蛋白质和氨基酸的代谢

蛋白质和氨基酸的代谢第一页，共八十页，编辑于2023年，星期一第一节蛋白质的营养作用1、维持组织器官的生长、发育和修补作用2、参与合成重要的含氮化合物3、氧化供能，每克蛋白质氧化可产生16KJ能量第二页，共八十页，编辑于2023年，星期一一、氮平衡：总氮平衡：摄入氮=排除氮正氮平衡：摄入氮>排除氮负氮平衡：摄入氮<排除氮食物摄入氮-(尿氮+粪氮)可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系如成人；如儿童、孕妇；如饥饿、消耗性疾病第三页，共八十页，编辑于2023年，星期一二、必需氨基酸和非必需氨基酸

蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少

必需氨基酸：机体不能合成的氨基酸，必需从食物中摄取，有八种：

赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、色、苏氨酸

非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸

半必需氨基酸：婴幼儿时期合成量不能满足需要，有两种：组氨酸和精氨酸。第四页，共八十页，编辑于2023年，星期一第二节蛋白质的消化吸收、腐败与解毒

1、场所：蛋白质的消化自胃中开始，主要在小肠中进行。一、蛋白质的消化第五页，共八十页，编辑于2023年，星期一内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶（水解蛋白质内部肽键）外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（从肽链两端开始水解肽键）

据水解肽键部位的不同分为两类：2、主要的酶类：第六页，共八十页，编辑于2023年，星期一胃蛋白酶原H+

蛋白质

多肽（主）酶原的激活水解3、消化过程（1）胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶第七页，共八十页，编辑于2023年，星期一

胰蛋白酶原

肠激酶

糜蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶（+）

蛋白质

肽

氨基酸内肽酶外肽酶

酶原的激活

胰蛋白酶水解（2）小肠内消化（主要部位）第八页，共八十页，编辑于2023年，星期一第九页，共八十页，编辑于2023年，星期一二、吸收

氨基酸的吸收在小肠进行，一般认为吸收是一个耗能的主动运输过程。第十页，共八十页，编辑于2023年，星期一（1）氨基酸运载蛋白碱性氨基酸运载蛋白酸性氨基酸运载蛋白亚氨基酸运载蛋白（2）-谷氨酸循环中性氨基酸运载蛋白吸收机制：第十一页，共八十页，编辑于2023年，星期一氨基酸-谷氨酰基转移酶谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰氨基酸-谷氨酸环化酶5-氧脯氨酸氨基酸谷胱甘肽合成酶甘氨酸-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰半胱氨酸合成酶谷氨酸5-氧脯氨酸酶半胱氨酸肽酶细胞膜细胞内||||||||||||||||||||||细胞外-谷氨酰基循环—氨基酸吸收第十二页，共八十页，编辑于2023年，星期一三、氨基酸的转化氨基酸代谢库(metabolicpool)食物蛋白质消化吸收组织蛋白质分解合成合成脱氨基作用NH3α-

酮酸尿素糖氧化供能酮体脱羧基作用CO2胺类其他含氮化合物(purine,pyrimide)转变第十三页，共八十页，编辑于2023年，星期一四、蛋白质的腐败作用（putrefaction）1、概念：在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收。肠道细菌对这部分蛋白质及消化产物所起的作用，称为腐败作用。2、实质：细菌本身的代谢过程，以无氧分解为主。

第十四页，共八十页，编辑于2023年，星期一五、生理解毒作用机制：氧化解毒结合解毒第十五页，共八十页，编辑于2023年，星期一第三节氨基酸代谢的共同途径一、氨基酸的脱氨基作用二、氨基酸的脱羧基作用第十六页，共八十页，编辑于2023年，星期一一、脱氨基作用

1、氧化脱氨基作用(Deamination)2、氨基转换作用(Transamination)3、联合脱氨基作用4、非氧化脱氨基作用第十七页，共八十页，编辑于2023年，星期一一）、氧化脱氨基作用

