第八章蛋白質(zhì)代謝

1、v蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的水解水解v氨基酸的氨基酸的代謝（代謝（分解與合成分解與合成）v蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的合成合成第一節(jié)第一節(jié) 概概 述述水解水解胞外酶胞外酶氨基酸氨基酸 吸收入吸收入作為作為氮氮源和能源進(jìn)行代謝源和能源進(jìn)行代謝蛋白質(zhì)不作為儲(chǔ)備物質(zhì)蛋白質(zhì)不作為儲(chǔ)備物質(zhì)一、蛋白質(zhì)的消化與吸收一、蛋白質(zhì)的消化與吸收1、消化（酶水解）、消化（酶水解）2、相關(guān)的酶（動(dòng)物體）、相關(guān)的酶（動(dòng)物體）胃胃：胃蛋白酶胃蛋白酶：水解蛋白質(zhì)為：水解蛋白質(zhì)為月示月示和胨。和胨。小腸：小腸：胰蛋白酶胰蛋白酶（胰腺分泌）：水解蛋白質(zhì)為月示和胨，少量（胰腺分泌）：水解蛋白質(zhì)為月示和胨，少量氨基酸。氨基酸。 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶（

2、胰腺分泌）：產(chǎn)物與胰蛋白酶相同。（胰腺分泌）：產(chǎn)物與胰蛋白酶相同。 肽酶肽酶 氨肽酶氨肽酶（十二指腸分泌）：從（十二指腸分泌）：從N-端水解，產(chǎn)物為氨基酸。端水解，產(chǎn)物為氨基酸。 羧肽酶羧肽酶（胰臟分泌）：從（胰臟分泌）：從N-端水解，產(chǎn)物為氨基酸。端水解，產(chǎn)物為氨基酸。 二肽酶二肽酶（腸粘膜分泌）：使二肽水解為氨基酸。（腸粘膜分泌）：使二肽水解為氨基酸。 v細(xì)胞內(nèi)能有選擇的降解細(xì)胞內(nèi)能有選擇的降解“過期蛋白過期蛋白”，而，而不影響細(xì)胞的正常功能？不影響細(xì)胞的正常功能？水解氨基酸氨基酸泛肽識(shí)別泛肽識(shí)別并在并在溶酶體溶酶體中水解中水解提問提問：不同蛋白酶之間在不同蛋白酶之間在水解水解功能功能上的

3、區(qū)別可能有什么？上的區(qū)別可能有什么？NH3+ NH3+ COO- COO-外切外切酶酶氨肽酶氨肽酶隨機(jī)內(nèi)切內(nèi)切酶酶特定氨基酸間特定氨基酸間專一性內(nèi)切專一性內(nèi)切酶酶外切外切酶酶羧肽酶羧肽酶最終產(chǎn)物最終產(chǎn)物氨基酸氨基酸答：答：專一性不同。專一性不同。NH2CHR1CO NH CHCH2CO NH CHCH2CO NH CH COCH2CH2CH2CH2NH2NH CH COCH2COOH氨基肽酶氨基肽酶胃蛋白酶胃蛋白酶胰凝乳胰凝乳蛋白酶蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶一些動(dòng)物蛋白酶作用的專一性一些動(dòng)物蛋白酶作用的專一性3、吸收、吸收 v在人和動(dòng)物體內(nèi)：在人和動(dòng)物體內(nèi)：v氨基酸氨基酸小腸粘膜細(xì)胞小腸粘膜細(xì)胞微

4、血管微血管血血門靜脈門靜脈肝肝組織組織氨基酸代謝庫。氨基酸代謝庫。v吸收過程特點(diǎn)：吸收過程特點(diǎn)：v耗能的主動(dòng)耗能的主動(dòng)運(yùn)輸過程，不同的氨基酸的運(yùn)輸過程，不同的氨基酸的吸收吸收還需不同的載體還需不同的載體來協(xié)助完成。來協(xié)助完成。 二、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值二、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值 1、必需氨基酸、必需氨基酸（機(jī)體本身不能合成）（機(jī)體本身不能合成）成人八種（成人八種（Lys、Trp、Val、Leu、Ile、Thr、Met、Phe）半必需：半必需：嬰兒（嬰兒（Arg、His）非必需氨基酸非必需氨基酸：余下的：余下的10種。種。注：注：不同動(dòng)物所需的必需氨基酸是不同的。不同動(dòng)物所需的必需氨基酸是不同的。 2、蛋

