第八章蛋白质代谢课件

第八章蛋白质分解代谢第八章蛋白质分解代谢

蛋白质代谢包括合成代谢和分解代谢。本章主要讨论蛋白质的分解代谢。

第一节蛋白质的营养作用Section1NutritionalFunctionofProtein第一节蛋白质的营养作用Section1Nut蛋白质的重要性蛋白质是生物体的重要组成，维持组织细胞的生长、更新和修复；参与多种重要的生理活动；氧化供能。蛋白质的重要性蛋白质是生物体的重要组成，维持组织细胞的生长、二、蛋白质的需要量和营养价值人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产物的形式排出体外。同时，须从食物中摄取一定量的蛋白质，以维持正常生理活动之需。由于食物中的含氮物主要是蛋白质，故可用氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量。（一）氮平衡二、蛋白质的需要量和营养价值人体每日须分解一定量的组织蛋白质体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡就称为氮平衡(nitrogenbalance)。

体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出

1．氮总平衡（generalnitrogenbalance）：每日摄入氮量＝排出氮量，表示体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为氮总平衡。此种情况见于正常成人。氮平衡的类型1．氮总平衡（generalnitrogenbalan2．氮正平衡（positivenitrogenbalance）：每日摄入氮量＞排出氮量，表明体内蛋白质的合成量大于分解量，称为氮正平衡。此种情况见于儿童、孕妇、病后恢复期。2．氮正平衡（positivenitrogenbalan3．氮负平衡（negativenitrogenbalance）：每日摄入氮量＜排出氮量，表明体内蛋白质的合成量小于分解量，称为氮负平衡。此种情况见于消耗性疾病患者（结核、肿瘤），饥饿者,严重烧伤，出血。3．氮负平衡（negativenitrogenbalan

蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低生理需要量为30g-50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。氮平衡的意义可以反映体内蛋白质代谢的概况。蛋白质的生理需要量氮平衡的意义二、蛋白质的营养价值必需氨基酸（essentialaminoacid）机体必需，但又不能自身合成，必须由食物蛋白供给的氨基酸。共有8种必需氨基酸：缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸（一）必需氨基酸与非必需氨基酸非必需氨基酸（nonessentialaminoacid）：机体可以合成，不一定必须由食物蛋白质供给的氨基酸。在营养和代谢上与必需氨基酸同样重要。二、蛋白质的营养价值必需氨基酸（essentialamin必需氨基酸口诀“假设携一两本书来”

假——甲硫氨酸

设——色氨酸

携——缬氨酸

一——异亮氨酸

两——亮氨酸

本——苯丙氨酸

书——苏氨酸

来——赖氨酸必需氨基酸口诀“假设携一两本书来”

假——甲硫氨酸

设——色半必需氨基酸（2种）：酪氨酸（Tyr）半胱氨酸（Cys）由于酪氨酸在体内需由苯丙氨酸为原料来合成，半胱氨酸需以蛋氨酸为原料来合成，故这两种氨基酸被称为半必需氨基酸。半必需氨基酸（2种）：决定食物蛋白质营养价值高低的因素有：①必需氨基酸的含量；②必需氨基酸的种类；③必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基酸组成。2.蛋白质的营养价值决定食物蛋白质营养价值高低的因素有：2.蛋白质的营养价值将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的作用称为食物蛋白质的互补作用（complementaryeffect）。将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的例如，谷类蛋白质含Lys较少而Trp较多，而豆类蛋白质含Trp较少而Lys较多，二者混合后食用，即可提高营养价值。例如，谷类蛋白质含Lys较少而Trp较多，而豆类蛋白质含Tr第二节外源蛋白质的消化、吸收与腐败Section2Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins第二节外源蛋白质的消化、吸收与腐败Section2一、蛋白质的消化食物蛋白质

胃、小肠

蛋白水解酶氨基酸、小肽一、蛋白质的消化食物蛋白质胃、小肠蛋白水解酶氨基酸、小肽

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。蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。（一）胃内消化胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.5，对蛋白质肽键的作用特异性较差，主要水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键，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)自身激活作用（一）胃内消化胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.5，对蛋白质肽凝乳作用：

胃蛋白酶使乳汁中的酪蛋白与Ca2+形成乳凝块，使乳汁在胃中的停留时间延长，有利于乳汁中蛋白质的消化．凝乳作用：（二）小肠内消化

——小肠是蛋白质消化的主要部位。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。1.胰液中的蛋白酶（二）小肠内消化胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适p胰蛋白酶：水解由碱性氨基酸的羧基组成的肽键；糜蛋白酶：水解由芳香族氨基酸的羧基组成的肽键；弹性蛋白酶：水解由脂肪族氨基酸的羧基组成的肽键．精氨酸赖氨酸任何氨基酸—CO——HN—胰蛋白酶苯丙氨酸赖氨酸色氨酸任何氨基酸—CO——HN—糜蛋白酶脂肪族氨基酸任何氨基酸—CO——HN—弹性蛋白酶胰蛋白酶：水解由碱性氨基酸的羧基组成的肽键；精氨酸任何氨基酸羧基肽酶A：水解除脯氨酸、精氨酸、赖氨酸以外的多种氨基酸组成的羧基末端肽键羧基肽酶B：水解碱性氨基酸组成的羧基末端肽键除赖氨酸精氨酸脯氨酸以外的氨基酸任何氨基酸—CO——HN—羧基肽酶A赖氨酸精氨酸任何氨基酸—CO——HN—羧基肽酶B羧基肽酶A：水解除脯氨酸、精氨酸、赖氨酸以外的多种氨基酸组成蛋白水解酶作用示意图氨基酸二肽酶氨基肽酶内肽酶氨基酸