氧化脱氨基作用是指在酶的催化下氨基酸在氧化脱氢的同时脱去氨基的过程。第十八页，共八十页，编辑于2023年，星期一亚氨基酸氨基酸氧化酶

–2H-酮酸+H2O+

NH3氨基酸1氧化脱氨基作用（特点：有氨生成）第十九页，共八十页，编辑于2023年，星期一L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾脏，辅基为FMN）D-氨基酸氧化酶（活性强，但体内D-氨基酸少，辅基为FAD）L-谷氨酸脱氢酶

活性强，分布于肝、肾及脑组织

为变构酶，受ATP、ADP等调节，辅酶为

NAD+或NADP+

专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应可逆氨基酸氧化脱氨的主要酶：第二十页，共八十页，编辑于2023年，星期一+H2O_H2O+

NH3-酮戊二酸L-谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶

NAD+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶：第二十一页，共八十页，编辑于2023年，星期一R1H-C-NH2COOHR2C=OCOOH+R1C=OCOOHR2H-C-NH2COOH+转氨酶氨基酸1α-酮酸1α-酮酸2氨基酸2二）、转氨基作用

指在转氨酶催化下将α-氨基酸的氨基转给另一个α－是酮酸，生成相应的α－酮酸和一种新的α-氨基酸的过程。第二十二页，共八十页，编辑于2023年，星期一特点：生理意义：接受氨基的主要酮酸有：*只有氨基的转移，没有氨的生成*催化的反应可逆*其辅酶都是磷酸吡哆醛

是体内合成非必氨基酸的重要途径，也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。

丙酮酸-酮戊二酸草酰乙酸（1）转氨基作用特点及意义第二十三页，共八十页，编辑于2023年，星期一CH3H-C-NH2COOH

COOHCH2CH2C=OCOOH+CH3C=OCOOH

COOHCH2CH2H-C-NH2COOH+谷丙转氨酶丙氨酸α-酮戊二酸丙酮酸谷氨酸临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高

丙氨酸氨基转移酶（ALT）又称谷丙转氨酶（GPT）（2）重要的转氨酶第二十四页，共八十页，编辑于2023年，星期一COOHCH2H-C-NH2COOH

COOHCH2CH2C=OCOOH+

COOHCH2CH2H-C-NH2COOH+谷草转氨酶天冬氨酸α-酮戊二酸草酸乙酸谷氨酸COOHCH2C=OCOOH临床意义：心肌梗患者血清AST升高

天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT)第二十五页，共八十页，编辑于2023年，星期一

+磷酸吡哆醛氨基酸–H2O+H2OSchiff’s碱（3）转氨基作用机制（醛亚胺）第二十六页，共八十页，编辑于2023年，星期一磷酸吡哆胺-酮酸+–H2O+H2O分子重排Schiff’s碱异构体第二十七页，共八十页，编辑于2023年，星期一三)、联合脱氨基作用

由两种或两种以上酶的联合催化作用，使氨基酸的α－氨基脱下并产生游离氨的过程。方式：转氨作用偶联氧化脱氨作用第二十八页，共八十页，编辑于2023年，星期一转氨酶-酮酸-酮戊二酸氨基酸谷氨酸+NAD+谷氨酸脱氢酶+NADH+H+联合脱氨基作用第二十九页，共八十页，编辑于2023年，星期一特点：有氨生成，反应过程可逆骨骼肌和心肌组织主要由该途径脱氨嘌呤核苷酸循环脱氨反应:生理意义：

*体内合成非必需氨基酸的主要途径*肝、肾等组织主要脱氨途径第三十页，共八十页，编辑于2023年，星期一-酮酸草酰乙酸氨基酸-酮戊二酸谷氨酸天冬氨酸GOT

嘌呤核苷酸循环联合脱氨（1）GPT第三十一页，共八十页，编辑于2023年，星期一GTP腺苷酸代琥珀酸合成酶天冬氨酸IMP腺苷酸代琥珀酸AMPH2ONH3延胡索酸苹果酸草酰乙酸GOT

