蛋白質(zhì)分解和氨基酸代謝

1、蛋白質(zhì)代謝分解代謝合成代謝氨基酸氨基酸的一般代謝氨基酸的特殊代謝（第十四章 翻譯） 本章主要內(nèi)容蛋白質(zhì)的生理功能和營(yíng)養(yǎng)作用蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗氨基酸的一般代謝氨基酸的特殊代謝第一節(jié) 蛋白質(zhì)的生理功能和營(yíng)養(yǎng)作用一、蛋白質(zhì)主要生理功能結(jié)構(gòu)蛋白調(diào)節(jié)蛋白運(yùn)輸?shù)鞍啄蜃臃烙鞍资湛s和運(yùn)動(dòng)蛋白受體蛋白氧化供能：1015二、蛋白質(zhì)的需要量和氮平衡氮平衡蛋白質(zhì)代謝狀況攝入氮（食物）排出氮（尿、糞、汗）1.氮總平衡：攝入氮 排出氮 健康成年人2.氮正平衡：攝入氮 排出氮 兒童、孕婦、恢復(fù)期病人3.氮負(fù)平衡：攝入氮 排出氮 長(zhǎng)期饑餓、消耗性疾病等最低補(bǔ)充量：30 45g / 天推薦補(bǔ)充量：70g / 天（成

2、人）三、蛋白質(zhì)的生理價(jià)值和必需氨基酸1. 必需氨基酸：賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、蘇氨酸、纈氨酸2. 半必需氨基酸：組氨酸、精氨酸（嬰幼兒）3. 蛋白質(zhì)的生理價(jià)值：蛋白質(zhì)的利用率（保留量）取決于組成蛋白質(zhì)的必需氨基酸的種類、含量和比例。動(dòng)物蛋白 植物蛋白 全雞蛋：生理價(jià)值最高四、蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用生理價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，必需氨基酸相互補(bǔ)充，意義：綜合膳食，提高營(yíng)養(yǎng)效果?？梢蕴岣呱韮r(jià)值。生理價(jià)值單獨(dú)食用 混合食用食物玉米 60小米 57大豆 64小麥 67小米 57大豆 64牛肉 69 73 89第二節(jié)第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗敗一、消

3、化1. 蛋白質(zhì)消化的生理意義 由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿樱阌谖铡?消除種屬特異性和抗原性，防止過(guò)敏、毒性反應(yīng)。2. 蛋白質(zhì)的消化過(guò)程 部位：胃、小腸（為主） 酶類：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶內(nèi)肽酶氨基肽酶、羧基肽酶外肽酶氨基肽酶內(nèi)肽酶羧基肽酶二肽酶氨基酸三、腐敗三、腐敗1. 腐敗作用未消化的蛋白質(zhì)未吸收的氨基酸和小肽腸菌有害物質(zhì)2. 反應(yīng)和產(chǎn)物 脫羧反應(yīng) 還原脫氨基反應(yīng) 脫羧反應(yīng)氨基酸胺類CO2苯丙氨酸組氨酸賴氨酸酪氨酸胺類的毒性（假性神經(jīng)遞胺類的毒性（假性神經(jīng)遞質(zhì)）質(zhì)）與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，可取代正常神經(jīng)遞質(zhì)，從而影響腦功能，稱假性神經(jīng)遞質(zhì)。氨基酸NH3 還原脫氨基反應(yīng)2H苯酚、乙

4、烷、甲烷、H2S、吲哚色氨酸酪氨酸第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸的一般代謝氨基酸的一般代謝氨基酸脫氨基脫羧基氨（NH3）-酮酸胺類食物蛋白（外源性）組織蛋白（內(nèi)源性）消化吸收分解代謝合成代謝非必需氨基酸氨基酸代謝庫(kù)（氨基酸的來(lái)源和去路）一、氨基酸的脫氨基作用CHCOOHNH2RCCOOHORNH3-酮酸氨基酸1.氧化脫氨基作用2.轉(zhuǎn)氨基作用3.聯(lián)合脫氨基作用4.嘌呤核苷酸循環(huán)5.非氧化脫氨基作用氨基酸氨（NH3）-酮酸1.氧化脫氨基作用脫氫氧化 水解脫氨a.內(nèi)催化氧化脫氨基作用的酶主要是L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸氧化脫氨基作用L-谷氨酸脫氫酶NADNADHHH2OH2O 活力高、專一性強(qiáng)、分布廣（肝 腎

