蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座

蛋白质和氨基酸代谢

MetabolismofProteinand

AminoAcids第十章蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第1页目录第一节蛋白质营养作用第二节蛋白质消化、吸收和腐败第三节氨基酸普通代谢第四节氨代谢第五节一碳单位代谢蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第2页蛋白质营养作用

trophismofProtein

第一节蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第3页一、蛋白质营养主要性1.维持细胞、组织生长、更新和修补2.参加各种主要生理活动催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。3.氧化供能人体每日18%能量由蛋白质提供。

蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第4页二、蛋白质需要量和营养价值1.氮平衡(nitrogenbalance)摄入食物含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间关系。总氮平衡：摄入氮=排出氮（正常成人）正氮平衡：摄入氮>排出氮（儿童、孕妇等）负氮平衡：摄入氮<排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）氮平衡意义：能够反应体内蛋白质代谢慨况。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第5页2.生理需要量

成人每日最低蛋白质需要量为30～50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。3.蛋白质营养价值蛋白质营养价值取决于必需氨基酸数量、种类及其百分比。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第6页4.食物蛋白质营养评价（蛋白质质与量）（1）完全蛋白质（称优质蛋白质）：这类蛋白质所含必需氨基酸种类齐全、数量充分，相互间百分比适合人体需要，如肉、禽、鱼、蛋、乳等。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第7页（2）半完全蛋白质：所含各种必需氨基酸种类较齐全，但相互百分比不适当，若作为唯一蛋白起源，能维持人体生命，但不能促进生长发育。如米、面、土豆等（3）不完全蛋白质：所含必需氨基酸种类不齐全，若作为唯一蛋白起源，既不能促进生长发育也不能维持生命，如玉米、豌豆、肉皮等。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第8页5.蛋白质互补作用1).指营养价值较低蛋白质混合食用，其必需氨基酸能够相互补充而提升营养价值。其本质即为食物蛋白质之间在AA组成上取长补短，相互补充。

2).互补办法：（1）搭配食物种类越多越好；（2）食物种属越远越好；（3）最好集中食物同时吃（先后吃时，时间不超出5小时）。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第9页第二节

蛋白质消化、吸收和腐败Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第10页细胞内蛋白质降解溶酶体路径:—无选择地降解蛋白质泛素（ubiguitin)路径

—给选择降解蛋白质加以标识(泛素：是一个参加蛋白质降解小分子蛋白质)蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第11页一、蛋白质消化（外源蛋白质）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，预防过敏、毒性反应。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第12页蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第13页（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）几个常见蛋白水解酶消化部位：主要在胃、小肠进行。

胃内消化：蛋白质消化：蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第14页二、氨基酸吸收吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、二肽、三肽吸收机制：耗能主动吸收过程蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第15页食物蛋白经消化吸收氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生氨基酸（内源性氨基酸）合在一起，分布于体内各处参加代谢，称为氨基酸代谢库。三、氨基酸转化蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第16页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)氨基酸代谢概况α-酮酸脱氨基作用酮体氧化供能糖胺类脱羧基作用氨尿素代谢转变其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)合成蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第17页四、蛋白质腐败作用腐败作用产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少许脂肪酸及维生素等可被机体利用物质。蛋白质腐败作用(putrefaction)：肠道细菌对未被消化和吸收蛋白质及其消化产物所起作用酪氨酸苯酚半胱氨酸

硫化氢色氨酸

吲哚蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第18页第三节

氨基酸共同代谢路径GeneralMetabolismofAminoAcids蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第19页一、氨基酸脱氨基作用（重点）定义：指氨基酸脱去氨基生成对应α-酮酸过程。脱氨基方式：氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨基非氧化脱氨基

蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第20页（一）氧化脱氨基作用

氨基酸在酶催化下氧化脱氢，同时释放出游离氨过程。反应过程：（1）氨基酸脱氢生成亚氨基酸（2）亚氨基酸自发水解生成α-酮酸蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第21页α-酮戊二酸NH3H2OL-谷氨酸NAD(P)+NAD(P)H+H+L-谷氨酸脱氢酶主要有以下两种类型：广泛存在是一个不需O2脱氢酶，辅酶为NAD+或NADP+GTP、ATP为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第22页α-酮酸

