肌肉的结构学习.pptx

1 肌肉的结构肌 肉 muscle横纹肌Striated muscle平滑肌Smooth muscle心肌Cardiac muscle骨骼肌Skeletal muscle普通肌Ordinary muscle暗色肌Dark muscle1.1 肌肉的种类与结构脊椎动物:沙丁鱼、鲭等沿岸性洄游鱼：表层暗色肌比较发达；金枪鱼、鲣等外洋性洄游鱼：表层暗色肌和真正的暗色肌都很发达。第1页/共88页无脊椎动物：肌 肉 muscle横纹肌Striated muscle平滑肌Smooth muscle斜纹肌(存在于环形、线形、软体动物中)Obliquely striated muscle第2页/共88页图 2-1-1 日本鲭肌肉的结构第3页/共88页1.2 肌肉的细微结构肌纤维（muscle fiber）肌膜(sarcolemma)：包括整个肌细胞的外膜，与兴奋的产生、传导、物质转运、正常形态维持等有关。胞浆(sarcoplasma)：线粒体、糖原、微粒体、肌管等肌原纤维(myofibril)：收缩单位细胞核(nucleus):第4页/共88页图 1-2-2 鱼类肌原纤维的结构A带：anisotropic band 各向异性带；I 带：isotropic band 各向同性带；Z盘：Z disc；M线：M line。第5页/共88页2 肌肉蛋白质的组成分类分类溶解度溶解度存在位置存在位置代表代表肌浆蛋白质肌浆蛋白质SarcoplasmicSarcoplasmicproteinprotein20%-50%20%-50%水溶性水溶性（可溶于低离子强度（可溶于低离子强度的中性缓冲液）的中性缓冲液）肌细胞间或肌细胞间或肌原纤维间肌原纤维间糖酵解酶糖酵解酶肌酸激酶肌酸激酶小清蛋白小清蛋白肌红蛋白肌红蛋白肌原纤维蛋白质肌原纤维蛋白质Myofibrillar Myofibrillar proteinprotein50%-70%50%-70%盐溶性盐溶性（可溶于高离子强度，（可溶于高离子强度，I=0.5I=0.5的中性缓冲液）的中性缓冲液）肌原纤维肌原纤维肌球蛋白肌球蛋白肌动蛋白肌动蛋白原肌球蛋白原肌球蛋白肌钙蛋白肌钙蛋白肌基质蛋白质肌基质蛋白质Stroma proteinStroma protein10%10%不溶性不溶性（不溶于高离子强度（不溶于高离子强度的中性缓冲液）的中性缓冲液）肌隔膜，肌细肌隔膜，肌细胞膜，血管等胞膜，血管等结缔组织结缔组织胶原蛋白胶原蛋白 此外，在肌肉贮藏时，会产生一种在高离子强度下不能溶出，但用0.2M的NaOH却可以抽出的碱可溶性蛋白质（alkali-soluble protein）。第6页/共88页表 1-3-1 几种鱼类的暗色肉、普通肉的蛋白质组成mg/g鱼鱼 种种部部 位位蛋蛋 白白 质质肌浆肌浆肌原纤维肌原纤维碱可溶性碱可溶性肉基质肉基质合计合计鲣鲣 鱼鱼暗色肉暗色肉普通肉普通肉10.510.5(37.5)(37.5)13.913.9(42.2)(42.2)10.910.9(38.9)(38.9)18.018.0(54.7)(54.7)4.04.0(14.3)(14.3)0.50.5(1.5)(1.5)2.62.6(9.3)(9.3)0.50.5(1.5)(1.5)28.028.0(100)(100)32.932.9(100)(100)长鳍长鳍 