氨基酸

氨基酸代谢,第 七 章,河大医学院生化及分子生物学教研室：赵伟E-mail：qq:4980068737医学网 丁香园 生物城 生物谷王镜岩,1.蛋白质的营养作用蛋白质的生理功能、氮平衡、蛋白质的营养价值2.蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收和腐败作用3.氨基酸的一般代谢氨基酸在体内的代谢动态 氨基酸的脱氨基作用氨的代谢-酮酸代谢4.氨的代谢氨的来源、转运及去路5.个别氨基酸的代谢氨基酸的脱羧基作用一碳单位的代谢个别氨基酸代谢降解与疾病,主要内容,重点,1 氨基酸的转氨基作用、脱氨基作用以及-酮酸代谢2 血氨的来源和去路3 鸟氨酸循环及其生理意义4 一碳单位的代谢,蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein,第一节,一、 食物蛋白质的生理功能,1. 维持细胞、组织的生长、更新和修补,2. 参与多种重要的生理活动,催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。,3. 氧化供能(17KJ/g pr)人体每日18%能量由蛋白质提供。,分布广：所有器官、组织都含有蛋白质；细胞的各个部分都含有蛋白质。含量高：蛋白质是细胞内最丰富的有机分子，占人体干重的45，某些组织含量更高，例如脾、肺及横纹肌等高达80。,二、蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述,*总氮平衡：摄入氮=排出氮（蛋白质分解与合成处于平衡）如成人,*正氮平衡：摄入氮排出氮（蛋白质合成量多于分解量）如儿童、孕妇,*负氮平衡：摄入氮排出氮 （蛋白质分解量多于合成量）如饥饿、消耗 性疾病,（一）氮平衡,（二）生理需要量 每天最低分解量 成人每日最低分解量约为20g/d蛋白质。 蛋白质的生理需要量按个体不同而不同，营养学会推荐成人每天的需要量为80克。,我国营养学会根据年龄、性别、体重、生理情况及劳动强度不同，以及饮食习惯和消费状况提出了我国国民每日膳食中蛋白质的需要量。,三、蛋白质的营养价值： 评价蛋白质的营养价值的依据是食物中蛋白质的必需氨基酸质和量的多少。优质蛋白：蛋、奶、肉、鱼、 大豆蛋白,其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。,Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr,“假 设 来 借 一 两 本 书”,组氨酸（His）和精氨酸（Arg）常不能满足营养需要量，呈负氮平衡。有人也将其划为必需氨基酸。,决定食物蛋白质营养价值高低的因素有： 必需氨基酸的数量； 必需氨基酸的种类； 必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基酸组成。,2.蛋白质的营养价值(nutrition value),实际上评定蛋白质的营养价值,食物蛋白质含量,蛋白质的消化率,蛋白质的利用率,消化率60%,消化率90%,谷类蛋白质中赖氨酸含量低而色氨酸含量较高,豆类蛋白质中含赖氨酸多而色氨酸少，,3.蛋白质的互补作用,指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。,蛋白质营养对疾病防治,高营养剂的主要质量指标是含一定比例的完整必需氨基酸。,复合氨基酸液,14氨基酸-800，含有8种必需氨基酸及组、精、甘、丙、丝、脯共14种氨基酸，总量为8.0g/100ml,其中芳香族氨基酸含量极低,适用于肝硬化等。,第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,（一）胃中的消化1、HCl的作用 胃酸可使蛋白质变性，有利于蛋白酶发挥作用。,一、蛋白质的消化,2、胃蛋白酶：以胃蛋白酶原形式分泌，在 H+ 条件下被激活成为胃蛋白酶。,自身激活作用 凝乳作用,（二）小肠中的消化：,内肽酶: （水解蛋白质内部肽键） 胰蛋白酶,糜蛋白酶,弹性蛋白酶 外肽酶:（从肽键两端开始水解） 羧基肽酶 A和 羧基肽酶 B 氨基肽酶,蛋白水解酶作用示意图,氨基肽酶,内肽酶,羧基肽酶,氨基酸 +,氨基酸,二肽酶,酶原的激活,胰蛋白酶原,胰蛋白酶,氨基酸进入组织细胞的需钠主动转运机制,ADP+Pi,ATP,K+,K+,Na+,Na+,外,膜,内,二、蛋白质的吸收,半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly),细胞外,-谷 氨酰 基转 移酶,细胞膜,谷胱甘肽 GSH,细胞内,-谷氨酰基循环过程,目 录,-谷氨酰氨基酸,5-氧脯氨酸,-谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程：,谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成-谷氨酰基转移酶在细胞膜上，其余酶均在胞液。