嘌呤核苷酸循环联合脱氨（2）第三十二页，共八十页，编辑于2023年，星期一四）、非氧化脱氨基作用主要是微生物主要类型：

1、直接脱氨基作用

2、脱水脱氨基作用

3、脱硫化氢脱氨基作用

4、水解脱氨

5、还原脱氨第三十三页，共八十页，编辑于2023年，星期一二、氨基酸的脱羧基作用

COOHCH2CH2H-C-NH2COOH

CH3CH2H-C-NH2COOH谷氨酸γ-氨基丁酸谷氨酸脱羧酶CO2（GABA）第三十四页，共八十页，编辑于2023年，星期一GABA是一种仅见于中枢神经系统的抑制性神经递质，对中枢神经元有普遍性抑制作用。临床上对于惊厥和妊娠呕吐的病人常常使用维生素B6治疗，其机理就在于提高脑组织内谷氨酸脱羧酶的活性，使GABA生成增多，增强中枢抑制作用。第三十五页，共八十页，编辑于2023年，星期一

半胱氨酸牛磺酸组氨酸组胺色氨酸色胺鸟氨酸腐胺精胺或精脒

CO2CO2CO2CO2CO2多胺第三十六页，共八十页，编辑于2023年，星期一牛磺酸(taurine)

体内牛磺酸主要由半胱氨酸脱羧生成。半胱氨酸先氧化生成磺酸丙氨酸，再由磺酸丙氨酸脱羧酶催化脱去羧基，生成牛磺酸。牛磺酸是结合胆汁酸的重要组成分。第三十七页，共八十页，编辑于2023年，星期一组胺(histamine)

由组氨酸脱羧生成。组胺主要由肥大细胞产生并贮存，在乳腺、肺、肝、肌肉及胃粘膜中含量较高。组胺是一种强烈的血管舒张剂，并能增加毛细血管的通透性。可引起血压下降和局部水肿。组胺的释放与过敏反应症状密切相关。组胺可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌，所以常用它作胃分泌功能的研究。第三十八页，共八十页，编辑于2023年，星期一5－羟色胺

(5－hydroxytryptamine,5－HT)

色氨酸在脑中首先由色氨酸羟化酶催化生成5－羟色氨酸，再经脱羧酶作用生成5－羟色胺。

5－羟色胺在神经组织中有重要的功能，目前已肯定中枢神经系统有5－羟色胺能神经元。5－羟色胺可使大部分交感神经节前神经元兴奋，而使付交感节前神经元抑制。其它组织如小肠、血小板、乳腺细胞中也有5-羟色胺，具有强烈的血管收缩作用。第三十九页，共八十页，编辑于2023年，星期一多胺(palyamine)

鸟氨酸生成的腐胺、精脒和精胺总称为多胺或聚胺。多胺存在于精液及细胞核糖体中，是调节细胞生长的重要物质，多胺分子带有较多正电荷，能与带负电荷的DNA及RNA结合，稳定其结构，促进核酸及蛋白质合成的某些环节。在生长旺盛的组织如胚胎、再生肝及癌组织中，多胺含量升高。所以可将利用血或尿中多胺含量作为肿瘤诊断的辅助指标。第四十页，共八十页，编辑于2023年，星期一第四节氨基酸脱氨产物的代谢一、氨的代谢二、-酮酸的代谢第四十一页，共八十页，编辑于2023年，星期一一、氨的代谢一）、氨的来源：

1、氨基酸脱氨基、胺分解

2、肠道吸收

3、肾小管上皮细胞分泌二）、氨的转运；

1、丙氨酸－葡萄糖循环

2、谷氨酰胺转运三）、氨的排泄：

氨（鱼）、尿酸（鸟）、尿素（人）四）、尿素的生成机制第四十二页，共八十页，编辑于2023年，星期一

COOHCH2CH2H-C-NH2COOH谷氨酰胺的运氨作用（脑、肌肉）

NH3+

CONH2CH2CH2H-C-NH2COOH谷氨酰胺谷氨酸谷氨酰胺合成酶I谷氨酰胺酶H2OATPADP+Pi

CPS-IN-乙酰谷氨酸（AGA）第四十三页，共八十页，编辑于2023年，星期一四）、尿素的生成机制——鸟氨酸循环（1）合成部位：肝脏是尿素合成的主要器官（2）鸟氨酸循环学说