金枪鱼金枪鱼暗色肉暗色肉普通肉普通肉11.011.0(40.1)(40.1)17.317.3(49.3)(49.3)11.211.2(40.9)(40.9)16.616.6(47.3)(47.3)1.71.7(6.2)(6.2)0.10.1(0.3)(0.3)3.53.5(12.8)(12.8)1.11.1(3.1)(3.1)27.427.4(100)(100)35.135.1(100)(100)日本鲭日本鲭暗色肉暗色肉普通肉普通肉12.612.6(50.2)(50.2)10.910.9(37.8)(37.8)10.610.6(42.4)(42.4)17.317.3(59.9)(59.9)1.11.1(4.4)(4.4)0.40.4(1.2)(1.2)0.80.8(3.0)(3.0)0.30.3(1.1)(1.1)25.125.1(100)(100)28.928.9(100)(100)沙丁鱼沙丁鱼暗色肉暗色肉普通肉普通肉12.512.5(45.8)(45.8)9.59.5(34.4)(34.4)12.112.1(44.3)(44.3)17.117.1(62.4)(62.4)1.81.8(6.5)(6.5)0.40.4(1.5)(1.5)1.01.0(3.5)(3.5)0.50.5(1.7)(1.7)27.327.3(100)(100)27.527.5(100)(100)第7页/共88页3 肌肉的构成蛋白质3.1 肌原纤维蛋白质肌球蛋白肌球蛋白(moysin)(moysin)肌动蛋白肌动蛋白(actin)(actin)原肌球蛋白原肌球蛋白(tropomyosin)(tropomyosin)肌钙蛋白肌钙蛋白(tropinin)(tropinin)副肌球蛋白副肌球蛋白(paramyosin)(paramyosin)第8页/共88页概述 肌动球蛋白（actomyosin）：肌原纤维细丝的主要成分肌动蛋白与几乎占粗丝全部的肌球蛋白结合，形成分子量90万以上的高分子纤维状蛋白质，它能催化ATP的水解反应，即三磷酸腺苷酶（ATPase），可产生30kj/mol的能量，使细丝向粗丝内滑动。调节蛋白（regulatory protein）：对肌肉的收缩、弛缓进行调节的原肌球蛋白、肌钙蛋白、辅肌动蛋白（actinin）。无脊椎动物中还有副肌球蛋白，它与双壳贝闭壳肌的特殊运动有关。第9页/共88页肌球蛋白肌球蛋白的基本性状 含量：50%（占肌原纤维）分子量：约500000 亚基：重链（200000）两条；轻链（20000）四条 性状：纤维状 作用：ATPase酶的作用；与肌动球蛋白结合；在生理条件下形成丝。第10页/共88页肌球蛋白的结构第11页/共88页第12页/共88页轻链的结构 三种轻链存在于重链头部，按分子量大小分别为LC1、LC2和LC3。LC1和LC3在碱溶液中能解离，称为碱轻链（即A1和A2）；LC2在5,5-二硫双（2-二硝基苯甲酸）即DTNB中能解离，故称为DTNB-LC。A1、A2由同一遗传子合成，其氨基酸排列大致相同，是ATPase作用时的必需成分；DTNB-LC与Ca2+结合，其组成氨基酸的丝氨酸被磷酸化。肌球蛋白的轻链分子量和氨基酸组成因种类而异，在鲤、鲫等中，A1DTNB-LCA2，而在鲭等鲭科鱼中，A1A2DTNB-LC，显示出A2的分子量与鱼类的游泳运动有关。第13页/共88页肌球蛋白的提取分离鱼 肉加入低离子浓度缓冲液 Ph7.5洗 净提 取加入磷酸缓冲液Ph6.4稀 释沉淀溶解于0.6MKCl透析除盐肌球蛋白I0.025第14页/共88页 肌球蛋白ATPase被Ca2+和K+所赋活：Ca2+存在下的活性称为Ca2+-ATPase活性，在pH6和9有两个最适pH；K+存在下的活性，是通过添加EDTA除去Ca2+Mg2+后测定的，因此称为EDTA-ATPase活性，在碱性较高。在生理条件的低离子强度下，肌球蛋白ATPase活性被Mg2+所抑制，但在肌动蛋白共存下则被赋活，此时的Mg2+-ATPase活性就是肌动球蛋白的酶活性。第15页/共88页肌动蛋白肌动蛋白的基本性状 含量：20%（占肌原纤维）分子量：约42000 亚基：无 性状：球状（G-肌动蛋白）作用：形成F-肌动蛋白；与肌球蛋白结合；在原肌球蛋白结合。第16页/共88页肌动蛋白的结构 肌动球蛋白由单一多肽链组成，每1mol肌动蛋白含有1mol的3-甲基组氨酸，并与1mol的ATP及Ca2+结合着。