第十一蛋白质的分解代谢PPT课件

.,1,蛋白质的营养作用NutritionalFunctionofProtein,第一节,.,2,一、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、免疫、运动、物质转运、凝血等,3.氧化供能人体每日18%能量由蛋白质提供。,.,3,二、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。,.,4,氮总平衡：摄入氮=排出氮（正常成人）,氮正平衡：摄入氮排出氮（婴幼儿、青少年、孕妇、哺乳期妇女及疾病恢复期的患者）,氮平衡有以下三种情况,氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的概况。,氮负平衡：摄入氮排出氮（常见于营养不良、饥饿、消耗性疾病、大面积烧伤等情况）,.,5,.,6,最低分解量,最低生理需要量,营养学会推荐量,20g/日,30g50g/日,80g/日,2.生理需要量,.,7,常用食物中蛋白质含量(%),.,8,1、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：Lys(赖)、Val(缬)、Ile(异亮)、Leu(亮)、Phe(苯)、Met(蛋)、Trp(色)、Thr(苏)。,三、蛋白质的营养价值与互补作用,.,9,其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。,.,10,记忆口诀,口诀一：“假设来借一两本书”口诀二：“一家来借三两本书”为种必需氨基酸首字的谐音。,.,11,主要取决于必需氨基酸的种类、含量和比例是否与人体蛋白质的氨基酸组成接近。,2、蛋白质的营养价值(nutritionvalue),.,12,3、蛋白质的互补作用,指将不同种类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。,.,13,谷类豆类Lys（赖）较少较多Trp（色）较多较少,.,14,成人、儿童和婴儿必需氨基酸的每天最低需要量(mg/kg体重),.,15,第二节蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins,.,16,一、蛋白质的消化,蛋白质消化的生理意义,便于吸收。消除种属特异性和抗原性。,.,17,蛋白质的消化,.,18,（一）胃中的消化作用,蛋白质多肽,.,19,（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。,1.胰腺分泌的蛋白酶（胰酶）及其作用,胰酶是消化蛋白质的主要酶，包括,内肽酶(endopeptidase)如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。,外肽酶(exopeptidase)如羧肽酶A、羧肽酶B,.,20,各类胰酶作用结果胰蛋白酶靡蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶A羧肽酶B,食物蛋白质,寡肽氨基酸,.,21,(1)肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶,肠激酶,（）,(+),2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用,.,22,(2)寡肽酶（氨肽酶和二肽酶）寡肽二肽氨基酸,氨基酸,氨肽酶,二肽酶,.,23,氨基酸+,蛋白水解酶作用示意图,.,24,二、氨基酸的吸收和转运,吸收部位：主要在小肠氨基酸的吸收是需要载体蛋白帮助的、耗能、需钠的主动吸收过程。,.,25,氨基酸吸收载体,载体类型,中性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体,.,26,ADP+Pi,ATP,氨基酸,Na+,K+,小肠粘膜细胞,肠腔,门静脉,吸收机制：,Na+依赖型氨基酸转运体,刷状缘,细胞基底膜,.,27,三、蛋白质的腐败作用,未被消化、吸收的蛋白质胺类、氨、酚类、吲哚类、H2S少量脂肪酸、维生素,蛋白质的腐败作用(putrefaction),肠菌,.,28,（一）胺类(amines)的生成,.,29,胺类的毒性（假神经递质学说）,.,30,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。,.,31,-羟酪胺和苯乙醇胺与儿茶酚胺结构类似,.,32,-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。