蛋白质的变性作用主要是它的分子结构发生变化。天然蛋白质的分子结构紧密、按严格的规则排列，因此多种蛋白质可以形成结晶体。蛋白质变性以后，分子结构转变为松散的无定形结构，不能再结晶，并失去原有的生物活性；分子中各种活性基团比较暴露，化学活性增强，参加各种化学反应的能力增大，较易凝结析出。
蛋白质变性凝结后，和水结合的能力变化不大，并没有明显的脱水作用。众所周知，一只完整的鸡蛋加热凝结以后，原来可以流动的液态物质整体变成了固态，并没有一点水被“脱”出来。而且相反，占比例不大的蛋白质分子把很大量的液体牢固地包藏在凝结物之内。
蛋白质凝结物的体积相当庞大，重量只约为糖汁的1%的凝结蛋白质在沉淀以后可占到10%以上的体积。如果蛋白质被脱水，例如加入酒精，所生成的沉淀物的体积是很小的。
8.酶
人类对生物催化作用的初步的认识，从酿酒、造醋、制酱、发面时起。不过当时并不知道有酶这类生物催化剂。进入19世纪后期，人们已积累了不少关于酶的知识，认识到酶来自生物细胞。进入20世纪，不仅发现了很多酶，而且酶的提取、分离、提纯等技术有了很大的发展，并注意到有不少酶在作用中需要低分子量的物质（辅酶）参与，对酶的本质进行了深入的研究。1926年第一次成功地从刀豆中提取了脲酶的结晶，并证明每种结晶具有蛋白质的化学本质，它能催化尿素分解为NH3和CO2。而后，相继分离出许多酶（如胃蛋白酶、胰蛋白酶等）的晶体。科学实验证明了酶的化学组成同蛋白质一样，也是由氨基酸组成的，它们都具有蛋白质的化学本性。至今，人们已鉴定出2000种以上的酶，其中有200多种已得到了结晶。
酶是由生物细胞产生的，以蛋白质为主要成分的，具有催化活性的一类生物催化剂。
（1）酶的分类
国际酶学委员会（I.E.C）规定，按酶促反应的性质，可把酶分成六大类：①氧化还原酶类（oxidoreductases）指催化底物进行氧化还原反应的酶类。例如，乳酸脱氢酶、琥珀酸脱氢酶、细胞色素氧化酶、过氧化氢酶等。
②转移酶类（transferases）指催化底物之间进行某些基团的转移或交换的酶类。如转甲基酶、转氨酸、己糖激酶、磷酸化酶等。
③水解酶类（hydrolases）指催化底物发生水解反应的酶类。例如淀粉酶、蛋白酶、脂肪酶、磷酸酶等。
④裂解酶类（lyases）指催化一个底物分解为两个化合物或两个化合物合成为一个化合物的酶类。例如柠檬酸合成酶、醛缩酶等。
⑤异构酶类（isomerases）指催化各种同分异构体之间相互转化的酶类。例如，磷酸丙糖异构酶、消旋酶等。
⑥合成酶类（连接酶类，ligases）指催化两分子底物合成为一分子化合物，同时还必须偶联有ATP的磷酸键断裂的酶类。例如，谷氨酰胺合成酶、氨基酸：tRNA连接酶等。
（2）酶的命名
习惯命名法
①一般采用底物加反应类型而命名，如蛋白水解酶、乳酸脱氢酶、磷酸己糖异构酶等。
②对水解酶类，只要底物名称即可，如蔗糖酶、胆碱酯酶、蛋白酶等。
③有时在底物名称前冠以酶的来源，如血清谷氨酸－丙酮酸转氨酶、唾液淀粉酶等。
习惯命名法简单，应用历史长，但缺乏系统性，有时出现一酶数名或一名数酶的现象。
系统命名法
鉴于新酶的不断发展和过去文献中对酶命名的混乱，国际酶学委员会规定了一套系统的命名法，使一种酶只有一种名称。它包括酶的系统命名和4个数字分类的酶编号。例如对催化下列反应酶的命名。
