第七章氨基酸的代谢

1、第七章第七章 氨基酸代谢氨基酸代谢蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein 第一节第一节一、一、 体内蛋白质具有多方面的重要功能体内蛋白质具有多方面的重要功能（一）蛋白质维持细胞组织的生长、更新和修补（一）蛋白质维持细胞组织的生长、更新和修补（二）蛋白质参与体内多种重要的生理活动（二）蛋白质参与体内多种重要的生理活动催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌催化（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。肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。每克蛋白质在体内氧化分解可释放每克蛋白质在体内氧化分解可释放

2、17.19kJ (4.1 kcal)的能量，人体每日的能量，人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。 （三）蛋白质可作为能源物质氧化供能（三）蛋白质可作为能源物质氧化供能二、蛋白质的需要量n 氮平衡氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。之间的关系。氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮 = = 排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡：氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡：氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）

3、病患者）n 蛋白质的生理需要量蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低生理需要量为成人每日蛋白质最低生理需要量为30g50g，我，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。n氮平衡的意义氮平衡的意义可以反映体内蛋白质代谢的概况。可以反映体内蛋白质代谢的概况。三、蛋白质的营养价值三、蛋白质的营养价值（一）蛋白质营养价值的评价（一）蛋白质营养价值的评价 动物蛋白质的营养价值高于植物蛋白质。动物蛋白质的营养价值高于植物蛋白质。（二）必需氨基酸（二）必需氨基酸 指体内需要而又不能自身合成，必须由食指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有物供给的氨基酸

4、，共有8 8种：种： ValVal（缬）、（缬）、IleIle（异亮）、（异亮）、LeuLeu（亮）、（亮）、ThrThr（苏）、（苏）、MetMet（蛋）、（蛋）、LysLys（赖）、（赖）、PhePhe（笨丙）、（笨丙）、TrpTrp（色）（色） 三伏天，写一两本淡色书来，拣来精读。三伏天，写一两本淡色书来，拣来精读。蛋氨酸：甲硫氨酸蛋氨酸：甲硫氨酸酸性氨基酸：酸性氨基酸：必须氨基酸：必须氨基酸：碱性氨基酸：碱性氨基酸：谷、天谷、天缬、异亮、亮、笨丙、蛋、色、缬、异亮、亮、笨丙、蛋、色、苏、赖苏、赖赖、精、赖、精、组组 蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白

5、质的营养价值取决于必需氨基酸的蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。数量、种类、量质比。 蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其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。必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。 其余其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。 第二节第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins一、一、 蛋白质的消化蛋白质的消化 蛋白质消化的生理意义蛋白质

6、消化的生理意义 由大分子转变为小分子，便于吸收。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、消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。毒性反应。 胃：多肽、氨基酸胃：多肽、氨基酸 小肠：小肽、氨基酸小肠：小肽、氨基酸 内肽酶内肽酶 蛋白酶：蛋白酶：由碱性氨基酸羧基所组成的肽键由碱性氨基酸羧基所组成的肽键 胰凝乳蛋白酶：胰凝乳蛋白酶：芳香族氨基酸羧基所组成的肽键芳香族氨基酸羧基所组成的肽键 弹性蛋白酶：弹性蛋白酶：脂肪族氨基酸羧基所组成的肽键脂肪族氨基酸羧基所组成的肽键 外肽酶：外肽酶： 氨基肽酶、羧基肽酶氨基肽酶、羧基肽酶 二、氨基酸的吸收二、氨基酸的吸收 吸收部位：

7、主要在小肠吸收部位：主要在小肠 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：吸收机制：耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程 转运蛋白：氨基酸、小转运蛋白：氨基酸、小肽肽 - -谷氨酰基循环：氨基谷氨酰基循环：氨基酸酸三、三、 蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用 蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用( (putrefaction) 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产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物所起的作用 腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲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哚等；也可产生

