第二章生物活性成分蛋白质课件.ppt

1、主要内容主要内容1、蛋白质类、蛋白质类2、肽类、肽类3、氨基酸类、氨基酸类淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学第二节第二节 蛋白质、肽及氨基酸类活性成分蛋白质、肽及氨基酸类活性成分一、大豆球蛋白一、大豆球蛋白大豆球蛋白是存在于大豆籽粒中的储藏性蛋大豆球蛋白是存在于大豆籽粒中的储藏性蛋白的总称，约占大豆总量的白的总称，约占大豆总量的30。其主要成分。其主要成分是是11S球蛋白（可溶性蛋白）和球蛋白（可溶性蛋白）和7S球蛋白（球蛋白（-与与-浓缩球蛋白），其中，可溶性蛋白与浓缩球蛋白），其中，可溶性蛋白与-浓缩球浓缩球蛋白两者约占球蛋白总量的蛋白两者约占球蛋白总量的70

2、 功能食品学-生物活性成分化学与营养学淮阴工学院生化学院食品工程系1、蛋白质的营养价值、蛋白质的营养价值 氨基酸模式能满足其对必需氨基酸的需要。氨基酸模式能满足其对必需氨基酸的需要。2、作为减肥者膳食中蛋白质的补充，维持减、作为减肥者膳食中蛋白质的补充，维持减肥者的健康。肥者的健康。3、防治癌症，所含的异黄酮中有抑制肿瘤细、防治癌症，所含的异黄酮中有抑制肿瘤细胞生长和抑癌作用。胞生长和抑癌作用。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学大豆球蛋白的保健功能大豆球蛋白的保健功能4、降低胆固醇、降低胆固醇 对血浆胆固醇含量高的人，有降低胆固对血浆胆固醇含量高的人，有降低胆固醇

3、的作用。醇的作用。当摄取高胆固醇食物时，可以防止血液当摄取高胆固醇食物时，可以防止血液中胆固醇的升高。中胆固醇的升高。对于血液中胆固醇含量正常的人来说，对于血液中胆固醇含量正常的人来说，大豆球蛋白可降低血液中大豆球蛋白可降低血液中LDL/HDL胆固醇的胆固醇的比值。比值。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学大豆球蛋白的保健功能大豆球蛋白的保健功能二、金属硫蛋白（二、金属硫蛋白（Metallothionein，MT）金属硫蛋白，是一种含有大量金属硫蛋白，是一种含有大量Cd和和Zn、富、富含含半胱氨酸半胱氨酸的低相对分子质量的蛋白质。相对的低相对分子质量的蛋白质。相对分

4、子质量分子质量600010 000，每摩尔金属硫蛋白含有，每摩尔金属硫蛋白含有6061个氨基酸，其中含个氨基酸，其中含-SH的氨基酸有的氨基酸有18个，个，占总数的占总数的 30。每。每3个个-SH键可结合键可结合1个个2价金属价金属离子。离子。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学金属硫蛋白的生理功效金属硫蛋白的生理功效 参与微量元素的贮存、运输和代谢；参与微量元素的贮存、运输和代谢；清除自由基，拮抗电离辐射；清除自由基，拮抗电离辐射；重金属的解毒作用；重金属的解毒作用；参与激素和发育过程的调节，增强机体参与激素和发育过程的调节，增强机体对各种应激的反应；对各种应激

5、的反应；参与细胞参与细胞DNA的复制和转录、蛋白质的的复制和转录、蛋白质的合成与分解以及能量代谢的调节过程。合成与分解以及能量代谢的调节过程。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学三、免疫球蛋白三、免疫球蛋白 免疫球蛋白（免疫球蛋白（Immunoglobulin，简称，简称Ig）是一类具）是一类具有有抗体活性抗体活性，能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。，能与相应抗原发生特异性结合的球蛋白。呈呈Y型结构型结构，2条重链与条重链与2条轻链条轻链二硫键二硫键连接组成的对连接组成的对称结构，单体分子量在称结构，单体分子量在150000170000，有，有IgG、IgA、Ig

6、D、IgE、IgM五种。五种。免疫球蛋白不仅存在于血液中，还存在于体液、粘免疫球蛋白不仅存在于血液中，还存在于体液、粘膜分泌液以及膜分泌液以及B淋巴细胞膜中。它是构成体液免疫作淋巴细胞膜中。它是构成体液免疫作用的主要物质，与补体结合后可杀死细菌和病毒，因用的主要物质，与补体结合后可杀死细菌和病毒，因此，可增强机体的防御能力。此，可增强机体的防御能力。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学 在牛初乳和常乳中，在牛初乳和常乳中，Ig总含量分别为总含量分别为50和和0.6mg/mL 其中约其中约8086为为Ig