耗能过程，转运1分子氨基酸需要消耗3分子ATP。,食物蛋白过敏,蛋白质未经消化不易被吸收,有时某些抗原、毒素蛋白可少量通过肠粘膜细胞进入人体内易导致过敏或毒性反应，严重时可引起休克,甚至死亡.,过敏：有机体对某些药物或外界刺激的感受性不正常地增高的现象。在正常的情况下，身体会制造抗体用来保护身体不受疾病的侵害；但过敏者的身体却会将正常无害的物质误认为是有害的东西，产生抗体，这种物质就成为一种“过敏原”。,三、 蛋白质的腐败作用,概念,肠道细菌对未被消化的少量蛋白质及其小部分消化产物氨基酸或小肽所起的作用.,腐败作用的产物： 大多有害（如胺、氨、苯酚、吲哚等） 少量有益（脂肪酸及维生素等）,长期服用抑制肠道细菌分解的药物为什么需要补充维生素。,？,腐败（putrefaction）产物,（一）胺类(amines)的生成,假神经递质(false neurotransmitter),某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。,苯乙胺和酪胺吸收后，如果不能在肝脏内分解而进入脑组织，则可被脑组织中的专一性不强的多巴胺-羟化酶作用，经-羟化分别形成苯乙醇胺或-羟酪胺。,胺类 入肝（单胺氧化酶或 二胺氧化酶） -羟化 胺类 假神经递质 相应的醛 (苯乙醇胺、 -羟酪胺） 相应的酸 解毒,门静脉吸收,*尿素水解,肠菌尿素酶,血中尿素/AA脱氨,氨的吸收主要在结肠，其受肠腔pH的影响，降低结肠的pH，可减少肠道氨的吸收,（二）肠道氨的生成,（三） 其它有害物质的生成(如苯酚、吲哚、硫化氢等）,NH3 NH4+,OH-,H+,（易吸收）,第三节 氨基酸的一般代谢,（一）蛋白质的降解,蛋白质的半寿期t1/2（Half-life of Protein ）即蛋白质浓度降至其原浓度一半时所需要的时间。成人每天降解的蛋白量为1%2%，不同的蛋白质寿命差异很大，从数秒到数月。一些代谢关键酶的t1/2极短。肝脏中大部分蛋白质的t1/2（在18d）。血浆蛋白t1/2（10d）。结缔组织蛋白t1/2很长（180d）。,（二）真核生物中蛋白质的降解有两条途径,不依赖ATP利用组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白, 依赖泛素(ubiquitin)的降解过程, 溶酶体内降解过程,依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白,The Nobel Prize in Chemistry 2004 for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation,Aaron Ciechanover1/3 of the prizeIsrael Technion Israel Institute of Technology Haifa, Israel b. 1947,Avram Hershko,Irwin Rose,1/3 of the prizeIsrael Technion Israel Institute of Technology Haifa, Israel b. 1937(in Karcag, Hungary),1/3 of the prizeUSAUniversity of California Irvine, CA, USA b. 1926,Ubiquitin - a common polypeptide that represents the kiss of death.,“死亡之吻”,蛋白酶体内蛋白质降解过程中的重要物质,A 泛素(ubiquitin),B 酶E1、酶E2、酶E3,E3：泛肽-蛋白质连接酶：辨认被降解的蛋白质。,E1：泛肽活化酶：激活泛素分子，激活后送到E2上。,E2：泛肽结合酶：把泛素绑在被降解的蛋白质上。,76个氨基酸的小分子蛋白(8.45ku)普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守,C 蛋