在生理盐浓度下：肌动球蛋白形成二重螺旋的纤维状F-肌动蛋白。脱盐后：F-肌动蛋白可恢复为G-肌动蛋白。F-肌动蛋白与肌球蛋白结合形成肌动球蛋白，显著赋活Mg2+存在下的肌球蛋白ATPase。肌动蛋白的氨基酸组成，即使种类不同，也极相似。第17页/共88页细丝的分子模型第18页/共88页粗丝沿细丝滑动引起肌肉收缩第19页/共88页原肌球蛋白原肌球蛋白的基本性状 含量：5%（占肌原纤维）分子量：约70000 亚基：2条（约35000）性状：纤维状 作用：与肌动蛋白结合；与肌钙蛋白结合。第20页/共88页原肌球蛋白的结构 原肌球蛋白是长40nm的二重螺旋的纤维状蛋白，有、两种亚基，在鱼类中大多为型，但在鲭、金枪鱼中，则为型。氨基酸组成：欠缺色氨酸，酪氨酸、苯丙氨酸含量少；无脊椎动物中赖氨酸与精氨酸之比为1：2，脊椎动物则为2：3。原肌球蛋白与肌钙蛋白一起，结合在F-肌动蛋白上，形成细丝，使肌动球蛋白的Mg2+-ATPase活性产生Ca2+感受性。第21页/共88页肌钙蛋白肌钙蛋白的基本性状 含量：5%（占肌原纤维）分子量：70000-90000 亚基：3条 性状：球状 作用：与原肌球蛋白结合（肌钙蛋白T）；阻止肌动球蛋白ATPase（肌钙蛋白I）；与Ca2+结合（肌钙蛋白C）。第22页/共88页肌钙蛋白的结构肌动蛋白：原肌球蛋白：肌钙蛋白=7：1：1肌钙蛋白T：肌钙蛋白I：肌钙蛋白C=1：1：1第23页/共88页肌钙蛋白的生理功能肌钙蛋白对肌球蛋白和肌动蛋白相互作用的制御机理需要三个亚基协同作用。作用过程：Ca2+释放与肌钙蛋白C结合肌钙蛋白I结构改变解除对肌球蛋白的相互抑制肌钙蛋白T将该指令传达到肌动蛋白分子肌球蛋白与肌动蛋白反应产生高Mg2+-ATPase活性肌肉收缩第24页/共88页第25页/共88页肌钙蛋白的亚基 各亚基分子量具有种特异性：肌钙蛋白T为30000-58000；肌钙蛋白I为21000-30000；肌钙蛋白C为17000-24000。第26页/共88页 肌钙蛋白亚基的Sp-sephedex C50分离曲线第27页/共88页肌钙蛋白的提取肌肉50mMKCl1mMNaHCO3洗涤4次水洗1.2MLiCl（Ph4.5）提取上清液调Ph7.630%(NH4)2SO4沉淀离心上清液70%(NH4)2SO4沉淀离心沉淀溶解于1mMNaHCO3透析精致第28页/共88页肌动球蛋白 具有ATPase活性：肌动球蛋白它能催化ATP的水解反应，即三磷酸腺苷酶（ATPase），可产生30kj/mol的能量，使细丝向粗丝内滑动。肌动球蛋白+ATP+H2O 肌动蛋白+肌球蛋白+ADP+H2PO4 ATP感度：加入ATP、Mg2+，溶液粘度下降 超沉淀现象 Ca2+感受性=肌动球蛋白的特性第29页/共88页肌动球蛋白的提取样品0.45M KCl,磷酸缓冲液，Weber-Edsall溶液(0.6M KCl,0.01M Na2CO3,0.04M NaHCO3),pH7.5提取12-20h5%CH3COOH,Ph6.5-6.6稀释得沉淀透析0.6M KCl-20mM Tris-Maleate(pH7.0)精致第30页/共88页Ca2+-ATPase的活性测定反应体系反应体系高盐高盐0.6MKCl 0.6MKCl 加入量加入量低盐低盐25mMKCl 25mMKCl 加入量加入量0.5 tris-Maleat pH7.00.5 tris-Maleat pH7.00.50.50.50.50.1 MCaCl20.1 MCaCl20.50.50.50.52.0 MKCl2.0 MKCl2.22.2-Protein sampleProtein sample1.01.01.01.0H2OH2O5.35.37.57.520 mM ATP pH7.0*20 mM ATP pH7.0*0.50.50.50.5Total Total 10101010*最后加入，引发反应。