《氨基酸代谢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《氨基酸代谢（121页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、氨 基 酸 代 谢 Metabolism of Amino Acids第 八 章Date1第8章 氨基酸代谢掌握营养必需氨基酸、氮平衡、蛋白质腐败作用 的概念，氨基酸转氨基反应与辅酶，氨的来 源与去路，尿素合成的部位、主要过程、关 键酶及其生理意义。一碳单位的概念、载体 、生成原料及主要生理作用，S-腺苷甲硫氨酸的生成、作用及生理意义。甲基与硫酸根 的活化形式。 熟悉蛋白质功能、氧化脱氨、联合脱氨基作用， 生糖、生酮氨基酸概念，氨的运输形式，脱 羧基作用，芳香族氨基酸代谢过程 。 教学大纲对本章的要求 P78 Date2第8章 氨基酸代谢蛋 白 质 的 生 物 学 功 能营养功能：1.提供氮元
2、素：是人体氮元素最重要 来源；2.提供能量：人体每天18%能量由蛋白质提供。 物质运输催化作用代谢调控信号转导免疫防御结构与运动Date3第8章 氨基酸代谢蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein 第一节Date4第8章 氨基酸代谢大量（克）：糖、脂肪、蛋白质、水；微量（mg、g）：维生素、无机盐、金属元素等。营养物按Armstrong的观点：水不是营养物，而它比这些营养物更重要。糖：C.H.O不能代替蛋白质脂：C.H.O 蛋白质含元素：C、H、O、N。 Date5第8章 氨基酸代谢高等动植物都不能利用空气中的N2，而只能利用带负电荷的氮。糖食物蛋白质脂肪
3、N 非营养必需氨基酸根瘤菌和兰绿藻可以固定N 雷，可以使N2变成NH3 消耗大量能量固定雷（Re）N2NH3Date6第8章 氨基酸代谢一、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述氮总平衡：摄入氮 = 排出氮 （正常成人）氮正平衡：摄入氮 排出氮 （儿童、孕妇等）氮负平衡：摄入氮 排出氮 （饥饿、严重烧伤、 大出血、消耗性疾病患者）氮平衡的意义：间接反映体内蛋白质代谢的慨况。（一） 氮平衡(nitrogen balance)实验测定每日摄入食物中和排泄物中的含氮量， 间接反映蛋白质在体内的代谢状况，称为氮平衡 实验。Date7第8章 氨基酸代谢（二） 生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为3050g
4、，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（一） 必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食物 供给的氨基酸，共有8种：Val、Ile、Leu、 Thr、Met、Lys、Phe、Trp。 其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。 Date8第8章 氨基酸代谢（二） 营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值 (nutrition value)食物蛋白质的营养价值：指食 物蛋白质在体内的利用率。而食物 蛋白质利用率的高低取决于必需氨 基酸的数量、种类和比例。（三） 食物蛋白质的互补作用 几种营养价值较低的食物蛋白，经混合食
5、用后，可以提高食物蛋白质营养价值的现象。Date9第8章 氨基酸代谢第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion, Absorption and Putrefaction of ProteinsDate10第8章 氨基酸代谢一、蛋白质的消化食物蛋白质食物蛋白质 胃、小肠胃、小肠 蛋白水解酶氨基酸、小肽氨基酸、小肽（产物）（产物） Date11第8章 氨基酸代谢消化过程 （一）胃中的消化作用胃蛋白酶的最适pH为1.52.5，对蛋白质肽键作 用特异性差，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) Date12第8章 氨
6、基酸代谢（二）小肠中的消化 小肠是蛋白质消化的主要部位。 1.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。Date13第8章 氨基酸代谢Date14第8章 氨基酸代谢肠液中酶原的激活胰蛋白酶原 糜蛋白酶原 羧基肽酶原 弹性蛋白酶原肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶 弹性蛋白酶(trypsin) (exopeptida
7、se) (carboxypeptidase) (elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义Date15第8章 氨基酸代谢二、氨基酸的吸收吸收部位：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Date16第8章 氨基酸代谢（一）氨基酸吸收载体Date17第8章 氨基酸代谢（二）-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用-谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程： 谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成Date18第8章 氨基酸代谢半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶
8、-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+Pi-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰 半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶 ATPADP+Pi细胞外-谷氨酰 基转移酶细胞膜谷胱甘肽GSH细胞内-谷氨酰基循环过程-谷氨酰 氨基酸氨基酸Date19第8章 氨基酸代谢l 利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系l 此种转运也是耗能的主动吸收过程l 吸收作用在小肠近端较强（三）肽的吸收Date20第8章 氨基酸代谢三、 蛋白质在肠中的腐败作用肠道中没有消化吸收的蛋白质和氨基酸，被细菌分解，而产生的代谢物，这个分解过程称为蛋白质的腐败作用。腐败作用产生的代谢物大多有害，如胺、氨、
