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文檔簡介

1、第三十章蛋白質降解和氨基酸分解代謝,(1)掌握氨基酸的脫氨方式:氨在體內的轉運;尿素鳥氨酸循環(huán)的器官和細胞定位、反應過程和特點;一個碳單位的概念、載體和生理功能。(2)熟悉蛋白質降解的反應機理;氨基酸脫羧:氨基酸脫羧酶及其輔酶;谷氨酸、組氨酸和酪氨酸的脫羧產物;尿素合成的調整;氨基酸碳架的氧化途徑;糖原生成氨基酸和酮生成氨基酸;一個碳單元的類型和形式,產生一個碳單元的氨基酸和一個碳單元的相互轉化;氨基酸代謝產生的生物活性物質;氨基酸及其重要衍生物的合成;一氧化氮、谷胱甘肽、肌酸、卟啉和血紅素的生物合成。(3)了解蛋白質的降解;蛋白質降解的特點;人體對外援蛋白的需求及其消化;氨排泄;氨基酸代謝缺

2、乏。第一節(jié)是蛋白質的降解和蛋白質降解的意義:1 .消除異常蛋白質2。細胞調節(jié)新陳代謝的一種方式。細胞選擇性降解異常蛋白質。血紅蛋白在與氨基氯丁酸結合后被降解。2.處于重要代謝控制位置的酶降解迅速(短命蛋白主要是調節(jié)蛋白或酶);管家蛋白的降解速度較慢(長壽蛋白主要是管家蛋白)。3.細胞中蛋白質降解的速率與營養(yǎng)和激素狀態(tài)有關。營養(yǎng)缺乏,周轉加快,一是蛋白質降解的特點,二是蛋白質降解的反應機制,溶酶體途徑:蛋白質的非選擇性降解,主要降解外源蛋白,膜蛋白和長壽命胞內蛋白,自噬抑制劑:氯喹,2。三磷酸腺苷和泛素依賴性降解途徑:在細胞液中進行,主要降解異常蛋白和短命蛋白。泛素需要三磷酸腺苷和泛素,是一種含

3、有76個氨基酸的小分子蛋白質,在真核細胞中普遍存在。泛素化蛋白:泛素與降解蛋白形成共價連接,從而激活后者。泛素介導的蛋白質降解過程、蛋白質泛素化過程、蛋白酶體降解:泛素蛋白質和各種蛋白質形成蛋白酶體,蛋白酶體降解蛋白質。(1)蛋白質營養(yǎng)的重要性,1)維持細胞和組織的生長、更新和修復,2)參與許多重要的生理活動,如催化(酶)、免疫(抗原和抗體)、運動(肌肉)、物質轉運(載體)、凝血(凝血系統(tǒng))等。3.氧化能量供應:人體每日能量的18%由蛋白質提供。(17kJ/g蛋白質,可被糖或脂肪替代);3.身體對外來蛋白質的需求及其消化;2.蛋白質需求和營養(yǎng)價值;1.氮平衡)16。食物攝入中的氮含量與糞便(尿

4、液和糞便)中的氮含量之間的關系??偟胶猓旱獢z入=氮排泄(正常成人),正氮平衡:氮攝入(兒童、孕婦等)。),負氮平衡:氮攝入(饑餓、消瘦疾病患者),氮平衡的意義:它能反映體內蛋白質代謝的一般情況。2。生理需求,成人:分解20g/天;最低要求是30-50克/天,中國營養(yǎng)學會推薦的80克/天。3.蛋白質的營養(yǎng)價值,另外12種氨基酸可以在體內合成,它們被稱為非必需氨基酸。半必需氨基酸:雖然組氨酸和精氨酸可以在人體內合成,但合成量很小,不能滿足人體的需要。如果它們長期缺乏,也會導致負氮平衡,所以我們稱它們?yōu)榘氡匦璋被帷5鞍踪|的營養(yǎng)價值,取決于必需氨基酸的數量、類型和比例。它越接近人類蛋白質,其營養(yǎng)價

5、值就越高。蛋白質互補意味著低營養(yǎng)價值的蛋白質可以一起食用,它們的必需氨基酸可以相互補充以提高它們的營養(yǎng)價值。比如:谷類蛋白質:賴氨酸少,色氨酸多;豆類蛋白質:賴氨酸多,色氨酸少;(3)蛋白質消化,胃蛋白酶將食物蛋白水解成多肽、寡肽和少量氨基酸。胃蛋白酶能凝結牛奶中的酪蛋白,并在小腸中消化。消化酶有兩種類型:外肽酶,如羧肽酶A、羧肽酶B、氨肽酶、二肽酶等。內肽酶:如胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶。2.所產生的寡肽被寡肽酶如氨肽酶和二肽酶水解成氨基酸。95%的食物蛋白質在腸道中完全水解成氨基酸。氨基酸,蛋白水解酶作用示意圖,可以保護胰腺組織免受蛋白酶自消化。確保酶在其特定位置和環(huán)境中發(fā)揮催化作用。

