蛋白質(zhì)水解課件

第十一章蛋白質(zhì)的分解代謝

(proteincatabolism)

1

主要內(nèi)容蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用蛋白質(zhì)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2第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用

（蛋白質(zhì)在營養(yǎng)學(xué)上的重要性）1、是各種生命活動的物質(zhì)基礎(chǔ)2、作為組織結(jié)構(gòu)的材料3、氧化供能3一、*氮平衡（nitrogenbalance）蛋白質(zhì)含氮(N)特點(diǎn):平均16%,

即:1gN≈6.25g.Pr.食物含N量（攝入N）X6.25≈食物Pr.含量；

尿、糞含N量（排出N）X6.25≈Pr.分解量；

Pr.分解

Pr.合成

食物Pr.補(bǔ)充（Pr.合成量）4氮平衡有以下三種情況1、氮總平衡：攝入氮＝排出氮；Pr合成

Pr分解2、氮正平衡：攝入氮＞排出氮；Pr合成＞Pr分解3、氮負(fù)平衡：攝入氮＜排出氮；Pr合成＜Pr分解5最低生理需要量：30～50g/天我國營養(yǎng)學(xué)會推薦的需要量：70～80g/天

(正常成年人每天需要量)二、蛋白質(zhì)的生理需要量6

三、蛋白質(zhì)的*營養(yǎng)價值（一）*必需氨基酸（essentialaminoacid）

指人體不能合成、而必須由食物提供的下列8種氨基酸：

異甲纈、亮、色、苯蘇、賴亮、硫、丙、（二）非必需氨基酸(non-essentialaminoacid)

指人體能合成、不必由食物提供的氨基酸。

營養(yǎng)價值的高低主要取決于必需氨基酸的種類、含量和比例是否與人體蛋白質(zhì)的氨基酸組成接近。7（三）食物*蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用

蛋白質(zhì)的生理價值及互補(bǔ)作用生理價值單獨(dú)食用混合食用食物玉米(Lys少，Trp多)60小米57大豆(Lys多，Trp少)

64小麥67小米57大豆64牛肉

69

73

898第二節(jié)蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗(一)胃內(nèi)消化

胃蛋白酶原胃蛋白酶(pepsin)

蛋白質(zhì)多肽HCl(+)胃蛋白酶性質(zhì)1）pH1.52.52）內(nèi)肽酶9(二)小腸內(nèi)消化胰腺分泌的蛋白酶（胰酶）

胰蛋白酶(trypsin)1）內(nèi)肽酶

糜蛋白酶(chymotrypsin)

彈性蛋白酶(elastase)

羧基肽酶A(carboxypeptidaseA)2）外肽酶

羧基肽酶B3）各種胰酶作用專一性10各類胰酶作用的特異性及其產(chǎn)物

名稱最適PH水解肽鍵的特異性產(chǎn)物

胰蛋白酶8.0~9.0堿性氨基酸的羧基與其他以堿性氨基酸作為羧基氨基酸的氨基所形成的末端的多肽和少量堿性肽鍵氨基酸糜蛋白酶8.0~9.0芳香族氨基酸的羧基與其以芳香族氨基酸作為羧基他氨基酸的氨基所形成的末端的多肽和少量芳香族肽鍵氨基酸彈性蛋白酶8.8脂肪族氨基酸的羧基與其以脂肪族氨基酸作為羧基他氨基酸的氨基所形成的末端的多肽和少量脂肪族肽鍵氨基酸羧基肽酶A7.4中性氨基酸羧基末端的肽鍵寡肽和中性氨基酸羧基肽酶B8.0堿性氨基酸羧基末端的肽鍵寡肽和堿性氨基酸11HAminopeptidaseendopeptidasecarboxypeptidase(aminoacids)(dipeptidase)12

各類胰酶作用結(jié)果（小結(jié)）

胰蛋白酶靡蛋白酶彈性蛋白酶羧基肽酶A羧基肽酶B食物蛋白質(zhì)?寡肽＋?氨基酸13腸黏膜細(xì)胞分泌的蛋白酶1）腸激酶(enterokinase)

