蛋白質分解代謝過程

第十一章蛋白質分解代謝catabolismofprotein蛋白質分解代謝過程

本章主要內容蛋白質的營養(yǎng)作用蛋白質的消化、吸收和腐敗氨基酸的一般代謝一些氨基酸的特殊代謝蛋白質分解代謝過程第一節(jié)蛋白質的營養(yǎng)作用蛋白質營養(yǎng)的重要性：1、參與催化、代謝調節(jié)、運動、運輸、免疫防御等生命活動2、作為組織結構的材料3、氧化供能蛋白質分解代謝過程一、氮平衡

氮總平衡：攝入氮＝排出氮健康成年人氮正平衡：攝入氮＞排出氮兒童、孕婦、恢復期病人氮負平衡：攝入氮＜排出氮長期饑餓、消耗性疾病等通過氮平衡(nitrogenbalance)反映機體蛋白質代謝概況1g氮=6.25g蛋白質蛋白質分解代謝過程·最低生理需要量：30～50g·營養(yǎng)學會推薦的需要量：70～80g二、蛋白質的生理需要量蛋白質分解代謝過程三、蛋白質的營養(yǎng)價值(nutritionvalue)蛋白質的營養(yǎng)價值取決于組成蛋白質的必需氨基酸的種類、含量和比例。必需氨基酸：提內需要而自身又不能合成，必須由食物提供的氨基酸異亮氨酸(Ile)、甲硫氨酸(Met)、纈氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、蘇氨酸(Thr)、賴氨酸(Lys)(essentialaminoacids)蛋白質分解代謝過程第二節(jié)蛋白質的消化、吸收和腐敗蛋白質分解代謝過程蛋白質胃蛋白酶多肽胰酶腸激酶(+)

寡肽(氨基酸)氨基酸氨基肽酶二肽酶一、蛋白質的消化蛋白質分解代謝過程H蛋白質分解代謝過程二、氨基酸的吸收和轉運中性氨基酸載體堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸和甘氨酸載體氨基酸吸收機制：需載體蛋白、耗能、需鈉蛋白質分解代謝過程三、蛋白質的腐敗作用(putrefaction)未被消化蛋白質未被吸收氨基酸腸道細菌產生一系列的物質

胺類、酚類、吲哚、硫化氫、氨、甲烷蛋白質分解代謝過程腐敗作用產生的各種物質組氨酸賴氨酸酪氨酸苯丙氨酸氨基酸CO2胺類蛋白質分解代謝過程苯丙氨酸酪氨酸腸菌苯乙胺酪胺肝臟正常解毒肝病Β-羥化酶腦組織苯乙醇胺羥酪胺假神經(jīng)遞質肝性腦昏迷胺類的毒性（假神經(jīng)遞質的形成）蛋白質分解代謝過程腐敗作用產生的各種物質色氨酸酪氨酸蛋白質分解代謝過程腐敗作用產生的各種物質半胱氨酸硫化氫、甲烷等氨基酸NH3蛋白質分解代謝過程第三節(jié)氨基酸的一般代謝蛋白質分解代謝過程氨基酸代謝庫食物蛋白質消化吸收組織蛋白質分解體內合成非必需氨基酸合成組織蛋白一般代謝脫氨脫羧α-酮酸胺類特殊代謝其他含氮化合物氨基酸代謝概況蛋白質分解代謝過程一、氨基酸的脫氨基(deamination)作用脫氨基作用是氨基酸的分解代謝的主要途徑1.轉氨基作用2.氧化脫氨基作用3.聯(lián)合脫氨基作用4.嘌呤核苷酸循環(huán)氨基酸氨α-酮酸蛋白質分解代謝過程（一）轉氨基作用轉氨酶磷酸吡哆醛（胺）(transaminase)蛋白質分解代謝過程⑴丙氨酸氨基轉移酶(ALT或GPT)⑵天冬氨酸氨基轉移酶(AST或GOT)1、體內重要的轉氨酶(alanineaminotransferase)(aspartateaminotransferase)蛋白質分解代謝過程CH3CHNH2COOH+ALTCH3C=OCOOH+丙氨酸α-酮戊二酸丙酮酸谷氨酸COOH(CH2)2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2C=OCOOHCOOHCH2CHNH2COOH+ASTCOOHCH2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOH天冬氨酸α-酮戊二酸草酰乙酸谷氨酸+蛋白質分解代謝過程2、ALT、AST的臨床意義ALT常用于急性肝炎的輔助診斷AST常用于心肌梗塞的輔助診斷正常成人各組織中AST和ALT活性（單位/g濕組織）組織名稱ASTALT心臟1560007100肝骼肌990004800腎臟9100019000胰臟280002000脾臟140001200肺臟10000700血清20

