生化-蛋白质分解代谢

上海市精品课程系列----生物化学第十章

蛋白质的分解代谢第十章蛋白质的分解代谢10.1

概述10.2

蛋白质的消化、吸收和腐败10.3

氨基酸的分解代谢10.4

氨基酸脱氨产物的代谢10.1

概述蛋白质代谢的作用蛋白质的需要蛋白质的营养价值10.1

概述蛋白质代谢的作用是维持组织细胞生长、更新和修复的需要可以为生物体提供能量，生成ATP

为生物体合成某些含氮物提供合成原料生物体必须从环境中摄取合成蛋白质的原料来合成自身蛋白质生物体的组织蛋白不断进行分解和合成，处于动态平衡10.1

概述蛋白质的需要每日氮的摄入量与排出量所维持的动态平衡总氮平衡：摄入氮=排出氮，如成人正氮平衡：摄入氮>排出氮，如儿童、孕妇负氮平衡：摄入氮<排出氮，如饥饿、消耗性疾病氮平衡蛋白质的需求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/d10.1

概述蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸种类、含量及比例。人体需要但自身不能合成的一类氨基酸，必需从食物中摄取以满足人体正常生长发育的生理需要。一种蛋白质所含必需氨基酸充足，且比例接近于人体蛋白质必需氨基酸的比例关系，其营养价值则高。非必需氨基酸半必需氨基酸：His、Arg

必需氨基酸：Lys、Val、Ile、Phe、Met、Leu、Trp、Thr

10.2

蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化氨基酸的吸收蛋白质的腐败蛋白质的消化胃蛋白酶→多肽、寡肽及少量氨基酸胃中的消化小肠中的消化（主要部位）10.2

蛋白质的消化、吸收和腐败肽链内、外切酶→氨基酸（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）消化道内几种

蛋白酶的专一性10.2

蛋白质的消化、吸收和腐败氨基酸的吸收吸收部位吸收方式10.2

蛋白质的消化、吸收和腐败小肠（主要）主动转运蛋白质的腐败10.2

蛋白质的消化、吸收和腐败肠道细菌对一部分未被消化的蛋白质及其未被吸收的消化产物进行的分解作用在大肠中进行细菌本身的代谢过程以无氧分解为主10.3

氨基酸的分解代谢氨基酸代谢的概况氨基酸的脱氨作用氨基酸的脱羧作用氨基酸代谢的概况10.3

氨基酸的分解代谢氨基酸代谢是蛋白质分解代谢的中心内容。食物蛋白消化吸收体内合成非必需氨基酸非必需氨基酸氧化供能糖或脂肪脱羧胺类转变其它含氮化合物氨基酸代谢库分解脱氨-酮酸组织蛋白质分解合成NH3尿素外源性氨基酸内源性氨基酸主要用于合成蛋白质，也合成多肽及其他含氮的生理活性物质。10.3

氨基酸的分解代谢氨基酸特殊途径-酮酸糖及其代谢中间产物脂肪及其代谢中间产物TCA鸟氨酸循环NH4+NH4+NH3CO2H2O尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤SO42-CO2胺特殊分解代谢一般分解代谢脱氨作用脱羧作用主要部位：肝脏特殊侧链氨基酸的分解代谢氨基酸的脱氨作用10.3

氨基酸的分解代谢指氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成a-酮酸的过程。这是氨基酸在体内分解的主要方式氧化脱氨作用转氨作用联合脱氨作用体内主要的脱氨基方式10.3

氨基酸的分解代谢在酶的催化下氨基酸在氧化脱氢的同时脱去氨基的过程氧化脱氨作用

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH3+|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2活性不高各组织器官中分布局限

L-氨基酸氧化酶

L-谷氨酸脱氢酶L-氨基酸氧化酶：一种需氧脱氢酶，以FAD或FMN为辅基，脱下的氢原子交给O210.3

氨基酸的分解代谢活性高分布广属于变构酶L-谷氨酸脱氢酶：是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶，生成NADH或NADPHL-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸a-酮戊二酸NH310.3

氨基酸的分解代谢在转氨酶的催化下，α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成了相应的α-氨基酸转氨作用可逆反应临床意义：心肌梗塞患者血清GOT升高10.3