5、白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值：、蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值：由必需氨基酸的由必需氨基酸的種類、含量種類、含量及其及其比例比例決定，決定，與人體所需的越接近價(jià)值越高。與人體所需的越接近價(jià)值越高。第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝食物蛋白質(zhì)食物蛋白質(zhì)消化吸收消化吸收組織蛋白組織蛋白合成酶、激素等合成酶、激素等功能性蛋白質(zhì)功能性蛋白質(zhì)脫氨脫氨鳥氨酸鳥氨酸循環(huán)循環(huán)合合成成脂脂肪肪糖糖代代謝謝產(chǎn)產(chǎn)物物-酮酸酮酸氨基酸 CO2胺胺氨氨嘌嘌呤呤脂脂代代謝謝產(chǎn)產(chǎn)物物三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)合合成成糖糖GlnAsn分解分解合成合成RCHNH2COOH脫氨酶脫氨酶NH3RCHNH2COOH O一、一、 氨基酸的脫氨基作用氨基酸的脫氨

6、基作用v脫氨酶脫氨酶脫氫氧化酶脫氫氧化酶酶酶L-氨基酸氧化酶、氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 L 谷氨酸脫谷氨酸脫H酶酶CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亞氨基酸亞氨基酸不穩(wěn)定不穩(wěn)定H2O+H+水解加氧水解加氧脫氫脫氫NH4+-CORCOO -酮酮酸酸21.氧化脫氨氧化脫氨三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)有毒！有毒！L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ - -谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+谷氨酸谷氨酸氧化脫氨氧化脫氨若外環(huán)境若外環(huán)境NHNH3 3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)大量進(jìn)入細(xì)胞，

7、或細(xì)胞內(nèi)胞內(nèi)NHNH3 3大量積累大量積累v酮戊二酸大量轉(zhuǎn)化酮戊二酸大量轉(zhuǎn)化vNADPH大量消耗大量消耗v三羧酸循環(huán)中斷，能量供三羧酸循環(huán)中斷，能量供應(yīng)受阻，某些敏感器官應(yīng)受阻，某些敏感器官（如神經(jīng)、大腦）功能障（如神經(jīng)、大腦）功能障礙。礙。v表現(xiàn)：表現(xiàn)：語言障礙、視力模語言障礙、視力模糊、昏迷、死亡。糊、昏迷、死亡。三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)丙酮酸丙酮酸酮戊二酸氨中毒原理氨中毒原理L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ -谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+2.轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用v特點(diǎn)特點(diǎn)：a. 可逆，受平

8、衡影響可逆，受平衡影響v b. 氨基大多轉(zhuǎn)給了氨基大多轉(zhuǎn)給了-酮戊二酸酮戊二酸（產(chǎn)物（產(chǎn)物谷谷氨酸氨酸）轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶CHR1NH3COO+- -氨基酸氨基酸CHR2OCOO- -酮酸酮酸CHR2NH3COO+-CHR1OCOO- -氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸逆過程逆過程交換交換三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)丙酮酸丙酮酸酮戊二酸提問：提問：為什么都轉(zhuǎn)給為什么都轉(zhuǎn)給-酮戊二酸酮戊二酸？答案：答案：來源有保證，來源有保證，谷氨酸可由氧化脫氨迅速降谷氨酸可由氧化脫氨迅速降解產(chǎn)生解產(chǎn)生-酮戊二酸酮戊二酸。谷氨酸谷氨酸氧化脫氨氧化脫氨L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+