,.,33,苯丙氨酸酪氨酸,肠菌,苯乙胺酪胺,肝脏,正常,代谢,肝病,-羟化酶,脑组织,苯乙醇胺羟酪胺,假神经递质,肝性脑昏迷,胺类的毒性（假神经递质学说）,.,34,（二）氨的生成,.,35,（三）其它有害物质的生成,.,36,第三节氨基酸的代谢概况,.,37,一、氨基酸代谢库(aminoacidpool),体内各种来源（外源性与内源性）的氨基酸混合在一起，分布于全身各组织细胞内外参与代谢。,氨基酸代谢库,目录,二、氨基酸的代谢概况,.,39,第四节氨基酸的一般代谢,GeneralMetabolismofAminoAcids,.,40,定义：氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸和氨的过程,1.转氨基作用2.氧化脱氨基作用3.联合脱氨基作用4.其它脱氨基作用,氨基酸,氨,-酮酸,一、氨基酸的脱氨基作用,.,41,（一）转氨基作用(transamination),1、定义,.,42,氨基酸,-酮酸,常见的氨基酸和相应的-酮酸,谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸草酰乙酸丙氨酸丙酮酸,.,43,大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,来自于何种维生素？,.,44,2、体内重要的转氨酶,丙氨酸氨基转移酶(ALT或GPT),天冬氨酸氨基转移酶(AST或GOT),(alanineaminotransferase),(aspartateaminotransferase),.,45,.,46,正常人各组织ALT及AST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。,ASTALT,ASTALT,.,47,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,.,48,3、转氨基作用的生理意义是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式是机体合成非必需氨基酸的重要途径4、特点:只有氨基的转移，没有氨的生成；反应是可逆的,.,49,水解脱氨,氧化脱氢,（二）氧化脱氨基作用,.,50,1、L-谷氨酸脱氢酶（辅酶NAD+/NADP+）,.,51,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,3.氧化脱氨基作用的局限性：,仅谷氨酸经此方式脱氨基,2.谷氨酸脱氢酶的特点：,.,52,（三）联合脱氨基作用(conjunctdeamination),两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下-氨基生成-酮酸的过程。,2.类型,转氨基联合氧化脱氨基作用,1.定义,转氨基联合嘌呤核苷酸循环,.,53,转氨基联合氧化脱氨基作用,主要在肝、肾组织进行。,使体内许多氨基酸能真正脱氨基其逆反应是合成非必需AA的主要途径,.,54,转氨基联合嘌呤核苷酸循环,苹果酸,腺苷酸代琥珀酸,次黄嘌呤核苷酸(IMP),转氨酶2,此种方式主要在肌肉组织进行。,延胡索酸,腺嘌呤核苷酸(AMP),.,55,（四）其他脱氨基作用,丝氨酸丙酮酸+氨半胱氨酸丙酮酸+氨天冬氨酸延胡索酸+氨,脱水脱氨基,脱硫化氢脱氨基,直接脱氨基,.,56,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65mol/L。,二、氨的代谢,.,57,（一）血氨的来源与去路,.,58,肠道PH，NH4+NH3，肠道氨吸收,高血氨病人禁用碱性肥皂液灌肠,肝硬化腹水病人，不宜使用碱性利尿药,肠道对氨的吸收取决于肠道pH值：,.,59,（二）氨的转运,转运形式：谷氨酰胺丙氨酸特点：无毒转运方式：1.谷氨酰胺的运氨作用2.葡萄糖-丙氨酸循环,.,60,1.谷氨酰胺的运氨作用,反应过程,合成部位：脑、肌肉；转运至：肝、肾,H2O,.,61,临床上用谷氨酸盐降低血氨,氨在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而对氨进行解毒。,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,.,62,2.