氨基酸代谢ppt课件.ppt

一、蛋白质的营养作用二、蛋白质的消化、吸收和腐败三、氨基酸的一般代谢（重点）四、氨的代谢（重点）五、个别氨基酸的代谢,第九章氨基酸代谢MetabolismofAminoAcids,1,蛋白质的营养作用NutritionalFunctionofProtein,第一节,2,一、蛋白质营养的重要性,1.维持细胞、组织的生长、更新和修补,2.参与多种重要的生理活动,催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。,3.氧化供能人体每日18%能量由蛋白质提供。,3,二、蛋白质需要量和营养价值,1.氮平衡(nitrogenbalance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。,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、消耗性疾病患者）,氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的概况。,4,2.生理需要量,(1)成人（60kg体重）在不进食蛋白质时，其尿中仍排出一定量的含氮终产物（53mgN/kg体重）约相当于20g蛋白质。(2)最低需要量：3050g日。(3)我国营养学会推荐量：80g日。,5,3.蛋白质的营养价值,其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。,6,特殊氨基酸,体内酪氨酸（Tyr）和半胱氨酸（Cys）可以分别由苯丙氨酸和蛋氨酸转变而来，如果膳食中能直接提供这两种氨基酸，则人体对蛋氨酸和苯丙氨酸的需要可分别减少30%和50%，所以称酪氨酸和半胱氨酸为半必需氨基酸儿童期，组氨酸（His）和精氨酸（Arg）常不能满足营养需要量，成负氮平衡。有人也将其划为必需氨基酸,7,蛋白质的营养价值(nutritionvalue),取决于必需氨基酸的数量、种类。一般来说，含营养必需氨基酸种类多、数量足的蛋白质，其营养价值就高，反之就低。,蛋白质的互补作用,指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。,谷类：Lys少，Trp多；豆类：Lys多，Trp少。,8,9,第二节蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins,10,一、蛋白质的消化,蛋白质消化的生理意义,由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。,11,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。,12,（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。,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。,13,肠液中酶原的激活,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,14,氨基酸+,蛋白水解酶作用示意图,2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用,主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。,氨基肽酶,15,二、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,16,（一）氨基酸吸收载体,载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。,载体类型,中性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体,17,（二）-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用,-谷氨酰基循环(-glutamylcycle)过程：,谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成,18,半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly),-谷氨酸环化转移酶,氨基酸,5-氧脯氨酸,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,COOH,CHNH,2,CH,2,CH,2,C,O,NH,CH,COOH,R,19,利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系此种转运也是耗能的主动吸收过程吸收作用在小肠近端较强,（三）肽的吸收,20,三、蛋白质的腐败作用,肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用,腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、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。,蛋白质的腐败作用(putrefaction),21,（一）胺类(amines)的生成,22,假神经递质(falseneurotransmitter),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。,-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。,23,（二）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。,24,（三）其它有害物质的生成,25,第三节氨基酸的一般代谢,GeneralMetabolismofAminoAcids,一、蛋白质的降解途径二、氨基酸脱氨基作用三、-酮酸的代谢,26,一、蛋白质的降解,蛋白质转换更新(proteinturnover),人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡,蛋白质的半寿期(half-life),蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用t1/2表示,27,真核细胞中蛋白质的降解有两条途径,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,依赖泛素(ubiquitin)的降解过程,溶酶体内降解过程,依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白,28,泛素,76个氨基酸(8.5kD)普遍存在于真核生物一级结构高度保守,2.蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解,29,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,30,氨基酸代谢库(metabolicpool),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。,氨基酸代谢概况,31,氨基酸代谢库,氨基酸代谢概况,32,二、氨基酸的脱氨基作用,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,33,（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。,34,2.反应式,大多数氨基酸可参与转氨基作用，但Lys、Pro、Hyp除外。,35,3.转氨酶,正常人各组织GOT及GPT活性(单位/克湿组织),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。,36,-酮戊二酸,谷氨酸,丙氨酸,丙酮酸,C,H,3,-,C,-,C,O,O,-,H,3,N,+,H,37,-酮戊二酸,谷氨酸,天冬氨酸,草酰乙酸,38,4.转氨基作用机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛,39,目录,40,41,（二）L-谷氨酸氧化脱氨基作用,L-谷氨酸,ATP,GDP,L-谷氨酸脱氢酶（肝、脑、肾）,42,（三）联合脱氨基作用,两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下-氨基生成-酮酸的过程。,2.类型,转氨基偶联氧化脱氨基作用,1.定义,转氨基偶联嘌呤核苷酸循环,43,转氨基偶联氧化脱氨基作用,H2O+NAD+,转氨酶,为氨基酸脱氨基和体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。,44,转氨基偶联嘌呤核苷酸循环,苹果酸,腺苷酸代琥珀酸,次黄嘌呤核苷酸(IMP),腺苷酸代琥珀酸合成酶,主要在肌肉组织进行。,45,三、-酮酸的代谢,（一）经氨基化生成非必需氨基酸,（二）转变成糖及脂类,46,（三）氧化供能,-酮酸在体内可通过TAC和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。,转变过程的中间产物：CH3COSCoACH3COCOOHCitratecycle的中间产物。,47,第四节氨的代谢,MetabolismofAmmonia,体内氨的来源与转运尿素生成及其调节（重点）,48,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(urea)而解毒。正常人血氨浓度一般不超过65mol/L。,49,一、血氨的来源与去路,1.血氨的来源,脱氨基作用:主要来源胺类的分解,肠道吸收的氨:4g24h,肾小管上皮细胞分泌的氨:,50,2.血氨的去路,在肝内合成尿素:主要去路,合成非必需氨基酸及其它含氮化合物,合成谷氨酰胺:,肾小管泌氨:,分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。,51,二、氨的转运,1.丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle),反应过程,52,丙氨酸,葡萄糖,肌肉蛋白质,氨基酸,NH3,谷氨酸,-酮戊二酸,丙酮酸,糖酵解途径,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH3,尿素,尿素循环,糖异生,肝,丙氨酸-葡萄糖循环,葡萄糖,53,54,2.谷氨酰胺的运氨作用,55,三、尿素的生成,（一）生成部位主要在肝细胞的线粒体及胞液中。,（二）生成过程,尿素生成的过程是1932年由HansKrebs和KurtHenseleit提出的，称为鸟氨酸循环(orinithinecycle)，又称尿素循环(ureacycle)或Krebs-Henseleit循环。,56,57,1.氨基甲酰磷酸的合成,58,2.瓜氨酸的合成,59,3.精氨酸的合成,在胞液中进行。,+,天冬氨酸,精氨酸代琥珀酸,60,精氨酸代琥珀酸裂解酶,延胡索酸,61,4.精氨酸水解生成尿素,在胞液中进行,尿素,鸟氨酸,精氨酸,精氨酸酶,62,鸟氨酸循环,线粒体,胞液,63,（三）反应小结,原料：2分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自Asp。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。耗能：3个ATP，4个高能磷酸键。,64,（四）尿素生成的调节,1.食物蛋白质的影响,高蛋白膳食合成,低蛋白膳食合成,65,Arg（）AGA合成