生化-蛋白質(zhì)分解代謝

上海市精品課程系列----生物化學(xué)第十章

蛋白質(zhì)的分解代謝第十章蛋白質(zhì)的分解代謝10.1

概述10.2

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗10.3

氨基酸的分解代謝10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝10.1

概述蛋白質(zhì)代謝的作用蛋白質(zhì)的需要蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值10.1

概述蛋白質(zhì)代謝的作用是維持組織細胞生長、更新和修復(fù)的需要可以為生物體提供能量，生成ATP

為生物體合成某些含氮物提供合成原料生物體必須從環(huán)境中攝取合成蛋白質(zhì)的原料來合成自身蛋白質(zhì)生物體的組織蛋白不斷進行分解和合成，處于動態(tài)平衡10.1

概述蛋白質(zhì)的需要每日氮的攝入量與排出量所維持的動態(tài)平衡總氮平衡：攝入氮=排出氮，如成人正氮平衡：攝入氮>排出氮，如兒童、孕婦負氮平衡：攝入氮<排出氮，如饑餓、消耗性疾病氮平衡蛋白質(zhì)的需求量成人每日最低需要量：30~50g/d

我國營養(yǎng)學(xué)會推薦的成人每日需要量：80g/d10.1

概述蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值取決于其含必需氨基酸種類、含量及比例。人體需要但自身不能合成的一類氨基酸，必需從食物中攝取以滿足人體正常生長發(fā)育的生理需要。一種蛋白質(zhì)所含必需氨基酸充足，且比例接近于人體蛋白質(zhì)必需氨基酸的比例關(guān)系，其營養(yǎng)價值則高。非必需氨基酸半必需氨基酸：His、Arg

必需氨基酸：Lys、Val、Ile、Phe、Met、Leu、Trp、Thr

10.2

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗蛋白質(zhì)的消化氨基酸的吸收蛋白質(zhì)的腐敗蛋白質(zhì)的消化胃蛋白酶→多肽、寡肽及少量氨基酸胃中的消化小腸中的消化（主要部位）10.2

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗肽鏈內(nèi)、外切酶→氨基酸（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）消化道內(nèi)幾種

蛋白酶的專一性10.2

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗氨基酸的吸收吸收部位吸收方式10.2

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗小腸（主要）主動轉(zhuǎn)運蛋白質(zhì)的腐敗10.2

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗腸道細菌對一部分未被消化的蛋白質(zhì)及其未被吸收的消化產(chǎn)物進行的分解作用在大腸中進行細菌本身的代謝過程以無氧分解為主10.3

氨基酸的分解代謝氨基酸代謝的概況氨基酸的脫氨作用氨基酸的脫羧作用氨基酸代謝的概況10.3

氨基酸的分解代謝氨基酸代謝是蛋白質(zhì)分解代謝的中心內(nèi)容。食物蛋白消化吸收體內(nèi)合成非必需氨基酸非必需氨基酸氧化供能糖或脂肪脫羧胺類轉(zhuǎn)變其它含氮化合物氨基酸代謝庫分解脫氨-酮酸組織蛋白質(zhì)分解合成NH3尿素外源性氨基酸內(nèi)源性氨基酸主要用于合成蛋白質(zhì)，也合成多肽及其他含氮的生理活性物質(zhì)。10.3

氨基酸的分解代謝氨基酸特殊途徑-酮酸糖及其代謝中間產(chǎn)物脂肪及其代謝中間產(chǎn)物TCA鳥氨酸循環(huán)NH4+NH4+NH3CO2H2O尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤SO42-CO2胺特殊分解代謝一般分解代謝脫氨作用脫羧作用主要部位：肝臟特殊側(cè)鏈氨基酸的分解代謝氨基酸的脫氨作用10.3

氨基酸的分解代謝指氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成a-酮酸的過程。這是氨基酸在體內(nèi)分解的主要方式氧化脫氨作用轉(zhuǎn)氨作用聯(lián)合脫氨作用體內(nèi)主要的脫氨基方式10.3

氨基酸的分解代謝在酶的催化下氨基酸在氧化脫氫的同時脫去氨基的過程氧化脫氨作用

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH3+|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2活性不高各組織器官中分布局限

L-氨基酸氧化酶

L-谷氨酸脫氫酶L-氨基酸氧化酶：一種需氧脫氫酶，以FAD或FMN為輔基，脫下的氫原子交給O210.3

氨基酸的分解代謝活性高分布廣屬于變構(gòu)酶L-谷氨酸脫氫酶：是一種不需氧脫氫酶，以NAD+或NADP+為輔酶，生成NADH或NADPHL-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸a-酮戊二酸NH310.3

氨基酸的分解代謝在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，α-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來的α-氨基酸生成相應(yīng)的α-酮酸，而原來的α-酮酸則形成了相應(yīng)的α-氨基酸轉(zhuǎn)氨作用可逆反應(yīng)臨床意義：心肌梗塞患者血清GOT升高10.3