+NHNH羧基肽酶56蛋白水解酶作用示意图氨基酸二肽酶氨基肽酶内肽酶氨基酸+N2.肠液中肠激酶的作用胰蛋白酶(trypsin)肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶原弹性蛋白酶(elastase)弹性蛋白酶原糜蛋白酶(chymotrypsin)糜蛋白酶原羧基肽酶(A或B)(carboxypeptidase)羧基肽酶原(A或B)2.肠液中肠激酶的作用胰蛋白酶(trypsin)肠激酶(e3.小肠粘膜细胞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,最终产物为氨基酸。3.小肠粘膜细胞的消化作用主要是寡肽酶(oligopept二、氨基酸的吸收和转运

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、氨基酸的吸收和转运吸收部位：主要在小肠

氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。七种转运蛋白(transporter)中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白β氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATPK+Na+Na+

氨基酸Na+氨基酸K+Na+ATPADP+Pi细胞内细胞外K+Na+Na+氨基酸Na+氨

γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-glutamylcycle)过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-g半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酸环化转移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi细胞外

γ-谷氨酰基转移酶细胞膜谷胱甘肽

GSH细胞内γ-谷氨酰基循环过程γ-谷氨酰氨基酸氨基酸目录关键酶半胱氨酰甘氨酸半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨氨基酸5-氧脯氨酸谷利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系此种转运也是耗能的主动吸收过程吸收作用在小肠近端较强

肽的吸收利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系肽的吸收三、肠内的腐败作用定义：肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未消化的蛋白质及未被吸收的消化产物作用，产生一系列产物的过程。部位：主要在大肠下段实质：是细菌本身的代谢结果：多数有害——胺、氨、吲哚、酚、硫化氢等；少数有益（维生素K、泛酸、生物素、叶酸及B12

）三、肠内的腐败作用定义：肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未消化蛋白质胺类氨基酸脱羧酶-CO2组氨酸组胺赖氨酸尸胺降压物质酪氨酸酪胺色氨酸色胺升压物质苯丙氨酸酪氨酸苯乙醇胺β-羟酪胺假神经递质中枢抑制肝昏迷脱羧入脑β-羟化苯乙胺酪胺正常在肝分解（一）胺的生成蛋白质胺类氨基酸脱羧酶组氨酸

假神经递质(falseneurotransmitter)

某些物质结构(如苯乙醇胺，β-羟酪胺）与神经递质（如儿茶酚胺）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。苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羟酪胺假神经递质(falseneurotransmitter

β-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。β-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可取（二）酚类的生成（二）酚类的生成（三）吲哚及甲基吲哚的生成（三）吲哚及甲基吲哚的生成（四）硫化氢的产生（四）硫化氢的产生（五）氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)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。（五）氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨脱氨基作用尿素第三节体内蛋白质的降解DegradationofIntracellularProteins第三节人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。成人每天约有1%-2%的体内蛋白质被降解。蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%-80%被重新利用合成新的蛋白质。体内蛋白质的转换更新人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。体内蛋白质的转换各种蛋白质降解速率不同；这些速率随生理需要而变化。半衰期t1/2（half-life）:

反应蛋白质寿命的长短;即蛋白质浓度降至其原浓度一半时所需要的时间。各种蛋白质降解速率不同；这些速率随生理需要而变化。半衰期t1一、组织蛋白降解的溶酶体途径不依赖ATP利用溶酶体中的组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白蛋白质在溶酶体通过ATP-非依赖途径降解一、组织蛋白降解的溶酶体途径不依赖ATP蛋白质在溶酶体通过溶酶体的主要功能是消化作用，是细胞内的消化器官。

根据完成生理功能的不同阶段可将其分为:

初级溶酶体次级溶酶体残体

溶酶体的主要功能是消化作用，是细胞内的消化器官。根据完成生蛋白质在蛋白酶体通过需要ATP的泛素途径降解

依赖ATP

降解异常蛋白和短寿命蛋白泛素(ubiquitin)76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守二、组织蛋白降解的胞液途径蛋白质在蛋白酶体通过需要ATP的泛素途径降解依赖ATP泛素泛素共价地结合于底物蛋白质，蛋白酶体（proteasome）特异性地识别被泛素标记的蛋白质并将其迅速降解，泛素的这种标记作用是非底物特异性的，称为泛素化（ubiquitination）。泛素共价地结合于底物蛋白质，蛋白酶体（proteasome）泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活,即泛素化，包括三种酶参与的3步反应，并需消耗ATP。蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解。

泛素介导的蛋白质降解过程泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活,即泛素化，泛素化过程E1：泛素活化酶E2：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素COSE1HS-E2HS-E1泛素COSE2泛素COSE1被降解蛋白质HS-E2泛素COSE2泛素CNH被降解蛋白质OE3泛素化过程E1：泛素活化酶E2：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接泛素介导的蛋白质降解过程：泛素介导的蛋白质降解过程：第四节氨基酸的一般代谢Section4GeneralMetabolismofAminoAcids第四节氨基酸的一般代谢Section4Ge食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸（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(metabolicpool)

。食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质氨基酸代谢库来源去路食物蛋白组织蛋白合成氨基酸（非必需氨基酸）降解脱氨基脱羧基转化或参与合成合成组织蛋白质某些含氮化合物NH3尿素胺类α-酮酸糖、酮体氧化供能氨基酸消化吸收氨基酸的代谢概况氨基酸的来源与去路氨基酸代谢库来源去路食物蛋白组织蛋白合成氨一、氨基酸的转氨基作用（deamination）（一）转氨基作用转氨基作用由转氨酶(transaminase)催化，将-氨基酸的氨基转移到-酮酸酮基的位置上，生成相应的-氨基酸，而原来的-氨基酸则转变为相应的-酮酸。