9、H+NH4+ - -谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+ O（酮酸酮酸） NH4+(A)轉(zhuǎn)氨基轉(zhuǎn)氨基谷氨酸谷氨酸v提示：肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)氨酶活力比其他提示：肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)氨酶活力比其他組織高出許多，是血液的組織高出許多，是血液的100倍倍v抽血化驗(yàn)若轉(zhuǎn)氨酶比正常水平偏高抽血化驗(yàn)若轉(zhuǎn)氨酶比正常水平偏高則有可能則有可能肝組織受損破裂肝組織受損破裂，肝細(xì)胞，肝細(xì)胞的轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液的轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液。（結(jié)合乙肝抗。（結(jié)合乙肝抗原等指標(biāo)進(jìn)一步確定是什么原因引原等指標(biāo)進(jìn)一步確定是什么原因引起的）起的）查肝功為什么要抽血化驗(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)呢？查肝功為什么要抽血化驗(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)呢？轉(zhuǎn)氨基轉(zhuǎn)氨

10、基本質(zhì)上本質(zhì)上沒有真正脫氨。沒有真正脫氨。產(chǎn)物產(chǎn)物反應(yīng)物反應(yīng)物3. 聯(lián)合脫氨聯(lián)合脫氨轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨與與氧化脫氨氧化脫氨的聯(lián)合的聯(lián)合谷氨酸谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶 -酮戊二酸酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶NH4+ -氨基酸氨基酸NAD+H2O -酮酸酮酸NH32H由于兩種酶活性強(qiáng)，分布廣，動(dòng)物體內(nèi)大由于兩種酶活性強(qiáng)，分布廣，動(dòng)物體內(nèi)大部分氨基酸主要是部分氨基酸主要是聯(lián)合脫氨。聯(lián)合脫氨。但骨骼肌、心肌、肝臟和腦組織由于但骨骼肌、心肌、肝臟和腦組織由于谷氨谷氨酸脫氫酶含量少酸脫氫酶含量少、活性低，故主要以、活性低，故主要以為主。為主。NADH+H+產(chǎn)物-NNNNRNHCHCH2COOCOO5P-腺苷酸琥珀

11、酸腺苷酸琥珀酸COOCOCH2COO-草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶-氨基氨基酸酸 - 酮酸酮酸NH3NH3COCOOHCHNH3CH2COO-+天冬氨酸天冬氨酸NNNNROH5P次黃苷酸次黃苷酸NAD+NADH+H+NNNNRNH25P腺苷酸腺苷酸COOCHCHCOO延胡索酸延胡索酸COOCHOHCOOCH2蘋果酸蘋果酸HH谷谷-草草轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨酶氨酶反應(yīng)物4.谷氨酰胺和天冬酰胺的脫氨谷氨酰胺和天冬酰胺的脫氨？脫氨脫氨H2OCOO(CH2)2CHNH3COO+(CH2)2CHNH3COOCONH2+谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸水解酶水解酶二、脫羧基作用v脫羧酶催化v仲

12、胺v生理活性物質(zhì)(主要是肌肉)三、三、NH3的轉(zhuǎn)運(yùn)與排泄的轉(zhuǎn)運(yùn)與排泄各組織各組織細(xì)胞細(xì)胞脫氨脫氨谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷谷氨氨酸酸肝臟肝臟提問：提問：為什么以為什么以谷氨酰胺、丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)氨呢？轉(zhuǎn)運(yùn)氨呢？答案：答案：經(jīng)濟(jì)性高效（一舉兩得）經(jīng)濟(jì)性高效（一舉兩得）。肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)丙酮酸丙酮酸NH3糖異生糖異生脫氨脫氨酵解酵解蛋白質(zhì)分蛋白質(zhì)分解產(chǎn)能解產(chǎn)能水生生物直接擴(kuò)散脫氨水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨。各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨。直接排氨，毒性大，不消耗能量。轉(zhuǎn)化為直接排氨，毒性大，不消耗能量。轉(zhuǎn)化為排

