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1、蛋白质的分解代谢本章主要内容 一 蛋白质的营养作用 二 蛋白质的消化、吸收与腐败 三 氨基酸的一般代谢 四 氨的代谢 五 个别氨基酸的代谢第一节 蛋白质的营养作用一 蛋白质的生理功能 组织细胞的构件物质，维持细胞组织的生长、更新和修补 * 参与多种重要的生理活动(如酶、激素)* 氧化供能（17.9KJ/g Pr）* 可转化为糖和脂肪等* 氨基酸是各种含氮化合物的原料二、蛋白质的需要量和营养价值*总氮平衡：摄入氮=排出氮（蛋白质分解与合成处于平衡）如成人*正氮平衡：摄入氮排出氮（蛋白质合成量多于分解量）如儿童、孕妇*负氮平衡：摄入氮排出氮（蛋白质分解量多于合成量）如饥饿、消耗性疾病 （一）氮平衡
2、尿与粪中的含氮量(排出氮)及摄入食物的含氮量(摄入 氮)可反映体内蛋白质的代谢概况，称为氮平衡。（二） 生理需要量2、最低生理需要量 成人每日最低需要量: 3050g/d我国营养学会推荐的 成人每日需要量: 80g/d1、每天最低分解量 成人每日最低分解量约为20g/d蛋白质。（三） 蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值：取决于其含必需氨基酸数量及种类的多少*婴儿期组氨酸也是必需的。缬、异亮、亮、苯丙、蛋、色、苏、赖氨酸 共8种（口诀：借一两本淡色书来）*必需氨基酸：体内需要而又不能自身合成，必须由食物 供应的氨基酸，称为必需氨基酸。*半必需氨基酸：酪氨酸和半胱氨酸（可由苯丙和蛋氨酸在体内合成）*
3、非必需氨基酸：（特点：体内可合成）*蛋白质的互补作用： 指营养价值较低的蛋白质混合食用，必需 氨基酸互相补充从而提高营养价值。谷类蛋白质含赖氨酸较少而含色氨酸较多， 豆类蛋白质含赖氨酸较多而含色氨酸较少，两者混合食用可提高营养价值第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败一、蛋白质的消化内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、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（从肽键两端开始水解）1 主要的酶类：据水解肽键部位的不同分为两类：（1）胃中消化胃蛋白酶原 胃蛋白酶 H+蛋白质 多肽（主）胃蛋白酶2 消化的部位：*酶原的激活*水解内肽酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶弹性蛋白酶 （2）小肠内消化（主要部位）主
4、要的酶类：外肽酶 羧基肽酶A羧基肽酶B 蛋白水解酶作用示意图氨基肽酶内肽酶羧基肽酶氨基酸 +氨基酸二肽酶二、 氨基酸的吸收 1 主要部位：小肠（1）氨基酸吸收载体 *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）-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用2 吸收机制*中性氨基酸运载蛋白（主）（3）肽的吸收氨基酸进入组织细胞的需钠主动转运机制ADP+PiATPK+K+Na+Na+Na+氨基酸Na+氨基酸 外膜内K+-ATP酶载体蛋白质谷胱 甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酸 环化酶5-氧脯 氨酸谷胱甘肽 合成酶-谷氨酰 半胱氨酸 合成酶5-氧脯 氨酸酶细胞膜细胞内-谷 氨酰 基转 移酶| |
5、 | | | | | | | | | | | | | | | | | | |细 胞 外-谷氨酰基循环甘氨酸半胱氨酸肽酶氨 基 酸-谷氨酰 氨基酸ATPATP ATPADP+Pi谷氨酸ADP+Pi-谷氨酰 半胱氨酸ADP+Pi定义：肠道细菌对未被消化的蛋白质及未被吸收的消化产物进行的代谢过程1、胺的生成（组胺、尸胺、酪胺等）CO2胺氨基酸三、蛋白质的腐败作用2 肠道氨的生成（肠道氨的两种主要来源）血氨扩散入血肠菌+ NH3*氨基酸脱氨 氨基酸*尿素水解肠菌尿素酶CO2 +2NH3扩散入血血氨 血中尿素尿素扩散入肠腔氨的吸收主要在结肠 ， 其受肠腔pH的影响， 降低结肠的pH，可减 少肠道氨的吸收