胰蛋白酶原胰蛋白酶

糜蛋白酶原糜蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶羧基肽酶原羧基肽酶2）寡肽酶（氨基肽酶和二肽酶）寡肽二肽氨基酸腸激酶（＋）氨基酸氨基肽酶二肽酶(+)141.中性氨基酸載體2.堿性氨基酸載體3.酸性氨基酸載體4.亞氨基酸和甘氨酸載體二、氨基酸的吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)

氨基酸的吸收是需要載體蛋白幫助的、耗能、需鈉的主動吸收過程。

（常見載體類型如下）

15

三.*蛋白質(zhì)的腐敗(putrefaction)

脫氨

R-CH-COOH脫羧R-CH2NH2NH2

（氧化、還原、水解）

酚、吲哚、

H2S、CH4、CO2、NH3等R-COOH腸菌Pr

NH3

CO216

常見腐敗產(chǎn)物17苯丙氨酸酪氨酸

腸菌苯乙胺酪胺肝臟正常解毒

肝病

-羥化酶

腦組織苯乙醇胺羥酪胺假神經(jīng)遞質(zhì)肝性腦昏迷

胺類的毒性（假神經(jīng)遞質(zhì)學(xué)說）1819第三節(jié)氨基酸的一般代謝*氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解

體內(nèi)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20一、氨基酸的脫氨基作用脫氨基作用是氨基酸分解代謝的主要途徑1.轉(zhuǎn)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21（一）*轉(zhuǎn)氨基作用(transamination)轉(zhuǎn)氨酶磷酸吡哆醛

（胺）

特點(diǎn)：1.只轉(zhuǎn)移-NH2、不產(chǎn)生游離NH3；2.輔酶——磷酸吡哆醛/胺(氨基傳遞體)；3.反應(yīng)可逆，逆過程是體內(nèi)合成和改造非必需aa的途徑

；4.體內(nèi)普遍進(jìn)行，并且大多數(shù)aa.可將-NH2基轉(zhuǎn)移給-酮戊二酸生成Glu。22⑴丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT或GPT)

(Alanineaminotransferase,ALT)⑵天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST或GOT)

(Aspartateaminotransferase,AST)1、體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶23CH3CHNH2COOH+COOH(CH2)2C=OCOOHALTCH3C=OCOOH+丙氨酸α-酮戊二酸丙酮酸谷氨酸COOHCH2CHNH2COOH+COOH(CH2)2C=OCOOHASTCOOHCH2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2CHNH2COOH天冬氨酸α-酮戊二酸草酰乙酸谷氨酸+24正常成人各組織中AST和ALT活性（單位/g濕組織）組織名稱AST（GOT）ALT（GPT）心臟

1560007100肝骼肌990004800腎臟9100019000胰臟280002000脾臟140001200肺臟10000700血清

20

1625

2、ALT、AST的臨床診斷意義血清ALT活性異常增高幫助診斷急性肝炎；

血清AST活性異常增高幫助診斷心肌梗塞。

26（二）*氧化脫氨基作用(oxidativedeamination)

L型/D型-氨基酸氧化酶

氨基酸氧化酶

谷氨酸脫氫酶

1.L型/D型-氨基酸氧化酶(aminoacidoxidase)（氧化脫氫、水解脫氨）

氨基酸氧化酶272.L-谷氨酸脫氫酶(glutamatedehydrogenase)L-谷氨酸脫氫酶NAD+NADH+H+（NADP+NADPH+H+）+H2O-H2O

特點(diǎn)分布廣、活性高（肌肉中例外）；2.反應(yīng)可逆；3.谷氨酸脫氫酶是別構(gòu)酶，受GDP（+）/ATP(-)調(diào)節(jié)；4.谷氨酸脫氫酶只能催化谷氨酸發(fā)生脫氨基作用（有局限性）28（三）*聯(lián)合脫氨基作用(conjunctdeamination)（轉(zhuǎn)氨基+氧化脫氨基）

意義1）產(chǎn)生游離NH3，是體內(nèi)脫氨基的重要方式；2）反應(yīng)可逆，其逆過程是合成非必需aa.的重要途徑。29

（四）嘌呤核苷酸循環(huán)(purinenucleotidecycle)（肌肉組織中的重要脫氨基方式）30二、氨的代謝(aminonitrogenmetabolism)（一）氨的來源和去路氨基酸脫氨基胺類氧化腸道吸收生成谷氨酰胺