6、酶原也可以被認為是酶的儲存形式。酶原激活的意義;(4)氨基酸的吸收,吸收部位:主要在小腸:氨基酸、寡肽和二肽的吸收機制:能量消耗的主動吸收過程;1.氨基酸吸收載體、載體蛋白、氨基酸和鈉形成三重態(tài),通過三磷酸腺苷的供給將三重態(tài)的氨基酸轉移到細胞中,然后通過鈉泵將鈉從細胞中排出。載體類型、中性氨基酸載體(主載體)、堿性氨基酸載體、酸性氨基酸載體、亞氨基酸和甘氨酸載體、氨基酸進入組織和細胞的主動轉運機制、ADP、Pi、三磷酸腺苷、鉀、鉀、鈉、鈉、外、膜、內、2。-谷氨酰循環(huán)轉運氨基酸,-谷氨酰循環(huán)過程:谷胱甘肽轉運氨基酸,谷胱甘肽再合成,Cys-Gly,胞外,-谷氨酰轉移酶,細胞膜,谷胱甘肽,胞內,

7、-谷氨酰循環(huán)過程,氨基酸,內容物,利用腸粘膜細胞上的二肽,3。肽吸收,(5)蛋白質腐敗,腸道細菌對未消化和吸收的蛋白質及其消化產物的影響,而腐敗產物大多是有害的,如胺、氨、酚、吲哚等;它還能產生少量的脂肪酸、維生素和其他身體可以利用的物質。蛋白質腐敗。產生胺,假神經遞質,一些物質具有類似于神經遞質的結構,可以替代正常的神經遞質并影響大腦功能,因此它們被稱為假神經遞質。-羥基酪胺和苯乙醇胺在結構上類似于兒茶酚胺。它們可以取代兒茶酚胺并與腦細胞結合,但不能傳遞神經沖動,從而導致大腦異常抑制。2。氨的產生,(2)臨床應用:當肝昏迷發(fā)生時,治療血氨的能力降低。給予腸道抑菌藥物,降低腸道酸堿度,減少腸道

8、中NH3的生成。NH3被轉化為NH4,并以胺鹽的形式排出,這可以減少氨的吸收。這是酸灌腸的基礎。血液、浸潤、腸道、腎臟、排泄(20g)、NH2-CO-NH2、肝臟合成、NH3(25%)7g、NH2-CO-NH2、脲酶(大腸桿菌)、2NH3 CO2(4g)、腸道吸收、肝功能損害:血液NH3抑制腸道細菌、第2節(jié)氨基酸分解代謝、氨基酸的一般代謝、1-2%/總蛋白質/蛋白質半衰期/天降解、蛋白質將其原始濃度降低一半所需的時間,用t1/2表示,氨基酸代謝池、 被食物蛋白吸收的氨基酸(外源氨基酸)與體內組織蛋白降解產生的氨基酸(內源氨基酸)混合,分布于全身參與代謝,稱為氨基酸代謝文庫。氨基酸代謝文庫,氨基

9、酸代謝概況,內容,氨基酸分解代謝概況,1。氨基酸脫氨基的關鍵內容,定義為氨基酸脫氨基生成相應酮酸的過程。脫氨方式,氧化脫氨和轉氨結合脫氨和非氧化脫氨,(1)轉氨,1。定義為在轉氨酶的作用下,一個氨基酸除去-氨基生成相應的-酮酸,而另一個-酮酸得到這個氨基生成相應的氨基酸。2.反應式中,除賴氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸外,大多數氨基酸都可以參與轉氨作用。正常組織(單位/克濕重組織)的轉氨酶、谷草轉氨酶和GPT活性以及血清轉氨酶活性可作為臨床疾病診斷和預后的指標之一。轉氨作用的機制。轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛(vitb6),o=ch,ch2op 3h 2,ohch3,h2n-ch,ch2op 3h 2,o

10、hch3,磷酸鹽。5。轉氨作用的生理意義,(2)氧化脫氨作用:L-谷氨酸氧化脫氨作用,存在于肝、腦和腎中。輔酶是NAD或NADP GTP,三磷酸腺苷是它的抑制劑,腺苷二磷酸是它的激活劑,催化酶是谷氨酸脫氫酶,谷氨酸,NH3,-酮戊二酸,NAD (P),NAD()。對于其它脫氨基作用,左旋氨基酸氧化酶是一種需氧脫氫酶,以FAD或FMN為輔助基團,被去除的氫原子被轉移到O2中生成H2O2。這種酶的活性不高,在各種組織和器官中的分布有限,所以作用不大。(4)聯合脫氨,氨基酸的脫氨過程通過兩種脫氨方法的組合產生酮酸。2。型,轉氨基偶聯氧化脫氨,1。定義,氨基偶聯嘌呤核苷酸循環(huán),氨基偶聯氧化脫氨,H2O

