第一节　蛋白质的分类及生理功能

一、蛋白质的分类

蛋白质种类繁多，主要的分类方法有以下几种。

（一）根据化学组成成分分类

1.简单蛋白质（单纯蛋白质）

这类蛋白质只含由α-氨基酸组成的肽链，不含其他成分。具体如下。

清蛋白和球蛋白：广泛存在于动物组织中。清蛋白易溶于水，球蛋白微溶于水，易溶于稀酸中。

谷蛋白和醇溶谷蛋白：存在于植物组织中，不溶于水，易溶于稀酸、稀碱中，后者可溶于70%～80%乙醇中。

精蛋白和组蛋白：碱性蛋白质，存在于细胞核中。

硬蛋白：存在于各种软骨、腱、毛、发、丝等组织中，分为角蛋白、胶原蛋白、弹性蛋白和丝蛋白。

2.结合蛋白

由简单蛋白与其他非蛋白成分（辅基）结合而成，包括如下几种。

色蛋白：由简单蛋白与色素物质结合而成。如血红蛋白、叶绿蛋白和细胞色素等。

糖蛋白：由简单蛋白与糖类物质组成。如细胞膜中的糖蛋白等。

脂蛋白：由简单蛋白与脂类结合而成。如血浆低密度脂蛋白、血浆高密度脂蛋白等。

核蛋白：由简单蛋白与核酸结合而成。如细胞核中的核糖核蛋白等。

（二）根据分子形状分类

1.球状蛋白质

外形接近球形或椭圆形，溶解性较好，能形成结晶，大多数蛋白质属于这一类。如各种酶、血红蛋白等。

2.纤维状蛋白质

分子类似于纤维或细棒。它又可分为可溶性纤维状蛋白质和不溶性纤维状蛋白质。如胶原蛋白、弹性蛋白、角蛋白、丝蛋白等。

（三）根据蛋白质营养价值的高低分类

1.完全蛋白质

完全蛋白质是一种质量优良的蛋白质，含有人体必需氨基酸，并且种类齐全，数量充足，比例合适，不但能维持人体的生命和健康，还能促进儿童的生长发育。属于完全蛋白质的有奶类中的酪蛋白、乳白蛋白，小麦中的小麦谷蛋白，蛋类中的卵白蛋白和卵黄磷蛋白，肉类中的白蛋白，大豆中的大豆球蛋白以及玉米中的谷蛋白等。

2.半完全蛋白质

含有各种必需氨基酸，但含量多少不均，互相比例不适合，若在膳食中作为唯一的蛋白质来源，可以维持生命，但不能够促进儿童生长发育。属于半完全蛋白质的有小麦、大麦中的麦胶蛋白等。

3.不完全蛋白质

它所含必需氨基酸的种类不全，若在膳食中作为唯一蛋白质来源，既不能维持生命，也不能促进儿童生长发育。属于不完全蛋白质的有玉米中的玉米胶蛋白，动物结缔组织中的胶原蛋白以及豌豆中的豆球蛋白等。

一般来说，动物性食品比植物性食品中所含的完全蛋白质多，所以动物性食品蛋白质的营养价值一般高于植物性食品蛋白质。

二、蛋白质的生理功能

蛋白质是一切生命的物质基础，这不仅因为蛋白质是构成机体组织器官的基本成分，更重要的是蛋白质本身不断地进行分解与合成，从而推动生命活动，调节机体正常生理功能，保证机体的生长、发育、繁殖、遗传及修补损伤的组织。根据现代的生物学观点，蛋白质和核酸是生命的主要物质基础。蛋白质的生理功能如下。

1.人体组织不可缺少的构成成分

蛋白质是构成组织和细胞的重要成分，是生命的存在形式。人体的任何组织和器官都是以蛋白质为基础，所以人体在生长过程中就包含着蛋白质的不断增加。人体的肌肉、心、肝、肾等器官含大量蛋白质；骨骼和牙齿中含有大量的胶原蛋白；指、趾甲中含有角蛋白；细胞从细胞膜到细胞内的各种结构中均含有大量的蛋白质。皮肤和骨骼肌中蛋白质约占80%，胶原蛋白约占25%，血液中约占5%，其总量仅次于水分。细胞的原生质是由蛋白质、脂肪、碳水化合物所组成的胶体系统，如长期缺乏蛋白质，这个系统就会受到破坏，细胞就会受到损伤，甚至死亡，致使机体无法生长。总之，蛋白质是人体不能缺少的构成成分。