第31页/共88页测定结果：加入加入低盐溶液低盐溶液高盐溶液高盐溶液肌动球蛋白肌动球蛋白-0.1130.1130.0760.0765mM CaCl25mM CaCl20.2380.2385mM MgCl25mM MgCl20.1040.104肌球蛋白肌球蛋白-0.0500.0500.0840.0845mM CaCl25mM CaCl20.1660.1665mM MgCl25mM MgCl20.0170.017 高盐溶液中酶的活性比低盐溶液中低 肌动球蛋白Ca2+-ATPase的活性高于肌球蛋白第32页/共88页副肌球蛋白 副肌球蛋白是无脊椎动物特有的肌原纤维蛋白质。副肌球蛋白呈纤维状，形成的丝长达50m，肌球蛋白以副肌球蛋白的丝为核，覆盖在其表面，一起构成粗丝。氨基酸组成中，天门冬氨酸、谷氨酸和丙氨酸较多，缺色氨酸。在双壳贝的闭壳肌中含量特别高，可达50%以上，分子量为20-22万。第33页/共88页其他蛋白质 辅肌动蛋白：微量存在 结缔蛋白（connectin）：存在于肌原纤维中，分子量为300万的细胞内弹性蛋白质；它在鱼类中占肌原纤维蛋白的约13%；与细胞外弹性蛋白不同，不含羟脯氨酸；活肌中只存在结缔蛋白，死后易分解成分子量较小的结缔蛋白。第34页/共88页3.2 肌浆蛋白质概 述 肌浆蛋白由产生肌内高能化合物肌浆蛋白由产生肌内高能化合物ATPATP等的糖酵解反应及氧化还原反应有等的糖酵解反应及氧化还原反应有关的水溶性蛋白质组成。关的水溶性蛋白质组成。肌浆蛋白存在于肌纤维鞘与肌原纤维之间。肌浆蛋白存在于肌纤维鞘与肌原纤维之间。它还包括肌红蛋白及存在于核、线粒体、肌浆网等细胞内小器官的蛋它还包括肌红蛋白及存在于核、线粒体、肌浆网等细胞内小器官的蛋白质。白质。第35页/共88页糖酵解酶鱼类普通肌富含无氧代谢的糖酵解酶：鱼类普通肌富含无氧代谢的糖酵解酶：烯醇化酶：有烯醇化酶：有2 2个分子量约个分子量约5 5万的亚基；万的亚基；醛缩酶：有醛缩酶：有2 2个个4-4.54-4.5万的亚基；万的亚基；3-3-磷酸甘油醛脱氢酶：有磷酸甘油醛脱氢酶：有4 4个个4 4万的亚基。万的亚基。合计占鱼类普通肌肌浆蛋白的合计占鱼类普通肌肌浆蛋白的50%50%以上。以上。第36页/共88页进一步比较酶的组成，大致可将其分为海产白色肉鱼类、海产红色肉鱼类和淡水鱼三种鱼类。第37页/共88页 鱼类普通肌中的主要糖酵解酶及肌酸激酶含量（%）酶酶真真 鲷鲷日本鲭日本鲭鲤鲤烯醇化酶烯醇化酶121213139 9醛缩酶醛缩酶1313141420203-3-磷酸甘油醛脱氢酶磷酸甘油醛脱氢酶141419191212肌酸激酶肌酸激酶141412121111第38页/共88页肌酸激酶 肌酸激酶：分子量约肌酸激酶：分子量约8 8万，有万，有2 2个个4 4万的亚基。万的亚基。作用：催化将脊椎动物肌肉中的高能化合物磷酸肌酸的磷酸基转移给作用：催化将脊椎动物肌肉中的高能化合物磷酸肌酸的磷酸基转移给ADPADP，当肌肉中有充分的当肌肉中有充分的ATPATP存在时，则催化其逆反应。存在时，则催化其逆反应。磷酸肌酸磷酸肌酸+ADP+ADP肌酸肌酸+ATP+ATP第39页/共88页小清蛋白 在鱼类普通肌肌浆蛋白的电泳中，可以看到泳动度特别大的成分存在，而在鱼类普通肌肌浆蛋白的电泳中，可以看到泳动度特别大的成分存在，而且数量大，这些成分被称为小清蛋白（且数量大，这些成分被称为小清蛋白（parvalbuminparvalbumin）。）。小清蛋白在哺乳动物的骨骼肌中几乎不存在，在鱼类肌肉中的含量也因组小清蛋白在哺乳动物的骨骼肌中几乎不存在，在鱼类肌肉中的含量也因组织部位的不同而有差异，在暗色肌及心肌中含量极少。织部位的不同而有差异，在暗色肌及心肌中含量极少。第40页/共88页鲤中小清蛋白的结构 有四种成分，分子量都在有四种成分，分子量都在1.1-1.21.1-1.2万。