蛋白质的分解代谢.ppt

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 gPr 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 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 30 50g d 我国营养学会推荐的成人每日需要量 80g d 1 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 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 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 Pi ATP K K Na Na 外 膜 内 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 细胞外 谷氨酰基循环 氨基酸 谷氨酰氨基酸 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 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 氨基酸脱氨 尿素水解 肠菌尿素酶 血中尿素 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 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 第三节氨基酸的一般代谢 氨基酸代谢库 氨基酸代谢概况 一 氨基酸的脱氨基作用 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 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 NH3 酮戊二酸 L 谷氨酸脱氢酶 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 2 转氨基作用机制 氨基酸 磷酸吡哆胺 分子重排 Schiff s碱异构体 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 嘌呤核苷酸循环 1 AST 嘌呤核苷酸循环 2 延胡索酸 苹果酸 草酰乙酸 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 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 丙氨酸 葡萄糖 2 谷氨酰胺的运氨作用 L 谷氨酸 谷氨酰胺 脑 肌肉 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 Asp Asn NH3 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 2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 CPS 2ATP 2ADP Pi 1 氨基甲酰磷酸的合成 反应部位 线粒体 N 乙酰谷氨酸是CPS 的变构激活剂 2 瓜氨酸的合成 鸟氨酸 H3PO4 瓜氨酸 反应部位 线粒体 3 精氨酸的合成 1 反应部位 胞液 天冬氨酸 精氨酸代琥珀酸 3 精氨酸的合成 2 精氨酸 4 精氨酸水解为尿素 NH3 CO2 H2O 氨基甲酰磷酸 精氨酸代琥珀酸 瓜氨酸 天冬氨酸 酮戊二酸 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 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 54 65 mol 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 功能 为一种抑制性神经递质 对中枢神经系统有抑制作用 GABA 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 功能 结合胆汁酸的重要组成成分 L 半胱氨酸 牛磺酸 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 5 HT 5 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 多胺 鸟氨酸 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 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 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 FH4 R N5N10 次甲基四氢叶酸 N5 N10 CH FH4 N10 甲酰四氢叶酸 N10 CHO FH4 一碳单位与四氢叶酸的结合形式 N5 亚氨基甲基四氢叶酸 N5 CH NH FH4 一碳单位与四氢叶酸的结合形式 R 3 一碳单位与氨基酸代谢 FH4 丝氨酸 3 一碳单位的产生 CO2 NH3 3 一碳单位的产生 组氨酸 4 一碳单位的相互转变 5 一碳单位的生理功用 参与嘌呤 嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成 将氨基酸与核苷酸代谢密切相连 一碳单位代谢障碍会影响DNA 蛋白质的合成 引起巨幼红细胞性贫血 磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用 参与许多物质的甲基化过程 三 含硫氨基酸的代谢 1 甲硫氨酸的代谢 1 甲硫氨酸与转甲基作用 R 腺嘌呤 蛋氨酸 重要的转甲基作用的受体及产物 甲基受体甲基化产物甲基受体甲基化产物 去甲肾上腺素肾上腺素RNA甲基化的RNA胍乙酸肌酸DNA甲基化的DNA磷脂酰乙醇胺磷脂酰胆碱蛋白质甲基化的蛋白质 2 蛋氨酸循环 蛋氨酸 ATP H2O 腺苷 同型半胱氨酸 RH 使N5 CH2FH4释出 CH3重新变成游离的FH4 继续运载一碳单位 蛋氨酸循环的生理意义 N5 CH3 FH4转甲基酶的辅酶为维生素B12 当维生素B12缺乏时 影响四氢叶酸的再生 一碳单位转运受阻 导致核酸合成障碍 可产生巨幼红细胞性贫血 减少蛋氨酸的净消耗 重复利用以满足机体对甲基化的供体的需要 小结 3 肌酸的合成 3 肌酸的合成 肌酸 磷酸肌酸 PO3H2 肌酸酐 2 半胱氨酸与胱氨酸的代谢 1 半胱氨酸与胱氨酸的互变 2H ATP SO4 2 半胱氨与胱氨酸的代谢 2 硫酸根的代谢 PAPS是活性硫酸根 参与转硫酸基反应 谷氨酸 半胱氨酸 谷氨酰半胱氨酸 谷胱甘肽 GSH 生成 2GSH 2Hb Fe3 2GSH H2O2 作为抗氧化剂 维持酶 SH的还原性和膜的完整性 参与生物转化 参与氨基酸转运 四 芳香族氨基酸的代谢 苯丙氨酸羟化酶 1 苯丙氨酸和酪氨酸的代谢 苯丙氨酸 1 儿茶酚胺与黑色素的合成 酪