蛋白质分解代谢中医课

关于蛋白质分解代谢中医课蛋白质的营养作用

NutritionalFunctionofProtein

第一节第2页,共83页，2024年2月25日，星期天一、蛋白质营养的重要性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.氧化供能人体每日18%能量由蛋白质提供。

第3页,共83页，2024年2月25日，星期天二、蛋白质需要量和营养价值1.氮平衡(nitrogenbalance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。氮总平衡：摄入氮=排出氮（正常成人）氮正平衡：摄入氮>排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡：摄入氮<排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。第4页,共83页，2024年2月25日，星期天2.生理需要量成人每日最低蛋白质需要量为30～50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。3.蛋白质的营养价值①必需氨基酸(essentialaminoacid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有8种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。第5页,共83页，2024年2月25日，星期天②蛋白质的营养价值(nutritionvalue)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。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。第6页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）消化蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。四、蛋白质的消化、吸收和腐败第7页,共83页，2024年2月25日，星期天消化过程胃中的消化作用：胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.5，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)第8页,共83页，2024年2月25日，星期天小肠中的消化：——小肠是蛋白质消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。第9页,共83页，2024年2月25日，星期天肠液中酶原的激活胰蛋白酶原糜蛋白酶原羧基肽酶原弹性蛋白酶原

肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶弹性蛋白酶

(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义第10页,共83页，2024年2月25日，星期天氨基肽酶内肽酶羧基肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意图2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。第11页,共83页，2024年2月25日，星期天吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收机制：耗能的主动吸收过程（二）吸收第12页,共83页，2024年2月25日，星期天（三）蛋白质的腐败作用肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质。蛋白质的腐败作用(putrefaction)第13页,共83页，2024年2月25日，星期天1.胺类(amines)的生成蛋白质

氨基酸胺类蛋白酶

脱羧基作用组氨酸组胺赖氨酸尸胺色氨酸色胺酪氨酸酪胺第14页,共83页，2024年2月25日，星期天2.

氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)肠道细菌脱氨基作用尿素酶降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。第15页,共83页，2024年2月25日，星期天3.其它有害物质的生成酪氨酸苯酚半胱氨酸硫化氢色氨酸吲哚第16页,共83页，2024年2月25日，星期天第二节

氨基酸的一般代谢GeneralMetabolismofAminoAcids第17页,共83页，2024年2月25日，星期天氨基酸代谢库(metabolicpool)食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。第18页,共83页，2024年2月25日，星期天氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收组织蛋白质分解体内合成氨基酸

(非必需氨基酸)一、氨基酸代谢概况

α-酮酸脱氨基作用酮体氧化供能糖胺类脱羧基作用氨尿素代谢转变其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成第19页,共83页，2024年2月25日，星期天二、氨基酸的脱氨基作用定义指氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程。脱氨基方式氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨基

嘌呤核苷酸循环第20页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）L-谷氨酸氧化脱氨基作用存在于肝、脑、肾中辅酶为

NAD+或NADP+GTP、ATP为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂催化酶：

L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O第21页,共83页，2024年2月25日，星期天（二）转氨基作用(transamination)1.定义在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。第22页,共83页，2024年2月25日，星期天

2.反应式第23页,共83页，2024年2月25日，星期天

3.转氨酶

正常人各组织GOT及GPT活性(单位/克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。第24页,共83页，2024年2月25日，星期天4.转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸磷酸吡哆醛α-酮酸磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶第25页,共83页，2024年2月25日，星期天转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨。5.转氨基作用的生理意义第26页,共83页，2024年2月25日，星期天氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+转氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。（三）联合脱氨基作用两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。定义:第27页,共83页，2024年2月25日，星期天苹果酸

腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸谷氨酸α-酮酸转氨酶1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶

2此种方式主要在肌肉组织进行。腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)（四）嘌呤核苷酸循环第28页,共83页，2024年2月25日，星期天三、α-酮酸的代谢（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类第29页,共83页，2024年2月25日，星期天（三）氧化供能α-酮酸在体内可通过TAC和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。第30页,共83页，2024年2月25日，星期天琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸蛋氨酸丝氨酸苏氨酸缬氨酸酮体亮氨酸赖氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系TAC第31页,共83页，2024年2月25日，星期天第三节

氨的代谢MetabolismofAmmonia第32页,共83页，2024年2月25日，星期天氨是机体正常代谢产物，具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。正常人血氨浓度一般不超过0.6μmol/L。