万。氨基酸组成具有特征，每分子中苯丙氨酸氨基酸组成具有特征，每分子中苯丙氨酸1010残基，酪氨酸残基，酪氨酸0-10-1残基，缺色氨酸。残基，缺色氨酸。为酸性蛋白质，与为酸性蛋白质，与2 2个原子的钙结合，结合部位存在于个原子的钙结合，结合部位存在于Asp-Asp-Ser-Glu-Glu-Asp-Asp-Ser-Glu-Glu-PhePhe和和Asp-Asp-Asp-Glu-LysAsp-Asp-Asp-Glu-Lys的两个区域。的两个区域。小清蛋白占鲤肌肉湿重的小清蛋白占鲤肌肉湿重的0.7%0.7%，占肌浆蛋白的越，占肌浆蛋白的越10%10%。第41页/共88页其他蛋白质肌红蛋白（肌红蛋白（myoglolinmyoglolin）血红蛋白（血红蛋白（hemoglobinhemoglobin）细胞色素细胞色素C C（cytochrome Ccytochrome C）肌红蛋白和血红蛋白在日本鲭和远东拟沙丁鱼的暗色肌红蛋白和血红蛋白在日本鲭和远东拟沙丁鱼的暗色肌中含量分别为肌中含量分别为9g/kg9g/kg和和6g/kg6g/kg，黑金枪鱼的真正暗色肌，黑金枪鱼的真正暗色肌中肌红蛋白含量可达中肌红蛋白含量可达35g/kg35g/kg以上。以上。第42页/共88页3.3 肌基质蛋白质概 述 在鱼类结缔组织中所含有的肌基质蛋白（细胞外弹性蛋白）一般不在鱼类结缔组织中所含有的肌基质蛋白（细胞外弹性蛋白）一般不溶于盐和碱溶液，化学上较稳定。溶于盐和碱溶液，化学上较稳定。肌肉中存在最多的肌基质蛋白是胶原（肌肉中存在最多的肌基质蛋白是胶原（collagencollagen）。）。第43页/共88页胶原胶原蛋白的结构 一级结构：氨基酸组成约1/3为甘氨酸，并含有大量脯氨酸和羟脯氨酸，三者以 Gly-X（脯氨酸）-Y（羟脯氨酸）的排列方式在胶原分子多肽链中重复性排列，第44页/共88页第45页/共88页组织组织种类种类含量含量皮皮猪猪8181牛牛8989人人7272鱼鱼9595骨骨猪猪2424鳔鳔鱼鱼9898腱腱牛牛9595动物组织中胶原蛋白的含量（干基、脱脂，%）第46页/共88页胶原蛋白的多样性胶原蛋白的多样性第47页/共88页胶原的结构单位tropocollagen第48页/共88页胶原的结构胶原的结构第49页/共88页胶原蛋白的生物合成第50页/共88页来源于胶原蛋白的抗癌因子第51页/共88页水解胶原蛋白第52页/共88页4 蛋白质在加工、贮藏中的变化 蛋白质的热变性 蛋白质的冻结变性 肌肉死后的变化肌红蛋白的自动氧化第53页/共88页蛋白质的变性是指其结构的改变和生理功能的丧失。蛋白质的变性是指其结构的改变和生理功能的丧失。结构的改变包括高级结构或者一级结构的改变，首先是高级结构的改变。结构的改变包括高级结构或者一级结构的改变，首先是高级结构的改变。也是最容易改变的结构。也是最容易改变的结构。高级结构的改变不涉及非共价健的断裂或生成。高级结构的改变不涉及非共价健的断裂或生成。剧烈条件下的变性则会产生共价键的断裂或生成。剧烈条件下的变性则会产生共价键的断裂或生成。第54页/共88页物理化学变化n n肌原纤维蛋白盐溶性的变化肌原纤维蛋白盐溶性的变化n n肌原纤维蛋白的肌原纤维蛋白的ATPATP酶活性变化酶活性变化n n肌原纤维蛋白的活性巯基、总巯基及二硫键的变化肌原纤维蛋白的活性巯基、总巯基及二硫键的变化n n肌原纤维蛋白的表面疏水性及粘度变化肌原纤维蛋白的表面疏水性及粘度变化n n鱼糜凝胶弹性鱼糜凝胶弹性第55页/共88页4.1 蛋白质的热变性 肌原纤维蛋白质的热变性通常情况下，分子热运动产生的能量与蛋白质的非共价键（疏水结合、静通常情况下，分子热运动产生的能量与蛋白质的非共价键（疏水结合、静电结合、氢键、范德华力等）相当。所以热足以能引起蛋白质的变性。电结合、氢键、范德华力等）相当。所以热足以能引起蛋白质的变性。