1、,第九章蛋白質(zhì)酶促降解 及氨基酸代謝,水解,胞外酶,氨基酸,吸收入,作為氮源和能源進(jìn)行代謝,蛋白質(zhì)不能儲(chǔ)備,外源蛋白質(zhì),第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解,一、蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用 (1)維持組織的生長(zhǎng)、更新和修復(fù) (2)合成生物活性物質(zhì)，如酶、激素、抗體、 神經(jīng)遞質(zhì)等。 (3)氧化供能 (17KJ/g pr),二、蛋白質(zhì)的需要量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值,*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、 病后恢復(fù)期,*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,（一）氮平衡,每天最低分解量20g/d； 成人每日最

2、低需要量約為30-50g/d； 營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每天的需要量為80g/d。,（二）生理需要量,評(píng)價(jià)蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值的依據(jù)是食物中蛋白質(zhì)的必需氨基酸的質(zhì)和量的多少。,（三）蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：,必需氨基酸：,？,營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，其必需氨基酸可以互相補(bǔ)充，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值，稱為蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。,谷類蛋白：Lys較少，Trp較多； 豆類蛋白：Lys較多，Trp較少； 素什錦:豆制品、蘑菇、木耳、花生、杏仁； 臘八粥:大米、小米、紅豆、綠豆、栗子、花生、棗等.,蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用：,三、蛋白質(zhì)的消化、吸收,（一）胃中的消化 1、HCl的作用 胃酸使蛋白變性，有利于蛋白酶發(fā)揮作用。 2、胃蛋白酶

3、：以胃蛋白酶原形式分泌，在 H+ 條件下被激活成為胃蛋白酶。,（二）小腸中的消化：,內(nèi)肽酶: 水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵 胰蛋白酶,糜蛋白酶,彈性蛋白酶 外肽酶:（從肽鍵兩端開始水解） 羧基肽酶 A和 羧基肽酶 B 氨基肽酶,蛋白水解酶作用示意圖,氨基肽酶,內(nèi)肽酶,羧基肽酶,氨基酸 +,氨基酸,二肽酶,氨基酸進(jìn)入組織細(xì)胞的需鈉主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制,ADP+Pi,ATP,K+,K+,Na+,Na+,外,膜,內(nèi),蛋白質(zhì)的吸收,第二節(jié) 氨基酸的一般代謝,氨 基 酸 代 謝 庫(kù),氨基酸代謝概況,一、氨基酸的脫氨基作用,氨基酸主要通過(guò)三種方式脫氨基: 氧化脫氨基 轉(zhuǎn)氨基作用 聯(lián)合脫氨基,1、概念：氨基酸在酶的催化下脫去

4、氨基生成相應(yīng)的-酮酸的過(guò)程稱為氧化脫氨基作用。氨基酸的氧化脫氨基反應(yīng)由L-氨基酸氧化酶、L-谷氨酸脫氫酶和D-氨基酸氧化酶所催化。,（一）氧化脫氨基,是一種需氧脫氫酶，以FAD或FMN為輔基，脫下的氫原子交給O2，生成H2O2。該酶活性不高，在各組織器官中分布局限，因此作用不大。,1. L-氨基酸氧化酶,O2：氨：-酮酸=1：2：2,是一種不需氧脫氫酶，以NAD+或NADP+為輔酶。該酶活性高，分布廣泛，因而作用較大。該酶屬于變構(gòu)酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。,2.L-谷氨酸脫氫酶,轉(zhuǎn)氨酶 （輔酶：磷酸吡哆醛）,在轉(zhuǎn)氨酶催化，將-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到-酮酸上，生成相應(yīng)

