華東理工生物化學(xué)chappt課件

1、華東理工大學(xué)生物化學(xué)精品課程組上海市精品課程下一頁上一頁第十章 蛋白質(zhì)的分解代謝t學(xué)習(xí)要求t蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用t蛋白質(zhì)的消化吸收t氨基酸的分解代謝t氨基酸脫氨、脫羧產(chǎn)物的進(jìn)一步代謝t一碳單位與氨基酸代謝下一頁上一頁章首學(xué)習(xí)要求l了解機(jī)體蛋白質(zhì)的各種作用l了解消化道不同部位的蛋白質(zhì)消化，吸收原理l明確以下概念：氮平衡，必需氨基酸，氧化脫氨作用，轉(zhuǎn)氨作用，結(jié)合脫氨作用，生糖或生酮氨基酸l掌握氨基酸分解產(chǎn)物的代謝途徑：氨基氮的排泄及尿素循環(huán)l了解一碳化合物與氨基酸代謝的關(guān)系下一頁上一頁章首機(jī)體蛋白質(zhì)的作用一、蛋白質(zhì)的生理功能1、維持組織細(xì)胞的生長，更新和修補(bǔ)2、氧化供能5.6Kcal/g 蛋白質(zhì)3、氨

2、基酸為含氮化合物的合成提供氮源下一頁上一頁總氮平衡：攝入氮總氮平衡：攝入氮= =排出氮排出氮 即蛋白質(zhì)分解與合成處于平衡，如成人；即蛋白質(zhì)分解與合成處于平衡，如成人；正氮平衡：攝入氮正氮平衡：攝入氮 排出氮排出氮 即蛋白質(zhì)合成量多于分解量，如兒童、孕婦；即蛋白質(zhì)合成量多于分解量，如兒童、孕婦；負(fù)氮平衡：攝入氮負(fù)氮平衡：攝入氮 排出氮排出氮 即蛋白質(zhì)分解量多于合成量，如饑餓、耗費(fèi)性疾病即蛋白質(zhì)分解量多于合成量，如饑餓、耗費(fèi)性疾病 1 1、氮平衡、氮平衡食物攝入氮食物攝入氮-(-(尿氮尿氮+ +糞氮糞氮) )反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解的動態(tài)關(guān)系反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解的動態(tài)關(guān)系機(jī)體蛋白質(zhì)的作用節(jié)首章

3、首2 2、蛋白質(zhì)的需求量、蛋白質(zhì)的需求量成人每日最低需求量成人每日最低需求量: 30: 3050g/d50g/d我國營養(yǎng)學(xué)會引薦的我國營養(yǎng)學(xué)會引薦的 成人每日需求量成人每日需求量: 80g/d : 80g/d 章首節(jié)首上一頁下一頁下一頁上一頁 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值取決于其含必需氨基酸種類及蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值取決于其含必需氨基酸種類及比例的多少比例的多少 必需氨基酸：機(jī)體不能合成的氨基酸，必需必需氨基酸：機(jī)體不能合成的氨基酸，必需 從從食物中攝取，有八種：食物中攝取，有八種： 賴、纈、異亮、苯丙、蛋、亮、賴、纈、異亮、苯丙、蛋、亮、 色、蘇氨色、蘇氨酸酸 非必需氨基酸：體內(nèi)可合成的氨基酸非必需氨基酸：

4、體內(nèi)可合成的氨基酸 半必需氨基酸：嬰幼兒時期合成量不能滿足需求，半必需氨基酸：嬰幼兒時期合成量不能滿足需求，有兩種：組氨酸和精氨酸。有兩種：組氨酸和精氨酸。章首節(jié)首下一頁上一頁 氮的保管量氮的保管量BV= BV= 100%100% 氮的吸收量氮的吸收量蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用：蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用： 指營養(yǎng)價值較低的蛋白質(zhì)假設(shè)其必需氨基酸相互補(bǔ)充混合指營養(yǎng)價值較低的蛋白質(zhì)假設(shè)其必需氨基酸相互補(bǔ)充混合食用時那么可大大提高營養(yǎng)價值。食用時那么可大大提高營養(yǎng)價值。蛋白質(zhì)的生理價值蛋白質(zhì)的生理價值BVBV：指食物蛋白的利用率指食物蛋白的利用率 將其氨基酸組成與規(guī)范蛋白雞蛋或牛奶蛋白將其氨基酸組成與規(guī)范蛋白雞蛋或牛