ATP＋D—葡萄糖ADP＋D—葡萄糖-6-磷酸该酶的正式系统命名是：ATP：葡萄糖磷酸转移酶，表示该酶催化从ATP中转移一个磷酸到葡萄糖分子上的反应。它的分类数字是：E，C，2，7，1，1。E、C代表按国际酶学委员会规定的命名，第一个数字（2）代表酶的分类名称（转移酶类），第二个数字（7）代表亚类（磷酸转移酶类），第三个数字（1）代表亚亚类（以羟基作为受体的磷酸转移酶类），第4个数字（1）代表该酶在亚-亚类中的排号（D葡萄糖作为磷酸基的受体）。
（3）酶催化作用的特点
酶具有催化作用，有很多特点，最主要的是：①酶是由生物细胞产生的，其主要成分是蛋白质，因而对周围环境的变化比较敏感，若遇到高温、强酸、强碱、重金属离子、配位体或紫外线照射等因素的影响时，易失去它的催化活性。
②酶催化反应都是在比较温和的条件下进行的。例如在人体中的各种酶促反应，一般是在体温（37℃）和血液pH约为7的情况下进行的。
③酶具有高度的专一性，即某一种酶仅对某一类物质甚至只对某一种物质的给定反应起催化作用，生成一定的产物。如脲酶只能催化尿素水解生成NH3和CO2，而对尿素的衍生物和其他物质都不具有催化水解的作用，也不能使尿素发生其他反应。酶的这种专一性通常可用酶分子的几何构型给予解释。如麦芽糖酶是一种只能催化麦芽糖水解为两分子葡萄糖的催化剂，这是由于麦芽糖酶的活性部位（即反应发生的位置）能准确地结合一个麦芽糖分子，当两者相遇时，使两个单糖单位相连接的链合变弱，其结果是水分子进入并发生水解反应。麦芽糖酶不能使蔗糖水解，使蔗糖水解的是蔗糖酶。早年提出“一把钥匙开一把锁”的酶催化锁钥模型如下图所示。
酶催化剂锁钥模型
这是一个过于简单化的比喻，但它说明了一个重要的问题，通过减少开始这项工作所需要的能量，酶使得这项困难的工作变容易了。就像钥匙只能适合于特殊钥匙孔的形状一样，酶在活性部位具有只允许对某些分子起作用的特殊的结构。
近年来的研究结果表明，把酶和底物看成刚性分子是不完善的，实际上它们的柔性使二者可以相互识别，相互适应而结合。
④酶促反应所需要的活化能低，而且催化效率非常高。例如，H2O2分解为H2O和O2所需的活化能是75.3kJ·mol-1；用胶态铂作催化剂活化能降为49kJ·mol-1；当用过氧化氢酶催化时的活化能仅需8kJ·mol-1左右，并且H2O2分解的效率可提高109
倍！
从酶的化学组成来看，可分成单纯酶和结合酶两大类。单纯酶的分子组成全为蛋白质，不含非蛋白质的小分子物质。如脲酶、蛋白酶、淀粉酶、脂肪酶、核糖核酸酶等都属单纯酶。结合酶的分子组成除蛋白质外，还含有热稳定的非蛋白质小分子物质，这种非蛋白质部分叫做辅助因子。酶蛋白与辅助因子结合后所形成的复合物或配合物叫做全酶。辅助因子是这类酶起催化作用的必要条件，缺少了它们，酶的催化作用即行消失，酶蛋白、辅助因子各自单独存在时都无催化作用。酶的辅助因子可以是金属离子（如Cu（Ⅱ），Zn（Ⅱ），Fe（Ⅲ），Mg（Ⅱ），Mn（Ⅱ）等）的配合物（如血红素、叶绿素等），也可以是复杂有机化合物。
人体对食物的消化、吸收，通过食物获取能量，以及生物体内复杂的代谢过程都包含许多化学反应，必须有各种不同的酶参与作用。这些专一性的酶组成一系列酶的催化体系，维持生物体内各种代谢过程有规律的进行。
新陈代谢简称代谢。广义的代谢泛指生物活体与外界不断交换物质的过程，包括从体外吸取养料和物质在体内的变化。狭义的代谢指物质在细胞中的合成和分解过程，一般称中间代谢。合成代谢一般是将简单物质变成复杂物质，而分解代谢则是将复杂物质变为简单物质。代谢过程是生命现象的基本特征。糖、脂肪和蛋白质的合成途径各有不同，但它们的分解途径的共同点是，氧化成CO2
