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1、1,蛋白质的营养作用,2,3,氨基酸的一般代谢,个别氨基酸的代谢,第七章 氨基酸分解代谢,第一节 蛋白质的营养作用,一、蛋白质的生理功能,（一）维持组织细胞的生长、更新、和修复 人体的肌肉、骨骼、皮肤、血液等一切细胞组织都是由蛋白质组成的。参与构成各种细胞组织是蛋白质最重要的功能。,（二）参与体内各种生理活动 例如催化体内代谢反应的酶；调节物质代谢和生理活动的某些激素、信号转导分子；参与机体防御功能的抗体；肌肉的收缩；物质的运输；血液的凝固等，都是由蛋白质来完成的。氨基酸代谢过程中还可以产生胺类、神经递质、嘌呤与嘧啶等含氮化合物。 蛋白质和氨基酸的这些功能是无法由糖和脂类替代的。因此，蛋白质是
2、生命活动的重要物质基础。,（三）氧化供能 成人每日所需能量的10%15%来自蛋白质。氧化功能是蛋白质的一种次要的生理功能。,二、蛋白质的需要量,体内蛋白质代谢状况可用氮平衡来描述 氮平衡：人体每天摄入食物的含氮量与排泄 物（尿与粪）中含氮量之间的关系。,摄入食物的含氮量,蛋白质摄入量,排泄物的含氮量,蛋白质分解量,（一）氮平衡,摄入氮=排出氮（正常成人） 摄入氮排出氮（儿童、孕妇及恢复期病人等） 摄入氮排出氮（饥饿者、慢性消耗性疾病患者、高温作业工人等）,氮总平衡： 氮正平衡： 氮负平衡：,氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的概况。,根据氮平衡关系可以推算出人体每日蛋白质需求量,氮平衡的类型
3、,（二）蛋白质的需要量,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。,（三）蛋白质的营养价值,指体内需要又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸。包括赖、色、苯丙、蛋、苏、亮、异亮及缬氨酸。,假 设 来 写 一 两 本 书,甲硫（蛋） 色 赖 缬 异亮 亮 苯丙 苏,其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸,1、必需氨基酸：,2、蛋白质的营养价值,蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。,3、蛋白质的互补作用,指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以相互补充而提高营养价值。,如：,1、谷类：色氨酸多，赖氨酸少 豆类：色氨酸少，赖氨
4、酸多,2、小麦、小米、大豆与牛肉混合食用，营养价值升高,提倡食物多样化 及荤素搭配,第二节 氨基酸的一般代谢,一、氨基酸的代谢概况,氨基酸代谢库： 食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸以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。,氨基酸的代谢概况,氨基酸代谢库,食物蛋白质,消化吸收,组织蛋白质,分解,合成,体内合成氨基酸（非必须氨基酸）,脱氨基作用,-酮酸,氧化供能,转变糖、脂肪,酮体,氨,合成尿素,脱羧基作用,胺 + CO2,代谢转变,嘌呤、嘧啶等含氮化合物,来源,去路,人体内氨基酸的主要来源有：,食物消化
5、吸收 组织蛋白质分解 营养非必须氨基酸合成等,人体内氨基酸的主要去路有：,合成组织蛋白质和多肽 合成其他含氮物质 通过脱氨基作用分解成为-酮酸和氨 通过脱羧基作用分解成胺及CO2,二、氨基酸的脱氨基作用,定义 指氨基酸脱去氨基生成相应的-酮酸的过程。 是氨基酸分解代谢的主要途径,脱氨基方式 氧化脱氨基 转氨基作用 联合脱氨基,氨基转移酶与谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用,嘌呤核苷酸循环,（一）氧化脱氨基作用,定义： 氧化脱氨基作用是指氨基酸在L-谷氨酸脱氢酶或氨基酸氧化酶作用下先脱氢后加水，最终生成-酮酸和氨的过程。,体内催化氨基酸氧化脱氨基作用的酶有两类，即氨基酸氧化酶和L-谷氨酸脱氢酶，其中以L