5、 腦 心 肺 骨骼?。?催化可逆反應(yīng)，逆過(guò)程可合成谷氨酸b. L-b. L-谷氨酸脫氫酶的特點(diǎn)：谷氨酸脫氫酶的特點(diǎn)：c.氧化脫氨基作用的局限性：僅谷氨酸經(jīng)此途徑脫氨2.轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨酶磷酸吡哆醛（胺）氨基酸- 酮酸a.a.體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶 丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT或GPT) 天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST或GOT)CH3CHNH2COOH+ALTCH3C=OCOOH+丙氨酸-酮戊二酸丙酮酸谷氨酸COOH(CH2)2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2C=OCOOHCOOHCH2CHNH2COOH+ASTCOOHCH2C=OCOOHCOOH(CH2

6、)2CHNH2COOH天冬氨酸-酮戊二酸草酰乙酸谷氨酸+b.ALTb.ALT、ASTAST的特點(diǎn)的特點(diǎn) ALT ：急性肝炎 AST ：心肌梗塞c.ALT、AST在臨床上的應(yīng)用 分布特異： ALT（肝）、 AST（心?。?細(xì)胞內(nèi)酶d.轉(zhuǎn)氨基作用的意義體內(nèi)非必需氨基酸的重要合成途徑e.轉(zhuǎn)氨基作用的局限只轉(zhuǎn)移氨基，并沒(méi)有脫氨基3.聯(lián)合脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用和L-谷氨酸的氧化脫氨基作用偶聯(lián)的過(guò)程。 使體內(nèi)許多氨基酸能真正脫氨聯(lián)合脫氨基作用的意義：聯(lián)合脫氨基作用的意義： 其逆反應(yīng)是合成非必需氨基酸的主要途徑4.嘌呤核苷酸循環(huán)a.部位：骨骼肌b.反應(yīng)：c.意義：是肌肉組織中的氨基酸的主要脫氨方式嘌呤核苷酸循

7、環(huán)轉(zhuǎn)氨基作用嘌呤核苷酸循環(huán)（肌肉）轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基作用（其他組織）L-谷氨酸氧化脫氨基作用5.非氧化脫氨基作用a.脫水脫氨基作用b.直接脫氨基作用含羥基的氨基酸：絲氨酸天冬氨酸延胡索酸天冬氨酸酶NH3二、氨的代謝1.氨的來(lái)源和去路氨：毒性脂溶性，易通過(guò)細(xì)胞膜和血腦屏障分子量小氨基酸脫氨胺類氧化腸道吸收非必需氨基酸嘌呤、嘧啶尿素氨（NH3）谷氨酰胺NH4+ 血液中尿素?cái)U(kuò)散到腸道，水解產(chǎn)生的氨 腸道內(nèi)蛋白質(zhì)的腐敗作用產(chǎn)生的氨腸道吸收的氨腸道吸收的氨：NH3尿素腸道肝臟尿素尿素酶腐敗尿素的腸肝循環(huán)肝功能障礙，血氨 肝昏迷 腸道抑菌藥 低蛋白飲食 禁用堿性肥皂液灌腸 不宜使用堿性利尿藥（腸道PH，

8、NH4+NH3，腸道吸收氨）（尿液PH，NH4+NH3，腎小管上皮細(xì)胞泌氨）2.氨的運(yùn)輸a.谷氨酰胺的運(yùn)氨作用b.葡萄糖 - 丙氨酸循環(huán)氨在血液中主要運(yùn)輸形式：以谷氨酰胺、丙氨酸為氨基載體a.谷氨酰胺的運(yùn)氨作用氨谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶（腦、肌肉）谷氨酰胺酶（肝、腎）CONH2CH2CH2CHNH2COOH谷氨酰胺酶H2OCOOHCH2CH2CHNH2COOH+NH3谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酸谷氨酰胺氨腦肌肉谷氨酰胺肝腎氨尿素氨H+NH4+隨尿排出意義：谷氨酰胺可以作為固氨、運(yùn)氨及腦組織解除氨毒的形式。臨床應(yīng)用：氨中毒，補(bǔ)充谷氨酸鹽。b.葡萄糖 - 丙氨酸循環(huán)意義：實(shí)現(xiàn)氨的無(wú)毒