16蛋白質分解代謝過程只轉移氨基而并沒有脫氨轉氨基作用的局限性：蛋白質分解代謝過程（二）氧化脫氨基作用氧化脫氫水解脫氨蛋白質分解代謝過程1、L-谷氨酸脫氫酶的氧化脫氨基體內催化氧化脫氨基作用的酶主要是L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸脫氫酶NAD+NADH+H+（NADP+NADPH+H+）+H2O-H2O蛋白質分解代謝過程⑴活性高、分布廣，（肌肉中活性很低）⑵催化的反應可逆，逆過程可合成谷氨酸3、氧化脫氨基作用的局限性：僅谷氨酸經(jīng)此脫氨2、谷氨酸脫氫酶的特點：蛋白質分解代謝過程（三）聯(lián)合脫氨基作用轉氨基作用和谷氨酸的氧化脫氨基聯(lián)合進行(肌肉組織中活性低)蛋白質分解代謝過程●

使體內許多AA能真正脫氨●其逆反應是合成非必需AA的主要途徑聯(lián)合脫氨基作用的意義：蛋白質分解代謝過程（四）嘌呤核苷酸循環(huán)是肌肉組織中的聯(lián)合脫氨基作用蛋白質分解代謝過程二、氨的代謝（一）氨的來源和去路氨基酸脫氨基胺類氧化腸道吸收合成非必需氨基酸嘌呤、嘧啶合成尿素氨合成谷氨酰胺蛋白質分解代謝過程●

血中尿素擴散到腸管水解產生的氨腸道PH↑，NH4+→NH3，腸道氨吸收↑高血氨病人禁用堿性肥皂液灌腸●

蛋白質的腐敗作用產生的氨腸管吸收的氨肝硬化腹水病人，不宜使用堿性利尿藥蛋白質分解代謝過程（二）氨的轉運1、谷氨酰胺的運氨作用2、葡萄糖—丙氨酸循環(huán)氨在血液中主要運輸形式：

以谷氨酰胺、丙氨酸為氨基載體蛋白質分解代謝過程氨腦肌肉谷氨酰胺肝腎氨尿素氨H+NH4+隨尿排泄1、谷氨酰胺(glutamine)的運氨作用意義：谷氨酰胺可以作為腦內固氨、運氨及解除氨毒的形式蛋白質分解代謝過程谷氨酰胺的合成與分解CONH2CH2CH2CHNH2COOH谷氨酰胺酶H2OCOOHCH2CH2CHNH2COOH+NH3谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi氨中毒病人可服用谷氨酸鹽以降低氨濃度(glutaminase)谷氨酸(glutamicacid)谷氨酰胺蛋白質分解代謝過程2、葡萄糖—丙氨酸循環(huán)意義：①實現(xiàn)氨的無毒運輸②為肌肉活動提供能量蛋白質分解代謝過程（三）尿素(urea)的合成鳥氨酸尿素精氨酸瓜氨酸鳥氨酸循環(huán)orinithinecycle尿素循環(huán)ureacycle蛋白質分解代謝過程1、尿素合成過程（肝臟）⑴NH3+CO2

+H2O氨甲酰磷酸合成酶-1Mg2+N-乙酰谷氨酸H2N-CO-O～PO3H22ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸⑵H2N-C-O～PO3H2O=鳥氨酸氨甲酰轉移酶H2N-(CH2)3-CH-COOHNH2PiH2N-C-NH-(CH2)3-CH-COOHO=NH2鳥氨酸瓜氨酸(CPS-1)蛋白質分解代謝過程NH2C=ONH(CH2)3CHNH2COOH+COOHCHNH2CH2COOH精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiNH2C=N-NH(CH2)3CHNH2COOHCOOHCHCH2COOH瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸裂解酶NH2C=NHNH(CH2)3CHNH2COOH+=COOHHCCHHOOC精氨酸延胡索酸⑶蛋白質分解代謝過程⑷NH2C=NHNH(CH2)3CHNH2COOH精氨酸精氨酸酶NH2C=ONH2+NH2(CH2)3CHNH2COOH尿素鳥氨酸H2O蛋白質分解代謝過程線粒體細胞漿經(jīng)腎排出蛋白質分解代謝過程2、尿素合成的小結及意義CO2+2NH3

