生物化学第九章 蛋白质的分解代谢.ppt

蛋白质的分解代谢 第九章 内容 蛋白质的营养蛋白质的消化 吸收和腐败氨基酸的一般代谢个别氨基酸的代谢 蛋白质的营养NutritionalFunctionofProtein 第一节 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 参与催化 代谢调节 运动 运输 免疫防御等生命活动 3 氧化供能 二 氮平衡 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 三 蛋白质营养价值 蛋白质的质含有人体所需的各种氨基酸 并且含量充足的蛋白质 营养价值高 反之 则营养价值低 一般说来动物蛋白质营养价值高于植物蛋白 第二节蛋白质的消化 吸收和腐败 Digestion AbsorptionandPutrefactionofProteins 一 蛋白质的消化 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 蛋白质 胃蛋白酶 多肽 胰酶 肠激酶 寡肽 氨基酸 氨基酸 氨基肽酶二肽酶 H 二 氨基酸的吸收 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 食物氨基酸是人体氨基酸的主要来源 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 一 胺类 amines 的生成 假神经递质 falseneurotransmitter 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 二 氨的生成 降低肠道pH NH3转变为NH4 以铵盐形式排出 可减少氨的吸收 这是酸性灌肠的依据 三 其它有害物质的生成 第三节氨基酸的一般代谢 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 氨基酸代谢概况 体内合成氨基酸 非必需氨基酸 一 氨基酸的脱氨基作用 定义 指氨基酸脱去氨基生成相应 酮酸的过程 脱氨基作用是氨基酸的分解代谢的主要途径 1 转氨基作用2 氧化脱氨基作用3 联合脱氨基作用 最重要 4 嘌呤核苷酸循环 氨基酸 氨 酮酸 一 转氨基作用 1 定义在转氨酶的作用下 某一氨基酸去掉 氨基生成相应的 酮酸 而另一种 酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程 反应并无氨的真正脱出 p 丙氨酸氨基转移酶 ALT或GPT 天冬氨酸氨基转移酶 AST或GOT 2 体内重要的转氨酶 3 ALT AST的临床意义 ALT常用于急性肝炎的辅助诊断 AST常用于心肌梗塞的辅助诊断 4 转氨基作用的意义 转氨酶催化的转氨基作用是可逆反应 它不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式 也是体内合成非必需基酸的主要途径 转氨基作用只有氨基的转移 没有氨基的真正脱落 无游离氨产生 部分氨基酸可以直接或间接以 酮戊二酸为受氨体生成谷氨酸再氧化脱氨释放自由氨 氧化脱氢水解脱氨 二 氧化脱氨基作用 定义 指氨基酸在酶作用下 氧化脱氢 水解脱氨 产生游离氨和 酮酸 或氨基酸脱氨伴有氧化反应称之 1 催化氨基酸氧化脱氨的酶 催化氨基酸氧化脱氨的酶 氨基酸氧化酶 L 谷氨酸脱氢酶 辅酶NAD NADP 主要 L 氨基酸氧化酶D 氨基酸氧化酶 2 L 谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基 体内催化氧化脱氨基作用的酶主要是L 谷氨酸脱氢酶 L 谷氨酸脱氢酶 NAD NADH H NADP NADPH H H2O H2O 活性高 分布广 肌肉中活性很低 催化的反应可逆 逆过程可合成谷氨酸 4 氧化脱氨基作用的局限性 仅谷氨酸经此脱氨 3 谷氨酸脱氢酶的特点 1 转氨基偶联氧化脱氨作用 氨基酸与 酮戊二酸经转氨基作用生成谷氨酸 后者在L 谷氨酸脱氢酶催化下 经氧化脱氨作用而释出游离氨 