9、 苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素 等可被机体利用的物质。（一）蛋白质的腐败作用(putrefaction)Date21第8章 氨基酸代谢（二）胺类(amines)的生成蛋白质氨基酸胺类蛋白酶 脱羧基作用组氨酸组胺赖氨酸尸胺色氨酸 色胺酪氨酸酪胺苯丙氨酸苯乙胺Date22第8章 氨基酸代谢假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构与神经递质结构相似，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-羟酪胺-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。严重的引起肝昏迷。Date
10、23第8章 氨基酸代谢肝脏（三） 肠道中氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨 (ammonia)肠道细菌 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。血液O=C NH2NH2 尿素H+NH4+排出Date24第8章 氨基酸代谢血液血液 渗透渗透 肠道肠道 肾肾 排出排出（20g） NH2-CO-NH2 肝脏肝脏 合成合成 NH3 (25%)7g NH2-CO-NH2 脲酶脲酶（大肠杆菌（大肠杆菌 ） 2NH3+CO2（ 4g） 肠道吸收肠道吸收降低肠道pH值，可使血NH3 肝功能受损： 血NH3 抑制肠菌， 可使血NH3 （三）
11、肠道中氨的生成Date25第8章 氨基酸代谢（四）其它有害物质的生成酪氨酸苯酚半胱氨酸硫化氢色氨酸 吲哚Date26第8章 氨基酸代谢（二）蛋白质的半寿期二、体内蛋白质分解二、体内蛋白质分解（一）体内蛋白质的降解正常成年人，每天约有2%左右的组织蛋白质被 更新而降解，释放的氨基酸7580%可以再利用，合成新的蛋白质，余下氨基酸则进入氨基酸代谢池分 解或转化成其它物质。蛋白质浓度下降到一半时所需要的时间，用t1/2表示。 作用：用来表达不同蛋白质的体内代谢速度。Date27第8章 氨基酸代谢根据速度分快、中、慢三种：快速更新：半寿期以秒、分、小时为计量单位 ；如酶蛋白，尤其是肝细胞中的某些关键酶
12、。中速更新：以天为计量单位，如，肝、血浆中 的蛋白质半寿期约10天；慢速更新：以月为计量单位，如胶原蛋白，组 蛋白等半寿期达6个月。Date28第8章 氨基酸代谢不依赖ATP 利用组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性 蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白2.依赖泛素(ubiquitin)的降解过程1. 溶酶体内降解过程依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白（三）蛋白质转换更新(protein turnover) 真核生物中蛋白质的降解有两条途径 Date29第8章 氨基酸代谢泛素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 泛素化(ubiquitination
13、) 泛素选择性与被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。 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Date30第8章 氨基酸代谢被降解 蛋白质连接酶AMP+PPiHS-E2泛素化过程E1：泛素活化酶E2：泛素携带蛋白E3：泛素蛋白连接酶泛素CO-O +HS-E1ATPHS-E1HS-E2泛素CNH 被降解蛋白质OE3活化酶携带蛋白S E1C泛素O S E1C泛素O S E2C泛素O S E2C泛素O 单泛素化蛋白Date31第8章 氨基酸代谢泛素泛素如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发癌瘤（促进抑癌蛋白P53降解）体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用连接酶
14、CO S E2泛素n单泛素化蛋白NHCO 泛素nNHCO泛素被降解蛋白质被 降 解 蛋 白 质nHS-E2E3聚泛素化蛋白蛋白 酶体泛素 氨基酸Date32第8章 氨基酸代谢 蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解 异常蛋白质和短寿蛋白质。 26S蛋白 质酶体 20S的核心 颗粒(CP) 19S的调节颗粒(RP) : 18个亚基, 6 个亚基具有ATP酶活性2个环：7个亚基2个环：7个亚基Date33第8章 氨基酸代谢Date34第8章 氨基酸代谢n泛素介导的蛋白质降解过程：Date35第8章 氨基酸代谢第三节氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino AcidsD
15、ate36第8章 氨基酸代谢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（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。（一） 氨基酸代谢库(metabolic pool)一、氨基酸代谢的概况一、氨基酸代谢的概况Date37第8章 氨基酸代谢脱羧基作用脱羧基作用脱氨基作用脱氨基作用 消化吸收氨基酸 代谢库食物蛋白质组织 蛋白质分解 体内合成氨基酸(非必需氨基酸)（二） 体内氨基酸代谢概况-酮酸 酮体氧化供能糖胺 类氨 尿素代谢转代谢转变变其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)合成 铵盐铵盐Date38第8章 氨基酸代谢二、 氨基酸的转氨及脱氨作用定义指氨
16、基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。脱氨基方式转氨基作用氧化脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联Date39第8章 氨基酸代谢（一）转氨基作用(transamination)1. 定义在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉-氨基生成相应的-酮酸，而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。Date40第8章 氨基酸代谢2. 反应式3）大多数氨基酸能参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、 羟脯氨酸除外。1）是可逆反应，平衡点接近1，反应方向符合质量作用定律； 2）可认为是氨的重新分布； 4）氨的转移，转到最后都转到三种重要的-酮酸分子上， 即丙酮酸、草酰乙酸和-KG。其中尤以-KG最重要； 5）所有转氨酶的辅酶都是以磷酸吡啶醛或磷酸
