第八章氨基酸和蛋白質(zhì)代謝第1頁/共54頁第十二章

蛋白質(zhì)和氨基酸的代謝納豆第2頁/共54頁第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用第3頁/共54頁一、蛋白質(zhì)的生理功能維持組織細(xì)胞的生長，修補(bǔ)和更新

轉(zhuǎn)變?yōu)樯砘钚苑肿?如酶、激素、抗體等)

氧化供能（17.9KJ/g蛋白質(zhì)）

氨基酸為含氮化合物合成的提供氮源第4頁/共54頁*總氮平衡：攝入氮=排出氮蛋白質(zhì)分解與合成處于平衡，如成人*正氮平衡：攝入氮>排出氮蛋白質(zhì)合成量多于分解量，如兒童、孕婦、康復(fù)的病人*負(fù)氮平衡：攝入氮<排出氮

蛋白質(zhì)分解量多于合成量，如饑餓、消耗性疾病

反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解的動態(tài)關(guān)系二、氮平衡第5頁/共54頁蛋白質(zhì)的需要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/d第6頁/共54頁

——取決于必需氨基酸種類及含量

必需氨基酸：機(jī)體不能合成、必需從食物中攝取：纈、異亮、亮、苯丙、甲硫、色、蘇氨酸、賴

非必需氨基酸：體內(nèi)可合成的氨基酸

半必需氨基酸：嬰幼兒時期合成量不能滿足需要

組氨酸和精氨酸蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值三、必需氨基酸記憶法：借一兩本蛋色書來第7頁/共54頁第二節(jié)蛋白質(zhì)的消化吸收第8頁/共54頁水解蛋白酶氨基酸

吸收入作為氮源和能源進(jìn)行代謝2、內(nèi)源蛋白質(zhì)體蛋白水解蛋白酶氨基酸1、外源蛋白質(zhì)第9頁/共54頁1、蛋白質(zhì)的消化內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶（水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵）外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（從肽鏈兩端開始水解肽鍵）主要的酶類：

據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：第10頁/共54頁NH3+—

NH3+—COO-—COO-—外切酶—氨肽酶隨機(jī)內(nèi)切酶特定氨基酸間限制性內(nèi)切酶外切酶—羧肽酶最終產(chǎn)物—氨基酸第11頁/共54頁消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）第12頁/共54頁（1）

主要部位：小腸A氨基酸運載蛋白堿性氨基酸運載蛋白酸性氨基酸運載蛋白亞氨基酸運載蛋白B-谷氨酸循環(huán)（2）

吸收機(jī)制中性氨基酸運載蛋白2、氨基酸的吸收第13頁/共54頁氨基酸-谷氨?；D(zhuǎn)移酶谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰氨基酸-谷氨酸環(huán)化酶5-氧脯氨酸氨基酸谷胱甘肽合成酶甘氨酸-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰半胱氨酸合成酶谷氨酸5-氧脯氨酸酶半胱氨酸肽酶細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)||||||||||||||||||||||細(xì)胞外-谷氨?；h(huán)—氨基酸吸收第14頁/共54頁3、氨基酸的轉(zhuǎn)化食物蛋白質(zhì)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組織蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤CO2胺第15頁/共54頁第三節(jié)氨基酸代謝的共同途徑第16頁/共54頁（一）脫氨基作用

(DeaminationofAminoAcid)第17頁/共54頁（一）氧化脫氨基作用氨基酸在酶的作用下生成酮酸和氨部位：肝臟、腎臟體內(nèi)谷氨酸脫氫酶的作用非常接近平衡狀態(tài)（DG≈0）重要的例子：L-谷氨酸氧化脫氨基作用-酮戊二酸第18頁/共54頁二.轉(zhuǎn)氨基作用特點：a.可逆，受平衡影響