11、 NAD,轉氨酶,它不僅是氨基酸脫氨的主要途徑,也是體內合成非必需氨基酸的主要途徑。主要在肝和腎組織。轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環(huán),蘋果酸,腺苷酸琥珀酸,次黃嘌呤核苷酸(IMP),腺苷酸琥珀酸合成酶,主要在肌肉組織中。脫羧;(5)氨基酸脫羧;(6)氨的命運(關鍵內容);氨的代謝氨是人體的正常代謝產物,具有毒性。人體內的氨主要在肝臟中合成尿素并解毒。正常人血液中的氨濃度一般不超過0.6摩爾/升.生物世界排泄氨的方式如下:1 .許多水生動物。尿酸排泄:鳥類和陸生爬行動物。尿素排泄:大多數脊椎動物。血氨的來源和途徑。血氨的來源氨基酸脫氨產生的氨是血氨的主要來源,而胺的分解也能產生氨,氨被腸道吸收并由腎小

12、管上皮細胞分泌。血氨的途徑是在肝臟合成尿素,這是最重要的途徑。合成非必需氨基酸和其他含氮化合物,并合成谷氨酰胺。腎小管分泌氨,分泌的NH3在酸性條件下產生NH4,隨尿液排出。NH3、氨基酸脫氨、腸道蛋白質的谷氨酰胺(腎)、尿素合成谷氨酰胺合成核苷酸、尿中非必需氨基酸NH4、體內氨的來源和途徑:1。氨轉運谷氨酰胺,反應過程中,谷氨酰胺在大腦和肌肉中合成,轉運到肝臟和腎臟,然后分解成氨和谷氨酸進行解毒。(2)氨運輸,2。丙氨酸-葡萄糖循環(huán),反應過程,丙氨酸,葡萄糖,肌肉蛋白,氨基酸,NH3,谷氨酸,酮戊酸,丙酮酸,糖酵解途徑,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸。尿素循環(huán),糖異生,肝臟,丙氨酸-葡萄糖循環(huán),

13、葡萄糖,內容,第三節(jié)尿素的形成,(1)尿素循環(huán)的發(fā)現是最早的代謝循環(huán)。1932年,漢斯克雷布斯和他的學生發(fā)現鳥氨酸、精氨酸、瓜氨酸、兩個氨分子與一個CO2分子結合形成一個分子。這種生成過程,即漢斯克雷布斯和庫爾特亨斯利特提出的尿素生成過程,被稱為鳥氨酸循環(huán),也稱為尿素循環(huán)或克雷布斯-亨斯利特循環(huán)。它可以分為四個步驟:反應在線粒體中進行,1。氨甲酰磷酸合成酶催化氨甲酰磷酸的合成。N-乙酰谷氨酸是它的激活劑,反應消耗2分子三磷酸腺苷。N-乙酰谷氨酸,2。鳥氨酸氨甲酰轉移酶(OCT)催化瓜氨酸的合成,該酶通常與CPS-形成復合物。這種反應發(fā)生在線粒體中,產生瓜氨酸,然后進入細胞液。3.精氨酸的合成,

14、反應是在細胞液中進行的。精氨酸琥珀酸的裂解,4。精氨酸水解,鳥氨酸循環(huán),線粒體,細胞液,含量,(3)反應概述,原料:2分子氨,一個來自游離氨,另一個來自天冬氨酸。過程:首先在線粒體中,然后在細胞質中。能量消耗:3個三磷酸腺苷和4個高能磷酸鍵。尿素合成的總反應:尿素合成概述,主要器官:肝臟,CO2 2NH3(一分子來自天冬氨酸*) 4ATP,生理意義:它是氨在體內的主要途徑和解毒氨的重要途徑??偡磻匠淌剑涸希汉铣梢环肿幽蛩兀?nh3co23apth2o,限速酶:精氨酸琥珀酸合成酶,no,o2,NADPH NADP,一氧化氮合酶(NOS),精氨酸,瓜氨酸,一氧化氮,含量,4,鳥氨酸循環(huán)的一氧化氮合酶分支,重要的生理活性(4)尿素合成的調節(jié):1。食物蛋白的作用高蛋白飲食加快了尿素的合成速度,尿素占排出的含氮物質的90%;3.精氨酸琥珀酸合酶也是尿素合成的限速酶,可以調節(jié)尿素合成。2.CPS- 1精氨酸的調節(jié)激活AGA合成酶,促進AGA合成,AGA激活CPS-1,加速尿素合成。(5)高氨血癥和氨中毒,血氨濃

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