5、奶蛋白或或FAOFAO世界糧農(nóng)組織營養(yǎng)委員會模型進(jìn)展比較世界糧農(nóng)組織營養(yǎng)委員會模型進(jìn)展比較 章首節(jié)首下一頁上一頁 蛋白來源 分量% 單食時BV 混食時BV 豆腐干 42 65 77 面 筋 58 67 小 麥 39 67 小 米 13 57 89 牛 肉 26 69 大 豆 2 2 64 章首節(jié)首下一頁上一頁一、蛋白質(zhì)的消化內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵彈性蛋白酶水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶從肽鏈兩外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶從肽鏈兩 端開場水解肽鍵端開場水解肽鍵1、主要的酶類：、主要的酶類： 據(jù)水解肽鍵部

6、位的不同分為兩類：據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：蛋白質(zhì)的消化吸收章首下一頁上一頁胃蛋白酶原胃蛋白酶原H+H+ 蛋白質(zhì) 多肽酶原的激活酶原的激活水解水解1 1胃中消化胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶蛋白質(zhì)的消化吸收章首節(jié)首下一頁上一頁 胰蛋白酶原 腸激酶腸激酶 糜蛋白酶 彈性蛋白酶 羧基肽酶+ 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 肽肽 氨基酸氨基酸內(nèi)肽酶內(nèi)肽酶外肽酶外肽酶 酶原的激活 胰蛋白酶水解水解蛋白質(zhì)的消化吸收章首節(jié)首下一頁上一頁腸粘膜細(xì)胞膽汁酸腸激酶自我催化胰蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶原蛋白酶原彈性蛋白酶原彈性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶幾種酶原的活化章首節(jié)首下一頁上一頁章首節(jié)首下一頁上一頁1 1 主要部位：小

7、腸主要部位：小腸1 1氨基酸載體運(yùn)載蛋白氨基酸載體運(yùn)載蛋白堿性氨基酸載體堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸載體亞氨基酸載體2 2- -谷氨?；h(huán)：經(jīng)過谷胱甘肽轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酰基循環(huán)：經(jīng)過谷胱甘肽轉(zhuǎn)運(yùn)2 2 吸收機(jī)制吸收機(jī)制中性氨基酸載體：主要載體中性氨基酸載體：主要載體蛋白質(zhì)的消化吸收章首節(jié)首下一頁上一頁食物蛋白食物蛋白消化吸收消化吸收體內(nèi)合成體內(nèi)合成非必需非必需氨基酸氨基酸 蛋白質(zhì)主蛋白質(zhì)主合成合成酮體酮體氧化供能氧化供能糖糖脫羧脫羧胺類胺類轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變其它含氮化合物其它含氮化合物經(jīng)腎排出經(jīng)腎排出 (1g/d)氨氨基基酸酸代代謝謝庫庫分解分解脫氨脫氨 -酮酸酮酸生成尿素生成尿素組織蛋

