氨基酸代谢一

氨基酸代谢一第1页/共50页第一节

蛋白质的营养作用NutritionalFunctionofProtein第2页/共50页一、蛋白质营养的重要性1.结构蛋白

——蛋白质约占人体重量的16.3％，维持细胞、组织的生长、更新和修补。第3页/共50页2.功能蛋白

——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。第4页/共50页3.氧化供能

——每克蛋白质在体内氧化分解可释放17.19kJ(4.1kcal)的能量，人体每日18%能量由蛋白质提供。★蛋白质是生命的物质基础第5页/共50页二、蛋白质的需要量和营养价值（一）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，可反映体内蛋白质代谢的概况。

1.氮的总平衡：摄入氮=排出氮正常成人

2.氮的正平衡：摄入氮＞排出氮婴幼儿、青少年、孕妇、乳母、疾病康复期

3.氮的负平衡：摄入氮＜排出氮饥饿、营养不良、消耗性疾病、大面积烧伤、大量失血第6页/共50页第7页/共50页

蛋白质主要由氨基酸组成,目前，奶粉中蛋白质含量的测定主要采用“凯氏定氮法”，该方法只能测出含氮量,不能鉴定饲料中有无违规化学物质。奶粉含氮量一般不超过30%,而三聚氰胺含氮量为66%左右，所以,添加三聚氰胺的饲料理论上可以测出较高的蛋白质含量。三聚氰胺作为一种白色结晶粉末，没有什么气味和味道，掺杂后不易被发现。在植物蛋白粉和饲料中使测试蛋白质含量增加一个百分点，用三聚氰胺的花费只有真实蛋白原料的1/5。第8页/共50页（二）生理需要量体内蛋白质不断更新，即使不进食蛋白质，机体每日约分解20g蛋白质，由于食物蛋白质和人体蛋白质有质的差异，且蛋白质利用率不能达到百分之百，因此要进食大于20ｇ蛋白质/日。第9页/共50页成人每日最低蛋白质需要量为30～50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。孕妇、乳母、脑力劳动或强体力劳动者，蛋白质的需要量须增加。第10页/共50页（三）蛋白质的营养价值蛋白质的含量：蛋白质的消化率：受机体状况、食物的影响蛋白质的利用率：食物蛋白质的氨基酸组成是否与人体蛋白质接近，所含营养必需氨基酸的种类、数量第11页/共50页①必需氨基酸(essentialaminoacid)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8种：写（缬氨酸）一（异亮氨酸）两（亮氨酸）本（苯丙氨酸）单（蛋氨酸）色（色氨酸）书（苏氨酸）来（赖氨酸）。缺乏会引起氮的负平衡其余12种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需氨基酸。第12页/共50页②蛋白质的营养价值(nutritionvalue)蛋白质所含必需氨基酸的的数量、种类、比例越接近人体蛋白质，其利用率越高，营养价值越高。动物蛋白质的营养价值高于植物蛋白质，易为人体所利用。第13页/共50页某些食物的营养价值食物营养价值食物营养价值食物营养价值鸡蛋94大米77大豆(熟)64牛奶85小麦67大豆(生)57猪肉74玉米60花生59牛肉76小米57红薯72羊肉69高粱56马铃薯67鱼83白菜76第14页/共50页③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。食物名称单独食用生物价混合食用所占比例（%）小麦6737

31小米57324046大豆6416208豌豆4815……玉米60…40…牛肉干76……15混合食用生物价747389第15页/共50页

为了使食物蛋白质的互补作用能充分发挥，我们可以采取以下方法：①食物的生物学属性愈远愈好。②塔配的食物种类愈多愈好。③各类食物要同时食用，荤素搭配，粮菜兼食、糖豆混合、粗粮细作第16页/共50页第二节

蛋白质的消化、吸收与腐败Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins第17页/共50页

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。一、蛋白质的消化第18页/共50页（一）胃中的消化——胃蛋白酶（pepsin）（二）小肠中的消化——胰酶（三）小肠粘膜细胞内——氨基肽酶（oligopeptidase）和二肽酶（dipeptidase）

消化过程：第19页/共50页1、胃内消化胃蛋白酶的最适pH为1.5－2.5，对蛋白质肽键的作用特异性较差，主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽键，产物主要为短肽及少量氨基酸。胃蛋白酶有凝乳作用，使乳汁在胃内停留时间延长，利于乳汁中蛋白质的消化

