食品生物化学蛋白质降解与氨基酸代谢

食品生物化学蛋白质降解与氨基酸代谢第1页，共46页，2023年，2月20日，星期二本章内容7.1蛋白质的消化吸收7.2氨基酸的分解代谢7.3氨基酸的合成代谢第2页，共46页，2023年，2月20日，星期二食物淀粉脂肪蛋白质7.1.1蛋白质的消化氨基酸蛋白酶生物大分子转变成小分子，便于吸收。食物蛋白质必须在消化道彻底消化成氨基酸，以消除其种属特异性后才能经吸收进入血液，否则易致过敏、中毒。唾液中无蛋白酶，故食物蛋白质消化吸收开始于胃，主要在小肠中进行。7.1蛋白质的消化吸收

第3页，共46页，2023年，2月20日，星期二第4页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.1.2蛋白质（氨基酸）的吸收吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收的主要方式：耗能需钠的主动运输第5页，共46页，2023年，2月20日，星期二4种类型的载体：中性氨基酸载体酸性氨基酸载体碱性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体第6页，共46页，2023年，2月20日，星期二氨基酸代谢池食物蛋白质经消化吸收进入体内的氨基酸组织蛋白质分解产生氨基酸体内代谢合成的部分非必需氨基酸合成组织蛋白质合成一些重要的生理活性含氮物质氧化分解供能转化为糖或脂肪7.2氨基酸的分解代谢

氨基酸的来源氨基酸的去路第7页，共46页，2023年，2月20日，星期二体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡来描述。体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡就称为氮平衡(nitrogenbalance)。第8页，共46页，2023年，2月20日，星期二代谢概况第9页，共46页，2023年，2月20日，星期二是氨基酸分解代谢的最主要反应存在于大多数组织中主要方式：

氧化脱氨基转氨基作用

联合脱氨基作用（为主，最重要）非氧化脱氨基7.2.1氨基酸的脱氨基作用第10页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.1.1氧化脱氨基概念：α-氨基酸在氨基酸氧化酶的催化下氧化生成α-酮酸并产生氨的过程。氨基酸氧化酶一般在体内不起主要作用。氨基酸代谢中起重要作用的脱氨酶是：L-谷氨酸脱氢酶脱氢水解第11页，共46页，2023年，2月20日，星期二L-谷氨酸脱氢酶(L-glutamatedehydrogenase)

以NAD+或NADP+为辅酶，生成的NADH或NADPH可进入呼吸链进行氧化磷酸化。该酶活性高，分布广泛，肝脑肾中，因而作用较大，是一种不需氧脱氢酶。该酶属于变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。

L-氨基酸氧化酶（L-aminoacidoxidase)是一种需氧脱氢酶，以FAD或FMN为辅基，脱下的氢原子交给O2，生成H2O2。该酶活性不高，在各组织器官中分布局限，因此作用不大。第12页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.1.2非氧化脱氨基大多在微生物中进行，动物体内也有发现，但不普遍。主要方式：脱水脱氨基作用水解脱氨基作用直接脱氨基作用第13页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.1.3转氨基作用概念：在转氨酶的催化下α-氨基酸与α-酮酸进行氨基的相互交换，使原来的α-氨基酸转变成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸转变成相应的α-氨基酸的过程称为转氨作用。α-氨基酸α-酮酸α-酮酸α-氨基酸第14页，共46页，2023年，2月20日，星期二转氨酶(transaminase)体内存在多种转氨酶，以L-谷氨酸与酮酸的转氨酶最为重要。如：谷丙转氨酶（GPT）和谷草转氨酶（GOT）转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶。第15页，共46页，2023年，2月20日，星期二第16页，共46页，2023年，2月20日，星期二⑴丙氨酸氨基转移酶（alaninetrans-aminase,ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）。催化丙氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。

谷丙转氨酶

谷氨酸+丙酮酸酮戊二酸+丙氨酸第17页，共46页，2023年，2月20日，星期二⑵天冬氨酸氨基转移酶（aspartatetransaminase,AST），又称为谷草转氨酶（GOT）。催化天冬氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。

谷草转氨酶

谷氨酸+草酰乙酸酮戊二酸+天冬氨酸第18页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.1.4联合脱氨基作用概念：转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为α-酮酸(α-ketoacid)的过程，称为联合脱氨基作用。联合脱氨基作用可在大多数组织细胞中进行，主要是肝肾脑中，是体内主要的脱氨基的方式，也是体内合成非必需氨基酸的方式。第19页，共46页，2023年，2月20日，星期二转氨作用偶联氧化脱氨作用第20页，共46页，2023年，2月20日，星期二嘌呤核苷酸循环（purinenucleotidecycle,PNC）：存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。在骨骼肌和心肌中，由于谷氨酸脱氢酶的活性较低，而腺苷酸脱氨酶(adenylatedeaminase)的活性较高，故采用此方式进行脱氨基。

第21页，共46页，2023年，2月20日，星期二嘌呤核苷酸循环（purinenucleotidecycle,PNC）：第22页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.2氨基酸的脱羧基作用有些氨基酸可以通过脱羧基作用生成相应的胺类；催化脱羧基反应的酶称为氨基酸脱羧酶，其辅酶是含维生素B6的磷酸吡哆醛；体内广泛存在的胺氧化酶，特别是肝中此酶活性较高，它催化胺类物质的氧化，故胺类物质不会在体内堆积。第23页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.2.1直接脱羧基

γ-氨基丁酸（GABA）在脑中浓度较高，是一种抑制性神经递质；临床上用维生素B6防治神经过度兴奋所产生的妊娠呕吐及小儿抽搐。COOHCHNH2(CH2)2COOHCOOHCH2NH2(CH2)2谷氨酸脱羧酶CO2γ-氨基丁酸谷氨酸第24页，共46页，2023年，2月20日，星期二酪氨酸酶