R’-CH-COOHR”-C-COOH

NH2

OR’-C-COOHR”-CH-COOH

O

NH2转氨酶一、氨基酸的转氨基作用（deamination）（一）转氨（一）转氨基作用转氨基作用由转氨酶(transaminase)催化，将-氨基酸的氨基转移到-酮酸酮基的位置上，生成相应的-氨基酸，而原来的-氨基酸则转变为相应的-酮酸。

R’-CH-COOHR”-C-COOH

NH2

OR’-C-COOHR”-CH-COOH

O

NH2转氨酶（一）转氨基作用转氨基作用由转氨酶(transaminase

反应式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。反应式大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯

转氨基作用(transamination)可以在各种氨基酸与-酮酸之间普遍进行。除Lys，Pro外，均可参加转氨基作用。

转氨基作用(transamination)可以在各⑴丙氨酸氨基转移酶（alaninetransaminase,ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）：ALT催化丙氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。ALT在肝中活性较高，在肝的疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。重要的转氨酶丙氨酸+-酮戊二酸ALT丙酮酸+谷氨酸⑴丙氨酸氨基转移酶（alaninetransaminas⑵天冬氨酸氨基转移酶（aspartatetransaminase,AST），又称为谷草转氨酶（GOT）：AST催化天冬氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。AST在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。天冬氨酸+-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸AST⑵天冬氨酸氨基转移酶（aspartatetransami

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。转氨酶正常人各组织GOT及GPT活性(单位/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。转氨基作用的生理意义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2.2.转氨酶的辅酶及其作用机制分子重排-H2O+H2O-H2O+H2O转氨酶的辅酶及其作用机制分子重排-H2O+H2O-H2O+H（二）氧化脱氨基

氧化脱氨基包括脱氢和水解两步反应。其中，脱氢反应需酶催化，而水解反应则不需酶的催化。R-CH-COOHNH2

2H

R-C-COOH+NH3

OH2OR-C-COOHNH

酶（二）氧化脱氨基

氧化脱氨基包括脱氢和水解两步反应。其中，脱催化氧化脱氨基的酶L-氨基酸氧化酶（L-aminoacidoxidase)：是一种需氧脱氢酶，以FAD或FMN为辅基，脱下的氢原子交给O2，生成H2O2。该酶活性不高，在各组织器官中分布局限，因此作用不大。催化氧化脱氨基的酶L-氨基酸氧化酶（L-aminoacidL-谷氨酸脱氢酶(L-glutamatedehydrogenase)：是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶，生成的NADH或NADPH可进入呼吸链经氧化磷酸化产生ATP。该酶活性高，分布广泛，因而作用较大；该酶属于变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。L-谷氨酸脱氢酶(L-glutamatedehydroge

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存在于肝、脑、肾中催化酶：L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NA（三）联合脱氨基作用

转氨基作用和谷氨酸的氧化脱氨基作用偶联的过程，是体内主要的脱氨基方式，反应可逆，是体内合成非必需氨基酸的重要途径。（三）联合脱氨基作用转氨基作用和谷氨酸的氧化脱氨基作L-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸L-谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶转氨酶L-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸L-谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶转氨

此种方式主要在肌组织中进行，骨骼肌和心肌中L－谷氨酸脱氢酶的活性低。此种方式主要在肌组织中进行，骨骼肌和心肌中L－（一）血氨的来源1.氨基酸脱氨基作用和胺类的分解均可以产生氨RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶2.肠道细菌腐败作用产生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谷氨酰胺酶二、氨的代谢（一）血氨的来源1.氨基酸脱氨基作用和胺类的分解均可以产生氨具有毒性，血氨过高，可引起脑功能紊乱，与肝性脑病的发病有关。正常人血液中氨的浓度很低，一般不超过0.60mol/L。体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在肝合成尿素而解毒。氨具有毒性，血氨过高，可引起脑功能紊乱，与肝性脑病的发病有关(二)氨在血中的转运

肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转运至肝再脱氨基，生成的丙酮酸异生为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸，这一循环反应过程就称为丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle)。

1.丙氨酸-葡萄糖循环(二)氨在血中的转运肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨反应过程生理意义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。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-葡萄糖循环葡萄糖目录丙葡肌肉氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊丙酮酸糖酵解途径肌肉丙氨2.谷氨酰胺的运氨作用

肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌，在谷氨酰胺合成酶（glutaminesynthetase)的催化下，合成谷氨酰胺，以谷氨酰胺的形式将氨基经血液循环转运到肝，再由谷氨酰胺酶将其分解，产生的氨即可用于合成尿素。因此，谷氨酰胺(glutamine)对氨具有运输、贮存和解毒作用。

2.谷氨酰胺的运氨作用肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌，在谷ATP+NH3ADP+Pi谷氨酰胺合成酶谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺酶NH3

H2O肝外组织细胞肝细胞血液谷氨酰胺的运氨作用ATP+NH3ADP+Pi谷氨酰胺合成酶谷氨酸谷氨酰谷氨酸谷氨酰胺酶合成酶谷氨酰胺肝肾谷氨酰胺酶氨尿素铵盐谷氨酰胺酶氨

血循环嘌呤/嘧啶的合成NH3谷氨酸谷氨酰胺酶合成酶谷氨酰胺肝肾谷氨酰胺酶氨尿素铵盐谷氨酰（三）尿素的生成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