6、-谷氨酸脱氢酶最为重要。,COOH (CH2)2 CHNH2 COOH,L-谷氨酸脱氢酶,COOH (CH)2 C=NH COOH,COOH (CH2)2 C=O COOH,+ NH3,NAD(P)+,NADH(P)+H+,+H2O,-H2O,L-谷氨酸 亚谷氨酸 -酮戊二酸,要点： 反应可逆。 L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为NAD+或NADP+。 此酶广泛分布于肝、脑、肾等组织中，在肌肉组织中该酶活性较低。 该酶活性强，专一性高，只能催化L-谷氨酸的氧化脱氨基作用，产生-酮酸和氨。 逆过程为体内合成非必需氨基酸的途径之一。,（二）转氨基作用,定义： 在氨基转移酶（又称转氨酶）催化下，
7、-氨基酸上的氨基转移到-酮酸的酮基上，使其生成相应的-氨基酸，而原来的-氨基酸则生成相应的-酮酸的过程。,R1 H C NH2 COOH,R2 H C NH2 COOH,R2 C=O COOH,R1 C=O COOH,反应式：,+,+,氨基转移酶,-氨基酸 -酮酸 -酮酸 -氨基酸,要点： 反应可逆 体内转移酶种类多、活性高、特异性强，不同氨基酸与-酮酸之间的转氨基作用要分别由其特异的转氨酶催化。 体内除甘氨酸、赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸外，都有专一的催化转氨基作用的酶。 体内转氨酶以丙氨酸氨基转移酶（ALT）和天冬氨酸氨基转移酶（AST）最为重要。,谷氨酸 + 丙酮酸 -酮戊二酸 +
8、丙氨酸 谷氨酸 + 草酰乙酸 -酮戊二酸 + 天冬氨酸,ALT,AST,实 质：是氨基在-氨基酸与-酮酸 间的转移 生理意义：既是氨基酸分解代谢的过程，也是体内合成 非必须氨基酸的重要途径 局 限 性：只转移氨基，不产生游离氨,正常成人各组织中ALT及AST活性（单位/克湿组织）,组织 ALT AST 组织 ALT AST 心 7100 156000 胰腺 2000 28000 肝 44000 142000 脾 1200 14000 骨骼肌 4800 99000 肺 700 10000 肾 19000 91000 血清 16 20,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。 血清A
9、LT活性异常增高，协助诊断急性肝炎 血清AST活性异常增高，协助诊断心肌梗塞,(三）联合脱氨基作用,1、定义 由两种（以上）酶的联合催化作用使氨基酸的-氨基脱下并产生游离氨的过程，称为联合脱氨基作用。 2、类型 氨基转移酶与谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用 嘌呤核苷酸循环,氨基转移酶与谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用,氨基酸 + -酮戊二酸 -酮酸 + 谷氨酸 谷氨酸 +NAD+ + H2O -酮戊二酸 + NADH + NH4+ 氨基酸+NAD+ + H2O -酮酸 + NADH + NH4+,主要在肝、脑、肾组织中进行。 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必须氨基酸的主要方式。, 嘌呤
10、核苷酸循环 (部位：心肌和骨骼肌）,注：Asp：天冬氨酸 IMP：次黄嘌呤核苷酸 AMP：腺嘌呤核苷酸 腺苷酸脱氨酶：骨骼肌和心肌中活性很强,三、氨的代谢,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而解毒。 正常人血氨浓度一般不超过60mol/L。,氨的来源去路,氨基酸脱氨基,肠道吸收氨,肾脏产氨,合成尿素,合成谷氨酰胺,合成非必需氨基酸及其它含氮物,血 氨,（一）氨的来源,氨的转运 NH3在血液中主要以无毒的丙氨酸和谷氨酰胺两种形式运输。 丙氨酸是肌肉与肝之间氨的转运形式。 谷氨酰胺主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨的形式。,（二）氨的去路,1、尿素的生成 是体内解除氨毒的主
