第10章-蛋白质降解和氨基酸代谢

第十章蛋白质降解和氨基酸代谢第一节蛋白质的营养作用蛋白质的生理功能1.构成组织细胞的基本组成成分；2.参与组织细胞的更新和修补；3.参与物质代谢及生理功能的调控，如酶、蛋白类激素等；4.氧化供能；5.其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、识别等。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）成人每日最低需要量：

30～50g/d蛋白质的生理需要量

我国营养学会推荐：成人每日需要量为80g/d生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氮平衡人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产物的形式排出体外；同时每日须从食物中摄取一定量的蛋白质，以维持正常生理活动之需。由于食物中的含氮物主要是蛋白质，故用氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量。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，这种状态就称为氮平衡。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氮平衡的几种类型:氮平衡状态摄入排出情况

常见人群氮总平衡摄入氮=排出氮

健康成年人氮正平衡摄入氮＞排出氮

儿童、青少年孕妇及恢复期病人氮负平衡摄入氮＜排出氮

长期饥饿者消耗性疾病患者生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）蛋白质的营养价值及互补作用

评定食物蛋白质的营养价值包括以下三个方面因素：

1.食物蛋白质的含量。2.食物中蛋白质的消化率。3.食物中蛋白质的利用率，也称蛋白质的生理价值或生物价，主要指蛋白质中必需氨基酸的种类、含量与比例。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

必需氨基酸与蛋白质的互补作用

必需氨基酸

人体不能自身合成，必须由食物提供的氨基酸，共8种：

赖氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸苏氨酸、亮氨酸、缬氨酸、异亮氨酸蛋白质的互补作用

将数种营养价值较低的蛋白质混合食用，则必需氨基酸互相补充，从而可提高食物蛋白质的营养价值。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第二节蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化—主要的酶类

1.胃蛋白酶

2.胰液中的蛋白酶：内肽酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶外肽酶：羧基肽酶A和羧基肽酶B

3.小肠粘膜细胞中的氨基肽酶和二肽酶。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

主要吸收部位：小肠

吸收机制---aa运载蛋白

中性氨基酸运载蛋白碱性氨基酸运载蛋白

酸性氨基酸运载蛋白

亚氨基酸运载蛋白

-谷氨酸循环氨基酸的吸收生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氨基酸代谢库食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）和体内组织蛋白质降解生成的氨基酸以及体内合成的非必需氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处，称为氨基酸代谢库。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收组织蛋白质分解合成合成脱氨基作用NH3α-酮酸尿素糖氧化供能酮体脱羧基作用CO2胺类其他含氮物转变生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）蛋白质的腐败作用

蛋白质的腐败作用:

是指大肠中的细菌对蛋白质及其消化产物的分解作用。腐败作用包括：水解、氧化、还原、脱羧、脱氨、脱巯基等反应。可产生有毒物质，如胺类（腐胺、尸胺、酪胺），酚类，吲哚类，氨及硫化氢等,大部分随粪便排出。小部分有毒物质被吸收后在肝脏解毒。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第三节蛋白质的酶促降解蛋白水解酶可分为内肽酶（肽链内切酶）和端肽酶（肽链端解酶）两大类。内肽酶：水解蛋白质和多肽链内部的肽键，形成各种短肽，具有底物专一性。端肽酶：从肽链的一端开始水解，将氨基酸一个一个地从多肽链上切下来。根据其功能不同可分为氨肽酶、羧肽酶和二肽酶。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

消化道内几种蛋白酶的专一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）第四节氨基酸的一般代谢脱氨基作用1.氧化脱氨基作用2.转氨基作用3.联合脱氨基作用在上述几种脱氨基作用中，以联合脱氨基作用最为重要。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氧化脱氨基作用氧化脱氨基包括脱氢和水解两步反应。其中，脱氢反应需酶催化，而水解反应则不需酶的催化。R-CH-COOHNH2

2H

R-C-COOH+

NH3

OH2OR-C-COOHNH

酶生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）L-氨基酸氧化酶：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。但该酶活性不高，在各组织器官中分布局限，因此作用不大。催化氧化脱氨基的酶生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）L-谷氨酸脱氢酶：

是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶，生成的NADH或NADPH可进入呼吸链产生ATP。

该酶活性高，分布广泛，因而作用较大。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）L-谷氨酸氧化脱氨基作用

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）转氨基作用转氨基作用由转氨酶催化，将

-氨基酸的氨基转移到

-酮酸酮基的位置上，生成相应的

-氨基酸，而原来的

-氨基酸则转变为相应的

-酮酸。

R’-CH-COOHR”-C-COOH

NH2

OR’-C-COOHR”-CH-COOH

O

NH2转氨酶生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

1.丙氨酸氨基转移酶（ALT)：在肝中活性较高，故患肝病时，可引起血清中ALT活性明显升高。丙氨酸+

-酮戊二酸ALT丙酮酸+谷氨酸重要的转氨酶

2.天冬氨酸氨基转移酶（AST）：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。天冬氨酸+

-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸AST生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）联合脱氨基作用