8、白質(zhì)組織蛋白質(zhì)分解分解氨基酸的分解代謝章首下一頁上一頁l氨基酸的脫氨基作用l氨基酸的脫羧基作用章首下一頁上一頁l氧化脫氨作用l轉(zhuǎn)氨作用l結(jié)合脫氨作用章首下一頁上一頁氨基酸的脫氨作用章首節(jié)首氧化脫氨基作用特點(diǎn)：有氨生成氧化脫氨基作用特點(diǎn)：有氨生成氨基酸氨基酸CHCOOHRNH2亞氨基酸亞氨基酸氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 2HCHCOOHRNH - -酮酸酮酸+ H2O+ NH3CCOOHR2O下一頁上一頁L-氨基酸氧化酶活性低，分布于肝及腎臟氨基酸氧化酶活性低，分布于肝及腎臟 D-氨基酸氧化酶活性強(qiáng)，但體內(nèi)氨基酸氧化酶活性強(qiáng)，但體內(nèi)D-氨基酸少氨基酸少 L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶 活性強(qiáng)，分布于

9、肝、腎及腦組織活性強(qiáng)，分布于肝、腎及腦組織 輔酶為輔酶為NAD+或或NADP+ 專注性強(qiáng)，只作用于谷氨酸，催化的反專注性強(qiáng)，只作用于谷氨酸，催化的反響響 可逆可逆氨基酸氧化脫氨主要酶氨基酸氧化脫氨主要酶章首節(jié)首下一頁上一頁 -氨基酸 氨基酸氧化酶FAD、FMN-酮酸酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O2章首節(jié)首下一頁上一頁轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)氨作用氨基酸的脫氨作用章首節(jié)首 -氨基酸1 R1-CH-COO- NH+3 |-酮酸酮酸1 R1-C-COO- O| R2-C-COO- O|-酮酸酮酸2 R2-CH-COO- NH+3 |-氨基酸氨基酸2上一頁下

10、一頁章首節(jié)首下一頁上一頁特點(diǎn)：特點(diǎn)：生理意義：生理意義：接受氨基的主要酮酸有：接受氨基的主要酮酸有：* * 只需氨基的轉(zhuǎn)移，沒有氨的生成只需氨基的轉(zhuǎn)移，沒有氨的生成 * * 催化的反響可逆催化的反響可逆* * 其輔酶都是磷酸吡哆醛其輔酶都是磷酸吡哆醛 是體內(nèi)合成非必氨基酸的重要途徑，也是聯(lián)絡(luò)糖代謝與氨基酸代謝的橋梁。 丙酮酸丙酮酸 - -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸章首節(jié)首下一頁上一頁谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶GPT臨床意義：急性肝炎患者血清臨床意義：急性肝炎患者血清GPT升高升高 谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)臨床意義：心肌?；颊哐迮R床意義：心肌?；颊哐錑OT升高升高GPT谷氨酸谷氨酸

11、+ 丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 + 丙氨酸丙氨酸GOT谷氨酸谷氨酸 + 草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸 +天冬氨酸天冬氨酸下一頁上一頁結(jié)合脫氨作用結(jié)合脫氨作用 轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用結(jié)合進(jìn)轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用結(jié)合進(jìn)展展的脫氨基作用方式的脫氨基作用方式節(jié)首章首氨基酸的脫氨作用A.轉(zhuǎn)氨偶聯(lián)氧化脫氨B.轉(zhuǎn)氨偶聯(lián)AMP循環(huán)脫氨下一頁上一頁轉(zhuǎn)氨酶L-谷氨酸脫氫酶-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸章首節(jié)首下一頁上一頁-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸腺苷酰琥珀酸蘋果酸蘋果酸延胡索酸延胡索酸腺苷

12、酸腺苷酸次黃苷酸次黃苷酸NH3章首節(jié)首下一頁上一頁 氨基酸在氨基酸脫羧酶輔酶為磷酸吡哆氨基酸在氨基酸脫羧酶輔酶為磷酸吡哆 醛作用下脫羧基生成相應(yīng)的胺。醛作用下脫羧基生成相應(yīng)的胺。+H2OCO2H2OR-CH2-NH2OCR-PHRCHHNCH R-PRCCOOHHNH2OCR-PHRCCOOHHNCH R-P章首節(jié)首下一頁上一頁章首節(jié)首下一頁上一頁l氨的代謝l 酮酸的代謝lCO2的代謝l胺的代謝章首下一頁上一頁(一) 血氨的來源及去路來源：來源： 氨基酸脫氨氨基酸脫氨 腎臟產(chǎn)生的氨腎臟產(chǎn)生的氨 胺的氧化胺的氧化去路：去路： 合成尿素排出合成尿素排出 與谷氨酸合成谷氨酰胺與谷氨酸合成谷氨酰胺 合