6、2 肠道氨的生成3 其它有害物质的生成(如苯酚、吲哚、硫化氢等）食物蛋白消化吸收体内合成 （非必需 氨基酸 ）蛋白质（主）合成酮体氧化供能糖脱羧 胺类 转变 其它含氮化合物经肾排出 (1g/d)第三节 氨基酸的一般代谢氨 基 酸 代 谢 库氨基酸代谢概况分解脱氨 -酮酸（生成尿素）组织蛋白质分解一、氨基酸的脱氨基作用氨基酸氧化酶 2H-酮酸+ H2O + NH3氨基酸1 氧化脱氨基作用（特点：有氨生成）亚氨基酸氨基酸氧化脱氨的主要酶：* 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、
7、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+ H2O_H2O+ NH3-酮戊二酸L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶NAD+NADH+H+转氨酶+2. 转氨基作用+（1）转氨酶（其辅酶为磷酸吡哆醛）*丙氨酸氨基转移酶（ALT） 又称谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高*天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗患者血清AST升高ALT谷氨酸 + 丙酮酸 -酮戊二酸 + 丙氨酸AST 谷氨酸 + 草酰乙酸 -酮戊二酸 +天冬氨酸（2）转氨基作用机制+磷酸吡哆醛H2O+H2OSc
8、hiffs碱氨基酸磷酸吡哆胺H2O+H2O分子重排Schiffs碱异构体-酮酸+特点：生理意义：接受氨基的主要酮酸有：转氨基作用* 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*丙酮酸*-酮戊二酸*草酰乙酸转氨酶3. 联合脱氨基作用转氨基作用和谷氨酸氧化脱氨基作用的联合-酮戊二酸+ NAD+谷氨酸脱氢酶+ NADH+H+氨基酸-酮酸 谷氨酸特点：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4. 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3. 联合脱氨基作用-酮酸草酰乙酸嘌呤核苷酸
9、循环（1）氨基酸-酮戊二酸谷氨酸天冬氨酸AST嘌呤核苷酸循环 (2)延胡索酸苹果酸草酰乙酸天冬氨酸|-5-p腺苷酸代 琥珀酸H2ONH3腺苷酸 脱氨酶-5-pIMP腺苷酸代 琥珀酸合 成酶AMP-5-p转氨基作用二、-酮酸的代谢2. 经三羧酸循环氧化供能1. 经氨基化生成非必需氨基酸3. 转变为糖及脂类生糖氨基酸：甘、丝、丙等多种氨基酸生酮氨基酸：亮氨酸、赖氨酸生酮兼生糖氨基酸：异亮、苯丙、酪、苏、色氨基酸、糖及脂肪代谢的联系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、苏、丝、 缬、异亮天冬亮、色 、异亮丙、甘、 丝、半胱 、苏、色糖丙酮酸乙酰CoA磷酸丙糖脂肪酸脂肪甘油亮、赖
10、、苯丙、酪、色谷精、组、脯乙酰乙酰CoA酮体第四节 氨的代谢一、 体内氨的来源*来源：氨基酸脱氨（主） 从肠道吸收的氨 肾脏产生的氨（主要来自谷氨酰胺分解的氨）该部分氨分泌到肾小管腔中主要与尿中的H+结合 成铵盐由尿排出，当尿pH升高时，分泌受阻， 被吸收入血。肝功能严重障碍的病人，不宜使用碱性利尿药， 以免血氨升高。氨的去路：合成尿素排出（主）与谷氨酸合成谷氨酰胺合成非必需氨基酸及含氮物经肾脏以铵盐形式排出二、 氨的转运1. 丙氨酸-葡萄糖循环肌肉蛋 白质谷氨酸-酮戊二酸丙酮酸糖分解丙氨酸丙氨酸丙氨酸尿素NH3-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖氨基酸NH3肌肉血液肝 | | | | |