5、的-氨基酸和相應(yīng)的-酮酸。這種作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。,（二）. 轉(zhuǎn)氨基作用,轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)以磷酸吡哆醛(胺)為輔酶。, 谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT），肝臟中活性較高；, 谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT），心肌中活性較高；,谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）,谷草轉(zhuǎn)氨酶 (GOT),肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)氨酶活力比其他組織高出許多， 是血液的100倍 抽血化驗(yàn)若轉(zhuǎn)氨酶比正常水平偏高則有可能：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(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù),（三）聯(lián)合脫氨基作用-主要作用,1）、轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián),2）、轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián),類型,概念,轉(zhuǎn)氨酶,-酮戊二酸,

6、+ NAD+,谷氨酸脫氫酶,+ NADH+H+,氨基酸,-酮酸,谷氨酸,1.轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián),2.轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián),這是存在于骨骼肌、心肌、肝臟、腦組織中的一種特殊的聯(lián)合脫氨基作用方式。 在這些組織中，由于谷氨酸脫氫酶的活性較低，而腺苷酸脫氨酶的活性較高，故采用此方式進(jìn)行脫氨基。,腺苷酸琥珀酸,草酰乙酸,嘌呤核苷酸循環(huán),NH3,天冬氨酸,次黃嘌呤 核苷酸,H2O,NH3,H2O,蘋果酸,谷-草轉(zhuǎn)氨酶,反應(yīng)物,二、氨基酸的脫羧基作用,1、概念,3、脫羧作用 脫羧酶（輔酶為磷酸吡哆醛/胺） Glu氨基丁酸（GABA）抑制性神經(jīng)遞質(zhì) His組胺 血管舒張劑、胃酸刺激

7、劑 Trp5羥色胺.抑制性神經(jīng)遞質(zhì)、血管收縮劑 cys?；撬?. 結(jié)合膽汁酸組分 orn多胺(腐胺、精脒、精胺).細(xì)胞生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑,三、氨基酸分解產(chǎn)物的代謝,R-CH-NH3+,COO-,脫氨基作用,R-C=O,COO-,糖代謝、合成Aa、轉(zhuǎn)化成糖、脂肪,NH4+,水生動(dòng)物：直接排氨,鳥類、陸生爬蟲類：排尿酸,兩棲類、哺乳動(dòng)物、人：排尿素,脫羧基作用,胺類化合物：在酶催化下生成其他物質(zhì),CO2：由肺呼出,一、氨的代謝轉(zhuǎn)變：,1.合成尿素排出（主）, 尿素合成的主要器官：肝臟,尿素合成機(jī)制：尿素循環(huán)或鳥氨酸循環(huán) 1932年Hans Krebs提出尿素循環(huán)(urea cycle),、 尿素的生成,瓜

8、氨酸,2分子氨與1分子 CO2結(jié)合生成1分 子尿素及1分子水,鳥氨酸循環(huán)的詳細(xì)步驟,CO2 + NH3 + H2O,氨基甲酰 磷酸合成酶,2ADP+Pi,第一階段： 氨基甲酰磷酸的合成（線粒體）,2ATP,鳥氨酸,瓜氨酸,+Pi,+,尿素中第一個(gè)N原子的獲?。篘H3; 2分子ATP水解,*天冬氨酸,精氨酸代琥珀酸,第二階段： 瓜氨酸 精氨酸 （胞液）,精氨酸,第二階段： 精氨酸 尿素（胞液）,NH3 + CO2 + H2O,氨基甲酰磷酸,精氨酸代琥珀酸,瓜氨酸,天冬氨酸,-酮戊二酸,線粒體,胞液,鳥氨酸循的全過(guò)程,尿素合成小結(jié),主要器官：肝臟, CO2 2NH3（其中1分子來(lái)自于天冬氨酸*）