第四十四页，共八十页，编辑于2023年，星期一鸟氨酸循环，Krebs-Henseleit循环鸟氨酸瓜氨酸精氨酸尿素NH3+CO2H2ONH3第四十五页，共八十页，编辑于2023年，星期一CO2

+

NH3

+H2O氨基甲酰磷酸合成酶IN-乙酰谷氨酸为该酶的变构激活剂Mg2+2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸1.氨基甲酰磷酸的合成（反应部位：线粒体）尿素合成的详细步骤:第四十六页，共八十页，编辑于2023年，星期一2.合成瓜氨酸NH2(CH2)3H-C-NH2COOH鸟氨酸+

NH2

C=OO~PO32-

氨基甲酰磷酸NH2

C=ONH2(CH2)3H-C-NH2COOH鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4瓜氨酸反应部位：线粒体第四十七页，共八十页，编辑于2023年，星期一NH2

C=ONH2(CH2)3H-C-NH2COOH瓜氨酸3.合成精氨酸（反应部位：胞液）+COOHCH2

H-C-NH2COOH

COOHNH2CH2

C=N-CHNH2COOH(CH2)3H-C-NH2COOH精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸ATPAMP天冬氨酸

可由转氨基作用提供第四十八页，共八十页，编辑于2023年，星期一

COOHNH2CH2

C=N-CHNH2COOH(CH2)3H-C-NH2COOH精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸裂解酶

NH2

C=NHNH2(CH2)3H-C-NH2COOH精氨酸

COOHCHCH

COOH

+延胡索酸第四十九页，共八十页，编辑于2023年，星期一

NH2

C=NHNH2(CH2)3H-C-NH2COOH精氨酸4.合成尿素精氨酸酶H2O

NH2(CH2)3H-C-NH2COOHNH2

C=O

NH2+鸟氨酸尿素第五十页，共八十页，编辑于2023年，星期一NH3

++H2O氨基甲酰磷酸精氨酸代琥珀酸2ATP2ADP+PiN-乙酰谷氨酸鸟氨酸Pi瓜氨酸瓜氨酸尿素鸟氨酸H2OATPAMP+PPi天冬氨酸精氨酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸Aa-酮酸线粒体胞液第五十一页，共八十页，编辑于2023年，星期一NH3+CO2+3ATP+3H2O+COOHCH2

H-C-NH2COOHNH2

C=O

NH2+

COOHCHCH

COOH延胡索酸+2ADP+AMP+4Pi尿素总反应第五十二页，共八十页，编辑于2023年，星期一（3）总结：尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键。(3个ATP水解生成2个ADP，2个Pi，1个AMP和PPi)。第五十三页，共八十页，编辑于2023年，星期一高氨血症

正常生理情况下，血氨处于较低水平。尿素循环是维持血氨低浓度的关键。当肝功能严重损伤时，尿素循环发生障碍，血氨浓度升高，称为高氨血症。第五十四页，共八十页，编辑于2023年，星期一氨中毒

氨进入脑组织，可与α－酮戊二酸结合成谷氨酸，谷氨酸又与氨进一步结合生成谷氨酰胺，从而使α－酮戊二酸和谷氨酸减少，导致三羧酸循环减弱，从而使脑组织中ATP生成减少，引起大脑功能障碍，严重时发生昏迷。第五十五页，共八十页，编辑于2023年，星期一二、α－酮酸的代谢

1、生成非必需氨基酸2、氧化生成CO2和水3、转变生成糖和酮体（生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸）第五十六页，共八十页，编辑于2023年，星期一乙酰乙酰CoA酮体草酰乙酸三羧酸循环琥珀酰CoA-酮戊二酸延胡索酸苯丙、酪蛋、缬、异亮天冬亮、色异亮丙、甘、丝、半胱苏脂肪酸脂肪甘油亮、赖、苯丙、酪、色谷精、组、脯糖丙酮酸乙酰CoA磷酸丙糖氨基酸、糖及脂肪代谢的联系：第五十七页，共八十页，编辑于2023年，星期一第五节氨基酸的分解代谢一、一碳基团代谢二、甘氨酸及丝氨酸的分解代谢三、含硫氨基酸的分解代谢四、芳香族氨基酸的分解代谢五、其他氨基酸的分解代谢第五十八页，共八十页，编辑于2023年，星期一一、一碳基团代谢