氨基酸的分解代謝谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT，又稱丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶）轉(zhuǎn)氨酶丙氨酸+

a-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸

GPT天冬氨酸+

a-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸

GOT都以磷酸吡哆醛為輔酶臨床意義：急性肝炎患者血清GPT升高谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT，又稱天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶）10.3

氨基酸的分解代謝轉(zhuǎn)氨作用的生理意義

是體內(nèi)某些氨基酸（非必需氨基酸）合成的重要途徑可以調(diào)節(jié)體內(nèi)非必需氨基酸的種類和數(shù)量，以滿足體內(nèi)蛋白質(zhì)合成時對非必需氨基酸的需求是聯(lián)合脫氨基作用的重要組成部分，可將糖代謝產(chǎn)生的丙酮酸、a-酮戊二酸、草酰乙酸變?yōu)榘被幔菧贤ǖ鞍踪|(zhì)和糖代謝的橋梁10.3

氨基酸的分解代謝轉(zhuǎn)氨基作用與氧化脫氨作用聯(lián)合進行，從而使氨基酸脫去氨基并氧化為a-酮酸的過程聯(lián)合脫氨作用肝、腎、腦等組織可逆反應(yīng)聯(lián)合加氨轉(zhuǎn)氨偶聯(lián)氧化脫氨10.3

氨基酸的分解代謝嘌呤核苷酸循環(huán)骨骼肌和心肌中氨基酸a-酮酸a-酮戊二酸谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸腺苷酸代琥珀酸IMPAMPNH3H2O延胡索酸蘋果酸轉(zhuǎn)氨酶腺苷酸脫氨酶GOT氨基酸的脫羧作用10.3

氨基酸的分解代謝（磷酸吡哆醛）氨基酸胺+CO2氨基酸脫羧酶強烈的血管舒張劑谷氨酸→g-氨基丁酸組氨酸→組胺色氨酸→5-羥色胺酪氨酸→茶酚胺10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝氨的代謝尿素代謝a-酮酸的代謝氨的代謝10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝血氨的來源和去路NH3腎臟谷氨酰胺分解組織中氨基酸脫氨腸道尿素蛋白質(zhì)合成尿素合成谷氨酰胺、天冬酰胺合成非必需氨基酸和含氮物質(zhì)直接從尿中排出氨是毒性物質(zhì)正常人血氨濃度<60mmol/L血氨的主要來源10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝氨的轉(zhuǎn)運AlaAlaAlaPyruvatePyruvate糖原葡萄糖血糖葡萄糖-氨基酸循環(huán)實現(xiàn)了氨的無毒轉(zhuǎn)運肝組織為肌肉活動提供能量10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝谷氨酰胺的運氨作用谷氨酰胺合成酶谷氨酸谷氨酰胺ATP+NH3ADP+Pi谷氨酰胺酶NH3H2O腦和肌肉肝臟和腎谷氨酰胺是中性無毒物質(zhì)，容易透過細胞膜，是氨的主要運輸形式，對氨具有貯存和解毒作用臨床上用谷氨酸鹽降低血氨尿素代謝10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝肝臟：尿素合成的主要器官腎臟：尿素排泄的主要器官血氨的主要來源正常情況下人體內(nèi)的氨主要在肝臟中合成尿素而解毒，只有少部分氨在腎臟以銨鹽形式由尿排出。在排尿動物體內(nèi)由NH3合成尿素是在肝臟中通過一個循環(huán)機制完成的，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)。10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝

ONH2-C-NH2

氮原子的來源：一個來自氨，另一個來自天冬氨酸

碳原子的來源：HCO3-

能量：3個ATP的4個高能磷酸鍵肝細胞線粒體和胞漿尿素

+2ADP+AMP+2Pi+PPi2NH3+CO2+3ATP+H2O10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝氨基酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鳥氨酸精氨酸延胡索酸草酰乙酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸ATPAMP+PPiH2O2ATP+CO2+NH3+H2O2ADP+Pi基質(zhì)線粒體胞液NH2-C-NH2O尿素氨甲酰磷酸的形成瓜氨酸的形成精氨酸代琥珀酸的形成精氨酸的形成尿素的形成尿素循環(huán)的反應(yīng)過程10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝尿素循環(huán)的生理意義可以解除氨的毒性為生物體合成某些含氮物提供合成原料可以減少體內(nèi)由TCA循環(huán)產(chǎn)生的CO2溶于血液中所產(chǎn)生的酸性尿素形成過程的前兩步在肝細胞的線粒體中完成，可以防止過量的游離氨積累于血液中而引起神經(jīng)中毒，而后三步都在胞液中完成，尿素形成能夠后由血液帶入腎臟隨尿排出體外a-酮酸的代謝10.4

氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝再合成非必需氨基酸進入TCA循環(huán)，氧化成CO2和水轉(zhuǎn)變生成糖和酮體

生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸或三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物的氨基酸

生酮氨基酸：凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的氨基酸

生糖兼生酮氨基酸：凡能生成丙酮酸或三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物同時能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的氨基酸氨基酸碳骨架進入三羧酸循環(huán)草酰乙酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸色氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸組氨酸