葡萄糖-丙氨酸循环(alanine-glucosecycle),反应过程,丙氨酸,葡萄糖,肌肉蛋白质,氨基酸,NH3,谷氨酸,-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,-酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH3,尿素,尿素循环,糖异生,肝,葡萄糖-丙氨酸循环,葡萄糖,目录,.,64,.,65,（三）尿素的生成,（一）生成部位主要在肝细胞的线粒体及胞质,（三）生成过程,尿素生成的过程由Krebs和Henseleit提出，称为鸟氨酸循环(orinithinecycle)，又称尿素循环(ureacycle)或Krebs-Henseleit循环。,（二）原料：氨和CO2,.,66,尿素的结构式,.,67,1.氨甲酰磷酸的合成,CO2+NH3+H2O+2ATP,氨甲酰磷酸合成酶,C,O,H2N,OPO32-,+2ADP+Pi,氨基甲酰磷酸,反应部位：线粒体,.,68,反应由氨甲酰磷酸合成酶(carbamoylphosphatesynthetase,CPS-)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),.,69,2.瓜氨酸的合成,鸟氨酸氨甲酰转移酶,H3PO4,+,氨甲酰磷酸,反应部位：线粒体,进入胞质,.,70,3.精氨酸的合成,+,天冬氨酸,精氨酸代琥珀酸,反应部位：胞质,.,71,精氨酸,延胡索酸,精氨酸代琥珀酸裂解酶,精氨酸代琥珀酸,.,72,4.精氨酸水解生成尿素,精氨酸,尿素,鸟氨酸,H2O,反应部位：胞质,鸟氨酸循环,2ADP+Pi,CO2+NH3+H2O,氨甲酰磷酸,2ATP,氨基酸,线粒体,胞质,目录,H2O,.,74,反应小结,原料：2个氮，直接来自于游离氨和天冬氨酸。过程：先在线粒体中进行，再在胞质中进行。耗能：3个ATP，4个高能磷酸键。意义：是肝脏解除氨毒的主要方式鸟氨酸循环与三羧酸循环有代谢上联系。,.,75,高血氨症与肝昏迷,*血氨正常参考值：5.5465mol/L,*原因：肝功能严重损伤，尿素合成障碍,.,76,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)或肝昏迷。,.,77,肝功能受损尿素合成障碍血氨（高血氨症）大量氨进入脑组织NH3+-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺严重发展NADH+H+、ATP能源物质消耗-酮戊二酸TCA循环受抑ATP生成,NADH+H+,ATP,脑组织供能不足,肝昏迷,氨中毒的可能机制（肝昏迷学说）,谷氨酸（神经递质）,.,78,降低血氨的措施：限制蛋白进食量，给肠道抑菌药物服用酸性利尿剂、酸性盐水灌肠静脉滴注或口服谷氨酸或精氨酸等降血氨药服用保肝药,.,79,三、-酮酸的代谢,.,80,（一）经氨基化生成非必需氨基酸,（二）转变成糖及脂类,.,81,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,磷酸二羟丙酮,葡萄糖或糖原,糖,3-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,TAC,目录,.,82,（三）氧化供能,-酮酸在体内可通过TCA循环和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。,.,83,四、氨基酸脱羧基作用,脱羧基作用(decarboxylation),生物活性,.,84,（一）-氨基丁酸(-aminobutyricacid,GABA),L-谷氨酸,GABA,CO2,L-谷氨酸脱羧酶,GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。,.,85,（二）5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT),5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用在松果体生成褪黑素在外周组织有收缩血管的作用,.,86,（三）牛磺酸(taurine),牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。脑内具有抑制性递质作用,.,87,（四）组胺(histamine),强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，起到扩张血管、降低血压作用支气管平滑肌收缩，引起支气管痉挛，产生哮喘可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,.,88,（五）多胺(polyamines),鸟氨酸,腐胺,S-腺苷甲硫氨酸(SAM),脱羧基SAM,鸟氨酸脱羧酶,CO2,SAM脱羧酶,CO2,亚精胺(spermidine),丙胺转移酶,5-甲硫腺苷,精胺(spermine),调节细胞生长、促进细胞增殖。