蛋白質酶促降解和氨基酸代謝

1、關于蛋白質的酶促降解和氨基酸代謝第一張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月本章主要內容 概述 蛋白質的酶促降解 氨基酸的一般分解代謝 個別氨基酸代謝 非必需氨基酸的合成代謝 糖、脂類、蛋白質之間的代謝關系 第二張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氮的總平衡：攝入氮量=排出氮量（成年動物）氮的正平衡：攝入氮量排出氮量（生長，妊娠動物）氮的負平衡：攝入氮量排出氮量（營養(yǎng)不良，消耗性疾病，機體損傷等）第一節(jié) 概述一、蛋白質的生理作用 組織細胞的生長、修補和更新 轉變?yōu)樯砘钚苑肿?氧化供能 轉變?yōu)樘腔蛑径?、氮平衡（nitrogen balance）第三張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022

2、年6月三、必需氨基酸與蛋白質的生物學價值 1.必需氨基酸（essential amino acid） 動物體內不能合成或合成量不足而需要由飼料供給的氨基酸。 約有10種，包括蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、色氨酸、 苯丙氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、組氨酸和精氨酸。對雛雞還有甘氨酸。第四張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 飼料蛋白之所以有不同的生理價值是因為其氨基酸的組成不同，并且主要是其必需氨基酸的種類和比例不同。因為非必需氨基酸是可以通過糖代謝的中間產物在機體中自己合成的。 飼料蛋白的氨基酸組成與動物機體蛋白的氨基酸組成越接近，其生理價值也越高。如果其必需氨基酸的含量、比例與機體蛋白組成

3、完全一樣，則生理價值達到100。 把不同生理價值的飼料蛋白質混合使用，其必需氨基酸可以互相補充以提高飼料蛋白質的生理價值，稱為蛋白質的互補作用。 蛋白質的互補作用第五張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 蛋白質的酶促降解一、蛋白質水解酶 （一）蛋白酶：蛋白酶是指作用于多肽鏈內部的肽鍵，將蛋白質或高級多肽水解為小分子多肽的酶，又稱肽鏈內切酶或內肽酶。 （二）外肽酶：指能從多肽鏈的一端水解肽鍵，每次切下一個氨基酸或一個二肽的酶，又稱肽鏈端切酶。二肽酶蛋白質內肽酶多肽外肽酶氨基酸氨基酸二肽第六張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、蛋白質的消化和吸收 飼料中蛋白質的消化和吸收是動物

4、機體氨基酸的主要來源。 蛋白質的化學性消化始于胃，小腸中蛋白質的消化主要靠胰酶來完成。 蛋白質在胰液的作用下，被逐步水解為氨基酸和寡肽。寡肽的水解是在小腸粘膜的細胞內，在氨肽酶和羧肽酶的作用下分解為氨基酸和二肽，二肽再被二肽酶最終分解為氨基酸。 氨基酸的吸收主要在小腸中進行，是主動轉運過程，需要消耗能量，吸收后的氨基酸經門靜脈進入肝臟，再通過血液循環(huán)運送到全身組織進行代謝。第七張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、動物體內氨基酸的一般代謝概況第八張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 指氨基酸脫去氨基生成相應的-酮酸的過程。 動物的脫氨基作用主要在肝臟和腎臟中進行。 脫氨基方式 轉

5、氨基作用 氧化脫氨基作用 聯(lián)合脫氨基作用一、氨基酸的脫氨基作用（deamination）第三節(jié) 氨基酸的一般分解代謝第九張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）氧化脫氨基作用 動物體內有L-氨基酸和D-氨基酸的氧化酶，它們屬于需氧脫氫酶，其輔基分別是FMN和FAD。由于酶的活性低或缺乏可利用底物，一般作用不大。第十張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月而L-谷氨酸脫氫酶能專一地使L-谷氨酸實現(xiàn)氧化脫氨, 生成-酮戊二酸，且活性強、分布廣 反應如下:第十一張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 在轉氨酶(transaminase)的催化下，一種氨基酸的-氨基轉移到另一種-酮酸的酮