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)第20页/共50页2、小肠是蛋白质消化的主要部位。胰酶的消化作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。

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。第21页/共50页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,氨基肽酶从氨基末端逐步水解寡肽，最后生成二肽，二肽再经二肽酶的水解，最终产生氨基酸。第22页/共50页蛋白水解酶作用示意图氨基酸二肽酶氨基肽酶内肽酶氨基酸

+NHNH羧基肽酶56第23页/共50页

肠液中酶原的激活胰蛋白酶(trypsin)肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶原弹性蛋白酶(elastase)弹性蛋白酶原糜蛋白酶(chymotrypsin)糜蛋白酶原羧基肽酶(A或B)(carboxypeptidase)羧基肽酶原(A或B)第24页/共50页

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。

酶原激活的意义第25页/共50页二、氨基酸的吸收吸收部位：主要在小肠中进行吸收形式：氨基酸、二肽、三肽吸收机制：耗能的、需要载体的主动吸收过程（1）肠粘膜细胞膜上的氨基酸吸收载体（2）g-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用第26页/共50页（1）氨基酸通过主动转运过程被吸收

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第27页/共50页

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。七种转运蛋白(transporter)中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白β氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白第28页/共50页（2）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-glutamylcycle)过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成第29页/共50页谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Pi半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酰环化转移酶氨基酸5-氧脯氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi细胞外

γ-谷氨酰基转移酶细胞膜谷胱甘肽

GSH细胞内γ-谷氨酰氨基酸氨基酸γ-谷氨酰基循环过程第30页/共50页三、蛋白质的腐败作用

消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化（约占食物蛋白的5％），也有一小部分氨基酸不被吸收，肠道细菌体内的多种酶对这部分蛋白质氨基酸所起的作用，称为蛋白质的腐败作用（putrefaction）。第31页/共50页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。第32页/共50页（一）胺类(amines)的生成蛋白质

氨基酸胺类蛋白酶

脱羧基作用

组氨酸组胺

赖氨酸尸胺

色氨酸5－羟色胺

酪氨酸酪胺第33页/共50页

假神经递质(falseneurotransmitter)酪氨和苯乙胺分别被羟化为β-羟酪胺和苯乙醇胺，与神经递质（如儿茶酚胺）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。苯乙胺苯乙醇胺β-羟酪胺酪胺第34页/共50页HOHOCHOHCH2NH2HOHOCHCH2NH2Noradrenaline去甲肾上腺素Dopamine多巴胺Catecholamine儿茶酚胺CHOHCH2NH2HOCHOHCH2NH2Phenylethanolamine苯乙醇胺Octopamine羟苯乙醇胺FalseNeurotransmitter假神经递质第35页/共50页（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+以铵盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。有毒第36页/共50页（三）其它有害物质的生成酪氨酸

苯酚半胱氨酸

硫化氢

色氨酸

吲哚、甲基吲哚正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。第37页/共50页长期便秘，肠道腐败产物吸收较多，对人体不利。肠梗阻患者肠道不通畅，造成肠内容物在肠腔内长时间停留，腐败产物增多，大量有害物质吸收入血，若同时伴有肝功低下，解毒不全，则会出现头昏、头痛、甚至血压波动等中毒症状。第38页/共50页第三节

体内蛋白质的降解第39页/共50页一、体内蛋白质的转换更新成人体内的蛋白质每天约有1%~2%被降解，主要是肌肉蛋白质。蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%~80%被重新利用合成新的蛋白质。第40页/共50页蛋白质的半寿期(half-life)——t1/2蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间蛋白质转换(proteinturnover)

体内蛋白质降解与合成的动态平衡意义：清除异常或损伤蛋白质某些调节蛋白质的转换可直接影响代谢过程与生理功能第41页/共50页真核细胞的蛋白质的降解有两条途径：1.不依赖ATP的过程在溶酶体内进行利用组织蛋白酶(cathepsin)降解细胞外来源的蛋白质、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白质；2.依赖ATP和泛素（ubiquitin,Ub）的过程在蛋白酶体中进行主要降解异常蛋白和短寿命的蛋白质第42页/共50页AaronCiechanover

AvramHershko

IrwinRose

“forthediscoveryofubiquitin-mediatedproteindegradation”——TheNobelPrizeinChemistry2004第43页/共50页泛素76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守1.泛素化(ubiquitinatio