b.氨基大多轉(zhuǎn)給了α-酮戊二酸（產(chǎn)物谷氨酸）轉(zhuǎn)氨酶α-氨基酸

α-酮酸

α-氨基酸α-酮酸逆過程交換三羧酸循環(huán)丙酮酸α酮戊二酸提問：為什么多轉(zhuǎn)給α-酮戊二酸？答案：來源有保證，谷氨酸可由氧化脫氨迅速降解產(chǎn)生α-酮戊二酸。第19頁/共54頁參與氨基轉(zhuǎn)換的α酮酸主要是α—酮戊二酸，其次是草酰乙酸。除Gly、Lys、Pro、Thr不能轉(zhuǎn)氨外，其他氨基酸都具有轉(zhuǎn)氨作用。最常見作用最強(qiáng)的是:谷丙轉(zhuǎn)氨酶，谷草轉(zhuǎn)氨酶所有轉(zhuǎn)氨酶的輔酶都是：磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺第20頁/共54頁肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)氨酶活力高，是血液的100倍抽血化驗若轉(zhuǎn)氨酶比正常水平偏高可能：肝組織受損破裂結(jié)合乙肝抗原等指標(biāo)進(jìn)一步確定原因查肝功抽血化驗轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)第21頁/共54頁轉(zhuǎn)氨酶種類多、分布廣、活性高但氨基酸沒有真正脫掉氨基氧化脫氨基作用氨基酸氧化酶只有Glu脫氫酶分布廣、活性高，但肌肉缺乏——不是體內(nèi)主要的脫氨基方式第22頁/共54頁最佳脫氨基的方式是？聯(lián)合脫氨基=轉(zhuǎn)氨基+氧化脫氨基①轉(zhuǎn)氨酶與Glu脫氫酶的聯(lián)合脫氨基肝、腎②嘌呤核苷酸循環(huán)骨骼肌、心肌第23頁/共54頁轉(zhuǎn)氨酶與Glu脫氫酶的聯(lián)合脫氨基α-酮戊二酸谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶第24頁/共54頁嘌呤核苷酸循環(huán)轉(zhuǎn)氨酶第25頁/共54頁5.非氧化脫氨主要存在于微生物中的脫氨方式（1）直接脫氨基作用天冬氨酸延胡索酸（2）脫水脫氨基作用絲氨酸α—氨基丙烯酸亞氨基丙酸酮酸（3）脫硫化氫脫氨基作用含硫氨基酸在脫硫化氫酶作用下生成亞氨酸，自發(fā)轉(zhuǎn)變?yōu)楸?。?）水解脫氨蘇氨酸丁酸+丙酸（5）還原脫氨氨基酸在氫化酶作用下生成脂肪族有機(jī)酸和氨第26頁/共54頁二、氨基酸的脫羧基作用（一）作用方式

脫羧酶氨基酸胺+二氧化碳。脫羧酶：只作用于L-AA，除His脫羧酶不需輔酶，其他脫羧酶都以磷酸吡哆醛為輔酶。（二）生理意義1.氨基酸脫羧產(chǎn)生的胺類物質(zhì)一般具有毒性，有的具有強(qiáng)烈的生理效應(yīng)。2.植物中某些氨基酸的脫羧產(chǎn)物可作為合成生物堿及生長刺激素的前體。第27頁/共54頁第四節(jié)氨基酸脫氨產(chǎn)物的代謝第28頁/共54頁（一）氨的來源

一、氨的代謝1、體內(nèi)氨的來源AminoAcid脫氨基(Deamination)腸道細(xì)菌的腐敗作用與尿素(Urea)的分解腎小管上皮分泌—Gln的分解第29頁/共54頁

氨中毒的可能機(jī)制若NH3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)NH3大量積累表現(xiàn)：語言障礙、視力模糊、昏迷、死亡α酮戊二酸大量轉(zhuǎn)化TCA循環(huán)中斷，能量供應(yīng)受阻高血氨第30頁/共54頁正常人血漿中的氨濃度一般不超過0.1mg/100mL兩種主要轉(zhuǎn)運途徑:丙氨酸-葡萄糖途徑谷氨酰胺轉(zhuǎn)運氨

