫等结合组成，分为大分子和小分子两大类。前者包括蛋白质、核酸、多糖和以结合状态存在的脂质；后者有维生素、激素、各种代谢中间物以及合成生物大分子所需的氨基酸、核苷酸、糖、脂肪酸和甘油等。在不同的生物中，还有各种次生代谢物，如萜类、生物碱、毒素、抗生素等。虽然对生物体组成的鉴定是生物化学发展初期的特点，但直到今天，新物质仍不断在发现。如陆续发现的干扰素、环核苷一磷酸、钙调蛋白、粘连蛋白、外源凝集素等，已成为重要的研究课题。有的简单的分子，如作为代谢调节物的果糖-2，6-二磷酸是1980年才发现的。另一方面，早已熟知的化合物也会发现新的功能，20世纪初发现的肉碱，50年代才知道是一种生长因子，而到60年代又了解到是生物氧化的一种载体。多年来被认为是分解产物的腐胺和尸胺，与精胺、亚精胺等多胺被发现有多种生理功能，如参与核酸和蛋白质合成的调节，对DNA超螺旋起稳定作用以及调节细胞分化等。新陈代谢与代谢调节控制新陈代谢由合成代谢和分解代谢组成。前者是生物体从环境中取得物质，转化为体内新的物质的过程，也叫同化作用；后者是生物体内的原有物质转化为环境中的物质，也叫异化作用。同化和异化的过程都由一系列中间步骤组成。中间代谢就是研究其中的化学途径的。如糖元、脂肪和蛋白质的异化是各自通过不同的途径分解成葡萄糖、脂肪酸和氨基酸，然后再氧化生成乙酰辅酶A，进入三羧酸循环，最后生成二氧化碳。在物质代谢的过程中还伴随有能量的变化。生物体内机械能、化学能、热能以及光、电等能量的相互转化和变化称为能量代谢，此过程中ATP起着中心的作用。新陈代谢是在生物体的调节控制之下有条不紊地进行的。这种调控有3种途径:①通过代谢物的诱导或阻遏作用控制酶的合成。这是在转录水平的调控，如乳糖诱导乳糖操纵子合成有关的酶；②通过激素与靶细胞的作用，引发一系列生化过程，如环腺苷酸激活的蛋白激酶通过磷酰化反应对糖代谢的调控；③效应物通过别构效应直接影响酶的活性，如终点产物对代谢途径第一个酶的反馈抑制。生物体内绝大多数调节过程是通过别构效应实现的。生物大分子的结构与功能生物大分子的多种多样功能与它们特定的结构有密切关系。蛋白质的主要功能有催化、运输和贮存、机械支持、运动、免疫防护、接受和传递信息、调节代谢和基因表达等。由于结构分析技术的进展，使人们能在分子水平上深入研究它们的各种功能。酶的催化原理的研究是这方面突出的例子。蛋白质分子的结构分4个层次，其中二级和三级结构间还可有超二级结构，三、四级结构之间可有结构域。结构域是个较紧密的具有特殊功能的区域，连结各结构域之间的肽链有一定的活动余地，允许各结构域之间有某种程度的相对运动。蛋白质的侧链更是无时无刻不在快速运动之中。蛋白质分子内部的运动性是它们执行各种功能的重要基础。80年代初出现的蛋白质工程，通过改变蛋白质的结构基因，获得在指定部位经过改造的蛋白质分子。这一技术不仅为研究蛋白质的结构与功能的关系提供了新的途径；而且也开辟了按一定要求合成具有特定功能的、新的蛋白质的广阔前景。核酸的结构与功能的研究为阐明基因的本质，了解生物体遗传信息的流动作出了贡献。碱基配对是核酸分子相互作用的主要形式，这是核酸作为信息分子的结构基础。脱氧核糖核酸的双螺旋结构有不同的构象，.沃森和.克里克发现的是B-结构的右手螺旋，后来又发现了称为 Z-结构的左手螺旋。DNA还有超螺旋结构。这些不同的构象均有其功能上的意义。核糖核酸包括信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)和核蛋白体核糖核酸(rRNA)，它们在蛋白质生物合成中起着重要作用。新近发现个别的RNA有酶的功能。基因表达的调节控制是分子遗传学研究的一个中心问题，也是核酸的结构与功能研究的一个重要内容。对于原核生物的基因调控已有不少的了解；真核生物基因的调控正从多方面探讨。如异染色质化与染色质活化；DNA的构象变化与化学修饰；DNA上调节序列如加强子和调制子的作用；RNA加工以及转译过程中的调控等。生物体的糖类物质包括多糖、寡糖和单糖。在多糖中，纤维素和甲壳素是植物和动物的结构物质，淀粉和糖元等是贮存的营养物质。单糖是生物体能量的主要来源。