氨合成其他含氮物合成尿素312）

血中尿素擴(kuò)散到腸道受腸菌腐敗產(chǎn)氨

腸道PH↑NH4+NH3氨吸收

高血氨病人禁用堿性肥皂液灌腸

肝硬化腹水病人，不宜使用堿性利尿藥1）

蛋白質(zhì)受腸菌腐敗產(chǎn)氨腸道吸收的氨（＋）來自32（二）氨的轉(zhuǎn)運(yùn)(aminonitrogentransportation)1、谷氨酰胺的運(yùn)氨作用2、葡萄糖—丙氨酸循環(huán)氨在血液中的運(yùn)輸方式33肝或腎+NH31.谷氨酰胺的運(yùn)氨作用

合成尿素形成NH4+

H+肝腎隨尿排出

意義1)在血液中,以Gln形式運(yùn)NH3,可以保持低血NH3濃度;2)在腦組織,形成Gln是暫時解除NH3毒的重要方式。

谷氨酰胺酶342、葡萄糖—丙氨酸循環(huán)(alanine-glucosecycle)意義：1)實(shí)現(xiàn)氨的無毒運(yùn)輸;2)為肝組織提供糖異生原料。35（三）尿素的合成——鳥氨酸循環(huán)（肝臟）

(ornithinecycle)鳥氨酸尿素精氨酸瓜氨酸361、尿素合成過程（肝臟）⑴

NH3

+CO2

+

H2O

氨甲酰磷酸合成酶ⅠMg2+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(zhuǎn)移酶H2N-(CH2)3-CH-COOHNH2PiH2N-C-NH-(CH2)3-CH-COOHONH2鳥氨酸瓜氨酸37NH2C=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⑶38⑷精氨酸水解生成尿素NH2C=NHNH(CH2)3CHNH2COOH精氨酸精氨酸酶NH2C=ONH2+NH2(CH2)3CHNH2COOH尿素鳥氨酸H2O392、尿素合成的小結(jié)及意義線粒體細(xì)胞漿CO2+2NH3+3H2O+3ATP==NH2CNH2+2ADP+AMP+4PiO經(jīng)腎隨尿排出2ATPATP總結(jié)果意義解除氨毒403、氨中毒學(xué)說

肝功能受損→尿素合成障礙→血氨（高血氨癥）

大量氨進(jìn)入腦組織

NH3+-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺

嚴(yán)重發(fā)展NADH+H+、ATP→能源物質(zhì)消耗-酮戊二酸→TCAC受抑→ATP生成

NADH+H+ATP

腦組織供能不足

肝昏迷41三、α-酮酸的代謝(-ketoacidmetabolism)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

NH342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43四、氨基酸的脫羧基作用(aminoaciddecarboxylation)氨基酸

氨基酸脫羧酶

(磷酸吡哆醛)

胺(重要生理功能)+CO2(堆積)神經(jīng)系統(tǒng)、心血管功能紊亂44幾種重要的生物活性胺類谷氨酸

γ-氨基丁酸（-aminobutyricacid,GABA）色氨酸

5-羥色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）組氨酸

組胺(histamine)半胱氨酸

?；撬?taurine)鳥氨酸、甲硫氨酸

多胺(polyamines)

451、γ-氨基丁酸（GABA）(腦組織活性最高)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)

谷氨酸脫羧酶谷氨酸γ-氨基丁酸（GABA）462、5-羥色胺（5-HT）5-羥色胺（5-HT）

腦內(nèi)外周

抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，與調(diào)節(jié)睡眠、體溫和鎮(zhèn)痛等有關(guān)強(qiáng)烈的血管收縮劑（褪黑激素）乙酰化松果體

其分泌有晝夜節(jié)律性和季節(jié)性節(jié)律與內(nèi)分泌和免疫調(diào)節(jié)功能有關(guān)473、組胺48組胺的功能

組胺主要存在于肥大細(xì)胞中

有血管舒張作用，增加毛細(xì)血管通透性,血壓↓促進(jìn)胃粘膜分泌胃蛋白酶原及胃酸引起支氣管痙攣，產(chǎn)生哮喘腦內(nèi)有神經(jīng)遞質(zhì)作用，與控制覺醒和睡眠、調(diào)節(jié)情感、記憶等功能有關(guān)。494、?；撬?/p>