11、要形式，也是体内氨的最主要去路。 鸟氨酸循环：又称尿素循环 部位：肝细胞的线粒体和胞液,（1）氨基甲酰磷酸的合成,反应在线粒体中进行 消耗2分子ATP,由鸟氨酸氨基甲酰转移酶（OCT）催化，OCT常与CPS-1构成复合体。 反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。,胞 液,（3）精氨酸的生成,反应在胞液中进行,（4）尿素的生成,入线粒体循环使用,反应在胞液中进行,2NH3 + CO2 + 3ATP +3H2O 尿素 + 2ADP + AMP + 4pi,要点 合成器官：肝脏（线粒体和胞液） 合成过程：不可逆，鸟氨酸循环 关 键 酶：精氨酸带琥珀酸合成酶 耗 能：每合成1分子尿素需消耗3个AT
12、P 意 义：可消除2个NH3，解除氨毒,2、谷氨酰胺的合成 反应过程,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，从而进行解毒。 生理意义 谷氨酸是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。 临床 肝硬化腹水病人，不宜用碱性尿药。 氨中毒病人可用谷氨酸钠盐以降低氨浓度,3、氨代谢的其他途径 合成非必须氨基酸 参加嘌呤、嘧啶等含氮化合物的合成, 高血氨与氨中毒 血氨浓度超过正常值称为高血氨。,第三节 个别氨基酸的代谢,一、氨基酸的脱羧基作用,（堆积）,神经系统、心血管功能紊乱,胺是体内的生理活性物质，主要在肝中灭活。,四种重要的生物活性胺,组氨酸组胺 谷氨酸-氨基丁酸（CABA） 色氨
13、酸5-羟色胺（5-HT） 鸟氨酸、蛋氨酸多胺,（一）组胺,组氨酸 组胺 + CO2,组氨酸脱羧酶,磷酸吡哆醛,组胺是强烈的血管扩张剂，能增加毛细血管的通透性，还具有收缩平滑肌、促进胃液分泌等生理功能。 组胺释放过多，可引起血压降低，支气管哮喘等症状。,（二）-氨基丁酸（GABA）,谷氨酸 -氨基丁酸+ CO2,谷氨酸脱羧酶,磷酸吡哆醛,GABA是一种抑制性神经递质，对中枢神经系统有抑制作用，临床上用作镇静剂。,VitB6为什么可作失眠、呕吐、儿童多动症的治疗辅助药物？,问题：,因为VitB6是构成谷氨酸脱羧酶的辅酶，能促进GABA的生成，抑制神经系统的兴奋。,（三）5-羟色胺（5-HT）,色氨
14、酸 5-羟色氨酸 5-羟色胺+ CO2,色氨酸羟化酶,磷酸吡哆醛,脑组织中：5-羟色胺是抑制性神经递质，与睡眠、疼痛和体温调节有关。 周围组织：5-羟色胺有收缩血管、升高血压的作用。,5-羟色氨酸脱羧酶,（四）多胺 （包括精脒和精胺）,蛋氨酸 S-腺苷蛋氨酸 S-腺苷甲硫基丙胺 腺苷-S-CH3,腺苷转移酶,ATP PPi + Pi,CO2,鸟氨酸 腐胺 精脒 精胺,鸟氨酸脱羧酶,CO2,丙胺转移酶,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、肿瘤组织等）多胺含量增加。 临床上利用测定肿瘤病人血、尿中多胺含量作为观察病情和辅助诊断的指标之一。,二、一碳单位的代谢,（一）一碳单位的概念,某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为一碳单位或一碳基团。,如： 甲基（CH3）、亚甲基（ CH2 ）、次甲基（=CH）、甲酰基（ CHO）、亚氨甲基（ CH=NH）等,注意： COOH、HCO3-、CO、CO2不属于一碳单位。,（二）一碳单位的载体和代谢概况,四氢叶酸是一碳单位的载体，也是一碳单位转移酶的辅酶。,5,一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸的分解代谢。,色氨酸甘氨酸,丝氨酸甘氨酸,N10-甲酰四氢叶酸,嘌呤核苷酸,组氨酸,N5-亚氨甲基四氢叶酸,N5,N10-次甲基四氢叶酸,嘌呤
