第八章蛋白质代谢

1、v蛋白质的蛋白质的水解水解v氨基酸的氨基酸的代谢（代谢（分解与合成分解与合成）v蛋白质的蛋白质的合成合成第一节第一节 概概 述述水解水解胞外酶胞外酶氨基酸氨基酸 吸收入吸收入作为作为氮氮源和能源进行代谢源和能源进行代谢蛋白质不作为储备物质蛋白质不作为储备物质一、蛋白质的消化与吸收一、蛋白质的消化与吸收1、消化（酶水解）、消化（酶水解）2、相关的酶（动物体）、相关的酶（动物体）胃胃：胃蛋白酶胃蛋白酶：水解蛋白质为：水解蛋白质为月示月示和胨。和胨。小肠：小肠：胰蛋白酶胰蛋白酶（胰腺分泌）：水解蛋白质为月示和胨，少量（胰腺分泌）：水解蛋白质为月示和胨，少量氨基酸。氨基酸。 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶（

2、胰腺分泌）：产物与胰蛋白酶相同。（胰腺分泌）：产物与胰蛋白酶相同。 肽酶肽酶 氨肽酶氨肽酶（十二指肠分泌）：从（十二指肠分泌）：从N-端水解，产物为氨基酸。端水解，产物为氨基酸。 羧肽酶羧肽酶（胰脏分泌）：从（胰脏分泌）：从N-端水解，产物为氨基酸。端水解，产物为氨基酸。 二肽酶二肽酶（肠粘膜分泌）：使二肽水解为氨基酸。（肠粘膜分泌）：使二肽水解为氨基酸。 v细胞内能有选择的降解细胞内能有选择的降解“过期蛋白过期蛋白”，而，而不影响细胞的正常功能？不影响细胞的正常功能？水解氨基酸氨基酸泛肽识别泛肽识别并在并在溶酶体溶酶体中水解中水解提问提问：不同蛋白酶之间在不同蛋白酶之间在水解水解功能功能上的

3、区别可能有什么？上的区别可能有什么？NH3+ NH3+ COO- COO-外切外切酶酶氨肽酶氨肽酶随机内切内切酶酶特定氨基酸间特定氨基酸间专一性内切专一性内切酶酶外切外切酶酶羧肽酶羧肽酶最终产物最终产物氨基酸氨基酸答：答：专一性不同。专一性不同。NH2CHR1CO NH CHCH2CO NH CHCH2CO NH CH COCH2CH2CH2CH2NH2NH CH COCH2COOH氨基肽酶氨基肽酶胃蛋白酶胃蛋白酶胰凝乳胰凝乳蛋白酶蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶一些动物蛋白酶作用的专一性一些动物蛋白酶作用的专一性3、吸收、吸收 v在人和动物体内：在人和动物体内：v氨基酸氨基酸小肠粘膜细胞小肠粘膜细胞微

4、血管微血管血血门静脉门静脉肝肝组织组织氨基酸代谢库。氨基酸代谢库。v吸收过程特点：吸收过程特点：v耗能的主动耗能的主动运输过程，不同的氨基酸的运输过程，不同的氨基酸的吸收吸收还需不同的载体还需不同的载体来协助完成。来协助完成。 二、蛋白质的营养价值二、蛋白质的营养价值 1、必需氨基酸、必需氨基酸（机体本身不能合成）（机体本身不能合成）成人八种（成人八种（Lys、Trp、Val、Leu、Ile、Thr、Met、Phe）半必需：半必需：婴儿（婴儿（Arg、His）非必需氨基酸非必需氨基酸：余下的：余下的10种。种。注：注：不同动物所需的必需氨基酸是不同的。不同动物所需的必需氨基酸是不同的。 2、蛋

5、白质营养价值：、蛋白质营养价值：由必需氨基酸的由必需氨基酸的种类、含量种类、含量及其及其比例比例决定，决定，与人体所需的越接近价值越高。与人体所需的越接近价值越高。第二节第二节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收组织蛋白组织蛋白合成酶、激素等合成酶、激素等功能性蛋白质功能性蛋白质脱氨脱氨鸟氨酸鸟氨酸循环循环合合成成脂脂肪肪糖糖代代谢谢产产物物-酮酸酮酸氨基酸 CO2胺胺氨氨嘌嘌呤呤脂脂代代谢谢产产物物三羧酸循环三羧酸循环合合成成糖糖GlnAsn分解分解合成合成RCHNH2COOH脱氨酶脱氨酶NH3RCHNH2COOH O一、一、 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨

6、基作用v脱氨酶脱氨酶脱氢氧化酶脱氢氧化酶酶酶L-氨基酸氧化酶、氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 L 谷氨酸脱谷氨酸脱H酶酶CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亚氨基酸亚氨基酸不稳定不稳定H2O+H+水解加氧水解加氧脱氢脱氢NH4+-CORCOO -酮酮酸酸21.氧化脱氨氧化脱氨三羧酸循环三羧酸循环有毒！有毒！L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ - -谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨若外环境若外环境NHNH3 3大量进入细胞，或细大量进入细胞，

7、或细胞内胞内NHNH3 3大量积累大量积累v酮戊二酸大量转化酮戊二酸大量转化vNADPH大量消耗大量消耗v三羧酸循环中断，能量供三羧酸循环中断，能量供应受阻，某些敏感器官应受阻，某些敏感器官（如神经、大脑）功能障（如神经、大脑）功能障碍。碍。v表现：表现：语言障碍、视力模语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡。糊、昏迷、死亡。三羧酸三羧酸循环循环丙酮酸丙酮酸酮戊二酸氨中毒原理氨中毒原理L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ -谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+2.转氨基作用转氨基作用v特点特点：a. 可逆，受平

8、衡影响可逆，受平衡影响v b. 氨基大多转给了氨基大多转给了-酮戊二酸酮戊二酸（产物（产物谷谷氨酸氨酸）转氨酶转氨酶CHR1NH3COO+- -氨基酸氨基酸CHR2OCOO- -酮酸酮酸CHR2NH3COO+-CHR1OCOO- -氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸逆过程逆过程交换交换三羧酸三羧酸循环循环丙酮酸丙酮酸酮戊二酸提问：提问：为什么都转给为什么都转给-酮戊二酸酮戊二酸？答案：答案：来源有保证，来源有保证，谷氨酸可由氧化脱氨迅速降谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生解产生-酮戊二酸酮戊二酸。谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+

9、H+NH4+ - -谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+ O（酮酸酮酸） NH4+(A)转氨基转氨基谷氨酸谷氨酸v提示：肝细胞中转氨酶活力比其他提示：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是血液的组织高出许多，是血液的100倍倍v抽血化验若转氨酶比正常水平偏高抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能则有可能肝组织受损破裂肝组织受损破裂，肝细胞，肝细胞的转氨酶进入血液的转氨酶进入血液。（结合乙肝抗。（结合乙肝抗原等指标进一步确定是什么原因引原等指标进一步确定是什么原因引起的）起的）查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基转氨

10、基本质上本质上没有真正脱氨。没有真正脱氨。产物产物反应物反应物3. 联合脱氨联合脱氨转氨转氨与与氧化脱氨氧化脱氨的联合的联合谷氨酸谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 -酮戊二酸酮戊二酸转氨酶转氨酶NH4+ -氨基酸氨基酸NAD+H2O -酮酸酮酸NH32H由于两种酶活性强，分布广，动物体内大由于两种酶活性强，分布广，动物体内大部分氨基酸主要是部分氨基酸主要是联合脱氨。联合脱氨。但骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织由于但骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织由于谷氨谷氨酸脱氢酶含量少酸脱氢酶含量少、活性低，故主要以、活性低，故主要以为主。为主。NADH+H+产物-NNNNRNHCHCH2COOCOO5P-腺苷酸琥珀

11、酸腺苷酸琥珀酸COOCOCH2COO-草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸转氨酶转氨酶-氨基氨基酸酸 - 酮酸酮酸NH3NH3COCOOHCHNH3CH2COO-+天冬氨酸天冬氨酸NNNNROH5P次黄苷酸次黄苷酸NAD+NADH+H+NNNNRNH25P腺苷酸腺苷酸COOCHCHCOO延胡索酸延胡索酸COOCHOHCOOCH2苹果酸苹果酸HH谷谷-草草转转氨酶氨酶反应物4.谷氨酰胺和天冬酰胺的脱氨谷氨酰胺和天冬酰胺的脱氨？脱氨脱氨H2OCOO(CH2)2CHNH3COO+(CH2)2CHNH3COOCONH2+谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸水解酶水解酶二、脱羧基作用v脱羧酶催化v仲