体内最重要的脱氨基方式 三 联合脱氨基作用 转氨基作用和谷氨酸的氧化脱氨基联合进行 反应过程如下 特点 1 偶联顺序 对多数氨基酸的脱氨作用 一般先转氨基然后再氧化脱氨 2 转氨基作用的氨基受体是 酮戊二酸 只有它接受氨基才能生成GlU 后者在谷氨酸脱氢酶催化下氧化脱氨 3 使体内许多AA能真正脱氨4 其逆反应是合成非必需AA的主要途径5 此反应主要在肝 肾 脑组织中进行 2 嘌呤核苷酸循环 是肌肉组织中的联合脱氨基作用 特点及意义 由于腺苷酸脱氨酶在肌组织中活性较强 故此反应主要在肌肉组织中进行 据此可使肌肉组织中氨基酸得以脱去氨基 此外 脑组织中约50 的氨是通过此过程产生的 二 酮酸的代谢 生糖和生酮氨基酸种类 分类氨基酸 生糖氨基酸 生糖兼生酮氨基酸苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸 异亮氨酸 生酮氨基酸亮氨酸 赖氨酸 甘氨酸 丙氨酸 丝氨酸 精氨酸 脯氨酸 谷氨酸 谷氨酰胺 苏氨酸 缬氨酸 组氨酸 甲硫氨酸 半胱氨酸 天冬氨酸 天冬酰胺 琥珀酰CoA 延胡索酸 草酰乙酸 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 磷酸甘油 脂肪酸 脂肪 甘油三酯 乙酰乙酰CoA 酮体 CO2 CO2 氨基酸 糖及脂肪代谢的联系 TCA 血氨的去路 在肝内合成尿素 这是最主要的去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺 肾小管泌氨 分泌的NH3在酸性条件下生成NH4 随尿排出 一 氨的转运 1 谷氨酰胺的运氨作用 2 葡萄糖 丙氨酸循环 氨在血液中主要运输形式 以谷氨酰胺 丙氨酸为氨基载体 二 尿素的合成 鸟氨酸循环尿素循环 尿素合成的部位 肝脏为主 其他如肾和脑合成量极少 鸟氨酸循环 ornithinecycle 1 氨基甲酰磷酸的合成2 瓜氨酸的合成3 精氨酸的合成4 精氨酸水解生成尿素 1 尿素合成过程 肝脏 CPS 1 经肾排出 鸟氨酸循环 三 高氨血症和氨中毒 血氨浓度升高称高氨血症 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 TAC 脑供能不足 脑内 酮戊二酸 氨中毒的可能机制 四 氨的其他代谢去路 1 铵盐的生成与排泄氨的主要去路是合成尿素一部分氨以谷氨酰胺的形式运至肾脏后 水解释放出的氨与原尿中的H 结合以NH4 形式由尿排出 肾脏排出NH4 有调节体内酸碱平衡的作用 在酸中毒时排出铵盐增加 而碱中毒时相反 2 合成新的氨基酸氨可通过联合脱氨基的逆过程及转氨基作用合成非必需氨基酸3 参与核酸中嘧啶碱的合成一部分氨在胞液中氨甲酰磷酸合成酶 CPS 的催化下生成氨甲酰磷酸参与核酸中嘧啶环的合成 第四节个别氨基酸的代谢 一 一些氨基酸经脱羧基作用产生的几种重要的生物活性胺类 谷氨酸 氨基丁酸 GABA 色氨酸 5 羟色胺 5 HT 组氨酸 组胺 半胱氨酸 牛磺酸 鸟氨酸 甲硫氨酸 多胺 1 氨基丁酸 GABA 脑组织活性最高 抑制性神经递质 谷氨酸脱羧酶 谷氨酸 氨基丁酸 GABA 2 5 羟色胺 5 HT 5 羟色胺 5 HT 3 组胺 4 牛磺酸 合成胆汁酸盐 脑组织中含有较多牛磺酸 多巴胺 儿茶酚胺 二 苯丙氨酸和酪氨酸的代谢 例 苯丙氨酸的代谢 此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径 苯酮酸尿症 phenylkeronuria PKU 体内苯丙氨酸羟化酶缺陷 苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸 苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸 苯乙酸等 并从尿中排出的一种遗传代谢病 苯丙酮酸尿症I型 病因 肝脏合成的苯丙氨酸羟化酶缺乏 主征 智力低下 尿有霉味或鼠尿味诊断 血中苯丙氨酸增高 20mg ml 尿中苯丙氨酸 苯丙酮酸增高治疗 新生儿诊断明确后 即用低苯丙氨酸饮食控