第一篇第十八章生命的体现者——蛋白质
蛋白质是一种高分子化合物，分子量很大，从几万一直到几百万以上。虽然蛋白质的分子量
很大，种类多种多样，不同的生物具有不同的蛋白质，但是每种蛋白质都含有C、H、O、N四
种化学元素，其基本组成单位都是氨基酸。组成蛋白质的氨基酸约有20种。实际上，每种蛋
白质分子就是由不同种类的、成百上千的氨基酸按照一定的次序连接而成的肽链，一个蛋白
分子可以含有一条或几条肽链。肽链通过一定的化学键互相连接在一起，并按照一定的方式
盘曲折叠，形成不同的空间结构。由于组成每种蛋白质分子的氨基酸的种类不同，数目成百
上千，排列的次序变化多端，空间结构也千差万别，因此，蛋白质的分子结构是极其多样的
。这同时也决定了蛋白质具有多种重要的功能。
很多蛋白质都有调节细胞和生物体的新陈代谢的作用，一旦缺少它们，人体将产生一系列的
病症。酶类和有些激素就属于这种蛋白质，我们知道，生物体的新城代谢是极其复杂的，包
括了许许多多的生物化学反应，这些反应之所以能够迅速顺利地进行，完全是酶的催化作用
，而目前所发现的酶几乎都是蛋白质。而许多调节生理活动的激素也是蛋白质，在远离海洋
的内地或深山老林地区居住的居民，常可以见到脖子粗大的病人，当地人称做“大脖子病”
，这是
因为缺少甲状腺激素产生的。我们看到的侏儒和巨人症患者，就是一种叫生长激素的蛋白质
“调皮捣蛋”的结果。由此可以看出，蛋白质激素对于调节体内的物质代谢和生长发育有着
重要的作用。
而且，蛋白质还是构成细胞和生物体的重要物质。例如，人体的皮肤、肌腱、韧带、软骨、
毛发、指甲的主要成分就是蛋白质。人和动物的肌肉主要也是蛋白质，依靠构成肌肉的蛋白
质分子，使肌肉产生收缩，从而完成肌体的随意运动、胃肠蠕动、心脏搏动、肺的呼吸活动
，等等。再如，人体的血液中含有多种蛋白质，各有其重要作用，红细胞中的血红蛋白，是
运输氧和二氧化碳的工具。血液中的免疫球蛋白是抵抗外来有害物质的抗体，是保护人体安
全的卫士，当病原微生物和毒素入侵人体，刺激机体的免疫系统，血液中就会产生这种球
蛋白，称为抗体。抗体能识别病原微生物和毒素，并与之结合，使病原微生物失去侵袭力，
使毒素失去毒性作用。血浆中的蛋白质还具有缓冲作用，调节体液的酸碱度，保护有机体；
当血浆中的蛋白质不足的时候，渗透压就会下降，人体为了维持血液的渗透压，将迫使一部
分水分渗入到周围组织，这样就造成了水肿。
蛋白质在细胞中的含量只比水少，而比其他各种物质都要多，我们来看看各种物质在人体中
的含量：水大约80%～90％，无机盐1%～15％，蛋白质7%～10％，脂类大约占1%～2％，糖
类和其他有机物大约占1%～15％。蛋白质大约占了细胞干重的50％以上，占了绝对优势。
恩格斯曾说过：“蛋白体是生命存在的形式。”现代科学研究证实，没有蛋白
质就没有生命，蛋白质是生命的物质基础，是生命活动的主要体现者。
从蛋白质的重要作用而言，说它是生命的体现者，一点也不夸大，我们不难看出没有蛋白质
的存在，就不会有生物体的存在，当然也就不会有生命活动。在科学技术高达的今天，人们
已经能用化学方法制造活的蛋白质。1965年9月，我国科学工作者首先用化学方法人工合成
了具有全部生物活性的结晶牛胰岛素，这是世界上第一次用人工方法合成的蛋白质，是一项
伟大的创举。1971年在测定猪胰岛素晶体结构的研究工作中，又取得了重要的结果。人工合
成蛋白质的成功，为揭开生命的奥秘，探索生命的起源，做出了巨大贡献。
基于蛋白质作为生命活动的功能执行体，人类基因组绝大部分基因及其功能有待于在蛋白质
水平上的揭示与阐述。为探索生命秘密，人们在基因组测序的草图完成之后，开始了蛋白质
组计划，“蛋白质组”指一种细胞、组织或完整的生物体所拥有的全套蛋白质。人类基因组
计划被誉为20世纪的3大科技工程之一。其划时代的研究成果——人类基因组序列草图的完
成宣告了一个新的纪元——“后基因组时代”的到来。其中，功能基因组学成为研究的重心
，蛋白质组学则是其“中流砥柱”之一。正因如此，《自然》和《科学》杂志在公布人类基
因组序列草图的同时，分别发表了述评与展望，将蛋白质组学的地位提到前所未有的高度，
认为是功能基因组学这一前沿研究的战略制高点，蛋白质组学将成为21世纪最大战略资源—
—人类基因争夺战的重要“战场”。