8、少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质体利用的物质。（一）胺类（一）胺类(amines)(amines)的生成的生成 蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸胺类胺类蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用 组氨酸组氨酸组胺组胺 赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺（二）（二） 氨的生成氨的生成未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨(ammonia)肠道细菌肠道细菌脱氨基作用脱氨基作用尿素酶尿素酶降低肠道降低肠道pH，NH3转变为转变为NH4+以胺盐形式排出，以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。（三）其他

9、腐败产物的生成（三）其他腐败产物的生成酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚第三节第三节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids氨基酸代氨基酸代谢库谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况 -酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 目目

10、 录录合成蛋白质和多肽合成蛋白质和多肽（一）氨基酸的来源（一）氨基酸的来源 1 1、食物蛋白质提供、食物蛋白质提供 最重要的来源最重要的来源 2 2、组织蛋白质分解释放、组织蛋白质分解释放 3 3、体内代谢过程中合成的非必需氨基酸、体内代谢过程中合成的非必需氨基酸（二）氨基酸的去路（二）氨基酸的去路 1 1、主要是合成组织蛋白、主要是合成组织蛋白 2 2、脱氨基作用、脱氨基作用 3 3、脱羧基作用、脱羧基作用 4 4、转变成其他含氮化合物、转变成其他含氮化合物二、二、联合脱氨基作用是体内主要的联合脱氨基作用是体内主要的脱氨基途径脱氨基途径n 脱氨基作用脱氨基作用指氨基酸脱去指氨基酸脱去-氨基生

11、成相应氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。 （一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基n转氨基作用转氨基作用(transamination)1 1、转氨基作用由转氨酶催化完成、转氨基作用由转氨酶催化完成在在转氨酶转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨的作用下，某一氨基酸去掉基酸去掉-氨基生成相应的氨基生成相应的- -酮酸，而另一种酮酸，而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重的重要方式，也是机体合成

12、非必需氨基酸的重要途径。要途径。 通过此种方式并未产生游离的氨。通过此种方式并未产生游离的氨。n 转氨基作用的生理意义转氨基作用的生理意义（二）（二）L-谷氨酸通过谷氨酸通过L-谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基脱去氨基 存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中 辅酶为辅酶为 NAD+ 或或NADP+ GTP、ATP为其抑制剂为其抑制剂 GDP、ADP为其激活剂为其激活剂催化酶：催化酶： L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸NH3-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2CO

13、OHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)2COOHCOOH+OC(CH2)2COOHCOOH+n 联合脱氨基作用联合脱氨基作用 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下脱下-氨基生成氨基生成-酮酸的过程。酮酸的过程。 定义定义三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢（一）经氨基化生成非必需氨基酸（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类（二）转变成糖及脂类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨

14、酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基

15、酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色

16、氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类 生酮生酮+ +生糖兼生酮生糖兼生酮 = “= “一一两两色素本色素本来来老老” 其中生酮氨基酸为其中生酮氨基酸为“亮、赖亮、赖”；除了这；除了这7 7个氨个氨基酸（基酸（异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸）外，其余均为生）外，其余均为生糖氨基酸。糖氨基

17、酸。（三）氧化供能（三）氧化供能- -酮酸在体内可通过酮酸在体内可通过三羧酸循环三羧酸循环 和氧化磷和氧化磷酸化彻底氧化为酸化彻底氧化为H2O和和CO2，同时生成，同时生成ATP。第四节第四节氨氨 的的 代代 谢谢Metabolism of Ammonia一、血氨的来源与去路1. 1. 血氨的来源血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源, , 胺类的分解也可以产生氨胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO + NH3胺氧化酶 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨

18、尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺酶2. 血氨的去路血氨的去路 在肝内合成尿素，这是最主要的去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸 + NH3谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。二、氨的转运1. 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环(alanine-glucose cy

19、cle) 反应过程 生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。 肝为肌肉提供葡萄糖。肝为肌肉提供葡萄糖。2. 谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。 生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。存及运输形式。 三、尿素的生成（三、尿素的生成（BuN)BuN) NHNH3 3在肝中合成尿素；占排氮总量在肝中合成尿素；占排氮总量808090%9