生物化学8——蛋白质分解

1、第八章第八章 蛋白质分解代谢蛋白质分解代谢(Metabolism of Protein)(一) 氮平衡(nitrogen balance)1.总氮平衡 摄入氮 = 排出氮(正常成人)。2.正氮平衡 摄入氮 排出氮(儿童、孕妇等)。3.负氮平衡 摄入氮 排出氮(饥饿、消耗性 疾病患者)。4.氮平衡意义 可反映体内蛋白质代谢的慨况。(二) 需要量 成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用(Nutritional Function of Protein) 一、蛋白质需要量二、蛋白质的营养价值(一)必需氨基酸(e

2、ssential amino acid)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。其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。 (二) 蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类的比例。(三) 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的作用。一、氨基酸代谢概况氧化供能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) -酮酸 脱氨基作用 酮 体糖胺 类脱羧基作用氨 尿素代谢转变其他含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)合成 二、氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨

3、基转氨基作用联合脱氨基嘌呤核苷酸循环 方式 脱氨基作用 是指氨基酸脱去氨基生成相 应-酮酸的过程。(一) 氧化脱氨基作用谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸亚谷氨酸亚谷氨酸NH3H2O+L-谷氨酸脱氢酶广泛存在于肝、脑、肾等组织中。（骨骼肌和心肌中没有）L-谷氨酸脱氢酶-2H+2H(二)转氨基作用(1) 转氨酶的辅酶（vitB6）(2)转氨酶的种类多，专一性强，分布广。 如肝细胞含量最高的丙氨酸氨基转移酶(ALT)， 心肌细胞含量较高的天冬氨酸氨基转移酶(AST)。氨基酸 磷酸吡哆醛 -酮酸 磷酸吡哆胺 谷氨酸 -酮戊二酸 转氨酶(三)联合脱氨基作用2.联合脱氨基作用1. 定义 两种脱氨基方式的联合

4、作用，使氨基酸脱下-氨基生成-酮酸的过程。氨基酸 谷氨酸 -酮酸 -酮戊二酸 H2O+NAD+转氨酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶 3.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。主要在肝、肾组织进行。(四)嘌呤核苷酸循环此种方式主要在肌肉组织进行。此种方式主要在肌肉组织进行。为什么？为什么？骨骼肌、心肌中氨基酸的代谢方式三、-酮酸代谢(一) -酮酸经氨基化生成非必需氨基酸。(三) -酮酸转变成糖及脂类。(二) -酮酸可通过TCA循环和氧化磷酸化彻 底氧化为H2O和CO2，生成ATP。甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱

5、氨酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨 基 酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸生糖及生酮氨基酸生糖及生酮氨

6、基酸一、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。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谷氨酰胺酶第三节第三节 氨的代谢氨的代谢三、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他含氮化合物。合成谷氨酰胺。去路 (一)鸟氨酸循环-尿素的生成1.生成部位 (1) 主要是在肝细胞的线粒体及胞液中进行。切除动物肝，动物的血、尿中几乎检测不到尿素。(2)过程：鸟氨酸循环，又称尿素循环。（3）反应：NH3+2CO2 尿素(三)高氨血

7、症和氨中毒 1.血氨浓度升高称高氨血症，此时可引起脑功能障碍，称氨中毒。常见于肝功能严重损伤、尿素合成酶系的遗传缺陷。2.氨中毒的可能机制TCA循环 脑供能不足脑供能不足-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3 脑内 -酮戊二酸NH3NADH+H+ATPNAD+NADH+H+NAD+ATPADPADP碱性刺激肠道吸收氨高血氨，禁碱性液灌肠；禁碱性利尿剂第四节第四节 氨基酸的特殊代谢氨基酸的特殊代谢 一、氨基酸脱羧基作用氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+ CO2磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR(一)组胺 (histamine)L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2 组胺是强烈

8、的血管舒张剂，可增加毛细血管的通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。透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。(二)5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT)色氨酸5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶CO2 5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外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。周组织有收缩血管的作用。L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2(三)-氨基丁酸 L-谷氨酸GABACO2L- L- 谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 GABA是抑制性神经递质，对中枢神经

9、有是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。抑制作用。(四)牛磺酸(taurine)牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。 L-半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸 磺酸丙氨酸脱羧酶CO2(五)多胺(polyamines) 鸟氨酸 S-腺苷蛋氨酸 (SAM )多胺多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高二、一碳单位代谢 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(one carbon unit)。 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丝氨酸