在生物合成中可以转移一个碳原子的化学基团称为一碳单位。

体内的一碳单位有：甲基(－CH3)、亚甲基(－CH2)，次甲基(－CH＝)、甲酰基(-CHO)及亚氨甲基(-CH＝NH)等特点：不能游离存在，以四氢叶酸为载体参与反应。第五十九页，共八十页，编辑于2023年，星期一四氢叶酸(tetrahydrofolicacid,FH4)第六十页，共八十页，编辑于2023年，星期一N5N10-亚甲基四氢叶酸（N5，N10-CH2-FH4）510N5-甲基四氢叶酸（N5-CH3-FH4）（R）一碳单位与四氢叶酸的结合形式:第六十一页，共八十页，编辑于2023年，星期一N5N10-次甲基四氢叶酸（N5，N10=CH-FH4）N10-甲酰四氢叶酸（N10-CHO-FH4）一碳单位与四氢叶酸的结合形式:第六十二页，共八十页，编辑于2023年，星期一N5-亚氨基甲基四氢叶酸（N5-CH=NH-FH4）（R）一碳单位与四氢叶酸的结合形式:第六十三页，共八十页，编辑于2023年，星期一一碳单位的产生:Ser丝氨酸羟甲基转移酶甘氨酸裂解酶N5，N10—CH2—FH4FH4甘氨酸H2OFH4NAD+NADH+H+N5，N10—CH2—FH4+CO2+NH3GlyN5N10-亚甲基四氢叶酸第六十四页，共八十页，编辑于2023年，星期一亚氨甲酰谷氨酸亚氨甲基转移酶FH4谷氨酸N5—CH=NH—FH4HisTrp犬尿氨酸+甲酸N10—CHO—FH4N10-甲酰四氢叶酸合成酶FH4ATPADP+PiN5-亚氨基甲基四氢叶酸N10-甲酰四氢叶酸第六十五页，共八十页，编辑于2023年，星期一N5-CH3-FH4（N5-甲基四氢叶酸）N5，N10-CH2-FH4（N5N10-亚甲基四氢叶酸）NAD+NADH+H+N5，N10=CH-FH4（N5N10-次甲基四氢叶酸）

NADP+NADPH（H+）N5-CH=NH-FH4（N5-亚氨基甲基四氢叶酸）+NH3–NH3N10-CHOFH4（N10-甲酰四氢叶酸）H+H2O一碳单位的相互转变:第六十六页，共八十页，编辑于2023年，星期一一碳单位的功能:

一碳单位是合成嘌呤和嘧啶的原料，在核酸生物合成中有重要作用；一碳单位代谢障碍会影响DNA、蛋白质的合成，引起巨幼红细胞性贫血。磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用。参与许多物质的甲基化过程。第六十七页，共八十页，编辑于2023年，星期一蛋氨酸的分解半胱氨酸和胱氨酸的分解三、含硫氨基酸的分解代谢第六十八页，共八十页，编辑于2023年，星期一S-腺苷甲硫氨酸（SAM）COOHCHNH2CH2CH2SCH3+OP~P~PCH2腺嘌呤OCH2腺嘌呤COOHCHNH2CH2CH2SCH3+OHOHOHOH甲硫氨酸ATP腺苷转移酶（1）蛋氨酸与转甲基作用:PPi+Pi第六十九页，共八十页，编辑于2023年，星期一SAMS-腺苷同同型半胱氨酸型半胱氨酸甲基转移酶RHR-CH3腺苷第七十页，共八十页，编辑于2023年，星期一(2)蛋氨酸循环N5-CH3-FH