第八章蛋白質分解代謝

（ProteinCatabolism）生物化學蛋白質分解代謝專家講座第1頁內容提要蛋白質營養(yǎng)價值與氮平衡外源蛋白質消化吸收與腐敗氨基酸分解、氨基酸脫氨基方式

α-酮酸代謝去路血氨運輸、代謝去路尿素生成過程一碳單位、蛋氨酸循環(huán)蛋氨酸、半胱氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸特殊代謝衍生物生物化學蛋白質分解代謝專家講座第2頁第一節(jié)蛋白質營養(yǎng)作用蛋白質生物學功效：是生物體構件分子；含有塑造功效；含有支持作用；含有催化作用；含有運輸作用；含有貯存作用；含有免疫功效；含有調整作用。維持細胞和組織生長、更新和修補、以及催化、運輸、代謝調整等作用提供能量：16.7kJ/克蛋白質；16.7kJ/克葡萄糖；38.9kJ/克脂肪生物化學蛋白質分解代謝專家講座第3頁一、人體氮平衡及對蛋白質需要量（一）氮平衡：測定攝入氮量與排出氮量來反應蛋白質代謝情況。氮總平衡：攝入氮=排出氮氮正平衡：攝入氮>排出氮氮負平衡：攝入氮<排出氮生物化學蛋白質分解代謝專家講座第4頁（二）生理需要量：一個個體在不進食蛋白質8～10天后，排氮量基本恒定為53mg/kg體重。問：60Kg體重人天天分解多少克蛋白質？答：20g問：天天補充20克食物蛋白能滿足機體需求嗎？答：不能問：為什麼？答：存在利用率與質差異生物化學蛋白質分解代謝專家講座第5頁二、蛋白質營養(yǎng)價值（一）必需氨基酸與非必需氨基酸1.必需氨基酸定義：2.必需氨基酸種類：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp3.非必需氨基酸半必需氨基酸：Tyr和Cys生物化學蛋白質分解代謝專家講座第6頁（二）蛋白質營養(yǎng)價值蛋白質營養(yǎng)價值取決于其所含有必需氨基酸數量及種類。食物蛋白互補作用：谷類蛋白質中Lys↓、Trp↑;大豆蛋白質Lys↑、Trp↓生物化學蛋白質分解代謝專家講座第7頁第二節(jié)食物蛋白質消化、吸收與腐敗一、蛋白質消化生物化學蛋白質分解代謝專家講座第8頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第9頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第10頁二、氨基酸吸收與轉運經過氨基酸載體吸收中性氨基酸轉運蛋白堿性氨基酸轉運蛋白酸性氨基酸轉運蛋白亞氨基酸轉運蛋白β-氨基酸轉運蛋白二肽轉運蛋白三肽轉運蛋白生物化學蛋白質分解代謝專家講座第11頁三、蛋白質腐敗作用蛋白質腐敗作用是腸菌對未消化蛋白質及未吸收氨基酸代謝作用。產生有用物質如維生素K、泛酸、生物素、葉酸和維生素B12產生有害物質如胺類、酚類、吲哚、H2S、NH3等生物化學蛋白質分解代謝專家講座第12頁（一）胺類生成生物化學蛋白質分解代謝專家講座第13頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第14頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第15頁3生物化學蛋白質分解代謝專家講座第16頁4生物化學蛋白質分解代謝專家講座第17頁（二）酚類生成生物化學蛋白質分解代謝專家講座第18頁(三)生物化學蛋白質分解代謝專家講座第19頁（四）硫化氫生成生物化學蛋白質分解代謝專家講座第20頁（五）氨生成生物化學蛋白質分解代謝專家講座第21頁第三節(jié)體內蛋白質降解體內蛋白質降解路徑：溶酶體路徑：主要降解細胞外起源蛋白質，以及膜蛋白和細胞內長壽命蛋白質。細胞液路徑：主要降解異常蛋白質和短壽命蛋白質生物化學蛋白質分解代謝專家講座第22頁（一）溶酶體路徑—非ATP依賴性蛋白降解路徑生物化學蛋白質分解代謝專家講座第23頁（二）細胞液路徑—ATP依賴性蛋白降解路徑ε生物化學蛋白質分解代謝專家講座第24頁第四節(jié)氨基酸普通代謝生物化學蛋白質分解代謝專家講座第25頁一、氨基酸脫氨基作用（一）轉氨基作用1.轉氨基反應及轉氨酶生物化學蛋白質分解代謝專家講座第26頁體內兩個主要轉氨基反應ALT是反應肝損傷一個靈敏指標。血清ALT正常參考值（連續(xù)檢測法）：5～40U/L生物化學蛋白質分解代謝專家講座第27頁AST以往用于診療急性心梗血清AST正常參考值（連續(xù)檢測法）：8～40U/L生物化學蛋白質分解代謝專家講座第28頁2.轉氨酶催化機理轉氨酶輔酶是磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺生物化學蛋白質分解代謝專家講座第29頁正常成人各種組織器官中AST和ALT含量組織器官AST（U/g濕組織）ALT（U/g濕組織）心肌1560007100肝1444000骨骼肌990004800腎9100019000胰腺28000