和H2O。
生物体是通过物质的氧化获得能量的，但物质氧化时所产生的能量一般不能直接被利用。机体利用能量的方式是将生物氧化系统释放的能量，以高能键的形式先贮存在生物体内的ATP中（ATP是核苷酸－三磷酸腺苷英文名称的缩写，其分子是由1分子腺嘌呤，1分子核糖和3分子磷酸连接而成），当需要时再释放出来供各种生理活动和生化反应使用。
生物氧化过程，即由各种有机物（食物来源）在酶的作用下，氧化生成CO2
和H2O，并释放出能量的过程。
有机物＋O2酶CO2＋H2O＋能量
由于酶的催化作用，生物氧化得以在比较温和的条件下及有水的环境中进行，并且能量可以逐步释放。
通过食物氧化得到的能量主要用于合成ATP。然后在适当的催化剂存在时，ATP将经历三步水解，其提供的能量可用来引起其他化学反应。各种生物活动，如核酸、蛋白质的生物合成、糖、脂肪、药物等物质的代谢，以及细胞内外物质的转运等等，都有ATP参与。ATP被称为生物体内的能量使者。
对大多数细胞代谢过程的酶已经有了较多的了解。目前酶学研究中的新领域包括：酶合成的遗传控制与遗传病、许多酶系统的自我调节性质、生长发育及分化中酶的作用与肿瘤及衰老的关系、细胞相互识别过程中酶的作用等等。
9.蛋白质对人体的作用和营养价值
蛋白质是构成人体的重要组成成分，是生命的基础。血液、肌肉、神经、皮肤、毛发、各种酶类、激素、抗体等等都是由蛋白质构成，没有蛋白质，生命便不复存在，因此蛋白质是最重要的营养素之一。
蛋白质对人体有极其重要的作用，可以归纳为以下几点：（1）蛋白质是人体的主要组成成分人体的各组织、器官是由细胞组成的，而细胞的主要成分就是蛋白质，因此蛋白质是生命的基础。
（2）形成新组织小儿正处于不断生长发育阶段，新组织不断增长，需要蛋白质作为原料合成更多的新细胞、新组织，满足体内各器官的生长。例如小儿的肌肉、骨骼、神经组织发育非常快，需要较多的蛋白质作为原料，如果蛋白质供给太少，小儿的肌肉就会松弛、消瘦，骨骼生长缓慢，还会出现贫血、水肿，甚至导致智力障碍。
（3）修补身体组织人体各部分的组织，在不断地进行新陈代谢，需要蛋白质来修补。
（4）增强抵抗力身体内一些具有特殊功能的物质如各种酶、激素及抵抗疾病的免疫物质，主要是由蛋白质组成的。因此缺少蛋白质时，机体的功能衰退，抵抗力降低。
（5）蛋白质还可以供给热量，每克蛋白质能产生16千焦（约4千卡）热量。
10.蛋白质的供给量和来源
（1）蛋白质的供给量
蛋白质的供给量主要与膳食蛋白质的质量有关。如果蛋白质主要来自奶、蛋等食品，则成年人不分男女均为每日每公斤体重0.75克。中国膳食以植物性食物为主，蛋白质质量较差，供给量需要定为每日每公斤体重1.0～1.2克。蛋白质供给量也可用占总能量摄入的百分比来表示。在能量摄入得到满足的情况下，由蛋白质提供的能量对于成年人应占总能量的10%～12%，生长发育中的青少年则应占14%。
（2）蛋白质的来源
食物中蛋白质来源主要是动物性食物和植物性食物。动物性食物蛋白质含量高、质量好，如奶、蛋、鱼、瘦肉等。植物性食物主要是谷类和豆类。大豆含有丰富的优质蛋白质。谷类是我们的主食，蛋白质含量居中（约10%），是我国人民膳食蛋白质的主要来源。蔬菜水果等食品蛋白质含量很低，在蛋白质营养中作用很小。