2.构成体内各种重要的生理活性物质

蛋白质也是构成生命的重要物质。蛋白质在体内构成多种机能物质，具有各种生理功能，如催化新陈代谢反应的酶，生命中的化学变化绝大多数是借助于酶的催化作用而迅速发生的，而酶的化学本质就是蛋白质。

蛋白质还能调节代谢活动，如激素是机体内分泌细胞制造的一类化学物质，这些物质随血液循环流遍全身，调节机体的正常活动，对机体的繁殖、生长、发育和适应内外环境的变化具有重要作用（若某一激素的分泌失去平衡就会发生一定的疾病，如甲状腺素分泌过多或不足都会引起一定的疾病）。这些激素中有许多就是蛋白质或肽。胃肠道能分泌十余种肽类激素，用以调节胃、肠、肝、胆管和胰脏的生理活动。

此外，蛋白质可进行氧的输送。生物从不需氧转变成需氧以获得能量是进化过程的一大飞跃。它从环境中摄取氧、在细胞内氧化能源物质（碳水化合物、脂肪和蛋白质），产生二氧化碳和水。这种由外界摄取氧并且将其输送到全身组织细胞的作用正是由血红蛋白完成的。

蛋白质还与维持机体酸碱平衡、维持水分的正常分布、完成肌肉收缩、提高机体免疫功能以及体内遗传信息的传递等有关。

3.供给能量

虽然蛋白质的主要功能不是供给能量，但当食物中蛋白质的氨基酸组成和比例不符合人体需要，或摄入蛋白质过多，超过身体合成蛋白质的需要时，多余的食物蛋白质就会被当作能量来源氧化分解放出热能。此外，在正常代谢过程中，陈旧破损的组织和细胞中的蛋白质也会分解释放出能量。每克蛋白质可产生16.7kJ（4kcal）热能。

利用蛋白质作为供能的来源是很不经济的。如果食物中的碳水化合物和脂肪供给不足时，蛋白质将满足人体的能量需要，这样，膳食中的蛋白质就不能有效地发挥作用，甚至不能维持平衡状态。因此，碳水化合物和脂肪具有节约蛋白质的作用。

4.参与维持体内环境的稳定性和对外界的适应性

食物蛋白质最重要的作用是供给人体合成蛋白质所需要的氨基酸。由于碳水化合物和脂肪中只含有碳、氢和氧，不含氮。因此，蛋白质是人体中唯一的氮的来源。这是碳水化合物和脂肪不能代替的。

人体每天从食物中摄取一定量的蛋白质，在消化道分解成各种氨基酸而被机体吸收，通过血液循环送到身体各组织中，用于合成、更新和修复组织。婴幼儿、儿童和青少年的生长发育都离不开蛋白质。通常，成年人体内蛋白质含量相对稳定。尽管体内蛋白质在不断地分解与合成，组织细胞在不断更新。但是，蛋白质的总量却维持动态平衡。一般认为成人体内小肠黏膜细胞每1～2d即更新一次，血液红细胞每120d更新一次，头发和指甲也在不断推陈出新。身体受伤后的修复也需要依靠蛋白质的补充。

成人体内全部蛋白质每天约有3%更新，这些体内蛋白质分子分解成氨基酸后，大部分又重新合成蛋白质，此即蛋白质的周转率，只有一小部分分解成为尿素及其他代谢产物排出体外。因此，成人的食物蛋白质只需要补充被分解并排出的那部分蛋白质即可。

儿童和青少年正处在生长、发育时期，对蛋白质的需求量较大，蛋白质的转换率也相对较高。这种蛋白质的转换量与基础代谢密切有关，如表4-1所示。

机体由蛋白质分解的氨基酸再合成新蛋白质的数量可随环境条件而异。例如，饲养良好的大鼠，其肝脏所需氨基酸的50%为再利用部分，禁食大鼠的再利用部分为90%。此外，表4-1所列蛋白质转换量为总转换量。不同蛋白质的转换率不相同。