蛋白质的分解代谢 - 菏泽医学专科学校.doc

菏泽医学专科学校教案课程名称 生物化学 课 题第八章 蛋白质分解代谢课时 6学时课型 理论教学目的1、 熟练掌握氨基酸分解代谢，包括一般代谢和特殊代谢2、 掌握脱氨基作用、脱羧基作用3、 熟悉尿素的合成过程4、 熟悉血氨的来源和去路5、 熟悉蛋氨酸循环的过程及意义教材分析重点：氨基酸的一般代谢，尿素的合成难点：尿素合成教学设想方法：本章以讲解为主教具：多媒体课件形象讲解各条代谢的理论知识教学过程讲清氨基酸的一般代谢及特殊代谢授 课 内 容第一学时：第一节 蛋白质的营养作用一 蛋白质的生理功能 组织细胞的基本成分；生命活动的物质基础；供给能量二 蛋白质的需要量 氮平衡试验 总氮平衡（摄入=排出）、正氮平衡（）、负氮平衡（）三 蛋白质的营养价值必需氨基酸（8种）： 机体需要但不能合成，必需由食物供应的氨基酸 非必需氨基酸 混合氨基酸输液四 蛋白质的肠中腐败作用第二学时：第二节 氨基酸的一般代谢一 氨基酸代谢概况氨基酸的来源：食物蛋白消化吸收；组织蛋白分解；自身合成氨基酸的去路：合成蛋白质；转变成其它含氮化合物；自身分解氨基酸代谢池氨基酸的分解代谢总是先脱去氨基。脱氨基的方式，不同生物不完全相同。氧化脱氨基作用普遍存在于动植物中，非氧化脱氨基作用主要见于微生物。陆生脊椎动物将脱下的氨基合成尿素，脱氨后的氨基酸碳骨架进行氧化分解，形成能进入柠檬酸循环的化合物，最后氧化成CO2和H2 O。二 氨基酸的脱氨基作用1、氧化脱氨基：氨基酸在酶的作用下进行伴有脱氢氧化的脱氨反应。本质：先脱氢，后加水脱氨酶：谷氨酸脱氢酶 辅酶：NAD+ NADP+在氧化脱氨基作用中以谷氨酸脱氢酶活性最高，该酶以NAD(P)+为辅酶，使Glu经氧化作用，脱2H，再水解脱去氨基，生成-酮戊二酸。 谷氨酸脱氢酶由6个相同的亚基构成，分子量为33万，是变构调节酶，被GTP和ATP抑制，被ADP激活。活性受底物及产物浓度左右。2、转氨基：氨基酸在转氨酶的作用下和-酮酸进行氨基的转移。本质：氨基和酮基交换位置酶：转氨酶 辅酶：磷酸吡哆醛氨基转移反应分两步进行：氨基酸先将氨基转移到酶分子的辅酶磷酸吡哆醛（PLP）上，自身形成-酮酸，PLP则形成磷酸吡哆胺（PMP）。PMP的氨基转移到-酮戊二酸（或草酰乙酸）上，生成Glu（或Asp），PLP恢复。ALT：丙氨酸氨基转移酶 肝 AST：天冬氨酸氨基转移酶 心肌丙氨酸转氨酶（ALT），又称谷丙转氨酶（G.P.T），主要存在于肝细胞浆中，用于诊断肝病。天冬氨酸转氨酶（AST），又称谷草转氨酶（G.O.T），在心、 肝中含量丰富，可用于测定心肌梗死，肝病。3、联合脱氨基：氨基酸在谷氨酸脱氢酶和转氨酶的联合作用下把氨基脱去。本质：先转氨，后氧化脱氨酶：谷氨酸脱氢酶、转氨酶 辅酶：NAD+ NADP+ 磷酸吡哆醛氨基酸的-氨基借助转氨作用转移到-酮戊二酸的分子上，生成相应的-酮酸和Glu，然后Glu在谷氨酸脱氢酶催化下，脱氨基生成-酮戊二酸，同时释放出氨（P307图30-5）。此过程在肌体中广泛存在。4、嘌呤核苷酸循环存在于肌肉组织，因其缺乏谷氨酸脱氢酶次黄嘌呤核苷酸与Asp作用形成中间产物腺苷酸琥珀酸，后者在裂合酶作用下分解成腺嘌呤核苷酸和延胡索酸，腺嘌呤核苷酸水解生成游离氨基酸和次黄嘌呤核苷酸。此过程在骨骼肌、心肌、肝脏及脑中存在。三 a-酮酸的代谢1、合成氨基酸 2、转变成糖或脂 3、供能第三学时：第三节 氨的代谢氨对生物机体有毒，脑对氨极为敏感，血液中含1%的氨就可引起中枢神经系统中毒。因此生物体必须排泄氨。一 体内氨的来源 氨基酸脱氨基作用；肠道吸收；肾产生二 体内氨的转运1、丙氨酸-葡萄糖循环：肌肉肝脏肌肉在活动时消耗糖产生能量时会产生大量丙酮酸，同时产生氨。两者都需要运送到肝脏中进一步转化，而先将两者转化成Ala再转运到肝脏十分经济。在肝脏中Ala与-酮戊二酸反应生成丙酮酸和Glu，丙酮酸经葡糖异生生成葡萄糖，经血液到肌肉中，再供产生能量使用，由此形成循环。