鱼类肌球蛋白的热稳定性显著低于哺乳类。鱼类肌球蛋白的热稳定性显著低于哺乳类。水生生物生活的环境温度越低，其蛋白质的热稳定性也越低。水生生物生活的环境温度越低，其蛋白质的热稳定性也越低。第56页/共88页鱼类普通肉肌动球蛋白鱼类普通肉肌动球蛋白CaCa2+2+-ATPaser-ATPaser的热变性曲线的热变性曲线第57页/共88页鱼糜制品 在鱼糜制品的加工过程中就是利用了蛋白质的热变性原理，使鱼糜在鱼糜制品的加工过程中就是利用了蛋白质的热变性原理，使鱼糜制品具有了一定的凝胶强度和破断强度。制品具有了一定的凝胶强度和破断强度。第58页/共88页胶原蛋白的热变性形成：形成：形成：形成：胶原在一定温度下失去胶原分子特有的三重螺旋结构，同时发生共价键胶原在一定温度下失去胶原分子特有的三重螺旋结构，同时发生共价键的断裂，变成无规则状态，旋光度和粘度急剧变化，从而生成明胶。的断裂，变成无规则状态，旋光度和粘度急剧变化，从而生成明胶。分子量：分子量：分子量：分子量：可分为约可分为约1010万的万的成分和成分和2020万的万的成分，还发现有成分，还发现有3030万左右的万左右的成分成分及更大的分子量成分。及更大的分子量成分。结构：结构：结构：结构：及及成分是成分是链通过架桥结合形成。链通过架桥结合形成。第59页/共88页胶原蛋白的热变性曲线胶原蛋白的热变性曲线胶原蛋白变性温度因种类而异。胶原蛋白变性温度因种类而异。变性温度与胶原蛋白分子中脯氨酸与羟脯氨酸的含量有变性温度与胶原蛋白分子中脯氨酸与羟脯氨酸的含量有关。关。第60页/共88页热变性的抑制 糖类对热变性有显著抑制效果，并且其抑制效果与糖类对热变性有显著抑制效果，并且其抑制效果与糖浓度呈正比。效果特别显著的为半乳糖醇。糖浓度呈正比。效果特别显著的为半乳糖醇。氨基酸对热变性也有一定抑制效果，特别是谷氨氨基酸对热变性也有一定抑制效果，特别是谷氨酸和天冬氨酸效果最显著。酸和天冬氨酸效果最显著。第61页/共88页第62页/共88页4.2 蛋白质的冷冻变性蛋白质的变性主要是肌原纤维蛋白中肌球蛋白的变性，关于蛋白质冷冻变性机理有很多说法，学者一般认同结合水的分离学说、细胞液的浓缩学说等。讨论蛋白质冷冻变性一般都以水为原因，冷冻条件下，蛋白质自由水与结合水先后结冰，使蛋白质的立体结构发生变化而造成，同时，还由于细胞内外生成的冰结晶破坏，并引起细胞液中离子浓度变化，最终导致蛋白质变性。这种变性几乎是不可逆的。第63页/共88页 在鱼肉的冷冻过程中，随着结合水的冻结，肌球蛋白的多肽链展开，其未折叠部分暴露出非极性氨基酸，结果导致临近蛋白质间的疏水相互作用，氢键、二硫键、离子键等形成，最终导致蛋白质分子间构象重排、分子内发生聚集。第64页/共88页影响蛋白质冷冻变性的因素n n鱼种和鲜度的影响n npH值的影响n n加工工艺的影响n n冻结温度、速率及解冻条件的影响n n冻藏条件的影响第65页/共88页蛋白质冷冻变性的防止n n严格控制冻藏温度和冻结速率 温度越低、冻结速率越快变性程度越小n n鱼肉的漂洗、脱水 漂洗可洗去鱼肉中的肌浆蛋白、无机盐、脂肪等影响因素，漂洗水温10。n n添加变性防止剂（Cryoprotectants）第66页/共88页抗冻变性剂（抗冻变性剂（cryoprotectant)cryoprotectant)的抗冷冻变性机理的抗冷冻变性机理第67页/共88页n n氨基酸等抗变性：由于离子键或氢键的作用与蛋白质分子的残基结合，防止了蛋白质分子相互间的结合，同时封住了水分子的移动，从而抑制冰晶的生长，达到抑制变性效果。n n糖类的加入主要是糖溶解于水中，糖与水分子固定化或形成玻璃态，改变水的性质，防止了蛋白变性。第68页/共88页n n蛋白水解物（蛋白水解物（FPHFPH、SPHSPH）或甲壳类水解物是当前国外研究较多的抗冷冻）或甲壳类水解物是当前国外研究较多的抗冷冻变性剂，一方面可以充分利用水产废弃物，另一方面可以为鱼肉蛋白质变性剂，一方面可以充分利用水产废弃物，另一方面可以为鱼肉蛋白质增加新的营养及风味。