在生长旺盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高，其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。,5-甲硫腺苷,.,89,胺类,生理功能,-氨基丁酸（GABA）,抑制性神经递质,5-羟色胺（5-HT）,中枢：抑制性神经递质外周：血管收缩剂,牛磺酸,组胺,多胺,抑制性神经递质,扩血管刺激胃酸分泌,促进细胞增殖,几种重要的生物活性胺类（小结）,.,90,第五节个别氨基酸的特殊代谢,MetabolismofIndividualAminoAcids,.,91,1.一碳单位代谢,2.含硫氨基酸代谢,3.芳香族氨基酸代谢,4.支链氨基酸代谢,个别氨基酸特殊代谢,.,92,一、一碳单位的代谢,分解,含一个碳原子的活性基团,概念：氨基酸,载体：四氢叶酸（FH4）,（一）一碳单位的种类和来源,.,93,一碳单位的种类:,.,94,（二）一碳单位的生成与FH4,.,95,例如：,.,96,（三）一碳单位的生成和互相转变,一碳单位主要来源于氨基酸代谢,嘌呤环C-2,C-8,胸腺嘧啶,甲硫氨酸,甲硫氨酸循环,.,97,（四）一碳单位的生理意义,一碳单位为嘌呤及嘧啶合成提供原料是联系氨基酸代谢与核苷酸代谢的枢纽参与活性甲基的合成一碳单位代谢障碍可造成某些疾病，如巨幼红细胞性贫血等,.,98,二、含硫氨基酸的代谢,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,.,99,（一）甲硫氨酸的代谢,1.甲硫氨酸循环过程,+,SAM为体内甲基的直接供体,.,100,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,FH4,N5CH3FH4,N5CH3FH4转甲基酶,(VitB12),H2O,腺苷,RH,ATP,PPi+Pi,.,101,为体内甲基化反应提供甲基使四氢叶酸得到再生使基因甲基化而参与基因表达调控同型半胱氨酸堆积，引起同型半胱氨酸血症,3、甲硫氨酸循环的生理意义,B12不足也会出现类似于叶酸缺乏的症状巨幼红细胞性贫血同型半胱氨酸堆积动脉粥样硬化及心血管疾病,.,102,（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢,1.半胱氨酸与胱氨酸的互变,2,.,103,2.半胱氨酸氧化分解为硫酸根,PAPS是活性硫酸根，是体内硫酸基的直接供体，参与生物转化反应，参与粘多糖的合成,.,104,3.半胱氨酸参与合成谷胱甘肽,.,105,谷胱甘肽的生理功用：,抗氧化作用：作为抗氧化剂，维持酶-SH的还原性和膜的完整性,参与生物转化,保护蛋白质分子中的活性巯基,参与氨基酸转运,.,106,半胱氨酸与胱氨酸代谢小结,胱氨酸,半胱氨酸,氧化脱羧,牛磺酸胆盐,氧化脱氨,丙酮酸+H2SO4（糖代谢）生物转化),GSH,合成,互变,抗氧化作用参与生物转化等,.,107,三、芳香族氨基酸的代谢,.,108,苯丙氨酸,酪氨酸,甲状腺激素,黑色素,儿茶酚胺,氧化分解,苯丙酮酸,苯丙氨酸和酪氨酸的代谢,.,109,（一）苯丙氨酸羟化成酪氨酸,此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径，反应不可逆,.,110,苯丙氨酸,苯丙氨酸羟化酶,酪氨酸,苯丙酮酸,转氨基,苯丙酮酸尿症（PKU）,对中枢神经系统有毒性,智力发育障碍,（缺乏）,.,111,PKU患者,智力低下，60%患儿有脑电图异常，头发细黄，皮肤色淡和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。,.,112,（二）酪氨酸转变为甲状腺激素（T3、T4）,.,113,甲状腺激素（T3、T4）的作用1）促进糖、脂和蛋白质代谢以及能量代谢2）促进机体生长、发育（尤其脑和长骨）成人缺碘，引起地方性甲状腺肿婴幼儿缺乏甲状腺激素：影响中枢神经系统发育和长骨生长,呆小症,.,114,呆小症,18岁，98cm,先天性甲状腺功能低下症，俗称先天性呆小症,.,115,地方性甲状腺肿,.,116,（三）酪氨酸转变为黑色素,.,117,皮肤乳白色，毛发淡黄或银白色，瞳孔淡红，虹膜淡灰或淡红，半透明视网膜缺乏色素。,白化病,.,118,帕金森病,合成不足,儿茶酚胺（catecholamines,CAs）,（DOPA）,（DA）,（NE）,（E）,（四）酪氨酸转变为儿茶酚胺,.,119,尿黑酸氧化酶,（五）酪氨酸的分解代谢,体内代谢尿黑酸的酶（