9、運(yùn)輸 為肌肉活動(dòng)提供能量3.尿素的合成a.部位：肝臟（線粒體及胞漿）b.反應(yīng)：鳥(niǎo)氨酸循環(huán)氨尿素（脂溶性，毒性）（水溶性，無(wú)毒） 氨基甲酰磷酸的合成 瓜氨酸的合成 精氨酸的合成 精氨酸水解生成尿素 氨基甲酰磷酸的合成（線粒體） NH3 + CO2 + H2O 氨甲酰磷酸合成酶-IH2N-CO-OPO3H22ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸鳥(niǎo)氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶H2N-(CH2)3-CH-COOHNH2PiH2N-C-NH-(CH2)3-CH-COOHO=NH2鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸H2N-CO-OPO3H2 瓜氨酸的合成（線粒體）H2O(CPS-I) 精氨酸 的合成 NH2C=ONH(CH2)3CHNH2CO

10、OH+COOHCHNH2CH2COOH精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiCOOHCHCH2COOH瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NH2C=NNH(CH2)3CHNH2COOH精氨酸代琥珀酸裂解酶NH2C=NHNH(CH2)3CHNH2COOH+精氨酸延胡索酸=COOHCHCHCOOH(ASAS)(ASAL) 精氨酸水解生成尿素精氨酸酶NH2C=ONH2+NH2(CH2)3CHNH2COOH尿素鳥(niǎo)氨酸H2ONH2C=NHNH(CH2)3CHNH2COOH線粒體細(xì)胞漿經(jīng)腎排出鳥(niǎo)氨酸循環(huán)CO2 + 2NH3 + 2H2O +3ATP NH2CNH2 + 2ADP + AMP + 4PiO=小結(jié)部

11、位：線粒體、胞液原料：游離氨、天冬氨酸提供氨、CO2耗能：3分子ATP（4個(gè)高能磷酸鍵）意義：是肝臟解除氨毒的主要方式c.尿素合成的調(diào)節(jié) 食物蛋白質(zhì)的影響高蛋白膳食 合成低蛋白膳食 合成 CPS的調(diào)節(jié)：AGA、精氨酸為其激活劑 尿素生成酶系的調(diào)節(jié)：精氨酸代琥珀酸合成酶限速酶乙酰谷氨酸（AGA）乙酰CoA谷氨酸5.谷氨酰胺的合成氨谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶（腦）CONH2CH2CH2CHNH2COOHCOOHCH2CH2CHNH2COOH+NH3谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酸谷氨酰胺意義：是腦組織解除氨毒的主要方式。三、- 酮酸的代謝-酮酸轉(zhuǎn)氨基非必需氨基酸合成糖或脂類氧化分解CO2

12、+ H2O + ATP生糖氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸生糖氨基酸：能夠形成糖代謝中酮酸的氨基酸。生酮氨基酸：可以轉(zhuǎn)變成乙酰CoA或乙酰乙酰CoA的氨基酸 。生糖兼生酮氨基酸：二、氨基酸的脫羧基作用氨基酸氨基酸脫羧酶（磷酸吡哆醛）胺CO2（重要的生物活性物質(zhì)）谷氨酸-氨基丁酸（GABA）色氨酸5-羥色胺（5-HT）組氨酸組胺半胱氨酸?；撬狲B(niǎo)氨酸、甲硫氨酸多胺1 1、-氨基丁酸（氨基丁酸（GABAGABA）(腦)谷氨酸脫羧酶谷氨酸-氨基丁酸（GABA）色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO22、5-羥色胺（5-HT）作用：抑制性神經(jīng)遞質(zhì) 強(qiáng)外周血管收縮劑。作用：抑制性神經(jīng)

13、遞質(zhì)3 3、?；撬?、?；撬嶙饔茫航Y(jié)合膽汁酸鹽的組分4 4、組胺、組胺促進(jìn)胃粘膜分泌胃蛋白酶原及胃酸作用：有血管舒張作用，增加毛細(xì)血管通透性促進(jìn)平滑肌收縮，引起支氣管痙攣，產(chǎn)生哮喘5 5、多胺、多胺作用：促進(jìn)核酸、蛋白質(zhì)的生物合成，利于細(xì)胞增殖。第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸的特殊代謝氨基酸的特殊代謝一、一碳單位代謝一、一碳單位代謝1. 定義：某些氨基酸代謝過(guò)程中產(chǎn)生的 只含有一個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán)，稱為一碳單位。2.形式：甲基-CH3甲烯基-CH2-甲炔基-CH=甲?；?CH亞胺甲基-CH=NH O3.載體：四氫葉酸（FH4）一碳單位四氫葉酸活性一碳單位一碳單位的結(jié)合位點(diǎn)4.來(lái)源：絲氨酸、甘氨酸、甲硫氨酸