9、3分子ATP，4個(gè)高能磷酸鍵,生理意義：體內(nèi)氨的主要去路, 解氨毒的重要途徑。,總反應(yīng)方程式：,原料：合成1分子尿素需：,2NH3 + CO2 + 3ATP + H2O,限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶,氨在血液中的運(yùn)輸形式：丙氨酸-葡萄糖循環(huán) 意義：使肌肉的氨以無(wú)毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁?高血氨癥與肝昏迷,* 血氨正常參考值：5.54-65mol/L,*引起高血氨癥主要原因： 肝功能嚴(yán)重?fù)p傷，尿素合成障礙,肝昏迷的機(jī)制 血氨升高NH3進(jìn)入腦腦將氨轉(zhuǎn)化為Gln, 使Glu量降低中腦將酮戊二酸轉(zhuǎn)變?yōu)镚lu，補(bǔ)充Glu，使酮戊二酸的量降低三羧酸循環(huán)不能正常進(jìn)行ATP生成下降腦內(nèi)供能不足昏迷,先天性的高氨

10、血癥是由于尿素循環(huán)中酶的遺傳性缺陷引起的。尿素循環(huán)過(guò)程中任何一步的完全阻斷都可能是致死性的，因此這些嬰兒往往一出生就會(huì)昏迷甚至不久后就死亡。而這些酶的部分缺陷則可以引起精神障礙、昏睡和中樞性的嘔吐。,先天性高氨血癥,水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）,哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素,直接排氨，不消耗能量；排氨形式越復(fù)雜、越耗能,？,體內(nèi)水循環(huán)迅速，NH3濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性小。,？,體內(nèi)水循環(huán)較慢，NH3濃度較高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單，低毒的尿素形式。,2、氨的排泄,鳥類、爬蟲排尿酸,均來(lái)自轉(zhuǎn)氨,不溶于水 毒性很小 需更多能量,為什么這類生物如此排氨？,水循環(huán)太慢，保留水分同時(shí)不中毒，付出高能量

11、代價(jià)。,高等植物，以Gln/Asn形式儲(chǔ)存氨，不排氨。,3.酰胺的合成,Gln的形成及代謝,動(dòng)物的腦、肝臟、肌肉等組織的Gln合成酶催化Glu作用生成Gln,Asn的形成及代謝,植物體的儲(chǔ)氨機(jī)制，Asn合成酶催化Asp作用生成Asn,4. 合成嘧啶環(huán),谷氨酰胺的運(yùn)氨作用,L-谷氨酸,谷氨酰胺,(腦、肌肉),(肝、腎),尿素、銨鹽等,臨床上用谷氨酸鹽 降低血氨,生糖氨基酸：甘、絲、丙等多種氨基酸,生酮氨基酸：亮、賴、苯丙、色、酪,生酮兼生糖氨基酸：苯丙、酪,二、-酮酸的代謝,2. 經(jīng)三羧酸循環(huán)氧化供能,1. 經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸,3. 轉(zhuǎn)變?yōu)樘羌爸?碳骨架的氧化,乙酰乙酰CoA,苯丙氨酸

12、酪氨酸 亮氨酸 賴氨酸 色氨酸,丙氨酸 蘇氨酸 甘氨酸 絲氨酸 半胱氨酸,丙酮酸,精氨酸 組氨酸 谷氨酰胺 脯氨酸,谷氨酸,異亮氨酸 甲硫氨酸 纈氨酸,苯丙氨酸 酪氨酸,天冬酰胺 谷氨酰胺,氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類 - 類別 氨基酸 - 生糖氨基酸 甘、絲、纈、精、半胱、脯、羥脯、丙、 組、谷、谷氨酰胺、天冬、天冬酰胺、蛋 生酮氨基酸 亮、賴 生糖兼生酮氨基酸 異亮、苯丙、酪、蘇、色 -,2.種類：* 甲基（-CH3） * 亞甲基（-CH2- 甲烯基） * 次甲基（=CH- 甲炔基） * 甲?；?CHO） * 亞氨甲基（-CH=NH）,特點(diǎn)：不能游離存在，以四氫葉酸為載體參與反應(yīng)。,三、由氨基酸產(chǎn)生的其他重要物質(zhì),3、一碳單位的來(lái)源: 主要來(lái)自于Ser、Gl