增加新的营养及风味。n n抗冻剂对不同鱼种的抗冻效果不同，应根据实际应用通过实验选择合适抗冻剂对不同鱼种的抗冻效果不同，应根据实际应用通过实验选择合适的抗冻剂。的抗冻剂。第69页/共88页表各种化合物对蛋白质冻结变性的抑制效果类别类别有显著效果有显著效果有效果有效果无显著效果无显著效果糖类糖类木糖醇木糖醇,山梨糖醇山梨糖醇,葡萄葡萄糖糖,半乳糖半乳糖,果糖果糖,乳糖乳糖,蔗糖蔗糖,麦芽糖麦芽糖木糖木糖,核糖核糖,棉子棉子糖糖,甘油甘油淀粉淀粉,甘露醇甘露醇氨基酸氨基酸天冬氨酸天冬氨酸,谷氨酸谷氨酸,半胱氨酸半胱氨酸,谷胱甘肽谷胱甘肽赖氨酸赖氨酸,组氨酸组氨酸,丝氨酸丝氨酸,丙氨酸丙氨酸甘氨酸甘氨酸,亮氨酸亮氨酸,苯丙苯丙氨酸氨酸,谷氨酰胺谷氨酰胺,天冬酰天冬酰胺胺,色氨酸色氨酸羧酸羧酸丙二酸丙二酸,乳酸乳酸,苹果酸苹果酸,酒酒石酸石酸,柠檬酸柠檬酸已二酸已二酸,醋酸醋酸延胡索酸延胡索酸,琥珀酸琥珀酸,草酸草酸其他其他EDTAEDTA三磷酸三磷酸肌酸酐肌酸酐第70页/共88页4.3 肌肉的死后变化死后僵直（死后僵直（rigor mortisrigor mortis）：是指在物理上肌肉失去伸展性：是指在物理上肌肉失去伸展性或弹性而产生僵硬状态的一种现象。或弹性而产生僵硬状态的一种现象。死后僵直的产生：死后僵直的产生：肌肉内活肌肉内活着时，有着时，有ATPATP存在，构成肌原纤维的肌动蛋白和肌球蛋白在存在，构成肌原纤维的肌动蛋白和肌球蛋白在Ca2+Ca2+不存在下解离而呈弛缓状态；但死后，不存在下解离而呈弛缓状态；但死后，ATPATP逐渐消耗，逐渐消耗，造成肌动蛋白和肌球蛋白呈不可逆的牢固结合状态，使肌肉造成肌动蛋白和肌球蛋白呈不可逆的牢固结合状态，使肌肉僵硬。僵硬。影响死后僵直进行的主要原因在于影响死后僵直进行的主要原因在于Ca2+Ca2+从肌浆网的漏出。从肌浆网的漏出。第71页/共88页4.4鱼肉肌红蛋白（myoglolin）的自动氧化n n属于肌浆蛋白质n n具有储存氧的功能n n形成肉的颜色n n性状与血红蛋白类似n n比血红蛋白对氧分子有更强的亲和力第72页/共88页鱼肉中Mb和Hb的含量鱼种鱼种普通肉普通肉暗色肉暗色肉Mb+HbMb+Hb（mg/kgmg/kg）Mb(%)Mb(%)Mb+HbMb+Hb（mg/kgmg/kg）Mb(%)Mb(%)真鲷真鲷日本鲭日本鲭秋刀鱼秋刀鱼鰤鰤四鳍旗鱼四鳍旗鱼鲣鲣黄鳍金枪鱼黄鳍金枪鱼大眼金枪鱼大眼金枪鱼金枪鱼金枪鱼猪猪羊羊牛牛60601001001401401401403503501201203003002502505005001390139017301730490490168016801640164023402340490049005900590060060040004000200020004000400030003000100001000090906767100100808062629797474785859999100100520052008900890098009800480048005100510040004000800080001150011500156001560017000170002060020600600060002820028200390039003580035800509005090095958484818196969999898995958181989882829393第73页/共88页Mb在暗色肉中含量丰富n n暗色肉是鱼类进行永久性洄游运动不可缺少的组织，在洄游性鱼中特别发达。暗色肉对普通肉的比例在远东拟沙丁鱼中可达30。n n暗色肉富含Mb和Hb。n n金枪鱼的暗色肉具有脂质含量高和蛋白质含量少的特点。