12、胺v生理活性物质(主要是肌肉)三、三、NH3的转运与排泄的转运与排泄各组织各组织细胞细胞脱氨脱氨谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷谷氨氨酸酸肝脏肝脏提问：提问：为什么以为什么以谷氨酰胺、丙氨酸转运氨呢？转运氨呢？答案：答案：经济性高效（一举两得）经济性高效（一举两得）。肌肉剧烈运动肌肉剧烈运动丙酮酸丙酮酸NH3糖异生糖异生脱氨脱氨酵解酵解蛋白质分蛋白质分解产能解产能水生生物直接扩散脱氨水生生物直接扩散脱氨（NH3）哺乳、两栖动物排尿素哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、价廉的原则排氨。各种生物根据安全、价廉的原则排氨。直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为排

13、氨形式越复杂，越安全，但越耗能。排氨形式越复杂，越安全，但越耗能。？体内水循环迅速，体内水循环迅速，NHNH3 3浓度低，扩散浓度低，扩散流失快，毒性小。流失快，毒性小。CONH2NH2？体内水循环较慢，体内水循环较慢，NHNH3 3浓度较高，需浓度较高，需要消耗能量使其转要消耗能量使其转化为较简单，低毒化为较简单，低毒的尿素形式。的尿素形式。NNNNOOO-鸟类、爬虫排尿酸鸟类、爬虫排尿酸均来自转均来自转氨氨不溶于水，不溶于水，毒性很小，毒性很小，合成需要合成需要更多的能更多的能量量。提问提问：为什么这类生物如此排氨？：为什么这类生物如此排氨？水循环太慢，水循环太慢，保留水分同时不中毒保留水

14、分同时不中毒得付出高能量代价得付出高能量代价。尿素的形成尿素的形成尿素循环尿素循环部位肝脏细胞氨基酸氨基酸（外来的或自身的）（外来的或自身的） -酮戊二酸酮戊二酸（转氨作用）（转氨作用）谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸酮戊二酸酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鸟氨酸鸟氨酸瓜瓜氨氨酸酸氨氨甲甲酰酰磷磷酸酸Pi瓜氨酸瓜氨酸转氨基转氨基氨氨精氨琥珀酸精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延延胡胡索索酸酸鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸H2OCONH2NH2四四. -酮酸的转化酮酸的转化(1)合成氨基酸合成氨基酸（合成代谢占优势时）（合成代谢占优势时）v氨氨 - - 酮戊二酸酮戊二酸L-Glu+HL-Gl

15、u+H2 2O(L-GluO(L-Glu脱氢酶，辅酶为脱氢酶，辅酶为NAD(P)HNAD(P)H+ +H+H+ +) )vL-GluL-Glu的氨基可转移到任何一种的氨基可转移到任何一种- - 酮酸酮酸上形成各种氨基酸。上形成各种氨基酸。(2)(2)转化为糖及脂肪转化为糖及脂肪v生糖氨基酸：生糖氨基酸：1414种，按糖代谢途径进行代谢，种，按糖代谢途径进行代谢，中间产物：丙酮酸、草酰乙酸、中间产物：丙酮酸、草酰乙酸、 - - 酮戊二酮戊二酸、琥珀酰酸、琥珀酰CoACoA或与这几种物质有关的代谢物。或与这几种物质有关的代谢物。v生糖兼生酮氨基酸：生糖兼生酮氨基酸：LysLys、IleIle、Ty

16、rTyr、MetMet、Trp5Trp5种，部分按糖代谢、部分按脂肪代谢途种，部分按糖代谢、部分按脂肪代谢途径进行代谢。径进行代谢。v生酮氨基酸：生酮氨基酸：LeuLeu，按脂肪代谢途径进行代谢。，按脂肪代谢途径进行代谢。中间产物：乙酰中间产物：乙酰CoACoA和乙酰乙酸。和乙酰乙酸。碳骨架的氧化（肝脏中）碳骨架的氧化（肝脏中）异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺(3)(3)进入三羧酸循环彻底氧化分解进入三羧酸循环彻底氧化分解必需必需分解不可逆，分解不可逆，缺乏碳骨架供给。缺乏碳骨架供给。故此类氨基酸需从食物中获取。故此类氨基酸需从食物中获取。 第三节第三节 氨基酸的合成氨基酸的合成 由糖代谢中间产物转化而来。由