14、、色氨酸和組氨酸。絲氨酸 N5, N10 - CH2 - FH4甘氨酸 N5, N10 - CH2 - FH4組氨酸 N5 - CH=NH - FH4色氨酸 N10 CHO - FH4甲硫氨酸 N5 CH3 - FH4CH2CH35.互變：N10CHOFH4N5, N10 =CHFH4N5, N10CH2FH4N5CH3FH4N5CH=NHFH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3逐 步 還 原嘌呤C2嘌呤C8胸腺嘧啶甲硫氨酸6.功能： 作為合成嘌呤和嘧啶的原料 把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來(lái) 補(bǔ)充合成甲硫氨酸甘氨酸、組氨酸、絲氨酸、色氨酸、甲硫氨酸被四氫葉酸（FH

15、4）結(jié)合攜帶一碳單位用于嘌呤和嘧啶的合成來(lái)源功能載體補(bǔ)充合成甲硫氨酸二、含硫氨基酸代謝二、含硫氨基酸代謝含硫氨基酸甲硫氨酸（蛋氨酸）半胱氨酸胱氨酸SCH3CH2CHNH2COOHCH2SCH3CH2CHNH2COOHCH2CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSCH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOH1.1.甲硫氨酸代謝甲硫氨酸代謝+（ATP）（SAM）S-腺苷同型半胱氨酸-CH3肌酸、肉毒堿、膽堿、腎上腺素間接供體直接供體活性供體甲基供體甲硫氨酸S腺苷甲硫氨酸（SAM）甲硫氨酸循環(huán)甲硫氨酸循環(huán)RHR-CH3（Vi

16、tB12）CH3-甲硫氨酸循環(huán)的生理意義 為體內(nèi)甲基化反應(yīng)提供甲基為體內(nèi)甲基化反應(yīng)提供甲基 使四氫葉酸得到再生使四氫葉酸得到再生 甲硫氨酸再利用甲硫氨酸再利用2.2.半胱氨酸和胱氨酸代謝半胱氨酸和胱氨酸代謝CH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS半胱氨酸胱氨酸 互變（氧化還原）半胱氨酸胱氨酸2H2H 半胱氨酸氧化脫羧半胱氨酸?；撬幔ńY(jié)合膽汁酸組分）OCO2 合成谷胱甘肽（GSH） 半胱氨酸脫氨、脫巰基丙酮酸 + 氨 + H2S半胱氨酸SO42-+ ATPAMP - SO3-(

17、腺苷-5-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3-磷酸腺苷-5-磷酰硫酸，PAPS）PAPS為活性硫酸根，是體內(nèi)硫酸基的供體。三、芳香族氨基酸的代謝三、芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸部位：在肝臟中代謝。1.1.苯丙氨酸和酪氨酸的代謝苯丙氨酸和酪氨酸的代謝苯丙氨酸 + O2酪氨酸 + H2O苯丙氨酸羥化酶(主要代謝途徑）苯丙氨酸NH3苯丙酮酸(次要代謝途徑）嬰幼兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)苯丙酮尿癥（PKU）苯酮酸尿癥(PKU) 體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼幔奖彼峤?jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并從尿中排出的一種遺傳性代謝病。智力低下，驚厥，6

18、0%患兒有腦電圖異常，頭發(fā)細(xì)黃，皮膚色淡和虹膜淡黃色，尿、汗液有“發(fā)霉”臭味或鼠尿味。酪氨酸甲狀腺激素黑色素多巴（胺）兒茶酚胺氧化分解酪氨酸酶白化病帕金森病2.2.色氨酸代謝色氨酸代謝色氨酸5-羥色胺一碳單位丙酮酸 + 乙酰乙酰CoA維生素 PP 四、支鏈氨基酸的代謝四、支鏈氨基酸的代謝支鏈氨基酸亮氨酸異亮氨酸纈氨酸CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCHNH2COOHCH3CH3CHCHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3部位：在肌肉中代謝。BCAA / ACAA：3：1臨床意義：指代肝功能 本章主要內(nèi)容蛋白質(zhì)的生理功能和營(yíng)養(yǎng)作用蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗氨基酸的一般代謝氨基酸的特殊代謝四、蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用生理價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，必需氨基酸相互補(bǔ)充，意義：綜合膳食，提高營(yíng)養(yǎng)效果?？梢蕴岣呱韮r(jià)值。生理價(jià)值單獨(dú)食用 混合食用食物玉米 60小米 57大豆 64小麥 67小米 57大豆 64牛肉 69