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。体内氨的去路：（三）尿素的生成①在肝内合成尿素，这是最主要的去路②合成尿素生成的过程由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。尿素生成的过程由HansKrebs和KurtHense1.鸟氨酸循环的发现1.鸟氨酸循环的发现实验依据1）大鼠肝切片和代谢物及NH4+共同保温，铵盐减少而尿素增多。分别加入鸟氨酸、瓜氨酸及精氨酸,都有催化NH4+合成尿素。鸟氨酸与NH4+保温可观察到瓜氨酸积存。2）肝含有精氨酸酶，能催化精氨酸水解生成鸟氨酸和尿素。以尿素为主要氮代谢最终产物的哺乳动物肝细胞精氨酸酶活性高，而鸟类氮代谢最终产物是尿酸，它们肝中精氨酸酶活力不到哺乳动物的1％。3）以15N的NH4+盐饲养动物，食入的15N大部分以15N尿素排出。并在该动物肝内提取出含15N的精氨酸，而鸟氨酸不含15N。4）用3、4、5位上含重氢的鸟氨酸饲养小鼠，自动物肝中提出的精氨酸含重氢，且重氢的位置与量都与鸟氨酸的相同。5）用14C标记的碳酸盐饲养犬，排出尿素中含14C，证明尿素由NH3与CO2合成。实验依据尿素的生成体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素(urea)。合成尿素的主要器官是肝，但在肾及脑中也可少量合成。尿素合成是经称为鸟氨酸循环(ornithinecycle)的反应过程来完成的。尿素的生成体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素(ure（1）氨基甲酰磷酸的合成：在线粒体中进行。由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（carbamoylphosphatesynthetase-Ⅰ,CPS-Ⅰ）催化，需N-乙酰谷氨酸（AGA）作为变构激活剂。反应不可逆。2.鸟氨酸循环的详细过程（1）氨基甲酰磷酸的合成：2.鸟氨酸循环的详细过程NH3+CO2

H2O+2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶ⅠAGA，Mg2+NH2O~PO32-CO氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸的合成NH3+CO2H2O+2ATP2ADP+Pi氨基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)反应由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphCPS-I是变构酶，N-乙酰谷氨酸（AGA）是其变构激活剂。精氨酸是AGA合成酶的激活剂，故临床用补充精氨酸，加速尿素生成来治疗肝昏迷。CPS-I和AGA均存在于肝细胞线粒体内。氨甲酰磷酸合成酶I（CPS-I）CPS-I是变构酶，N-乙酰谷氨酸（AGA）是其变构(2)瓜氨酸的合成：在线粒体内进行。反应由鸟氨酸氨基甲酰转移酶（ornithinecarbamoyltrans-ferase,OCT）催化，将氨甲酰基转移到鸟氨酸的-氨基上，生成瓜氨酸。(2)瓜氨酸的合成：NH2O~PO32-CO(CH2)3NH2H2N-CHCOOHCO(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2+H3PO4+氨基甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸鸟氨酸氨基甲酰转移酶瓜氨酸的合成NH2O~PO32-CO(CH2)3NH2H2N-CHC(3)精氨酸代琥珀酸的合成：在胞液中进行。瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶(arginino-succinatesynthetase)催化下，消耗ATP合成精氨酸代琥珀酸。精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶。

(3)精氨酸代琥珀酸的合成：CO(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPi

+H2OCH2-CHCOOHCOOHH2NCH2-CHCOOHCOOHCN(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2+瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸的合成尿素合成的限速酶CO(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸代琥珀A4．精氨酸代琥珀酸的裂解：在胞液中进行。反应由精氨酸代琥珀酸裂解酶(arginino-succinatelyase)催化，将精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸。

4．精氨酸代琥珀酸的裂解：精氨酸代琥珀酸裂解酶CH2-CHCOOHCOOHCN(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸代琥珀酸CHCHCOOHCOOH+CNH(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸的裂解精氨酸代琥CH2-CHCOOHCOOHCN(CH2)3NH5．精氨酸的水解：在胞液中进行。反应由精氨酸酶催化，精氨酸水解生成尿素(urea)和鸟氨酸(ornithine)。鸟氨酸可再转运入线粒体继续进行循环反应。5．精氨酸的水解：(CH2)3NH2H2N-CHCOOHCNH(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸-NH2H2N-OC+鸟氨酸尿素精氨酸酶H2O精氨酸的水解(CH2)3NH2H2N-CHCOOHCNH(CH2)3NH胞液线粒体2ATP+CO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸①2ADP+Pi瓜氨酸精氨酸代琥珀酸③ATP+AspAMP+PPiNH3

草酰乙酸苹果酸鸟氨酸②瓜氨酸Pi延胡索酸精氨酸④尿素鸟氨酸H2O⑤尿素合成的鸟氨酸循环胞液线粒体2ATP+CO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸①2鸟氨酸循环线粒体胞液鸟氨酸循环线粒体胞液

1．合成主要在肝细胞的线粒体和胞液中进行；

2．合成一分子尿素需消耗4分子ATP；

3．精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶；

4．尿素分子中的两个氮原子，一个来源于NH3，一个来源于天冬氨酸。

尿素合成的特点2NH3+CO2+3ATP+3H2OH2N-CO-NH2+2ADP+AMP+4Pi°1．合成主要在肝细胞的线粒体和胞液中进行；尿素合成的特点（三）尿素生成的调节1.食物蛋白质的影响CPS-Ⅰ的调节：AGA为其变构激活剂。但AGA合成酶可被精氨酸激活。高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓（三）尿素生成的调节1.食物蛋白质的影响CPS-Ⅰ的调节：3.限速酶的调节：3.限速酶的调节：（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，也有一部分氨以谷氨酰胺的形式运至肾脏，水解放出的氨结合H+以铵盐形式由尿排出。肾脏排出NH4+有调节体内酸碱平衡的作用。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Ⅱ（CPS-Ⅱ）催化下生成氨酰磷酸参与核酸中嘧啶环合成。（四）氨的其他代谢去路1、铵盐的生成与排泄三、-酮酸的代谢（一）再氨基化为氨基酸。（二）转变为糖或脂：