意义：实现氨的无毒转运；使肝为肌肉提供了葡萄糖，避免能量的浪费2、谷氨酰氨：脑、肌肉肝、肾 谷氨酸合成酶Glu + NH4+ + ATP Glu + ADP + Pi + H+Glu为中性物质，易透过细胞膜，由血液到肝脏，在肝细胞中在谷氨酰胺酶作用下分解成Glu和NH3。Glu是体内氨的一种运输、储存形式，也是氨的暂时解毒方式。体内运氨的主要形式第四学时：三 体内氨的去路合成尿素；转变成其它化合物；自身分解1、 尿素的合成部位：肝脏，细胞液和线粒体过程：鸟氨酸循环 氨甲酰磷酸合成（第一个氮原子获取）： 氨甲酰磷酸合成酶2ATP + HCO3 -+ NH+4 + H2O H2NCOOPO32-酮戊二酸 （氨甲酰磷酸）Glu+ 2ADP + Pi 反应中消耗2分子ATP瓜氨酸生成： 鸟氨酸转氨甲酰基酶H2NCOOPO32- + 鸟氨酸 瓜氨酸 + Pi瓜氨酸离开线粒体中，进入细胞溶胶，反应生成精氨琥珀酸（尿素中第二氮原子获取）。 COO- NH2+ NH3+ 精氨琥珀酸合成酶 瓜氨酸 + Asp + ATP -OOCCH2CHNH-C-NH-(CH2)3CHCOO- (精氨琥珀酸) + AMP + PPi精氨酸形成： CHCOOH 精氨琥珀酸裂解酶 精氨琥珀酸 Arg + HOOCCH（延胡索酸）生成的延胡索酸为柠檬酸循环中间产物，将尿素循环和柠檬酸循环联系起来。尿素形成： 精氨酸酶Arg + H2O 鸟氨酸 + 尿素鸟氨酸进入下一循环。总反应耗能，使用3个ATP，生成2个ADP，1个AMP。总的消耗4个高能键，但在Glu脱氢生成NH3时，产生一分子NADH，可放能。尿素循环若出现问题，会发生“高血氨症”，使人智力迟钝，神经发育停滞，以至死亡。限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶能量：消耗3ATP，4个高能磷酸键2、 NOS支路产生NO第四节 氨基酸的特殊代谢一 氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧基CO2+胺 组氨酸组氨 色氨酸5-HT 谷氨酸-氨基丁酸 半胱氨酸牛磺酸 鸟氨酸多胺第五学时：二 一碳单位的代谢1、概念：某些氨基酸在分解代谢中产生的含有一个碳原子的有机基团。2、特性：性质活泼；不能游离存在3、载体：FH44、代谢：丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸许多氨基酸都可作为一碳单位来源，如Gly、Thr、Ser和His等。一碳单位与氨基酸代谢、嘌呤和嘧啶生物合成以及S-腺苷甲硫氨酸（甲基提供者）生物合成有关。一碳单位转移靠四氢叶酸。5、意义：联系核酸和氨基酸代谢；为物质的合成提供甲基三 含硫氨基酸的代谢1、蛋氨酸代谢：蛋氨酸循环 活性蛋氨酸：SAM甲基直接供体：SAM 甲基间接供体：N5-CH3-FH42、半胱氨酸代谢：GSH代谢；硫酸代谢四 芳香族氨基酸的代谢1、苯丙氨酸代谢：苯丙氨酸羟化酶缺乏苯丙酮酸血症和尿症2、酪氨酸代谢：转变成儿茶酚胺；转变成黑色素（白化病）；自身分解黑色素生成：Tyr在酪氨酸羟化酶作用下氧化生成二羟苯丙氨酸（多巴），再在酪氨酸催化下氧化成苯丙氨酸-3，4-醌（多巴醌），然后聚合成黑色素。反应见333 图30-34。黑色素过多产生雀斑、老年斑，过少则为白癜风等白化病，用酪氨酸酶抑制剂可治疗黑色素过多，用激活剂可治疗白化病。酪氨酸产生儿茶酚胺类物质：Tyr在酪氨酸羟化酶作用下氧化成多巴，在芳香族氨基酸脱羧酶作用下失羧生成二羟苯乙胺（多巴胺），然后在多巴胺-羟化酶作用下氧化生成1-（3，4-二羟苯基）-2-氨基乙醇（去甲肾上腺素或称正肾上腺素），最后在苯乙醇胺-N-转甲基酶作用下甲基化生成肾上腺素，化学名称1-（3，4-二羟苯基）-2-甲胺基乙醇。祥见P333 图30-35。肾上腺素和去甲肾上腺素均为交感神经末梢的化学介质，使交感神经兴奋，对心脏、血管有生理作用，使血管收缩、血压急剧上升，为含氮激素。肾上腺素使血糖升高，促进蛋白、氨基酸和脂肪分解，使肌体应付意外情况。3、色氨酸代谢：一碳单