合成膽汁酸鹽

腦內(nèi)具有抑制性遞質(zhì)作用505、多胺調(diào)節(jié)核酸、蛋白質(zhì)的生物合成，促進(jìn)細(xì)胞生長51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

52一、一碳單位代謝甘氨酸、組氨酸、絲氨酸、色氨酸、甲硫氨酸被四氫葉酸（FH4）結(jié)合攜帶一碳單位*(onecarbonunit)參與嘌呤和嘧啶堿的合成來源去路載體531、一碳單位種類一碳單位結(jié)構(gòu)與FH4結(jié)合位點(diǎn)甲基(methyl)-CH3N5甲烯基(methylene)-CH2-N5和N10甲酰基(formyl)-CHO-N5和N10甲炔基(methenyl)-CH=N5和N10亞氨甲基(formimino)-CH=NHN105455

3、一碳單位的生成及互變嘌呤C2嘌呤C8胸腺嘧啶甲硫氨酸甲硫氨酸循環(huán)564、一碳單位代謝的生理意義1）一碳單位經(jīng)FH4攜帶，參與嘌呤堿和嘧啶堿的合成；2）N5-CH3·FH4經(jīng)甲硫氨酸循環(huán)過程提供CH3,參與重要甲基化合物的合成(FH4缺乏時,

一碳單位代謝障礙,可引起某些疾病,如巨幼紅細(xì)胞性貧血等

)57二、含硫氨基酸代謝含硫氨基酸甲硫氨酸（蛋氨酸,

methionine,Met）半胱氨酸(cysteine,Cys)胱氨酸(cystine)58（一）甲硫氨酸代謝+（ATP）

（SAM）S-腺苷同型半胱氨酸CH3肌酸、膽堿、腎上腺素活化轉(zhuǎn)甲基再生591、甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)RHR-CH3(CH3-B12

）N5-CH3-FH4（甲基受體）（甲基化合物）602、甲硫氨酸循環(huán)的生理意義

1）為體內(nèi)合成甲基化合物提供甲基

2）使四氫葉酸得到再生

①B12不足也會出現(xiàn)類似于葉酸缺乏的癥狀——

巨幼紅細(xì)胞性貧血

②同型半胱氨酸堆積→動脈粥樣硬化及心血管疾病。61

（二）半胱氨酸與胱氨酸代謝

1、半胱氨酸和胱氨酸的互變半胱氨酸胱氨酸622、半胱氨酸的氧化分解參與硫酸軟骨素、硫酸角質(zhì)素和肝素等粘多糖的合成參與肝臟的生物轉(zhuǎn)化PAPS【O】CO2[O]NH3633、半胱氨酸參與合成谷胱甘肽(glutathione,GSH)

GSH具有抗氧化作用；

GSH參與藥物、毒物的解毒作用64半胱氨酸與胱氨酸代謝小結(jié)胱氨酸半胱氨酸氧化脫羧牛磺酸

膽鹽

(bileacidsalt)氧化脫氨

丙酮酸+H2SO4

（糖代謝）生物轉(zhuǎn)化

(biologicaltransformation)GSH合成互變

抗氧化作用參與生物轉(zhuǎn)化65三、芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸苯丙氨酸*(phenyalanine,Phe)酪氨酸*(tyrosine,Tyr)色氨酸(tryptophane,Trp)66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67（一）苯丙氨酸羥化為酪氨酸苯丙氨酸羥化酶*NAD(P)H+H+NAD(P)+68苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶*酪氨酸苯丙酮酸轉(zhuǎn)氨基苯丙酮酸尿癥（PKU）對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性,智力發(fā)育障礙（缺乏）69PKU患者智力低下，60%患兒有腦電圖異常，頭發(fā)細(xì)黃，皮膚色淡和虹膜淡黃色，驚厥，尿有“發(fā)霉”臭味或鼠尿味。70二碘酪氨酸（二）酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榧谞钕偌に兀═3、T4）

酪氨酸