（二）氨的轉(zhuǎn)運第31頁/共54頁血液肝臟肌肉細(xì)胞丙酮酸NH3丙氨酸糖異生葡萄糖聯(lián)合脫氨酵解1、丙氨酸-葡萄糖途徑轉(zhuǎn)氨葡萄糖第32頁/共54頁2、谷氨酰胺的運氨作用在腦、肌肉等組織合成谷氨酰胺，運輸?shù)礁位蚰I再分解為氨和谷氨酸生理意義：谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲藏及運輸形式第33頁/共54頁(主要是肌肉)葡萄糖-丙氨酸循環(huán)及谷氨酰胺轉(zhuǎn)運氨各組織細(xì)胞脫氨NH3谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液肝臟脫氨，轉(zhuǎn)化為排泄形式以Gln、Ala轉(zhuǎn)運氨經(jīng)濟(jì)性高效（一舉兩得）肌肉劇烈運動丙酮酸NH3丙氨酸糖異生葡萄糖脫氨酵解蛋白質(zhì)分解產(chǎn)能第34頁/共54頁（三）氨的排泄合成非必需氨基酸，并參與嘌呤、嘧啶等含氮化合物的合成2.形成無毒的谷氨酰胺（Gln）3.轉(zhuǎn)變成尿酸（禽類）、尿素（哺乳動物）第35頁/共54頁水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動物排尿素各種生物根據(jù)安全、價廉的原則排氨？體內(nèi)水循環(huán)迅速，NH3擴(kuò)散流失快，毒性小。？體內(nèi)水循環(huán)較慢，轉(zhuǎn)變成無毒的尿素。鳥類、爬蟲排尿酸水循環(huán)太慢,轉(zhuǎn)變?yōu)椴蝗苡谒蛩?毒性小第36頁/共54頁1932年HansKrebs提出（四）尿素(urea)的生成機(jī)制排尿動物體內(nèi)，NH3合成尿素在肝臟中通過一個循環(huán)完成的，此循環(huán)稱為尿素循環(huán)(鳥氨酸循環(huán))

。

HansKrebs（1900-1981）TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1953第37頁/共54頁1.氨甲酰磷酸的生成2、瓜氨酸的生成

3.精氨酸的生成4.精氨酸的水解第38頁/共54頁（1）氨基甲酰磷酸的合成（線粒體）

激活劑第39頁/共54頁（2）瓜氨酸的合成第40頁/共54頁（3）精氨酸的合成（胞質(zhì)）第41頁/共54頁（4）精氨酸水解生成尿素第42頁/共54頁鳥氨酸循環(huán)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酸代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尿素內(nèi)膜第43頁/共54頁第44頁/共54頁尿素生成的要點限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶耗能過程：3ATP中4個高能鍵三個氨基酸：鳥氨酸，瓜氨酸，精氨酸N與C來源：氨基酸脫氨和CO2生成1分子尿素，消除2分子氨和1分子CO2第45頁/共54頁2個部位

肝臟線粒體+胞液

2個關(guān)鍵酶

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ、精氨酸代琥珀酸合成酶

2個N

尿素分子中2個N——1個來自NH3、1個來自天冬氨酸

3個重要產(chǎn)物

鳥氨酸、瓜氨酸、精氨酸

4個高能鍵尿素合成是個耗能過程，3ATP中4個高能鍵總結(jié)第46頁/共54頁鳥類、陸生爬蟲排尿酸均來自轉(zhuǎn)氨不溶于水，毒性很小，合成需要更多的能量。提問：為什么這類生物如此排氨？水循環(huán)太慢，保留水分同時不中毒得付出高能量代價。高等植物，以谷氨酰胺或天冬酰胺形式儲存氨，不排氨。第47頁/共54頁

1、氨基化，生成非必需氨基酸

2、轉(zhuǎn)變成糖和脂類

3、氧化供能二、α-酮酸代謝降解為乙酰CoA或乙酰乙酰CoA——生酮氨基酸降解為丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸的氨基酸——生糖氨基酸第48頁/共54頁生糖氨基酸：所有非必需氨基酸+精氨酸和組氨酸生酮氨基酸：亮氨酸生糖兼生酮氨基酸：異亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、酪氨酸(一兩色本來老)第49頁/共54頁碳骨架的氧化（肝臟中）異檸檬酸檸檬酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)乙酰CoAα-酮戊二酸琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸精氨酸組