白化病患者色素细胞内酪氨酸酶缺陷时黑色素生成受阻。酪氨酸多巴黑色素7.2.2.2羟化脱羧基多巴胺多巴脱羧酶进一步氧化第25页，共46页，2023年，2月20日，星期二

帕金森病(Parkinson′sdisease)

由于脑生成多巴胺的功能退化所致的一种严重的神经系统疾病。临床常用L-多巴治疗，L-多巴本身不能通过血脑屏障无直接疗效，但在相应组织中脱羧可生成多巴胺达到治疗作用。目前，采用将大脑中移植肾上腺髓质，借此生成多巴胺，以弥补脑中多巴胺不足，取得较好疗效。第26页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.3氨基酸代谢产物的去路氨基酸经脱氨基作用生成：α-酮酸和氨氨基酸经脱羧基作用生成：二氧化碳和胺由肺呼出随尿排出或转变成其他物质第27页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.3.1氨的代谢

体内氨的来源：氨基酸脱氨基作用产生的氨（为主）肾小管上皮细胞泌氨肠道吸收的氨：⑴肠菌作用于氨基酸产生氨⑵尿素在肠菌尿素酶的作用下产生氨第28页，共46页，2023年，2月20日，星期二氨有毒性，正常血氨浓度<0.60μmol/L体内氨的来源、转运、去路受到多种因素的调节，以保持血氨处于动态平衡体内各环节所产氨主要通过肝脏合成尿素而解毒。肝功能衰竭患者肝脏解毒功能降低，血氨升高，通过血脑屏障入脑，引起脑功能障碍，为肝性脑病的原因之一。尿素合成障碍，血氨浓度增高，称为高氨血症。第29页，共46页，2023年，2月20日，星期二氨的去路：1.肝脏合成尿素90%

主要器官：肝脏反应部位：肝细胞线粒体及胞液2.氨与谷氨酸合成谷氨酰胺3.氨的再利用参与合成非必需氨基酸

或其它含氮化合物（如嘧啶碱）4.肾排氨中和酸以铵盐形式排出第30页，共46页，2023年，2月20日，星期二1932年HansKrebs等根据一系列实验，首先提出了尿素的鸟氨酸循环（尿素循环）。由实验分析提出：鸟氨酸与氨及CO2结合生成瓜氨酸，瓜氨酸再结合一分子氨生成精氨酸，精氨酸水解生成尿素及鸟氨酸。NH3鸟氨酸瓜氨酸尿素H2O精氨酸酶NH3+CO2H2OH2O精氨酸鸟氨酸循环（尿素循环）第31页，共46页，2023年，2月20日，星期二1.氨甲酰磷酸的生成CO2+NH3+H2O+2ATP氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NOPO3H2+2ADP+Pi第32页，共46页，2023年，2月20日，星期二2.瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+NH(CHCHCOOHNHNH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2COOPO32-NHCHCOOHNH2NH2C(CH2)3O第33页，共46页，2023年，2月20日，星期二3.精氨酸的合成NHCHCOOHNH2NH2C(CH2)3OCOOHCCOOHNH2CH2NHCHCOOHNH2NH2C(CH2)3NCOOHCCOOHHCH2H+精氨酸代琥珀酸合成酶AMP+PPiATP第34页，共46页，2023年，2月20日，星期二NHCHCOOHNH2NH2C(CH2)3NCOOHCCOOHHCH2NHCHCOOHNH2NH2C(CH2)3NHCOOHCHCOOHCH+精氨酸代琥珀酸裂解酶第35页，共46页，2023年，2月20日，星期二4.精氨酸水解生成尿素NHCHCOOHNH2NH2C(CH2)3NH+NH2CHCOOHNH2(CH2)3NH2NH2CO精氨酸酶H2O第36页，共46页，2023年，2月20日，星期二尿素合成过程2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸尿素线粒体胞液第37页，共46页，2023年，2月20日，星期二尿素分子中的两个氮原子，其一来自氨，另一个来自天冬氨酸的氨基，而天冬氨酸又可以从草酰乙酸与其他氨基酸经转氨基作用生成。因此尿素分子中的两个氮都直接或间接来自多种氨基酸。2NH3+CO2+3H2O+3ATP+天冬氨酸H2N

CONH2+2ADP+AMP+4Pi+延胡索酸总反应式第38页，共46页，2023年，2月20日，星期二要点

部位：肝细胞线粒体、胞液原料：NH3

、

CO2

、天冬氨酸涉及的氨基酸：

鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶耗能：3个ATP；4个高能磷酸键意义

解除氨毒以保持血氨的低浓度水平第39页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.2.3.2α-酮酸的代谢（1）再氨基化合成氨基酸（2）转化成糖或脂肪（3）氧化供能进入三羧酸循环彻底氧化分解供能

生糖氨基酸

Gly、Ser、Val、His、Arg、Cys、Pro、Ala、Glu、Gln、Asp、Asn

生酮氨基酸

Leu、Lys

生糖兼生酮氨基酸

Ile、Phe、Tyr、Thr、Trp第40页，共46页，2023年，2月20日，星期二图氨基酸进入三羧酸循环循环的途径第41页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.3氨基酸的合成代谢必需氨基酸(essentialaminoacid)：机体不能合成的，必须由体外摄取的氨基酸。

赖氨酸（Lys）、蛋氨酸（Met）、苯丙氨酸（Phe）、色氨酸（Trp）、苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、缬氨酸（Val）、组氨酸（His）、精氨酸（Arg）第42页，共46页，2023年，2月20日，星期二7.3.1氨