第33页,共83页，2024年2月25日，星期天一、血氨的来源与去路1.血氨的来源①

氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,

胺类的分解也可以产生氨

RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②

肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨③肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶第34页,共83页，2024年2月25日，星期天2.血氨的去路①在肝内合成尿素，这是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。第35页,共83页，2024年2月25日，星期天二、氨的转运1.丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle)反应过程生理意义①肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。②肝为肌肉提供葡萄糖。第36页,共83页，2024年2月25日，星期天丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途径肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖第37页,共83页，2024年2月25日，星期天2.谷氨酰胺的运氨作用反应过程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。第38页,共83页，2024年2月25日，星期天三、体内氨的去路1生成部位

主要在肝细胞的线粒体及胞液中。2生成过程尿素生成的过程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，称为鸟氨酸循环(orinithinecycle)，又称尿素循环(ureacycle)或Krebs-Henseleit循环。（一）尿素的生成（鸟氨酸循环）第39页,共83页，2024年2月25日，星期天（1）氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行第40页,共83页，2024年2月25日，星期天反应由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化。N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)第41页,共83页，2024年2月25日，星期天（2）瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸第42页,共83页，2024年2月25日，星期天由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化，OCT常与CPS-Ⅰ构成复合体。反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。第43页,共83页，2024年2月25日，星期天（3）精氨酸的合成反应在胞液中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸第44页,共83页，2024年2月25日，星期天精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸第45页,共83页，2024年2月25日，星期天（4）精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行尿素鸟氨酸精氨酸第46页,共83页，2024年2月25日，星期天鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸尿素线粒体胞液第47页,共83页，2024年2月25日，星期天反应小结：原料：2分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。耗能：3个ATP，4个高能磷酸键。第48页,共83页，2024年2月25日，星期天第49页,共83页，2024年2月25日，星期天（三）高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称高氨血症(hyperammonemia)，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammoniapoisoning)。第50页,共83页，2024年2月25日，星期天TAC↓

脑供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3脑内α-酮戊二酸↓氨中毒的可能机制第51页,共83页，2024年2月25日，星期天第四节

个别氨基酸的代谢MetabolismofIndividualAminoAcids第52页,共83页，2024年2月25日，星期天

一、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛第53页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）组胺(histamine)L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。第54页,共83页，2024年2月25日，星期天（二）γ-氨基丁酸

(γ-aminobutyricacid,GABA)

L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脱酶GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。第55页,共83页，2024年2月25日，星期天（三）5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO25-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。第56页,共83页，2024年2月25日，星期天

二、一碳单位的代谢定义（一）概述及特性某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位(onecarbonunit)。

第57页,共83页，2024年2月25日，星期天种类甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲酰基

(formyl)-CHO亚胺甲基

(formimino)-CH=NH

第58页,共83页，2024年2月25日，星期天一碳单位的生理功能作为合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来第59页,共83页，2024年2月25日，星期天（二）四氢叶酸是一碳单位的载体FH4的生成FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+第60页,共83页，2024年2月25日，星期天

FH4携带一碳单位的形式（一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上）N5—CH3—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4第61页,共83页，2024年2月25日，星期天一碳单位主要来源于氨基酸代谢丝氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4组氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸

N10—CHO—FH4（三）一碳单位的生成及互变第62页,共83页，2024年2月25日，星期天一碳单位的互相转变N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3第63页,共83页，2024年2月25日，星期天

三、含硫氨基酸的代谢胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸第64页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)第65页,共83页，2024年2月25日，星期天甲基转移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内甲基的直接供体第66页,共83页，2024年2月25日，星期天2.甲硫氨酸循环(methioninecycle)甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

转甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3第67页,共83页，2024年2月25日，星期天3.肌酸的合成肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐(creatinine)。第68页,共83页，2024年2月25日，星期天H2O+第69页,共83页，2024年2月25日，星期天（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢1.半胱氨酸与胱氨酸的互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2第70页,共83页，2024年2月25日，星期天2.硫酸根的代谢含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5´-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸，PAPS）PAPS为活性硫酸，是体内硫酸基的供体第71页,共83页，2024年2月25日，星期天

四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸第72页,共83页，2024年2月25日，星期天（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢苯丙氨酸+O2酪氨酸+H2O苯丙氨酸羟化酶四氢生物蝶呤二氢生物蝶呤NADPH+H+NADP+此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。第73页,共83页，2024年2月25日，星期天1.儿茶酚胺(catecholamine)与黑色素(melanin)的合成第74页,共83页，2024年2月25日，星期天帕金森病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成减少。在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶等催化合成黑色素。人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病(albinism)。第75页,共83页，2024年2月25日，星期天2.酪氨酸的分解代谢