脾140001200肺10000700血清2016生物化學蛋白質分解代謝專家講座第30頁（二）L-谷氨酸氧化脫氨基作用生物化學蛋白質分解代謝專家講座第31頁（三）聯(lián)合脫氨基作用轉氨酶與Ｌ-谷氨酸脫氫酶聯(lián)合脫氨基作用嘌呤核苷酸循環(huán)（骨骼肌和心肌）（Ｌ-谷氨酸脫氫酶活性低）生物化學蛋白質分解代謝專家講座第32頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第33頁

生物化學蛋白質分解代謝專家講座第34頁（四）其它脫氨基作用H2ONH3COOHCH—NH2CH2—OHCOOHCH—NHCH3分子重排H2OCOOHCH—OCH3生物化學蛋白質分解代謝專家講座第35頁二、氨代謝（一）血氨起源1.氨基酸脫氨基作用(主要起源)2.腸道吸收氨（主要起源）（1）腸菌腐敗（2）尿素分解3.腎小管上皮細胞泌氨4.其它（1）胺氧化（2）嘧啶堿分解生物化學蛋白質分解代謝專家講座第36頁二、氨轉運血氨正常值：<60μmol/L生理pH時，血氨98.5%以NH4+形式存在血氨運輸形式：1.谷氨酰胺運氨作用；2.丙氨酸-葡萄糖循環(huán)體內NH3主要去路是在肝合成尿素生物化學蛋白質分解代謝專家講座第37頁1.谷氨酰胺（Gln）運氨作用意義：Gln即是氨一個解毒形式，也是氨儲存和運輸形式。生物化學蛋白質分解代謝專家講座第38頁臨床上用天冬氨酸酶治療白血病生物化學蛋白質分解代謝專家講座第39頁2.丙氨酸-葡萄糖循環(huán)意義：首先使肌肉中氨以無毒Ala形式運到肝合成尿素，另首先又為肝糖異生提供原料。此循環(huán)為預防血氨增高有主要意義。生物化學蛋白質分解代謝專家講座第40頁（三）尿素生成—鳥氨酸循環(huán)概況合成尿素是體內NH3主要去路合成尿素組織器官：肝（主要）、腎、腦合成尿素細胞部位：線粒體和胞液關鍵酶：精氨酸代琥珀酸合成酶尿素分子中兩個N原子：直接或間接來自于各種氨基酸合成尿素所需CO2：來自于HCO3-生物化學蛋白質分解代謝專家講座第41頁（1）肝是尿素合成主要器官—試驗證實(1)將狗肝切除，發(fā)覺血中尿素量下降。(2)給肝切除狗喂氨基酸，發(fā)覺其血內氨基酸積存，血氨增高。(3)將狗腎切除，發(fā)覺血中尿素增加。(4)將狗肝、腎同時切除，發(fā)覺血氨顯著增加。1.鳥氨酸循環(huán)發(fā)覺生物化學蛋白質分解代謝專家講座第42頁（2）鳥氨酸循環(huán)發(fā)覺(1)大鼠肝切片與碳酸鹽和銨鹽保溫，發(fā)覺銨鹽降低，尿素生成說明NH4+參加了尿素合成(2)大鼠肝切片與碳酸鹽、銨鹽，并分別加入瓜氨酸、鳥氨酸和精氨酸保溫。發(fā)覺任何一個它們都能加速尿素合成。說明瓜氨酸、鳥氨酸和精氨酸參加了尿素合成(3)大鼠肝切片與碳酸鹽、銨鹽，瓜氨酸和鳥氨酸一起精氨酸保溫。發(fā)覺鳥氨酸降低，瓜氨酸增多。推測鳥氨酸是瓜氨酸前體。(4)精氨酸酶催化精氨酸水解產生尿素和鳥氨酸推測精氨酸是鳥氨酸前體。(5)15NH4Cl飼犬，發(fā)覺精氨酸和尿素分子中含15N，鳥氨酸分子中不含15N深入說明精氨酸是鳥氨酸前體，NH3參加尿素合成。生物化學蛋白質分解代謝專家講座第43頁(6)用3H標識鳥氨酸飼犬，發(fā)覺精氨酸分子中出現3H說明鳥氨酸形成了精氨酸碳架(7)15NH4Cl和用NaH14CO3標識碳酸鹽飼犬，發(fā)覺尿素分子中出現15N和14C。說明NH4+和CO2參加尿素合成你能寫出鳥氨酸循環(huán)簡單過程嗎？生物化學蛋白質分解代謝專家講座第44頁2.鳥氨酸循環(huán)詳細過程生物化學蛋白質分解代謝專家講座第45頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第46頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第47頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第48頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第49頁