1.生糖氨基酸:2.生酮氨基酸：Leu，Lys。

3.生糖兼生酮氨基酸：Phe，Tyr，Ile，Thr，Trp。（三）氧化供能：进入三羧酸循环彻底氧化分解供能。

三、-酮酸的代谢（一）再氨基化为氨基酸。20种氨基酸脱氨基生成α－酮酸，经转变形成七种主要代谢中间物质：

丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA

、α－酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸和草酰乙酸生糖氨基酸（glucogenicaminoacids）能转变为三羧酸循环的中间产物和丙酮酸的氨基酸可经糖异生途径转变为糖，称为生糖氨基酸。生酮氨基酸（ketogenicaminoacids）能降解生成乙酰CoA或乙酰乙酰CoA的氨基酸，能生成酮体和脂肪酸称为生酮氨基酸。20种氨基酸脱氨基生成α－酮酸，经转变形成七种主要代谢中间物第八章蛋白质代谢课件氨基酸、糖和脂肪代谢密切联系氨基酸即可转变成糖也能转变成脂肪；糖可以转变成脂肪及多数非必需氨基酸的碳架部分脂肪酸既不能转变成糖，也不能转变为氨基酸。脂肪的甘油部分可以转变为糖氨基酸和糖、脂肪通过三羧酸循环中间代谢物互相联系并完全氧化氨基酸、糖和脂肪的代谢联系氨基酸、糖和脂肪代谢密切联系氨基酸、糖和脂肪的代谢联系氨基酸、糖、脂肪代谢的联系

▲生酮氨基酸

○生糖兼生酮氨基酸

未标记为生糖氨基酸氨基酸、糖、脂肪代谢的联系

▲生酮氨基酸

○生糖兼生酮氨基酸第五节一些氨基酸的特殊代谢Section5MetabolismofIndividualAminoAcids第五节一些氨基酸的特殊代谢Section5M●氨基酸的脱羧基作用：产物是具有生理活性的胺类●一碳单位的代谢：丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸●含硫氨基酸代谢：半胱氨酸、蛋氨酸●芳香族氨基酸代谢：苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸●支链氨基酸的代谢：亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸●氨基酸的脱羧基作用：由氨基酸脱羧酶(decarboxyase)催化，辅酶为磷酸吡哆醛，产物为CO2和胺。

氨基酸脱羧酶R-CH(NH2)COOHR-CH2NH2+CO2

(磷酸吡哆醛)一、氨基酸的脱羧基作用

所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸。酸可由尿液排出，也可再氧化为CO2和水。由氨基酸脱羧酶(decarboxyase)催化，辅酶为磷酸吡-氨基丁酸（gamma-aminobutyricacid,GABA）是一种重要的神经递质，由L-谷氨酸脱羧而产生。反应由L-谷氨酸脱羧酶催化，在脑及肾中活性很高。GABA是抑制性神经递质,对中枢神经有抑制作用.（一）-氨基丁酸的生成-氨基丁酸（gamma-aminobutyricacidL-谷氨酸脱羧酶CO2(CH2)2COOH-NH2CH2COOHCOOH-NH2(CH2)2CH-氨基丁酸的生成L-谷氨酸脱羧酶CO2(CH2)2COOH-NH2CH2C5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）也是一种重要的神经递质，且具有强烈的缩血管作用。5-羟色胺的合成原料是色氨酸(tryptophan)。色氨酸羟化酶色氨酸5-羟色氨酸5-羟色氨酸脱羧酶5-羟色胺CO2（二）5-羟色胺的生成5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2CH2NH2HO5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO2色氨组胺(histamine)由组氨酸脱羧产生，具有促进平滑肌收缩，促进胃酸分泌和强烈的舒血管作用。组胺的释放与过敏反应和应激反应有关。

（三）组胺的生成L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2HNNCH2CHCOOHNH2HNNCH2CH2NH2组胺(histamine)由组氨酸脱羧产生，具有促进平滑肌收

组胺是一种强血管扩张剂，可引起血管扩张，毛细血管通透性增加，造成血压下降，甚至休克组胺可使平滑肌收缩，引起支气管痉挛而发生哮喘组胺还能促进胃黏膜细胞分泌胃蛋白酶及胃酸，故可用于研究胃分泌功能组胺是一种强血管扩张剂，可引起血管扩张，毛细血管通透性增加精脒（spermidine)和精胺(spermine)均属于多胺(polyamines)，它们与细胞生长繁殖的调节有关。多胺合成的原料为鸟氨酸，关键酶是鸟氨酸脱羧酶(ornithinedecarboxylase)。

（四）多胺的生成精脒（spermidine)和精胺(spermine)均属于（四）氨丙基甲硫腺苷（四）氨丙基甲硫腺苷

多胺(polyamines)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，其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。多胺(polyamines)是调节细胞生长的重要物二、一碳单位的代谢

一碳单位(onecarbonunit)是指只含一个碳原子的有机基团，这些基团通常由其载体携带参加代谢反应。（一）一碳单位的定义和化学结构二、一碳单位的代谢一碳单位(onecarbon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

种类甲基(methyl)-CH3甲烯基(methylene)一碳单位（onecarbonunit)通常由其载体携带参加代谢反应。常见的载体有四氢叶酸（FH4）和S-腺苷同型半胱氨酸，有时也可为VitB12。一碳单位（onecarbonunit)通常由其载体携带参FH4的生成FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+