+3H2O+3ATP===NH2CNH2

+2ADP+AMP+4PiO=合成部位：線粒體、胞液氨的來源：游離氨、天冬氨酸提供氨耗能：3ATP（4個高能磷酸鍵）意義：是肝臟解除氨毒的主要方式蛋白質分解代謝過程肝功能受損尿素合成障礙血氨腦組織供能不足氨中毒(肝昏迷)3、高血氨和氨中毒進入腦組織NH3+α-酮戊二酸=谷氨酸+NH3=谷氨酰胺TCA循環(huán)中的α-酮戊二酸被大量消耗谷氨酸NADH+H+ATP蛋白質分解代謝過程三、α-酮酸的代謝α-酮酸還原氨基化非必需氨基酸合成糖或脂類氧化CO2+H2O+ATP生糖氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸氨基酸NH3蛋白質分解代謝過程生糖和生酮氨基酸種類分類氨基酸生糖氨基酸生糖兼生酮氨基酸苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、異亮氨酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、精氨酸、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、纈氨酸、組氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺蛋白質分解代謝過程四、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(堆積)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管功能紊亂蛋白質分解代謝過程幾種重要的生物活性胺類谷氨酸——γ-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氨酸、甲硫氨酸——多胺蛋白質分解代謝過程1、γ-氨基丁酸（GABA）腦組織活性最高抑制性神經(jīng)遞質谷氨酸脫羧酶谷氨酸γ-氨基丁酸（GABA）蛋白質分解代謝過程2、5-羥色胺（5-HT）5-羥色胺（5-HT）腦內外周

抑制性神經(jīng)遞質強烈的血管收縮劑松果體其分泌有晝夜節(jié)律性調節(jié)免疫功能、抗腫瘤、抗衰老（褪黑激素）乙酰化蛋白質分解代謝過程3、組胺促進胃粘膜分泌胃蛋白酶原及胃酸有血管舒張作用，增加毛細血管通透性引起支氣管痙攣，產生哮喘組胺的功能主要存在肥大細胞中腦內作為中樞神經(jīng)遞質，與控制覺醒和睡眠、調節(jié)情感等有關蛋白質分解代謝過程4、?；撬岷铣赡懼猁}腦組織中含有較多?；撬岬鞍踪|分解代謝過程5、多胺促進核酸蛋白質的生物合成，利于組織增生蛋白質分解代謝過程第四節(jié)一些氨基酸的特殊代謝1.一碳單位代謝2.含硫氨基酸代謝3.芳香族氨基酸代謝4.支鏈氨基酸代謝蛋白質分解代謝過程一、一碳單位代謝氨基酸分解含一個碳原子的基團概念：甘氨酸、組氨酸、絲氨酸、色氨酸、甲硫氨酸載體：不能游離存在，與四氫葉酸（FH4）結合轉運蛋白質分解代謝過程一碳單位的結合點一碳單位與四氫葉酸蛋白質分解代謝過程一碳單位結構與FH4結合位點甲基-CH3N5甲烯基-CH2-N5和N10甲?；?CHO-N5和N10甲炔基-CH=N5和N10亞氨甲基-CH=NHN5一碳單位種類與存在形式蛋白質分解代謝過程嘌呤C2嘌呤C8胸腺嘧啶甲硫氨酸甲硫氨酸循環(huán)一碳單位的生成及互變蛋白質分解代謝過程一碳單位代謝小結甘氨酸、組氨酸、絲氨酸、色氨酸、甲硫氨酸被四氫葉酸（FH4）結合攜帶一碳單位用于嘌呤和嘧啶堿的合成來源去路載體蛋白質分解代謝過程一碳單位代謝的生理意義是聯(lián)系氨基酸代謝與核苷酸代謝的樞紐一碳單位為嘌呤及嘧啶合成提供原料一碳單位代謝障礙可造成某些疾病，如巨幼紅細胞性貧血等蛋白質分解代謝過程二、含硫氨基酸代謝含硫氨基酸甲硫氨酸（蛋氨酸）半胱氨酸胱氨酸蛋白質分解代謝過程（一）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、腎上腺素蛋白質分解代謝過程1、甲硫氨酸循環(huán)RHR-CH3（VitB12）CH3-蛋白質分解代謝過程2、甲硫氨酸循環(huán)的生理意義為體內甲基化反應提供甲基使四氫葉酸得到再生同型半胱氨酸堆積，引起同型半胱氨酸血癥蛋白質分解代謝過程（二）半胱氨酸與胱氨酸代謝胱氨酸半胱氨酸氧化脫羧?；撬嵫趸摪北?氨+H2SH2SO4PAPS谷胱甘肽合成互變（3/磷酸腺苷-5/磷酸硫酸）活性硫酸蛋白質分解代謝過程1、半胱氨酸和胱氨酸的互變半胱氨酸胱氨酸蛋白質分解代謝過程2、半胱氨酸氧化分解為活性硫酸參與硫酸軟骨素、硫酸角質素等物質的合成參與肝臟的生物轉化蛋白質分解代謝過程3、半胱氨酸參與合成谷胱甘肽保護巰基蛋白（酶）不被氧化，阻斷外源性毒物與核酸、蛋白質結合蛋白質分解代謝過程三、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☆蛋白質分解代謝過程苯丙氨酸、酪氨酸代謝苯丙氨酸酪氨酸甲狀腺激素黑色素兒茶酚胺氧化分解苯丙酮酸蛋白質分解代謝過程苯丙氨酸羥化酶NAD(P)H+H+NAD(P)+（一）苯丙氨酸羥化為酪氨酸蛋白質分解代謝過程苯丙酮酸尿