13、成非必需氨基酸及含氮物合成非必需氨基酸及含氮物 經(jīng)腎臟以銨鹽方式排出經(jīng)腎臟以銨鹽方式排出節(jié)首章首下一頁上一頁l血液中血液中1%1%的氨就可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒。其的氨就可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒。其機(jī)理是：機(jī)理是：l高濃度的氨使高濃度的氨使TCATCA中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物-酮戊二酸轉(zhuǎn)變成酮戊二酸轉(zhuǎn)變成L-GluL-Glu，使大腦內(nèi)，使大腦內(nèi)-酮戊二酸大量減少，甚至酮戊二酸大量減少，甚至缺乏，而導(dǎo)致缺乏，而導(dǎo)致TCATCA無法運(yùn)轉(zhuǎn)，無法運(yùn)轉(zhuǎn)，ATPATP生成遭到嚴(yán)重生成遭到嚴(yán)重的妨礙，引起腦功能受損。的妨礙，引起腦功能受損。l以上反響還使以上反響還使NADPHNADPH大量耗費(fèi)，嚴(yán)重地影響需大量耗費(fèi)，嚴(yán)

14、重地影響需求復(fù)原力求復(fù)原力(NADPH+H+)(NADPH+H+)反響的正常進(jìn)展。反響的正常進(jìn)展。l因此動物體內(nèi)游離氨構(gòu)成后需立刻進(jìn)展代謝因此動物體內(nèi)游離氨構(gòu)成后需立刻進(jìn)展代謝節(jié)首章首下一頁上一頁丙氨酸丙氨酸 葡萄糖循環(huán)葡萄糖循環(huán)1 1、實(shí)現(xiàn)了氨的、實(shí)現(xiàn)了氨的無毒轉(zhuǎn)運(yùn)無毒轉(zhuǎn)運(yùn)2 2、肝組織為、肝組織為肌肉活動提供肌肉活動提供能量能量節(jié)首章首下一頁上一頁 谷氨酰胺的運(yùn)氨作用谷氨酰胺的運(yùn)氨作用 谷氨酰胺是中性無毒物質(zhì)，容易透過細(xì)谷氨酰胺是中性無毒物質(zhì)，容易透過細(xì)胞膜，是氨的主要運(yùn)輸方式，也是體內(nèi)氨的胞膜，是氨的主要運(yùn)輸方式，也是體內(nèi)氨的儲存方式儲存方式尿素、銨鹽等尿素、銨鹽等(腦、肌肉腦、肌肉)(

15、肝、腎肝、腎)臨床上用谷氨酸鹽臨床上用谷氨酸鹽降低血氨降低血氨章首節(jié)首下一頁上一頁谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸AspAsnH2ONH3天冬酰胺酶天冬酰胺酶白血病細(xì)胞不能白血病細(xì)胞不能臨床上用此酶分解血臨床上用此酶分解血的的Asn治療白血病治療白血病COOHCH2CHNH2COOHCONH2CH2CHNH2COOH章首節(jié)首下一頁上一頁l在排尿動物體內(nèi)由NH3合成尿素是在肝臟中經(jīng)過一個循環(huán)機(jī)制完成的，這一個循環(huán)稱為尿素循環(huán)，又稱Krebs循環(huán)或鳥氨酸循環(huán)節(jié)首章首下一頁上一頁l在排尿動物體內(nèi)由NH3合成尿素是在肝臟中經(jīng)過一個循環(huán)機(jī)制完成的，這一個循環(huán)稱為尿素循環(huán)，又稱Krebs循環(huán)或鳥氨酸循環(huán)節(jié)首章