7、G。人乳免疫。人乳免疫球蛋白主要以球蛋白主要以IgA为主，含量为为主，含量为4.14.75ug/g。从鸡蛋黄中提取的免疫球蛋白为从鸡蛋黄中提取的免疫球蛋白为IgY，是鸡血，是鸡血清清IgG在孵卵过程中转移至鸡蛋黄中形成的，在孵卵过程中转移至鸡蛋黄中形成的，其生理活性与鸡血清其生理活性与鸡血清IgG极为相似，相对分子极为相似，相对分子质量质量164000。其活性易受到温度、。其活性易受到温度、pH的影响，的影响，当温度在当温度在60以上、以上、pH7时胶凝，时胶凝，pH7时不沉淀，时不沉淀，pH=4.0时时90100、5min的加热，对的加热，对Lf的铁结合能力、抗菌性没的铁结合能力、抗菌性没有

8、影响；在有影响；在pH2.03.0，100120，加热，加热5min后，后，Lf明显地降解，但其抑菌活性反而明显地降解，但其抑菌活性反而增强。增强。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学Lf的基本性质的基本性质 对多种乳清蛋白的热变性温度的研究表明，饱对多种乳清蛋白的热变性温度的研究表明，饱和和Lf有两个变性峰有两个变性峰(69.0和和83.5)，不饱和，不饱和Lf有有一个变性峰（一个变性峰（64.7）。）。第一个峰是一铁离子第一个峰是一铁离子Lf，第二个峰是二铁离子，第二个峰是二铁离子Lf；一铁；一铁Lf和二铁和二铁Lf的变性焓分别是的变性焓分别是2100kJ/mo

9、l和和2900kJ/mol。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学3、Lf的生物活性及其影响因素的生物活性及其影响因素n乳铁蛋白生物活性乳铁蛋白生物活性 乳铁蛋白具有乳铁蛋白具有结合并转运铁结合并转运铁的能力，到达的能力，到达人体肠道的特殊接受细胞中后再释放出铁，这人体肠道的特殊接受细胞中后再释放出铁，这样就能增强铁的吸收利用率，降低有效铁的使样就能增强铁的吸收利用率，降低有效铁的使用量，减少铁的负面影响。用量，减少铁的负面影响。乳铁蛋白对铁的结乳铁蛋白对铁的结合，避免了人体内合，避免了人体内OH有害物质的生成。有害物质的生成。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-

10、生物活性成分化学与营养学刺激肠道中铁的吸收。刺激肠道中铁的吸收。抑菌作用，抗病毒效应。抑菌作用，抗病毒效应。调节吞噬细胞功能。调节吞噬细胞功能。调节发炎反应，抑制感染部位炎症。调节发炎反应，抑制感染部位炎症。抑制由于抑制由于Fe3引起的脂氧化，引起的脂氧化，Fe2或或Fe3的生的生物还原剂（如抗坏血酸盐）是脂氧化的诱导剂。物还原剂（如抗坏血酸盐）是脂氧化的诱导剂。乳铁蛋白生物活性乳铁蛋白生物活性淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学n影响因素影响因素铁饱和程度的影响铁饱和程度的影响 盐类作用：盐类作用：碳酸盐碳酸盐的存在可明显的存在可明显增强增强乳铁蛋白的乳铁蛋白的抑

11、菌能力，抑菌能力，柠檬酸盐柠檬酸盐的增加明显的增加明显减弱减弱了缺铁乳铁了缺铁乳铁蛋白对抑菌能力。蛋白对抑菌能力。pH的影响的影响：pH7.4时效果明显高于时效果明显高于 pH6.8，pH6基本无抑菌作用基本无抑菌作用抗体或其它免疫物质间的协同作用：研究表明抗体或其它免疫物质间的协同作用：研究表明乳乳铁蛋白和铁蛋白和IgA抑菌有协同作用。抑菌有协同作用。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学五、酶蛋白五、酶蛋白1、超氧化物歧化酶（、超氧化物歧化酶（SOD）超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（EC 1.15.1.1）是生物体内防御）是生物体内防御氧化损伤的一种重要的酶，能催