氨基酸的分解代谢谷丙转氨酶（GPT，又称丙氨酸氨基转移酶）转氨酶丙氨酸+

a-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸

GPT天冬氨酸+

a-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸

GOT都以磷酸吡哆醛为辅酶临床意义：急性肝炎患者血清GPT升高谷草转氨酶（GOT，又称天冬氨酸氨基转移酶）10.3

氨基酸的分解代谢转氨作用的生理意义

是体内某些氨基酸（非必需氨基酸）合成的重要途径可以调节体内非必需氨基酸的种类和数量，以满足体内蛋白质合成时对非必需氨基酸的需求是联合脱氨基作用的重要组成部分，可将糖代谢产生的丙酮酸、a-酮戊二酸、草酰乙酸变为氨基酸，是沟通蛋白质和糖代谢的桥梁10.3

氨基酸的分解代谢转氨基作用与氧化脱氨作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为a-酮酸的过程联合脱氨作用肝、肾、脑等组织可逆反应联合加氨转氨偶联氧化脱氨10.3

氨基酸的分解代谢嘌呤核苷酸循环骨骼肌和心肌中氨基酸a-酮酸a-酮戊二酸谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸腺苷酸代琥珀酸IMPAMPNH3H2O延胡索酸苹果酸转氨酶腺苷酸脱氨酶GOT氨基酸的脱羧作用10.3

氨基酸的分解代谢（磷酸吡哆醛）氨基酸胺+CO2氨基酸脱羧酶强烈的血管舒张剂谷氨酸→g-氨基丁酸组氨酸→组胺色氨酸→5-羟色胺酪氨酸→茶酚胺10.4

氨基酸脱氨产物的代谢氨的代谢尿素代谢a-酮酸的代谢氨的代谢10.4

氨基酸脱氨产物的代谢血氨的来源和去路NH3肾脏谷氨酰胺分解组织中氨基酸脱氨肠道尿素蛋白质合成尿素合成谷氨酰胺、天冬酰胺合成非必需氨基酸和含氮物质直接从尿中排出氨是毒性物质正常人血氨浓度<60mmol/L血氨的主要来源10.4

氨基酸脱氨产物的代谢氨的转运AlaAlaAlaPyruvatePyruvate糖原葡萄糖血糖葡萄糖-氨基酸循环实现了氨的无毒转运肝组织为肌肉活动提供能量10.4

氨基酸脱氨产物的代谢谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺合成酶谷氨酸谷氨酰胺ATP+NH3ADP+Pi谷氨酰胺酶NH3H2O脑和肌肉肝脏和肾谷氨酰胺是中性无毒物质，容易透过细胞膜，是氨的主要运输形式，对氨具有贮存和解毒作用临床上用谷氨酸盐降低血氨尿素代谢10.4

氨基酸脱氨产物的代谢肝脏：尿素合成的主要器官肾脏：尿素排泄的主要器官血氨的主要来源正常情况下人体内的氨主要在肝脏中合成尿素而解毒，只有少部分氨在肾脏以铵盐形式由尿排出。在排尿动物体内由NH3合成尿素是在肝脏中通过一个循环机制完成的，这一个循环称为尿素循环，又称Krebs循环或鸟氨酸循环。10.4

氨基酸脱氨产物的代谢

ONH2-C-NH2

氮原子的来源：一个来自氨，另一个来自天冬氨酸

碳原子的来源：HCO3-

能量：3个ATP的4个高能磷酸键肝细胞线粒体和胞浆尿素

+2ADP+AMP+2Pi+PPi2NH3+CO2+3ATP+H2O10.4

氨基酸脱氨产物的代谢氨基酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鸟氨酸精氨酸延胡索酸草酰乙酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸ATPAMP+PPiH2O2ATP+CO2+NH3+H2O2ADP+Pi基质线粒体胞液NH2-C-NH2O尿素氨甲酰磷酸的形成瓜氨酸的形成精氨酸代琥珀酸的形成精氨酸的形成尿素的形成尿素循环的反应过程10.4

氨基酸脱氨产物的代谢尿素循环的生理意义可以解除氨的毒性为生物体合成某些含氮物提供合成原料可以减少体内由TCA循环产生的CO2溶于血液中所产生的酸性尿素形成过程的前两步在肝细胞的线粒体中完成，可以防止过量的游离氨积累于血液中而引起神经中毒，而后三步都在胞液中完成，尿素形成能够后由血液带入肾脏随尿排出体外a-酮酸的代谢10.4

氨基酸脱氨产物的代谢再合成非必需氨基酸进入TCA循环，氧化成CO2和水转变生成糖和酮体

生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸或三羧酸循环的中间产物的氨基酸

生酮氨基酸：凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的氨基酸

生糖兼生酮氨基酸：凡能生成丙酮酸或三羧酸循环中间产物同时能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的氨基酸氨基酸碳骨架进入三羧酸循环草酰乙酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸色氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸组氨酸