11、 | | | | | | | | | | | | | | | |2. 谷氨酰胺的运氨作用L-谷氨酸谷氨酰胺NH3 + ATPADP + Pi谷氨酰胺 合成酶(脑、肌肉)H2ONH3谷氨酰酶(肝、肾)尿素、铵盐等临床上用谷氨酸盐 降低血氨谷氨酰胺谷氨酸AspAsnH2ONH3天冬酰胺酶白血病细胞不能临床上用此酶分解血 的Asn治疗白血病三、 尿素的生成（一） 尿素合成的主要器官：肝脏瓜氨酸精氨酸酶尿素鸟氨酸NH3 + CO2精氨酸NH32分子氨与1分子 CO2结合生成1分 子尿素及1分子水（二） 尿素合成的鸟氨酸循环（三） 鸟氨酸循环的详细步骤CO2 + NH3+ H2O氨基甲酰磷酸合成酶I（C
12、PS-）N-乙酰谷氨酸 Mg2+2ATP2ADP+Pi1. 氨基甲酰磷酸的合成（反应部位：线粒体）氨基甲酰磷酸PO32-N-乙酰谷氨酸是CPS-的变构激活剂2. 瓜氨酸的合成鸟氨酸鸟氨酸氨基 甲酰转移酶+ H3PO4瓜氨酸反应部位：线粒体+ 氨基甲酰磷酸PO32-3. 精氨酸的合成-1（反应部位：胞液）瓜氨酸+可由转氨基 作用提供*天冬氨酸精氨酸代琥珀 酸合成酶, Mg2+ATPAMP + PPi精氨酸代琥珀酸3. 精氨酸的合成-2精氨酸代琥 珀酸裂解酶精氨酸+延胡索酸4. 精氨酸水解为尿素精氨酸酶鸟氨酸+尿素+ H2O精氨酸NH3 + CO2 + H2O氨基甲酰磷酸精氨酸代琥珀酸2ATP2A
13、DP+ 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-酮酸线粒体胞液鸟氨酸循的全过程（四）尿素合成的调节1. 食物蛋白的影响 高蛋白膳食时尿素合成速度加快，且排出的含氮物中尿素占90%3. 精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶 ，可调节尿素的合成。2. CPS-的调节 精氨酸激活AGA合成酶，促进AGA的合成，AGA激活CPS-，尿素合成加快尿素合成小结 主要器官：肝脏 CO2 2NH3（其中1分子来自于天冬氨酸*） 4ATP生理意义：是体内氨的主要去路, 解氨毒的重要途径 。总反应方程式：尿素 +
14、2ADP + AMP + 2Pi +PPi原料：合成1分子尿素需：2NH3 + CO2 + 3ATP + H2O限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶(四) 高血氨症与肝昏迷* 血氨正常参考值：5.5465mol/L*引起高血氨症主要原因：肝功能严重损伤，尿素合成障碍 *机制：脑中氨升高，消耗-酮戊二酸（转变为谷氨酸） ， 使三羧酸循环减弱，ATP合成减少，引起大脑功能障 碍，严重时昏迷。*降低血氨的措施：限制蛋白进食量，给肠道抑菌药物，给谷氨酸使其与氨结合为谷氨酰胺一、氨基酸的脱羧基作用1. -氨基丁酸（GABA）L-谷氨酸脱羧酶 CO2功能：为一种抑制性神经递质，对中枢神经系统有抑制作用。GABAL
15、-谷氨酸第五节 个别氨基酸的代谢氨基酸脱羧酶其辅 酶为磷酸吡哆 醛2. 牛磺酸 磺酸丙氨 酸脱羧酶 CO2功能：结合胆汁酸的重要组成成分L-半胱氨酸牛磺酸磺酸丙氨酸3（O） CO2组氨酸脱羧酶功能： *扩张血管、降低血压 *刺激胃酸分泌 组胺L-组氨酸3. 组胺4. 5-羟色胺（5-HT）功能：*脑中的5-HT是一种抑制性 神经递质* 外周组织的5- HT有收缩血管的作用色氨酸 CO25-HT羟化 、脱羧酶5-HT5. 多胺*腐胺 *精脒（亚精胺） *精胺定义：分子中含有2个以上氨基的胺类物质功能：*调节细胞增长，促进细胞增殖。*血尿中多胺的水平可作为癌瘤病的辅助诊断及观察病情变化的指标5.
16、多胺鸟氨酸腐胺鸟氨酸 脱羧酶精脒精胺腺苷-S-CH3精脒蛋氨酸ATPS-腺苷蛋氨酸PPi + PiS-腺苷3-甲硫基丙胺CO2第五节 个别氨基酸的代谢 二、一碳单位的代谢种类： * 甲基（-CH3）* 亚甲基（-CH2- 甲烯基）* 次甲基（=CH- 甲炔基）* 甲酰基（-CHO）* 亚氨甲基（-CH=NH）定义：氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的基团。1. 一碳单位特点：不能游离存在，以四氢叶酸为载体参与反应。一碳单位的载体（四氢叶酸,FH4）叶酸 二氢叶酸还原酶NADPH（H+）二氢叶酸NADP+二氢叶酸还原酶NADPH（H+）四氢叶酸NADP+2. 一碳单位与四氢叶酸一碳单位与四氢叶酸的结合形式：N5N10-亚甲基四氢叶酸（N5，N10-CH2-F