12、化底物超氧自由氧化损伤的一种重要的酶，能催化底物超氧自由基发生歧化反应，维持细胞内超氧自由基处于无基发生歧化反应，维持细胞内超氧自由基处于无害的低水平状态。害的低水平状态。SOD是金属酶，根据其金属辅基成分的不同，可是金属酶，根据其金属辅基成分的不同，可将将SOD分为三类：分为三类：铜锌铜锌超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（Cu/Zn-SOD）、）、锰锰超氧化物歧化酶（超氧化物歧化酶（Mn-SOD）和）和铁铁超超氧化物歧化酶（氧化物歧化酶（Fe-SOD）。）。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学SOD都属于都属于酸性蛋白酸性蛋白，结构和功能比较稳定，结构和功能比较稳定

13、，能耐受各种物理或化学因素的作用，对能耐受各种物理或化学因素的作用，对热、热、pH和蛋白水解酶和蛋白水解酶的稳定性比较高。通常，在的稳定性比较高。通常，在pH 5.39.5范围内，范围内，SOD催化反应速度不受影响。催化反应速度不受影响。SOD的生理功效：的生理功效：清除机体代谢过程中产生过量的超氧阴清除机体代谢过程中产生过量的超氧阴离子自由基，延缓由于自由基侵害而出现的离子自由基，延缓由于自由基侵害而出现的衰老现象，如延缓皮肤衰老和脂褐素沉淀的衰老现象，如延缓皮肤衰老和脂褐素沉淀的出现。出现。提高人体对由于自由基侵害而诱发疾病提高人体对由于自由基侵害而诱发疾病的抵抗力，包括肿瘤、炎症、肺气肿

14、、白内的抵抗力，包括肿瘤、炎症、肺气肿、白内障和自身免疫疾病等。障和自身免疫疾病等。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力，提高人体对自由基外界诱发因子的抵抗力，如烟雾、辐射、有毒化学品和有毒医药品等，如烟雾、辐射、有毒化学品和有毒医药品等，增强机体对外界环境的适应力。增强机体对外界环境的适应力。减轻肿瘤患者在进行化疗、放疗时的疼痛及减轻肿瘤患者在进行化疗、放疗时的疼痛及严重的副作用，如骨髓损伤或白细胞减少等。严重的副作用，如骨髓损伤或白细胞减少等。消除机体疲劳，增强对超负荷大运动量的适消除机体疲劳，增强对超负荷大运动量的适应力。应

15、力。2、谷胱甘肽过氧化物酶（、谷胱甘肽过氧化物酶（GSH-Px）GSH-Px（EC 1.11.1.9）是生物体内第一种）是生物体内第一种含含硒硒酶，硒是酶，硒是GSH-Px的必需组成成分。的必需组成成分。GSH-Px可以清除组织中有机氢过氧化物等，可以清除组织中有机氢过氧化物等，对由活性氧和对由活性氧和OH诱发的脂氢过氧化物有很诱发的脂氢过氧化物有很强的清除能力，延缓强的清除能力，延缓细胞衰老细胞衰老。也可清除。也可清除DNA氢过氧化物，降低氢过氧化物，降低细胞突变细胞突变的发生率。的发生率。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学生物活性肽（简称活性肽）生物活性肽（简

16、称活性肽）指的是一类分子量小于指的是一类分子量小于6000D，具有多，具有多种生物学功能的多肽。食用安全性极高。种生物学功能的多肽。食用安全性极高。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学生物活性肽的的生理功能生物活性肽的的生理功能调节体内的水分、电解质平衡；调节体内的水分、电解质平衡；为免疫系统制造对抗细菌和感染的抗体，提高为免疫系统制造对抗细菌和感染的抗体，提高免疫功能；免疫功能；促进伤口愈合；促进伤口愈合；在体内制造酵素，有助于将食物转化为能量；在体内制造酵素，有助于将食物转化为能量；修复细胞，改善细胞代谢，防止细胞变性，能修复细胞，改善细胞代谢，防止细胞变性，能

17、起到防癌的作用；起到防癌的作用；促进蛋白质、酶、酵素的合成与调控；促进蛋白质、酶、酵素的合成与调控；淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学沟通细胞间、器官间信息的重要化学信使；沟通细胞间、器官间信息的重要化学信使；预防心脑血管疾病；预防心脑血管疾病；调节内分泌与神经系统；调节内分泌与神经系统；改善消化系统、治疗慢性胃肠道疾病；改善消化系统、治疗慢性胃肠道疾病；改善糖尿病、风湿、类风湿等疾病；改善糖尿病、风湿、类风湿等疾病；抗病毒感染、抗衰老，消除体内多余的自由基；抗病毒感染、抗衰老，消除体内多余的自由基；促进造血功能，治疗贫血，防止血小板聚集，能促进造血功能，治疗贫血

