对于生命来说，蛋白质的重要性并不亚于糖和脂肪。糖和脂肪只为人体提供碳、氢、氧三种元素，而所有的蛋白质都含碳、氢、氧、氮，大多数还含硫、磷、铁、铜、锌等。
蛋白质结构
蛋白质在酸、碱或酶的作用下能发生水解，水解的最终产物是氨基酸。
例如：
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甘氨酸 |
丙氨酸 |
1810年，英国化学家沃拉斯顿（Wollaston）从膀胱石中首次分离出氨基酸，取名为胱氨酸。1820年，法国化学家布拉孔诺（Braconnot）用HCl处理一种植物蛋白明胶，得到一种带甜味的晶体，后来确认并非糖类，而是一种含氮的有机酸，取名为甘氨酸。之后，布拉孔诺将动物肌肉水解有得到一种亮晶晶的同类有机物，命名为亮氨酸，到此时才正式将这类有机物定为氨基酸，确认蛋白质和氨基酸之间有着必然的联系。蛋白质在水解时生成各种氨基酸，说明氨基酸是组成蛋白质的基石。
同学们一定吃过松花蛋，有没有注意到树枝状的松花？你知道它是怎样得来的吗？
原来，在制造松花蛋时，人们往里加入了一些碱性物质。放久了的蛋会部分分解，这些碱性物质就穿过蛋壳上的细孔进入蛋内与氨基酸化合，生成金属盐。这种不溶于蛋白的盐以一定的几何形状结晶出现，就是一朵朵漂亮的松花了！
蛋黄里有一种含硫的蛋白质，日子久了，蛋黄分解就会放出
气体，
与蛋黄中的矿物质如铜、铁、锌等反应就生成黑色的硫化物，所以松花蛋的蛋黄往往是黑的。这些硫化物大都极难溶于水，不被人体吸收。
向蛋白质溶液中加入某些浓的无机盐溶液后，蛋白质就会凝聚而从溶液中析出，这个过程叫蛋白质的盐析。这是一个可逆过程，加入水，蛋白质又恢复原样。
为什么会有盐析现象呢？
原来，蛋白质在水中是一种胶体溶液，蛋白质胶体微粒周围形成水化层，且它电离后吸附溶液中某一带电离子，使自己带上电荷，这样当两个蛋白质胶粒相遇靠近时，由于水化层的阻挡和同电相斥，两个胶粒就会彼此稳定存在。
当加入盐类时，盐在水中电离成正负离子，它们的吸水能力都比蛋白质胶粒大，就破坏了蛋白质胶粘的水化层，同时正离子将胶粒的电性中和，使它们的斥力消失，于是两个胶粒就会合并在一起，如此胶粒越变越大，最后就从水溶液中沉淀出来了。
制豆腐时向豆浆中加入盐卤和石膏以及豆浆加酱油后凝成白花花的一碗，都是由于蛋白质的盐析作用。
蛋白质在高温、紫外练、X射线，强酸强碱、铅、铜等金属盐类及某些有机化合物如甲醛、酒精等作用下会发生不可逆凝结，这就是蛋白质的变性作用。
众所周知，鸡蛋可以孵出小鸡，但是若把鸡蛋煮熟了，它就永远不可能孵出小鸡了。这是什么原因呢？就是因为鸡蛋中的蛋白质受热变性，失去了活性，再也不能恢复原样了。
重金属盐类会使人中毒也是因为它使体内蛋白质变性，最好的解决办法就是立即喝大量牛奶、蛋清或豆浆等富含蛋白质的物质，让它们代替体内有生理活性的蛋白质变性。
变性是由于蛋白质分子有复杂的四级结构。在热、光、酸、碱或重金属离子等作用下，蛋白质的二、三、四级结构会被打乱和打散，使原来严格的空间排列变得杂乱无章，无法恢复原样。蛋白质变性只改变立体结构，其一级结构并未改变，所以变性作用只改变蛋白质的某些物理性质和生物活性，对化学性质并无多大影响。
蛋白质的盐析和变性都是蛋白质从溶液中凝结析出，但它们产生的原因及对蛋白质的影响是不同的。
蛋的质的盐析与变性的区别
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盐析 |
变性 |