四氢叶酸是一碳单位的载体FH4的生成FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPHFH4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—FH4FH4携带一碳单位的形式（一碳单位通常是结合在FH4分子一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色胺酸的分解代谢丝氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4组氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（二）一碳单位的相互转变一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色胺酸的分解代谢丝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+NH3一碳单位的互相转变N10—CHO—FH4N5,N10=CH（三）一碳单位的主要功能是参与嘌呤、嘧啶的合成一碳单位的主要功能是参与嘌呤、嘧啶的合成。N10-CHO-FH4与N5,N10=CH-FH4分别为嘌呤合成提供C2与C8，N5,N10-CH2-FH4为胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来。（三）一碳单位的主要功能是参与嘌呤、嘧啶的合成胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸三种含硫氨基酸三、含硫氨基酸的代谢胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸三种含硫氨基酸三、含硫氨基酸的代谢1.甲硫氨酸转甲基作用与甲硫氨酸循环：（一）甲硫氨酸的代谢腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)1.甲硫氨酸转甲基作用与甲硫氨酸循环：（一）甲硫氨酸的代甲基转移酶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甲基转移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型+S-腺苷同型半胱氨酸CH–NH2S–ARCH2CH2COOHCH3S-腺苷蛋氨酸（SAM）SAM的分子结构+S-腺苷同型半胱氨酸CH–NH2S–ARCH2CH

SAM也是一种一碳单位衍生物，其载体是S-腺苷同型半胱氨酸，携带的一碳单位是甲基。+CH–NH2S–ARCH2CH2COOHCH3SAM也是一种一碳单位衍生物，其载体是S-腺苷同型半胱氨酸第八章蛋白质代谢课件甲硫氨酸循环(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甲硫氨酸循环(methioninecycle)甲硫氨酸S-SAM是体内甲基的直接供体

蛋氨酸循环的意义SAM是体内甲基的直接供体蛋氨酸循环的意义（2）肌酸与磷酸肌酸：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)。（2）肌酸与磷酸肌酸：肌酸(creatine)和磷酸肌酸(cH2O+目录肌酸的代谢H2O+目录肌酸的代谢1.半胱氨酸与胱氨酸的互变（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2半胱氨酸胱氨酸1.半胱氨酸与胱氨酸的互变（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢-2.半胱氨酸可生成牛磺酸：

牛磺酸是结合胆汁酸的组成成份之一。2.半胱氨酸可生成牛磺酸：牛磺酸是结合胆汁酸的组成成份之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⑶半胱氨酸生成活性硫酸根：含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。SO42-+⑷半胱氨酸与谷氨酸及甘氨酸合成谷胱甘肽：还原型谷胱甘肽（GSH）有保护酶分子上巯基及抗氧化作用。

⑷半胱氨酸与谷氨酸及甘氨酸合成谷胱甘肽：还原型谷胱甘肽（GS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八章蛋白质代谢课件苯丙酮酸尿症PKU尿黑酸症NH3苯丙酮酸苯丙氨酸四氢生物蝶呤+O2二氢生物蝶呤+H2O苯丙氨酸羟化酶酪氨酸NH3对羟苯丙酮酸O2CO2尿黑酸二氢生物蝶呤+H2O四氢生物蝶呤+O2酪氨酸羟化酶3,4-二羟苯丙氨酸(多巴)O2尿黑酸氧化酶苹果酰乙酰乙酸苯丙酮酸尿症PKU尿黑酸症NH3苯丙酮酸苯丙氨酸四氢生物蝶呤白化病脑细胞和肾上腺髓质细胞黑色素细胞3,4-二羟苯丙氨酸(多巴)多巴醌酪氨酸酶吲哚醌黑色素多巴脱羧酶CO23,4-二羟苯乙胺(多巴胺)

-羟化酶VitCO2H2O去甲肾上腺素SAMS-腺苷同型半胱氨酸转甲基酶肾上腺素儿茶酚胺帕金森病白化病脑细胞和肾上腺髓质细胞黑色素细胞3,4-二羟苯丙氨酸(

假神经递质与儿茶酚胺结构相似，能够取代正常神经递质使后者不能传递神经冲动，大脑发生异常抑制，与肝昏迷的症状有关。CH2NH2CH2苯乙胺CH2NH2CHOH苯乙醇胺CH2NH2CH2OH酪胺CH2NH2CHOHOHβ-羟酪胺假性神经递质假性神经递质假神经递质与儿茶酚胺结构相似，能够取代正常神经—O—HO——CH2-CH（NH2）-COOHIIII3，5，3′

，5′-四碘甲腺原氨酸（T4）6123456′1′2′3′4′5′甲状腺素——

甲状腺球蛋白中酪氨酸残基碘化—O—HO——CH2-CH（NH2）-COOHIIII3，5（二）色氨酸代谢色氨酸5-羟色胺一碳单位丙酮酸+乙酰乙酰CoA维生素PP(尼克酸)

（二）色氨酸代谢色氨酸5-羟色胺一碳单位丙酮酸+乙酰支链氨基酸亮氨酸异亮氨酸缬氨酸五、支链氨基酸的代谢支链氨基酸亮氨酸异亮氨酸缬氨酸五、支链氨基酸的代谢

三种支链氨基酸分解代谢的基本过程大致相同，包括三个阶段：经转氨基作用，生成相应的-酮酸；经氧化脱羧基作用，生成相应的酰基CoA；经与脂肪酸-氧化相似的过程氧化分解。三种支链氨基酸分解代谢的基本过程大致相同，包括三支链氨基酸的分解代谢支链氨基酸的分解代谢②线粒体的支链α-酮酸脱氢酶，催化由亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸演变而来的α-酮酸的氧化脱羧。这种脱氢酶的结构和调节与丙酮酸脱氢酶极其相似。其亚单位均为α-酮酸脱羧酶、转酰基酶和二氢硫辛酰脱氢酶。α-酮酸经氧化脱羧基作用，并有CoA参加，生成脂酰CoA。3种氨基酸的分解代谢相似，都可分为3个阶段：①通过转氨基作用将氨基转给α-酮戊二酸、生成谷氨酸，3种氨基酸则分别转变为相应的支链α-酮酸。③3种脂酰CoA经脂酸β-氧化过程代谢，分别以不同中间产物参加三羧酸循环氧化——缬氨酸（生糖氨基酸）代谢产生琥珀酰-CoA；亮氨酸（生酮氨基酸）产生乙酰乙酸和乙酰CoA；异亮氨酸（生糖兼生酮氨基酸）产生乙酰CoA和琥珀酰CoA。②线粒体的支链α-酮酸脱氢酶，催化由亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸缬氨酸的分解代谢生糖氨基酸琥珀酰CoA缬氨酸-酮异戊酸异丁酰CoA脱氨基脱氢脱羧脱氢甲基丙烯酰CoA-羟异丁酰CoA-羟异丁酸水化