第74页/共88页n n现象：暗红色鲜红色黑褐色现象：暗红色鲜红色黑褐色n n物质变化：物质变化：MbMb氧和氧和MbMb高铁高铁MbMb肌红蛋白的氧化进程第75页/共88页n n内在原因：肌红蛋白本身的结构和稳定性。n n外在原因：肌红蛋白所处的肌肉环境。温度温度离子强度离子强度氧分压氧分压pHpH脂肪酸的影响脂肪酸的影响影响肌红蛋白氧化速度的因素第76页/共88页肌红蛋白的结构与氧化速度的关系。n n所谓结构主要是指肌红蛋白的氨基酸组成和排列顺序、以及特殊位点上的氨基酸种类。n n结构影响稳定性。n n稳定性越差，氧化速度越快。第77页/共88页环境因素对肌红蛋白氧化速度的影响n n温度温度 越高氧化速度越快越高氧化速度越快 第78页/共88页n n离子强度离子强度 随着离子强度的增加，氧合肌红蛋白的随着离子强度的增加，氧合肌红蛋白的氧化速率是逐渐增加的，并且在较低的离子强度范氧化速率是逐渐增加的，并且在较低的离子强度范围内，氧化速率增加快而显著，随着离子强度越来围内，氧化速率增加快而显著，随着离子强度越来越大，氧化速率增加速度渐趋平缓。降低了越大，氧化速率增加速度渐趋平缓。降低了MbMb与与氧的亲和力，易氧化。氧的亲和力，易氧化。第79页/共88页n n氧分压氧分压 氧合肌红蛋白在低氧分压下正处于半饱和状态，性质不稳氧合肌红蛋白在低氧分压下正处于半饱和状态，性质不稳定，容易发生自动氧化反应，氧分压在定，容易发生自动氧化反应，氧分压在1 152mmHg52mmHg时氧合肌红时氧合肌红蛋白自动氧化速率最大。蛋白自动氧化速率最大。第80页/共88页n npH pH 过低或过高都加快氧化速度过低或过高都加快氧化速度 它降低了血红素与珠蛋白之间的结合稳定性。它降低了血红素与珠蛋白之间的结合稳定性。第81页/共88页n n不饱和脂肪酸和磷脂的氧化。不饱和脂肪酸和磷脂的氧化。肌红蛋白的氧化与不饱和脂肪酸的氧化互相作用相互促肌红蛋白的氧化与不饱和脂肪酸的氧化互相作用相互促进进 机理：不饱和脂肪酸的醛化酸败，产生多种醛类物质。机理：不饱和脂肪酸的醛化酸败，产生多种醛类物质。而这些醛类物质可以显著加速而这些醛类物质可以显著加速oxyoxymyoglobinmyoglobin的氧化。的氧化。影响规律：对氧化的增强作用随着脂肪链的增长和不饱影响规律：对氧化的增强作用随着脂肪链的增长和不饱和度的增加而增大。和度的增加而增大。第82页/共88页肌红蛋白氧化的保护机制n n酶 metmyoglobin还原酶系 只是动物死后该酶会很快失去作用。n n非酶 VitE第83页/共88页金枪鱼肌红蛋白氧化速度比哺乳动物大的多的原因。n nMb的稳定性比哺乳动物的差的多n n肌肉中的糖原转变为乳酸，降低了PH，导致metmyoglobin还原酶系的失活，以及加速了氧合myoglobin的氧化。n n不饱和脂肪酸含量很高，可显著加快氧化速度。n nVitE的含量比一般哺乳动物比如猪、牛的含量低。第84页/共88页如何防止金枪鱼的Mb的快速氧化主要是要低温快速冻结第85页/共88页思考题：1、分别叙述海洋脊椎动物和无脊椎动物的肌肉的种类？2、简述肌肉蛋白质的组成？3、肌原纤维蛋白质由（）（）（）（）（）五部分组成。蛋白质的变性主要是肌原纤维蛋白中()变性.鱼类肌球蛋白的热稳定性显著()于哺乳类。水生生物生活的环境温度越低，其蛋白质的热稳定性越（）。4、名词：肌动球蛋白、调节蛋白、辅肌球蛋白、肌基质蛋白、蛋白质的变性、死后僵硬5、试述肌球蛋白的作用？如何利用肌球蛋白判断蛋白质的变性程度？第86页/共88页6、蛋白质在加工、贮存中有哪些方面的变化？7、怎样抑制蛋白质的热变性？8、影响蛋白质冷冻变性的因素有哪些？9、怎样抑制蛋白质的冷冻变性?10、金枪鱼肌红蛋白氧化速度比哺乳动物大的多的原因？11、暗色肉与普通肉相比有哪些特点？第87页/共88页感谢您的观看。第88页/共88页