13、氨形式越復(fù)雜，越安全，但越耗能。排氨形式越復(fù)雜，越安全，但越耗能。？體內(nèi)水循環(huán)迅速，體內(nèi)水循環(huán)迅速，NHNH3 3濃度低，擴(kuò)散濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性小。流失快，毒性小。CONH2NH2？體內(nèi)水循環(huán)較慢，體內(nèi)水循環(huán)較慢，NHNH3 3濃度較高，需濃度較高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)要消耗能量使其轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單，低毒化為較簡(jiǎn)單，低毒的尿素形式。的尿素形式。NNNNOOO-鳥類、爬蟲排尿酸鳥類、爬蟲排尿酸均來自轉(zhuǎn)均來自轉(zhuǎn)氨氨不溶于水，不溶于水，毒性很小，毒性很小，合成需要合成需要更多的能更多的能量量。提問提問：為什么這類生物如此排氨？：為什么這類生物如此排氨？水循環(huán)太慢，水循環(huán)太慢，保留水分同時(shí)不中毒保留水

14、分同時(shí)不中毒得付出高能量代價(jià)得付出高能量代價(jià)。尿素的形成尿素的形成尿素循環(huán)尿素循環(huán)部位肝臟細(xì)胞氨基酸氨基酸（外來的或自身的）（外來的或自身的） -酮戊二酸酮戊二酸（轉(zhuǎn)氨作用）（轉(zhuǎn)氨作用）谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸酮戊二酸酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鳥氨酸鳥氨酸瓜瓜氨氨酸酸氨氨甲甲酰酰磷磷酸酸Pi瓜氨酸瓜氨酸轉(zhuǎn)氨基轉(zhuǎn)氨基氨氨精氨琥珀酸精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延延胡胡索索酸酸鳥氨酸鳥氨酸精氨酸精氨酸H2OCONH2NH2四四. -酮酸的轉(zhuǎn)化酮酸的轉(zhuǎn)化(1)合成氨基酸合成氨基酸（合成代謝占優(yōu)勢(shì)時(shí)）（合成代謝占優(yōu)勢(shì)時(shí)）v氨氨 - - 酮戊二酸酮戊二酸L-Glu+HL-Gl

15、u+H2 2O(L-GluO(L-Glu脫氫酶，輔酶為脫氫酶，輔酶為NAD(P)HNAD(P)H+ +H+H+ +) )vL-GluL-Glu的氨基可轉(zhuǎn)移到任何一種的氨基可轉(zhuǎn)移到任何一種- - 酮酸酮酸上形成各種氨基酸。上形成各種氨基酸。(2)(2)轉(zhuǎn)化為糖及脂肪轉(zhuǎn)化為糖及脂肪v生糖氨基酸：生糖氨基酸：1414種，按糖代謝途徑進(jìn)行代謝，種，按糖代謝途徑進(jìn)行代謝，中間產(chǎn)物：丙酮酸、草酰乙酸、中間產(chǎn)物：丙酮酸、草酰乙酸、 - - 酮戊二酮戊二酸、琥珀酰酸、琥珀酰CoACoA或與這幾種物質(zhì)有關(guān)的代謝物?；蚺c這幾種物質(zhì)有關(guān)的代謝物。v生糖兼生酮氨基酸：生糖兼生酮氨基酸：LysLys、IleIle、Ty

16、rTyr、MetMet、Trp5Trp5種，部分按糖代謝、部分按脂肪代謝途種，部分按糖代謝、部分按脂肪代謝途徑進(jìn)行代謝。徑進(jìn)行代謝。v生酮氨基酸：生酮氨基酸：LeuLeu，按脂肪代謝途徑進(jìn)行代謝。，按脂肪代謝途徑進(jìn)行代謝。中間產(chǎn)物：乙酰中間產(chǎn)物：乙酰CoACoA和乙酰乙酸。和乙酰乙酸。碳骨架的氧化（肝臟中）碳骨架的氧化（肝臟中）異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺(3)(3)進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解必需必需分解不可逆，分解不可逆，缺乏碳骨架供給。缺乏碳骨架供給。故此類氨基酸需從食物中獲取。故此類氨基酸需從食物中獲取。 第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸的合成氨基酸的合成 由糖代謝中間產(chǎn)物轉(zhuǎn)化而來。由