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

-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。联合脱氨基作用可在肝、肾等大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）转氨酶氨基酸

-酮酸L-谷氨酸脱氢酶NH3

+

NADH+H+H2O+NAD+

-酮戊二酸谷氨酸联合脱氨基作用生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）嘌呤核苷酸循环

嘌呤核苷酸循环

是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，而腺苷酸脱氨酶的活性较高，故采用此方式进行脱氨基。

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）IMP腺苷酸代琥珀酸氨基酸

-酮酸NH3H2O

-酮戊二酸谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸AMP延胡索酸苹果酸嘌呤核苷酸循环生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

胺是体内的生理活性物质，主要在肝中代谢。酸可由尿液排出，也可再氧化为CO2和H2O。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

-氨基丁酸（GABA）是一种抑制性神经递质，由L-谷氨酸脱羧而产生。反应由L-谷氨酸脱羧酶催化，该酶在脑及肾中活性很高。

-氨基丁酸的生成L-谷氨酸脱羧酶CO2(CH2)2COOH-NH2CH2COOHCOOH-NH2(CH2)2CH生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）5-羟色胺（5-HT）也是一种重要的神经递质，在外周具有强烈的缩血管作用。5-羟色胺的合成原料是色氨酸。色氨酸羟化酶色氨酸5-羟色氨酸5-羟色氨酸脱羧酶5-羟色胺CO25-羟色胺的生成生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）牛磺酸生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）组胺

由组氨酸脱羧产生，具有促进平滑肌收缩，促进胃酸分泌和强烈的舒血管作用。

组氨酸

组胺组胺的生成生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）精脒和精胺

均属于多胺，它们与细胞生长繁殖的调节有关。多胺合成的原料为鸟氨酸，关键酶是鸟氨酸脱羧酶。

多胺的生成生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸腐胺（丁二胺）CO2丙胺转移酶S-腺苷-3-甲硫丙胺5’-甲硫腺苷精脒丙胺转移酶精胺S-腺苷-3-甲硫丙胺

5’-甲硫腺苷多胺的合成过程生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氨基酸分解产物的去向

重新合成氨基酸，氨与α-酮戊二酸发生还原氨基化作用生成谷氨酸。生成铵盐，植物体中与组织中的有机酸形成铵盐。生成酰胺，动物体主要形成谷氨酰胺，植物和微生物体内主要形成天冬酰胺。生成氨甲酰磷酸，参与尿素、嘧啶的合成。排出体外，大多数水生动物直接排氨，鸟类和爬行类排泄尿酸，陆生脊椎动物排泄尿素。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）氨的主要去路NH3的主要代谢去路是在肝脏生成尿素。尿素无毒性，水溶性强，可由肾脏经尿排出。尿素在体内的合成全过程称鸟氨酸循环。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）鸟氨酸循环包括以下四个阶段：

1.氨基甲酰磷酸的合成2.瓜氨酸的合成3.精氨酸的合成5.精氨酸的水解鸟氨酸循环生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）胞液线粒体2ATP+CO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸①2ADP+Pi瓜氨酸精氨酸代琥珀酸③ATP+AspAMP+PPiNH3

草酰乙酸苹果酸鸟氨酸②瓜氨酸Pi延胡索酸精氨酸④尿素鸟氨酸H2O⑤鸟氨酸循环步骤生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

-酮酸的代谢

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

-酮酸的代谢

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）一碳单位的代谢一碳单位：是指某些氨基酸在分解代谢过程：中产生的含有一个碳原子的有机基团。常见的一碳单位有：甲基（-CH3）、亚甲基或甲烯基（-CH2-）、次甲基或甲炔基（=CH-）甲酰基（-CHO）、亚氨甲基（-CH=NH）等。常见的载体是四氢叶酸（FH4）。生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）1.N10-甲酰四氢叶酸（N10-CHOFH4）2.N5-亚氨甲基四氢叶酸（N5-CH=NHFH4）3.N5,N10-亚甲基四氢叶酸（N5,N10-CH2-FH4）4.N5,N10-次甲基四氢叶酸（N5,N10=CH-FH4）5.N5-甲基四氢叶酸（N5-CH3FH4）常见的一碳单位的四氢叶酸衍生物生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）一碳单位的相互转变

生物化学》（高职高专教材）（陆正清、柯世怀主编）

一碳单位与AA、核苷酸代谢的联系

甘丝组色一碳单位嘌呤核苷酸胸苷酸

AA代谢