脱酰基甲基丙二酰半醛甲基丙二酰CoA脱氢脱氢异构缬氨酸的分解代谢生糖氨基酸琥珀酰CoA缬氨酸-酮异戊酸异丁亮氨酸的分解代谢生酮氨基酸HMG-CoA乙酰乙酸乙酰CoA亮氨酸-酮异已酸异戊酰CoA脱氨基脱氢脱羧脱氢-甲基巴豆酰CoA-甲基戊烯二酰CoA

羧化

水化亮氨酸的分解代谢生酮氨基酸HMG-CoA乙酰乙酸乙酰CoA亮异亮氨酸的分解代谢生糖兼生酮氨基酸-甲基丙二酸单酰CoA-羧化-甲基乙酰乙酰CoA丙酰CoA

乙酰CoA异亮氨酸-酮--甲基戊酸-甲基丁酰CoA

脱氨基脱氢脱羧脱氢-甲基巴豆酰CoA-甲基--羟丁酰CoA水化脱氢琥珀酰CoA

异构异亮氨酸的分解代谢生糖兼生酮氨基酸-甲基丙二酸单酰CoA+NO+O2NADPH+H+NADP+一氧化氮合酶（NOS）精氨酸瓜氨酸一氧化氮+NO+O2NADPH+H+

氨基酸的重要含氮衍生物氨基酸衍生化合物生理功能Asp、Gln、Gly嘌呤碱含氮碱基、核酸成分Asp嘧啶碱含氮碱基、核酸成分Gly卟啉化合物血红素、细胞色素Gly、Arg、Met肌酸、磷酸肌酸能量储存Trp尼克酸、5-羟色胺维生素、神经递质Tyr、Phe儿茶酚胺神经递质、激素Tyr、Phe黑色素皮肤色素Cys牛磺酸结合胆汁酸成分His组胺血管舒张剂Gluγ-氨基丁酸神经递质Orn、Met精胺、精脒细胞增殖促进剂Arg一氧化氮（NO）细胞信号转导分子氨基酸的重要含氮衍生物氨基酸衍生化合物生理功能Asp、第八章蛋白质分解代谢第八章蛋白质分解代谢

蛋白质代谢包括合成代谢和分解代谢。本章主要讨论蛋白质的分解代谢。

第一节蛋白质的营养作用Section1NutritionalFunctionofProtein第一节蛋白质的营养作用Section1Nut蛋白质的重要性蛋白质是生物体的重要组成，维持组织细胞的生长、更新和修复；参与多种重要的生理活动；氧化供能。蛋白质的重要性蛋白质是生物体的重要组成，维持组织细胞的生长、二、蛋白质的需要量和营养价值人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产物的形式排出体外。同时，须从食物中摄取一定量的蛋白质，以维持正常生理活动之需。由于食物中的含氮物主要是蛋白质，故可用氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量。（一）氮平衡二、蛋白质的需要量和营养价值人体每日须分解一定量的组织蛋白质体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡就称为氮平衡(nitrogenbalance)。

体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出

1．氮总平衡（generalnitrogenbalance）：每日摄入氮量＝排出氮量，表示体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为氮总平衡。此种情况见于正常成人。氮平衡的类型1．氮总平衡（generalnitrogenbalan2．氮正平衡（positivenitrogenbalance）：每日摄入氮量＞排出氮量，表明体内蛋白质的合成量大于分解量，称为氮正平衡。此种情况见于儿童、孕妇、病后恢复期。2．氮正平衡（positivenitrogenbalan3．氮负平衡（negativenitrogenbalance）：每日摄入氮量＜排出氮量，表明体内蛋白质的合成量小于分解量，称为氮负平衡。此种情况见于消耗性疾病患者（结核、肿瘤），饥饿者,严重烧伤，出血。3．氮负平衡（negativenitrogenbalan

蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低生理需要量为30g-50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。氮平衡的意义可以反映体内蛋白质代谢的概况。蛋白质的生理需要量氮平衡的意义二、蛋白质的营养价值必需氨基酸（essentialaminoacid）机体必需，但又不能自身合成，必须由食物蛋白供给的氨基酸。共有8种必需氨基酸：缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸（一）必需氨基酸与非必需氨基酸非必需氨基酸（nonessentialaminoacid）：机体可以合成，不一定必须由食物蛋白质供给的氨基酸。在营养和代谢上与必需氨基酸同样重要。二、蛋白质的营养价值必需氨基酸（essentialamin必需氨基酸口诀“假设携一两本书来”

假——甲硫氨酸

设——色氨酸

携——缬氨酸

一——异亮氨酸

两——亮氨酸

本——苯丙氨酸

书——苏氨酸

来——赖氨酸必需氨基酸口诀“假设携一两本书来”