生物化學蛋白質分解代謝專家講座第50頁4.尿素合成調整食物蛋白影響氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（CPS-Ⅰ）調整N-乙酰谷氨酸（AGA）是CPS-Ⅰ變構激活劑，精氨酸是AGA合成酶激活劑。精氨酸代琥珀酸合成酶調整生物化學蛋白質分解代謝專家講座第51頁尿素循環(huán)小結合成主要器官肝合成細胞內部位線粒體和胞液限速酶精氨酸代琥珀酸合成酶尿素分子中C原子起源HCO32-尿素分子中N原子起源氨基酸生理意義解氨毒問題：您能對尿素循環(huán)做個小結嗎？生物化學蛋白質分解代謝專家講座第52頁(四)氨其它代謝去路1.生成銨鹽排泄2.合成氨基酸3.參加嘧啶核苷酸合成生物化學蛋白質分解代謝專家講座第53頁（五）高血氨癥與氨中毒血氨正常值：<60μmol/L高血氨癥:肝功效嚴重損傷，尿素合成障礙，血氨增高。肝昏迷或肝性腦?。簢乐馗尾∫l(fā)以代謝紊亂為基礎中樞神經系統(tǒng)綜合癥。臨床表現主要是意識障礙和昏迷。氨中毒學說是肝昏迷機制之一。血NH3增高谷氨酸大腦能量供給不足昏迷嚴重肝病尿素合成障礙生物化學蛋白質分解代謝專家講座第54頁三、α--酮酸代謝（一）生成非必需氨基酸（二）轉變成糖和脂類生酮氨基酸：Leu、Lys生酮兼生糖氨基酸：Ile、Phe、Trp、Tyr生糖氨基酸：余下者（三）氧化功效生物化學蛋白質分解代謝專家講座第55頁氨基酸、糖、脂肪代謝聯(lián)絡

▲生酮氨基酸

○生糖兼生酮氨基酸

未標識為生糖氨基酸生物化學蛋白質分解代謝專家講座第56頁第五節(jié)一些氨基酸特殊代謝生物化學蛋白質分解代謝專家講座第57頁一、氨基酸脫羧基作用生物化學蛋白質分解代謝專家講座第58頁

γ－氨基丁酸作用抑制性神經遞質，抑制突觸傳導（一）-氨基丁酸（GABA）生物化學蛋白質分解代謝專家講座第59頁（二）組胺體內許多組織肥大細胞及嗜堿性細胞在過敏反應、創(chuàng)傷等情況下產生組胺組胺是一個強血管擴張劑組胺可使平滑肌收縮組胺還能促進胃黏膜細胞分泌胃蛋白酶及胃酸生物化學蛋白質分解代謝專家講座第60頁（三）5-羥色胺在腦視丘下部，大腦皮層以及神經細胞突觸小泡內含量很高，它是一個神經遞質，直接影響神經傳導含有強烈血管收縮作用生物化學蛋白質分解代謝專家講座第61頁（四）多胺包含腐胺、亞精胺和精胺亞精胺、精胺是調整細胞生長、促進細胞增殖主要物質。臨床上經過測定癌瘤病人血液和尿液中多胺含量作為觀察病情指標腐胺L-鳥氨酸CO2脫羧酶氨丙基轉移酶（精脒合成酶）亞精胺（精脒）甲硫腺苷蛋氨酸SAM脫羧SAMCO2精胺氨丙基轉移酶（精胺合成酶）脫羧SAM甲硫腺苷生物化學蛋白質分解代謝專家講座第62頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第63頁二、一碳單位代謝（一）一碳單位概念與形式概念：形式：一碳單位載體：生物化學蛋白質分解代謝專家講座第64頁4.一碳單位通常結合在FH4N5和N10位甲基亞氨甲基甲?；柞；鶃喖谆兹不锘瘜W蛋白質分解代謝專家講座第65頁（二）一碳單位生成與互變1.一碳單位生成主要起源于Ser、Gly、His、Trp代謝生物化學蛋白質分解代謝專家講座第66頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第67頁生物化學蛋白質分解代謝專家講座第68頁2.一碳單位互變生物化學蛋白質分解代謝專家講座第69頁（三）一碳單位生理作用參加合成嘌呤和嘧啶核苷酸參加膽堿、腎上腺素、肌酸、肉毒堿合成生物化學蛋白質分解代謝專家講座第70頁三、含硫氨基酸代謝體內含硫氨基酸：蛋氨酸（甲硫氨酸）、半胱氨酸和胱氨酸生物化學蛋白質分解代謝專家講座第71頁（一）蛋氨酸代謝1.蛋氨酸循環(huán)—SAM生成與作用生物化學蛋白質分解代謝專家講座第72頁問題：為何葉酸或維生素B12缺乏會引發(fā)巨幼紅細胞貧血？生物化學蛋白質分解代謝專家講座第73頁2.肌酸與磷酸肌酸生物化學蛋白質分解代謝專家講座第74頁（二）半胱氨酸和胱氨酸代謝1.半胱氨酸與胱氨酸互變生物化學蛋白質分解代謝專家講座第75頁2.?；撬嵘蒀H2-SHCH-NH2COOHＬ－半胱氨酸3[O]CH2-SO3HCH-NH2COOH磺基丙氨酸CO2磺基丙氨酸脫羧酶CH2-SO3HCH2-NH2牛磺酸生物化學蛋白質分解代謝專家講座第76頁３、活性硫酸根生成脫巰基酶