寡糖在结构和功能上的重要性在20世纪70年代才开始为人们所认识。寡糖和蛋白质或脂质可以形成糖蛋白、蛋白聚糖和糖脂。由于糖链结构的复杂性，使它们具有很大的信息容量，对于细胞专一地识别某些物质并进行相互作用而影响细胞的代谢具有重要作用。从发展趋势看，糖类将与蛋白质、核酸、酶并列而成为生物化学的4大研究对象。生物大分子的化学结构一经测定，就可在实验室中进行人工合成。生物大分子及其类似物的人工合成有助于了解它们的结构与功能的关系。有些类似物由于具有更高的生物活性而可能具有应用价值。通过 DNA化学合成而得到的人工基因可应用于基因工程而得到具有重要功能的蛋白质及其类似物。酶学研究生物体内几乎所有的化学反应都是酶催化的。酶的作用具有催化效率高、专一性强等特点。这些特点取决于酶的结构。酶的结构与功能的关系、反应动力学及作用机制、酶活性的调节控制等是酶学研究的基本内容。通过 X射线晶体学分析、化学修饰和动力学等多种途径的研究，一些具有代表性的酶的作用原理已经比较清楚。70年代发展起来的亲和标记试剂和自杀底物等专一性的不可逆抑制剂已成为探讨酶的活性部位的有效工具。多酶系统中各种酶的协同作用，酶与蛋白质、核酸等生物大分子的相互作用以及应用蛋白质工程研究酶的结构与功能是酶学研究的几个新的方向。酶与人类生活和生产活动关系十分密切，因此酶在工农业生产、国防和医学上的应用一直受到广泛的重视。生物膜和生物力能学生物膜主要由脂质和蛋白质组成，一般也含有糖类，其基本结构可用流动镶嵌模型来表示，即脂质分子形成双层膜，膜蛋白以不同程度与脂质相互作用并可侧向移动。生物膜与能量转换、物质与信息的传送、细胞的分化与分裂、神经传导、免疫反应等都有密切关系，是生物化学中一个活跃的研究领域。以能量转换为例，在生物氧化中，代谢物通过呼吸链的电子传递而被氧化，产生的能量通过氧化磷酸化作用而贮存于高能化合物ATP中，以供应肌肉收缩及其他耗能反应的需要。线粒体内膜就是呼吸链氧化磷酸化酶系的所在部位，在细胞内发挥着电站作用。在光合作用中通过光合磷酸化而生成 ATP则是在叶绿体膜中进行的。以上这些研究构成了生物力能学的主要内容。激素与维生素激素是新陈代谢的重要调节因子。激素系统和神经系统构成生物体两种主要通讯系统，二者之间又有密切的联系。70年代以来，激素的研究范围日益扩大。如发现肠胃道和神经系统的细胞也能分泌激素；一些生长因子、神经递质等也纳入了激素类物质中。许多激素的化学结构已经测定，它们主要是多肽和甾体化合物。一些激素的作用原理也有所了解，有些是改变膜的通透性，有些是激活细胞的酶系，还有些是影响基因的表达。维生素对代谢也有重要影响，可分水溶性与脂溶性两大类。它们大多是酶的辅基或辅酶，与生物体的健康有密切关系。生命的起源与进化生物进化学说认为地球上数百万种生物具有相同的起源并在大约40亿年的进化过程中逐渐形成。生物化学的发展为这一学说在分子水平上提供了有力的证据。例如所有种属的 DNA中含有相同种类的核苷酸。许多酶和其他蛋白质在各种微生物、植物和动物中都存在并具有相近的氨基酸序列和类似的立体结构，而且类似的程度与种属之间的亲缘关系相一致。DNA复制中的差错可以说明作为进化基础的变异是如何发生的。生物由低级向高级进化时，需要更多的酶和其他蛋白质，基因的重排和突变为适应这种需要提供了可能性。由此可见，有关进化的生物化学研究将为阐明进化的机制提供更加本质的和定量的信息。方法学在生物化学的发展中，许多重大的进展均得力于方法上的突破。例如同位素示踪技术用于代谢研究和结构分析；层析，特别是70年代以来全面地大幅度地提高体系性能的高效液相层析以及各种电泳技术用于蛋白质和核酸的分离纯化和一级结构测定;X射线衍射技术用于蛋白质和核酸晶体结构的测定；高分辨率二维核磁共振技术用于溶液中生物大分子的构象分析；酶促等方法用于DNA序列测定;单克隆抗体和杂交瘤技术用于蛋白质的分离纯化以及蛋白质分子中抗原决定因子的研究等。70年代以来计算机技术广泛而迅速地向生物化学各个领域渗透，不仅使许多分析仪器的自动化程度和效率大大提高，而且为生物大分子的结构分析，结构预测以及结构功能关系研究提供了全新的手段。生物化学今后的继续发展无疑还要得益于技术和方法的革新。