18、，防止血小板聚集，能提高血红细胞的载氧能力。提高血红细胞的载氧能力。主要种类主要种类1、谷胱甘肽、谷胱甘肽 谷胱甘肽（谷胱甘肽（GSH）是由）是由谷氨酸、半胱氨酸谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸和甘氨酸通过肽键缩合而成的三肽化合物，通过肽键缩合而成的三肽化合物，广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚广泛存在于动物肝脏、血液、酵母和小麦胚芽中。芽中。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学谷胱甘肽重要的作用谷胱甘肽重要的作用n作为解毒剂；作为解毒剂；n自由基清除剂；自由基清除剂；n对白细胞减少症起到保护作用；对白细胞减少症起到保护作用；n纠正乙酰胆碱不平衡，抗过敏；纠正乙酰胆碱不

19、平衡，抗过敏；n缓解缺氧血症、恶心以及肝脏疾病；缓解缺氧血症、恶心以及肝脏疾病；n可防止皮肤老化及色素沉着。可防止皮肤老化及色素沉着。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学2、降压肽、降压肽 降压肽的来源：乳酪蛋白的肽类；鱼贝类；降压肽的来源：乳酪蛋白的肽类；鱼贝类；植物类（大豆多肽、玉米多肽）；食用安植物类（大豆多肽、玉米多肽）；食用安全性高，对正常人无降血压作用。全性高，对正常人无降血压作用。功能：抵制功能：抵制血管紧张素转换酶活性血管紧张素转换酶活性淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学3、酪蛋白磷酸肽（、酪蛋白磷酸肽（casein p

20、hosphopeptides CPP）酪蛋白磷酸肽的分子内具有酪蛋白磷酸肽的分子内具有丝氨酸磷酸化丝氨酸磷酸化结结构，对构，对钙的吸收作用钙的吸收作用显著。它是应用生物技显著。它是应用生物技术从术从牛奶蛋白牛奶蛋白中分离的天然生理活性肽，中分离的天然生理活性肽，-酪蛋白磷酸肽和酪蛋白磷酸肽和-酪蛋白磷酸肽，酪蛋白磷酸肽，淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学酪蛋白磷酸肽的主要生理功能酪蛋白磷酸肽的主要生理功能（1）促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育；）促进成长期儿童骨骼和牙齿的发育；（2）预防和改善骨质疏松症；）预防和改善骨质疏松症；（3）促进骨折患者的康复；）促进骨折患

21、者的康复；（4）预防和改善缺铁性贫血；）预防和改善缺铁性贫血；（5）抗龋齿。）抗龋齿。4、高、高F值低聚肽值低聚肽 Fischer值，是支链氨基酸（值，是支链氨基酸（Branched chain amino acids,BC）和芳香族氨基酸和芳香族氨基酸(Aromatic amino acids,AC)的摩尔比值，蛋白质酶解形成的摩尔比值，蛋白质酶解形成的低分子活性肽。的低分子活性肽。功能：功能：防治肝性脑病；改善蛋白质营养状况；抗疲防治肝性脑病；改善蛋白质营养状况；抗疲劳：在应激情况下直接向肌肉提供能源，可作劳：在应激情况下直接向肌肉提供能源，可作为高强度工作者和运动员的食品营养剂。为高强度

22、工作者和运动员的食品营养剂。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学5、抗菌肽、抗菌肽 抗菌活性肽，它通常与抗生素肽和抗抗菌活性肽，它通常与抗生素肽和抗病毒肽联系在一起，包括病毒肽联系在一起，包括环形肽、糖肽环形肽、糖肽和脂肽和脂肽，如短杆菌肽、杆菌肽、多粘菌，如短杆菌肽、杆菌肽、多粘菌素、乳酸杀菌素、枯草菌素和乳酸链球素、乳酸杀菌素、枯草菌素和乳酸链球菌肽等。抗菌肽菌肽等。抗菌肽热稳定性热稳定性较好，具有较好，具有很很强的抑菌强的抑菌效果。效果。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学6、神经活性肽、神经活性肽 多种食物蛋白经过酶解后，会产生神