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原因 |
浓度较大的无机盐破坏蛋白质胶体，降低蛋白质分子和水的亲和力，使胶体凝聚 |
热、光、酸碱或重金属盐使蛋白质肽链卷曲，空间结构被破坏，蛋白质凝结硬化 |
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结果 |
暂时失去溶解性，加水可以恢复溶解性 |
失去溶解性和生理活性，加水不能恢复 |
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变化本质 |
物理变化，可逆过程 |
化学变化，不可逆过程 |
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应用实例 |
制豆腐时加入石膏 |
紫外线杀菌，酒精消毒 |
做化学实验时你有没有注意过，当不小心将浓
沾一点到手上后，那个部位就会变黄，这是为什么呢？原来人的皮肤中有一种含苯环的蛋白质，它被浓
氧化后就会变黄。这就是蛋白质的颜色反应，蛋白质还可与许多试剂发生特殊的颜色反应。
根据蛋白质的组成和结构，人们从最简单的肽入手，逐步合成了蛋白质。你知道最早人工合成蛋白质的是哪个国家吗？1965年9月。我国科学工作者合成了具有与天然胰岛素相同的结晶形态且具有与之十分接近的生理活性的中胰岛素，开创了人工会成蛋白质的新阶段。这一成果经过极其严格的科学鉴定，得到了世界的公认。当时诺贝尔奖金委员会主席梯塞留斯也表示：人工合成胰岛素，在科学技术发达的美国都还没有做到的时候，中国却首先做到了，不能不令人钦佩。这表明了我国人民无比的智慧和刻苦钻研的精神。
每个生命有机体的诞生都伴随着形成蛋白质所需要的密码信息，密码信息就在DNA分子内。
1953年，美国生物学家华将生（J．D．Watson）和英国物理学家克里克（H.C.Crick）发现了DNA分子的双螺旋结构。1961年，美国生物化学家尼伦贝格（W.Nirenberg）令人震惊地首次译出生物遗传密码，发现了核酸中的碱和蛋白质中的氨基酸之间的本质联系。1969年末，经过化学家们的继续努力，最终全部译出生物的64个遗传密码，发现了DNA分子控制蛋白质合成的生物机制。1981年，中国化学家合成了世界上第一个具有完整生物活性的核糖核酸。经过科学家们的一步步努力，现今已能合成具有生理活性的生物体，常说的克隆（clone）体就是人工合成的生命体。
DNA双螺旋结构
蛋白质在生命过程中起着决定性的作用，如有机体的运动，抵抗外来物质的防御功能，细胞的代谢调节等。蛋白质对人体是不可缺少的，按人体体重来算，每kg体重就需要0.8g蛋白质，孕妇的需求量更大。人们日常饮食中必须包含足量的所有必需氨基酸。图为非洲部分地区儿童因为缺乏蛋白质而患病的症状。
缺乏蛋白质和维生素的儿童
营养对儿童早期的生长发育尤为重要，缺少蛋白质就会导致体能和智能的衰退。图为人的智力增长与年龄的关系图。图中数据说明，到2岁时人脑已经基本发育完全，所以2岁以前尤其要注意营养。幼儿在母亲体内及母亲怀抱中时若得不到充足的营养就会严重影响他以后的生活。
人脑的发育状况随年龄增长而变化
蛋白质对生物体生命的形成起着决定性的作用，在生命这架复杂“机器”的正常运转中也起着至关重要的作用。此外，它在工农业生产和医药生产中有着广泛而重要的用途。
