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1、四川省精品课程 生物化学 四川省精品课程 生物化学 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 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 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
2、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 四川省精品课程 生物化学 第二节 蛋白质的消化吸收 腐败 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 四川省精品课程 生物化学 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 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 四川省精品课程 生物化学 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
3、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 四川省精品课程 生物化学 四川省精品课程 生物化学 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 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 四川省精品课程 生物化学 谷氨酰基循环 氨基酸吸收 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
4、肽酶 细胞膜 细胞内 细 胞 外 谷氨酰基循环 氨基酸吸收 四川省精品课程 生物化学 三 氨基酸的转化 氨基酸代谢库 metabolic pool 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 NH3 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 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品
5、课程 生物化学 五 生理解毒作用 机制 氧化解毒 如乙醇在肝内氧化为乙醚 乙酸 再 氧化为二氧化碳和水 这种类型又称氧化解毒 结合解毒 是肝脏生物转化的最重要方式 使药 物或毒物与葡萄糖醛酸 乙酰辅酶A 乙酰肝脏 影像图化 甘氨酸 3 磷酸腺苷 5 磷酸硫 酸 PASA 谷胱甘肽等结合 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品课程 生物化学 一 氧
6、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 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品课程 生物化学 H2O H2O NH3 酮戊二酸 L 谷氨酸 L 谷
7、氨酸脱氢酶 NAD NADH H L 谷氨酸脱氢酶 四川省精品课程 生物化学 R R 1 1 H C NHH C NH 2 2 COOH COOH R R 2 2 C O C O COOH COOH R R 1 1 C O C O COOH COOH R R 2 2 H C NHH C NH 2 2 COOH COOH 转氨酶转氨酶 氨基酸氨基酸1 1 酮酸酮酸1 1 酮酸酮酸2 2氨基酸 氨基酸2 2 二 转氨基作用 指在转氨酶催化下将 氨基酸的氨基 转给另一个 酮酸 生成相应的 酮 酸和一种新的 氨基酸的过程 四川省精品课程 生物化学 特点 生理意义 接受氨基的主要酮酸有 只有氨基的转移
8、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 CH CH 3 3 H C NHH C NH 2 2 COOH COOH COOH COOH CH CH 2 2 CH CH 2 2 C O C O COOH COOH CH3 CH3 C O C O COOH COOH COOH COOH CH CH 2 2 CH CH 2 2 H C H C NHNH 2 2 COOH COOH 谷丙转氨酶谷丙转氨酶 丙氨酸丙氨酸 酮戊二酸酮戊二酸丙酮酸丙酮酸 谷氨酸谷氨酸 临床意义
9、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 COOH COOH CH CH 2 2 H C NHH C NH 2 2 COOH COOH 谷草转氨酶谷草转氨酶 COOH COOH CH CH 2 2 C O C O COOH COOH COOH COOH CH CH 2 2 CH CH 2 2 C O C O COOH COOH COOH COOH CH CH 2 2 CH CH 2 2 H C H C NHNH 2 2 COOH COOH 天冬氨酸天冬氨酸 酮戊二酸酮戊二酸 草酸乙酸草酸乙酸谷氨酸谷氨酸 临床意义 心肌梗患者血清AST升高
10、天冬氨酸氨基转移酶 AST 又称谷草转氨酶 GOT 四川省精品课程 生物化学 l 转氨酶是人体肝脏这个 化工厂 正常运转过程中必不可少 的 催化剂 是肝脏的一个 晴雨表 肝细胞是转氨酶的 主要生存地 当肝细胞发生炎症 中毒 坏死等时会造成 肝细胞的受损 转氨酶便会释放到血液里 使血清转氨酶 升高 l 通常 体检中主要检查的转氨酶是谷丙转氨酶 ALT 1 的肝脏细胞损害 可以使血中ALT的浓度增加1倍 因此 ALT水平可以比较敏感地监测到肝脏是否受到损害 四川省精品课程 生物化学 l 人体内存在很多氨基转移酶 临床上通过抽血化验检测肝功能 的转氨酶主要有两种 一种叫丙氨酸转氨酶 ALT 另一种
11、叫天门冬氨酸转氨酶 AST l 天冬氨酸转氨酶ALT及AST主要存在于肝细胞中 其他脏器中 如肾 心肌 胰 肌肉 脾 胆 肺也含有一定数量的ALT和 AST l ALT主要存在于细胞浆中 AST主要存在于细胞浆的线粒体中 当细胞损伤时 如肝炎 心肌炎 胰腺炎等 ALT首先进 入血中 当细胞严重损伤 危及线粒体时 AST也会进入血中 此外 营养不良 酗酒 应用某些药物 发烧等情况均能使 转氨酶有轻度升高 生理状态下 血清转氨酶也有变异 如剧 烈活动 体育锻炼时 转氨酶也可暂时升高 磷酸吡哆醛 氨基酸 H2O H2O Schiff s碱 3 转氨基作用机制 醛亚胺 磷酸吡哆胺 酮酸 H2O H2O
12、 分子重排 Schiff s碱异构体 四川省精品课程 生物化学 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 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 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品课程 生物化学 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 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 1 GPT 四川省精品课程
13、 生物化学 GTP 腺苷酸代琥 珀酸合成酶 天冬氨酸 IMP 腺苷酸代琥珀酸 AMP H2O NH3 延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸 GOT 嘌呤核苷酸循环联合脱氨 2 5 肌苷酸二钠 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品课程 生物化学 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 二 氨基酸的脱羧基作用二 氨基酸的脱羧基作用 COOH COOH CH CH 2
14、2 CH CH 2 2 H C H C NHNH 2 2 COOH COOH CH CH 3 3 CH CH 2 2 H C H C NHNH 2 2 COOH COOH 谷氨酸谷氨酸 氨基丁酸氨基丁酸 谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 COCO 2 2 GABA 四川省精品课程 生物化学 GABA 氨基丁酸 氨基丁酸 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 四川省精品课程 生物化学 半胱氨酸半胱氨酸 牛磺酸牛磺酸 组氨酸组氨
15、酸 组胺组胺 色氨酸色氨酸 色胺色胺 鸟氨酸鸟氨酸 腐胺腐胺 精胺或精脒精胺或精脒 COCO 2 2 COCO 2 2 COCO 2 2 COCO 2 2 COCO 2 2 多胺多胺 四川省精品课程 生物化学 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 总胆汁酸 TBA 是在肝脏内合成与甘氨酸或牛磺酸结合 成为结合型胆汁酸 然后被肝细胞分泌入胆汁 随胆汁 至肠道后 在肠道内细菌作用下被水解成游离型胆汁酸 有97 被肠道重新吸收后回到肝脏 四川省精品课程 生物化学 组
16、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 四川省精品课程 生物化学 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 四川省精品课程 生物化学 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