R-C-COO-+NH3O||

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）

R-CH-COO-

NH+3

|H2O+O2H2O2另一类型：氨基酸氧化酶有两种，（1）L-氨基酸氧化酶，它在体内分布不广，活性不高；（2）D-氨基酸氧化酶；因为体内D-氨基酸不多，有意义不大。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第23页（二）转氨基作用(transamination)1.定义：在转氨酶(transaminase)作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成对应α-酮酸，而另一个α-酮酸得到此氨基生成对应氨基酸过程。最常见活性最高两种转氨酶为谷丙转氨酶（ALT)和谷草转氨酶(AST)。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第24页谷丙转氨酶(ALT)谷草转氨酶(AST)蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第25页2.转氨基作用机制转氨酶辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸磷酸吡哆醛α-酮酸磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第26页蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第27页提醒：肝细胞中转氨酶活力比其它组织高出许多，是血液100倍抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能肝组织有炎症,受损破裂,细胞膜通透性改变,使肝细胞内转氨酶进入血液。（结合乙肝抗原等指标深入确定是什么原因引发）查肝功效为何要抽血化验转氨酶指数呢？蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第28页转氨基作用不但是体内多数氨基酸脱氨基主要方式，也是机体合成非必需氨基酸主要路径。3.转氨基作用生理意义经过此种方式并未产生游离氨。转氨基作用方式本质上没有真正脱氨。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第29页（三）联合脱氨基作用（重点）两种脱氨基方式联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸过程。2.类型①转氨基偶联氧化脱氨基作用1.定义②嘌呤核苷酸循环蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第30页①转氨基偶联氧化脱氨基作用因为两种酶活性强,分布广,是动物体内大部分氨基酸联合脱氨路径。H2O+NAD+NH3+NADH转氨酶L-谷氨酸脱氢酶蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第31页②嘌呤核苷酸循环主要存在于骨骼肌、心肌等组织C中α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸苹果酸延胡索酸腺苷酸次黄苷酸蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第32页（四）非氧化脱氨基作用（P356—自学）大多在微生物C内进行蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第33页

二、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸胺类RCH2NH2+

CO2磷酸吡哆醛蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第34页几个氨基酸脱羧基产物生理功效CO2

1.His组胺可血压，胃液分泌

His脱羧酶（可不需辅酶）酪胺（血压）2.TyrTyr脱羧酶CO2

3.L—Gluγ-氨基丁酸（抑制性神经递质）Glu脱羧酶

CO2

蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第35页第四节

氨基酸脱氨产物代谢MetabolismofAmmonia蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第36页氨是机体正常代谢产物，含有毒性。体内氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。正常人血氨浓度普通不超出0.6μmol/L。

一、氨代谢转变蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第37页（一）血氨起源与去路1.起源①

氨基酸脱氨基作用产生氨----血氨主要起源,胺类分解也能够产生氨②

肠道吸收氨氨基酸在肠道细菌作用下产生氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生氨③肾小管上皮细胞分泌氨主要来自谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第38页2.血氨去路①在肝内合成尿素---最主要去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④肾小管泌氨分泌NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第39页（二）氨转运1.丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle)生理意义①肌肉中氨以无毒丙氨酸形式运输到肝。②肝为肌肉提供葡萄糖。血液中氨不是以游离形式存在，主要经过丙氨酸和谷氨酰胺两种形式运输。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第40页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路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-葡萄糖循环葡萄糖蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第41页2.谷氨酰胺运氨作用

主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。生理意义:谷氨酰胺是氨解毒产物，也是氨储存及运输形式。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第42页（三）氨排泄蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第43页（四）尿素生成（重点）1.生成部位主要在肝细胞线粒体及胞液中。2.生成过程尿素生成过程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，称为鸟氨酸循环，又称尿素循环蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第44页①氨甲酰磷酸合成此反应在线粒体中进行，由氨甲酰磷酸合成酶（carbamoylphosphatesynthetase,CPS）催化，反应不可逆。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第45页在线粒体内进行，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-氨基上，生成瓜氨酸。②瓜氨酸合成蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第46页

转运至胞液瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶(argininosuccinatesynthetase)催化下，消耗能量合成精氨酸代琥珀酸。③精氨酸代琥珀酸合成蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第47页在胞液中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精氨酸代琥珀酸裂解蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第48页在胞液中由精氨酸酶催化，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精氨酸水解蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第49页鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPPi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸尿素线粒体胞液蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第50页3.反应小结原料：尿素分子中2个N原子，一个来自于游离NH3，另一个来自天冬氨酸。过程：合成主要在肝细胞线粒体和胞液中进行；耗能：3分子ATP供能，消耗4个高能磷酸键（相当于4个ATP）。蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第51页

二、α-酮酸代谢（P360）蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第52页-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA三羧酸循环中间产物PEP葡萄糖脂肪酸酮体脱掉氨基后-酮酸可转变成：蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第53页琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-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α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸蛋氨酸丝氨酸苏氨酸缬氨酸酮体亮氨酸赖氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢联络TCA蛋白质和氨基酸的代谢专家讲座第54页生糖氨基酸：凡是能生成丙酮酸、α—酮戊二酸、草酰乙酸、琥珀酸都能生成糖。如Ala、Arg、Gl