16、首下一頁上一頁尿素循環(huán)表示圖節(jié)首章首NH3 下一頁上一頁1)1)主要器官：肝臟肝細(xì)胞線粒體和胞漿主要器官：肝臟肝細(xì)胞線粒體和胞漿 CO2 CO2 2NH3 2NH3其中其中1 1分子來自于天冬氨酸分子來自于天冬氨酸 3 3個個ATPATP的的4 4個高能磷酸鍵個高能磷酸鍵4)4)生理意義：是體內(nèi)氨的主要去路，解氨毒的生理意義：是體內(nèi)氨的主要去路，解氨毒的 重要途徑。重要途徑。3)總反響方程式：總反響方程式：尿素尿素 + 2ADP + AMP + 2Pi +PPi2)2)原料：合成原料：合成1 1分子尿素需：分子尿素需：2NH3 + CO2 + 3ATP + H2O尿素合成小結(jié)章首節(jié)首下一頁上一

17、頁 氨基酸脫去氨基后生成-酮酸即氨基酸的碳骨架，可以有三條代謝途徑。1再合成氨基酸非必需氨基酸2進(jìn)入三羧酸循環(huán)，氧化成CO2和水3轉(zhuǎn)化成糖及脂肪 轉(zhuǎn)化條件： 當(dāng)體內(nèi)不需求將-酮酸再合成氨基酸，并且體內(nèi)的能量供應(yīng)充足時，-酮酸可以轉(zhuǎn)化成糖和脂肪而儲存起來。章首節(jié)首下一頁上一頁章首節(jié)首下一頁上一頁生糖 氨基酸 生糖生酮 氨基酸 生酮 氨基酸 丙 羥脯 異亮 亮 精 蛋 苯丙 天冬 脯 酪 天冬酰胺 絲 色 胱半胱 蘇 賴 谷 纈 谷氨酰胺 甘 組 章首節(jié)首下一頁上一頁 1、氨基酸脫羧后構(gòu)成的CO2大部分直接排出細(xì)胞外 2、小部分可經(jīng)過丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或蘋果酸。這些有機(jī)酸的生成對于

18、三羧酸循環(huán)及經(jīng)過三羧酸循環(huán)產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物有促進(jìn)作用。章首節(jié)首下一頁上一頁l氨基酸脫羧構(gòu)成的胺可在胺氧化酶的催氨基酸脫羧構(gòu)成的胺可在胺氧化酶的催化下生成醛。醛在醛脫氫酶的催化下，化下生成醛。醛在醛脫氫酶的催化下，加水脫氫生成有機(jī)酸。有機(jī)酸再經(jīng)加水脫氫生成有機(jī)酸。有機(jī)酸再經(jīng)氧化生成乙酰氧化生成乙酰CoACoA。乙酰。乙酰CoACoA進(jìn)入三羧酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后被氧化成循環(huán)，最后被氧化成CO2CO2和和H2OH2O。章首節(jié)首下一頁上一頁1.1.概念：概念： 氨基酸在分解過程中產(chǎn)生的含一個碳原子的氨基酸在分解過程中產(chǎn)生的含一個碳原子的基團(tuán)不包括基團(tuán)不包括CO2CO2。2.2.種類：種類： 甲基甲基-CH3-CH3 亞甲基亞甲基-CH2- -CH2- 甲烯基甲烯基 次甲革次甲革=CH- =CH- 甲炔基甲炔基 甲?；柞；?CHO-CHO 亞氨甲基亞氨甲基-CH=NH-CH=NH3.3.特點(diǎn)：特點(diǎn)： 不能游離存在，普通以四氫葉酸為載體參與反響不能游離存在，普通以四氫葉酸為載體參與反響章首下一頁上一