豆制品、瘦猪肉、鸡蛋、鱼、虾等含较多的蛋白质，是很好的营养食品，但并不是说，吃蛋白质越多越好，尤其是一些生病的人，多吃含高蛋白的食品，如甲鱼、海参、老母鸡等，反而不利于健康的恢复。这主要是由于蛋白质不像糖和脂肪可以直接在体内储存，过量的蛋白质会变成氨基酸，氨基酸分解就会产生对人体有毒害作用的氨，当毒害物质的量超过肝脏能负担的程度时，就对人体有害了。所以长时间处于饥饿状态的人或是患有肝病、肾病和尿道疾病的人不要一下摄入过量的高蛋白食物。
大家对酶并不陌生，米饭馒头多加咀嚼就会感到甜味，就是因为唾液中的淀粉酶将淀粉水解成葡萄糖的缘故，又如用双氧水消毒伤口时，会冒出许多气泡，这是因为血液中的过氧化氢酶将过氧化氢分解放出了
。酶是一种重要的生物催化剂，没有它，我们一次进餐得花上50年才能水解消化完毕；酶又是控制全部生化反应的关键物质。对生命如此重要的酶到底是什么呢？
人类从发明酿酒（电子显微镜下的酒酵母形态如图所示）、造醋、制酱、发面时起，就对生物催化作用有了初步的认识，进入到19世纪后期，人们已经认识到酶来自生物细胞。
电子显微镜下的酒酵母形态
1926年，人们成功地从刀豆中提取了脲酶的结晶，并证明了每种结晶都具有蛋白质的化学性质，而后又相继分离出许多酶的晶体。实验证明它们的组成同蛋白质一样，也是由氨基酸组成的，都具有蛋白质的化学本性。由此可给出酶的定义：酶是一类由生物细胞产生的，以蛋白质为主要成分的，具有催化活性的生物催化剂。图为帮助人们酿制酸奶和奶酪的乳酸杆菌。
乳酸杆菌
人们已鉴定出2000余种酶，其中有200多种已得到结晶。
酶的主要特点是高度的专一性，像一把钥匙开一把锁一样，一种酶仅能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。酶催化反应的条件比较温和，人体中的各种酶促反应一般在体温和血液pH值约为7的情况下进行：酶的主要成分是蛋白质，所以在光、热、酸、碱、重金属离子等作用下会变性而失去催化活性。酶的生化反应如图所示。
酶除了在人体代谢中起重要作用外，还可用于解决未来食物问题。如将
气体通入含酶的水中就可产生糖；用酶将鱼的鳞片制成动物饲料，可以把漏在海面上的石油转变为海洋生物的食物，既消除了公害，又增产了海上生物。
公元前800年,古老的烹调方法中已使用来自微生物的酶。
| 1833-1835年,淀粉的第一次酶解法国化学家Anselme Payen和ean-Franois Persoz描述了从大麦的麦芽中分离淀粉酶多聚体的过程，并将之命名为淀粉酶。 |  |
| 1836年,德国生理学家Theodor Schwann在研究消化过程时，分离出一种在胃内消化蛋白的物质，将它命名为胃蛋白酶。这是第一个从动物组织中提取到的酶。 |  |
| 1883年,Johan Kjeldahl建立了一套检测有机物中-3价氮的方法，即测定氮的含量的方法。 |  |
| 1894年,加酶食品的第一次商业化生产 |  |
| 1894-1913年,德国化学家Emil Fisher根据糖化酶的特点建立了钥匙-锁理论。 |  |
| 1926年,科学家发现酶是蛋白质 |  |
| 1953-1958年,Watson 和 Crick发现DNA是双螺旋结构 |  |
| 1963年,碱性蛋白酶--洗涤剂用酶的突破 |  |
| 1965-1974年,淀粉工业的重大突破随着一种可以将淀粉分解成糖的，不含转葡萄糖苷酶的葡萄糖淀粉酶上市，微生物酶类应用于食品工业的首次重大突破于20世纪60年代发生。 |  |