假——甲硫氨酸

设——色半必需氨基酸（2种）：酪氨酸（Tyr）半胱氨酸（Cys）由于酪氨酸在体内需由苯丙氨酸为原料来合成，半胱氨酸需以蛋氨酸为原料来合成，故这两种氨基酸被称为半必需氨基酸。半必需氨基酸（2种）：决定食物蛋白质营养价值高低的因素有：①必需氨基酸的含量；②必需氨基酸的种类；③必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基酸组成。2.蛋白质的营养价值决定食物蛋白质营养价值高低的因素有：2.蛋白质的营养价值将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的作用称为食物蛋白质的互补作用（complementaryeffect）。将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的例如，谷类蛋白质含Lys较少而Trp较多，而豆类蛋白质含Trp较少而Lys较多，二者混合后食用，即可提高营养价值。例如，谷类蛋白质含Lys较少而Trp较多，而豆类蛋白质含Tr第二节外源蛋白质的消化、吸收与腐败Section2Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins第二节外源蛋白质的消化、吸收与腐败Section2一、蛋白质的消化食物蛋白质

胃、小肠

蛋白水解酶氨基酸、小肽一、蛋白质的消化食物蛋白质胃、小肠蛋白水解酶氨基酸、小肽

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。蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。（一）胃内消化胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.5，对蛋白质肽键的作用特异性较差，主要水解由芳香族氨基酸羧基形成的肽键，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)自身激活作用（一）胃内消化胃蛋白酶的最适pH为1.5-2.5，对蛋白质肽凝乳作用：

胃蛋白酶使乳汁中的酪蛋白与Ca2+形成乳凝块，使乳汁在胃中的停留时间延长，有利于乳汁中蛋白质的消化．凝乳作用：（二）小肠内消化

——小肠是蛋白质消化的主要部位。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。1.胰液中的蛋白酶（二）小肠内消化胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适p胰蛋白酶：水解由碱性氨基酸的羧基组成的肽键；糜蛋白酶：水解由芳香族氨基酸的羧基组成的肽键；弹性蛋白酶：水解由脂肪族氨基酸的羧基组成的肽键．精氨酸赖氨酸任何氨基酸—CO——HN—胰蛋白酶苯丙氨酸赖氨酸色氨酸任何氨基酸—CO——HN—糜蛋白酶脂肪族氨基酸任何氨基酸—CO——HN—弹性蛋白酶胰蛋白酶：水解由碱性氨基酸的羧基组成的肽键；精氨酸任何氨基酸羧基肽酶A：水解除脯氨酸、精氨酸、赖氨酸以外的多种氨基酸组成的羧基末端肽键羧基肽酶B：水解碱性氨基酸组成的羧基末端肽键除赖氨酸精氨酸脯氨酸以外的氨基酸任何氨基酸—CO——HN—羧基肽酶A赖氨酸精氨酸任何氨基酸—CO——HN—羧基肽酶B羧基肽酶A：水解除脯氨酸、精氨酸、赖氨酸以外的多种氨基酸组成蛋白水解酶作用示意图氨基酸二肽酶氨基肽酶内肽酶氨基酸

+NHNH羧基肽酶56蛋白水解酶作用示意图氨基酸二肽酶氨基肽酶内肽酶氨基酸+N2.肠液中肠激酶的作用胰蛋白酶(trypsin)肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶原弹性蛋白酶(elastase)弹性蛋白酶原糜蛋白酶(chymotrypsin)糜蛋白酶原羧基肽酶(A或B)(carboxypeptidase)羧基肽酶原(A或B)2.肠液中肠激酶的作用胰蛋白酶(trypsin)肠激酶(e3.小肠粘膜细胞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,最终产物为氨基酸。3.小肠粘膜细胞的消化作用主要是寡肽酶(oligopept二、氨基酸的吸收和转运

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、氨基酸的吸收和转运吸收部位：主要在小肠

氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。七种转运蛋白(transporter)中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白β氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATPK+Na+Na+

氨基酸Na+氨基酸K+Na+ATPADP+Pi细胞内细胞外K+Na+Na+氨基酸Na+氨

γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-glutamylcycle)过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-g半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酸环化转移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi细胞外

γ-谷氨酰基转移酶细胞膜谷胱甘肽

GSH细胞内γ-谷氨酰基循环过程γ-谷氨酰氨基酸氨基酸目录关键酶半胱氨酰甘氨酸半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨氨基酸5-氧脯氨酸谷利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系此种转运也是耗能的主动吸收过程吸收作用在小肠近端较强

肽的吸收利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系肽的吸收三、肠内的腐败作用定义：肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未消化的蛋白质及未被吸收的消化产物作用，产生一系列产物的过程。部位：主要在大肠下段实质：是细菌本身的代谢结果：多数有害——胺、氨、吲哚、酚、硫化氢等；少数有益（维生素K、泛酸、生物素、叶酸及B12

）三、肠内的腐败作用定义：肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未消化蛋白质胺类氨基酸脱羧酶-CO2组氨酸组胺赖氨酸尸胺降压物质酪氨酸酪胺色氨酸色胺升压物质苯丙氨酸酪氨酸苯乙醇胺β-羟酪胺假神经递质中枢抑制肝昏迷脱羧入脑β-羟化苯乙胺酪胺正常在肝分解（一）胺的生成蛋白质胺类氨基酸脱羧酶组氨酸

假神经递质(falseneurotransmitter)

某些物质结构(如苯乙醇胺，β-羟酪胺）与神经递质（如儿茶酚胺）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。苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羟酪胺假神经递质(falseneurotransmitter

β-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。β-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可取（二）酚类的生成（二）酚类的生成（三）吲哚及甲基吲哚的生成（三）吲哚及甲基吲哚的生成（四）硫化氢的产生（四）硫化氢的产生（五）氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)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。（五）氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨脱氨基作用尿素第三节体内蛋白质的降解DegradationofIn