23、经活性多种食物蛋白经过酶解后，会产生神经活性肽，如来源于小麦谷蛋白的肽，如来源于小麦谷蛋白的类鸦片活性肽类鸦片活性肽，它是体外胃蛋白酶及嗜热菌蛋白酶解产物。它是体外胃蛋白酶及嗜热菌蛋白酶解产物。神经活性肽包括神经活性肽包括类鸦片活性肽、内啡肽、脑类鸦片活性肽、内啡肽、脑啡肽和其它调控肽啡肽和其它调控肽。神经活性肽对人具有重。神经活性肽对人具有重要的作用，它能调节要的作用，它能调节人体情绪、呼吸、脉搏、人体情绪、呼吸、脉搏、体温体温等，与普通镇痛剂不同的是，它无任何等，与普通镇痛剂不同的是，它无任何副作用。副作用。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学7、免疫活性肽、免

24、疫活性肽 免疫活性肽能刺激免疫活性肽能刺激巨噬细胞巨噬细胞的吞噬能力，的吞噬能力，抑制抑制肿瘤细胞肿瘤细胞的生长，将这种肽称为免疫的生长，将这种肽称为免疫活性肽。它分为活性肽。它分为内源内源免疫活性肽和免疫活性肽和外源外源免免疫活性肽两种。内源免疫活性肽包括疫活性肽两种。内源免疫活性肽包括干扰干扰素、白细胞介素和素、白细胞介素和-内啡肽内啡肽，它们是激活，它们是激活和调节机体免疫应答的中心。外源免疫活和调节机体免疫应答的中心。外源免疫活性肽主要来自于人乳和牛乳中的酪蛋白。性肽主要来自于人乳和牛乳中的酪蛋白。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学8、其它肽类、其它肽类酸

25、味肽酸味肽：酸味肽通常由：酸味肽通常由酸性酸性氨基酸：谷氨酸钠盐和氨基酸：谷氨酸钠盐和天冬氨酸钠盐的二肽或三肽组成。天冬氨酸钠盐的二肽或三肽组成。甜味肽甜味肽：甜味肽典型的代表是：甜味肽典型的代表是二肽甜味素二肽甜味素和和阿力甜阿力甜素素，它们具有味质佳、安全性高、热量低等特点。，它们具有味质佳、安全性高、热量低等特点。苦味肽苦味肽：苦味是有些食品如啤酒、咖啡、奶酪等的：苦味是有些食品如啤酒、咖啡、奶酪等的重要口感组分。重要口感组分。咸味肽咸味肽：某些：某些碱性二肽碱性二肽，如鸟氨酰牛磺酸，如鸟氨酰牛磺酸-氢氯化物、氢氯化物、鸟氨酰基鸟氨酰基-丙氨酸丙氨酸-氢氯化物表现出强烈的咸味，有氢氯化物

26、表现出强烈的咸味，有时伴随着时伴随着Umami风味。风味。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学1、牛磺酸、牛磺酸 牛黄的成分，牛黄的成分，1950年结构确定，年结构确定，1960年年Curtis实验证明其对脊髓神经元有抑制作用；实验证明其对脊髓神经元有抑制作用；1969年，年，Tasper发现猫觉醒时大脑皮层释放牛磺酸；发现猫觉醒时大脑皮层释放牛磺酸；1975年年Hayer发现幼猫缺乏牛磺酸导致发现幼猫缺乏牛磺酸导致视网膜退化视网膜退化而而失明。失明。结构：结构：2-氨基乙磺酸氨基乙磺酸 功能：普遍存在乳汁、脑、心脏、肌肉中，半胱功能：普遍存在乳汁、脑、心脏、肌肉中

27、，半胱氨酸代谢而来，缺乏影响生长、视力、心脏、脑氨酸代谢而来，缺乏影响生长、视力、心脏、脑功能。功能。氨基酸类氨基酸类淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学2、精氨酸、精氨酸成人不足：血氨高至昏迷；儿童不足：影响生成人不足：血氨高至昏迷；儿童不足：影响生长发育长发育（1）精氨酸能促进肌肉的增加和减少脂肪，）精氨酸能促进肌肉的增加和减少脂肪，因此在减肥中起重要作用。因此在减肥中起重要作用。（2）能刺激胰脏产生胰岛素。）能刺激胰脏产生胰岛素。（3）能防止胸腺的退化。）能防止胸腺的退化。（4）对伤口的愈合有显著作用。）对伤口的愈合有显著作用。（5）是一氧化氮（活化巨噬细胞）的前体。）是一氧化氮（活化巨噬细胞）的前体。淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学3、谷氨酰胺、谷氨酰胺淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学作业作业淮阴工学院生化学院食品工程系功能食品学-生物活性成分化学与营养学