6、基上，生成相應的氨基酸和-酮酸，這種作用稱為轉氨基作用.轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛。 -酮戊二酸常是氨基的受體而轉變成L-谷氨酸。（二）轉氨作用第十二張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月-酮戊二酸+天冬氨酸 谷氨酸+ 草酰乙酸-酮戊二酸+丙氨酸 谷氨酸+ 丙酮酸 谷草轉氨酶GOT(心肌,肝臟) 谷丙轉氨酶GPT(肝臟)在臨床診斷上有廣泛應用的酶GOTGPT第十三張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月轉氨作用氧化脫氨基作用（三） 聯(lián)合脫氨基作用（symphysis deamination） 指轉氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合反應. 氨基酸與-酮戊二酸經轉氨作用生成-酮酸和L-谷氨酸，后者經

7、L-谷氨酸脫氫酶作用脫去氨生成-酮戊二酸。大部分氨基酸的脫氨借助于轉氨酶和L-谷氨酸脫氫酶的協(xié)同作用或稱聯(lián)合轉氨基作用完成。第十四張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 嘌呤核苷酸循環(huán)(purine nucleotide cycle) 骨骼肌和心肌中存在的一種氨基酸的聯(lián)合脫氨基作用第十五張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氨的來源 脫氨基作用 嘌呤和嘧啶的分解 飼料添加 腸道細菌分解氨基酸 高水平的血氨是有毒性的，可以引起腦功能紊亂氨的去路 再與-酮酸合成氨基酸 轉變成無毒的谷氨酰胺 合成尿素 合成嘌呤,再分解成尿酸排出 直接排氨二、氨的代謝（一）氨的來源和去路第十六張，PPT共五十

8、一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.谷氨酰胺的運氨作用 Gln無毒，腦和肌肉組織等可以合成Gln，它是動物血液中最豐富的氨基酸之一，氨的運載體, 積極參與合成代謝。在腎中，Gln在谷氨酰胺酶的作用下釋放氨,然后與質子結合隨尿排出。（二）氨的轉運第十七張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 丙氨酸也是氨的運載體,它把氨從肌肉運送到肝臟, 脫氨后生成的丙酮酸又異生轉變成葡萄糖運回到肌肉第十八張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）尿素的合成第十九張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.氨甲酰磷酸的生成（線粒體中進行）2.瓜氨酸的生成（線粒體中進行）第二十張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于20

9、22年6月3.精氨酸的生成（胞液中進行） 第二十一張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月4.精氨酸的水解和尿素的生成（胞液中進行） 尿素循環(huán)的總反應第二十二張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月尿素的生成鳥氨酸/精氨酸循環(huán)第二十三張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十四張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 氨在家禽體內也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和含氮物質的合成，但不能合成尿素，而是首先利用氨基酸提供的氨基合成嘌呤，再由嘌呤分解產生出尿酸。 尿酸為微溶于水的白色粉狀物，可在禽類排泄物中見到。嘌呤合成代謝異常，引起血液尿酸水平過高，在人類導致痛風。 動物以何種

10、方式排除氨與其胚胎期的水環(huán)境有關。（四）尿酸的生成和排出第二十五張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、-酮酸的代謝 1.生成非必須氨基酸 氨基酸脫氨生成的-酮酸還可以經氨基化再轉變成相應的氨基酸 或轉變成糖脂代謝的中間物, 再進而異生成糖或轉變?yōu)橥w 或進入糖代謝途徑分解供能 與必需氨基酸相對應的-酮酸不能在體內合成，所以必需氨基酸依賴于食物的供應。第二十六張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 2.轉變?yōu)樘呛椭镜诙邚?，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸碳骨架的代謝去向 3.生成二氧化碳和水第二十八張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸在脫羧酶的作用下形成

11、胺類的反應。磷酸吡哆醛是脫羧酶的輔酶。生成的胺類常有特殊的生理和藥理作用。 四、氨基酸的脫羧作用（decarboxylation）第二十九張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月胺類的來源與功能第三十張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、提供一碳基團的氨基酸代謝 1）亞氨甲基（-CH=NH，formimino-） 2）甲?；?CHO，formyl-） 3）羥甲基（-CH2OH，hydroxymethyl-） 4）甲烯基（-CH2-，methylene） 5）甲炔基或次甲基（-CH=，methenyl-） 6）甲基（-CH3- methyl- ）第四節(jié) 個別氨基酸的代謝 某些氨基酸在

12、代謝過程中能產生含有一個碳原子的有機基團，稱為一碳基團。這些一碳基團可經過轉移參與生物合成過程，有重要的生理功能。第三十一張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一碳基團的的載體-四氫葉酸, FH4FH4是一碳單位的運載體，攜帶甲基的部位是在N5,N10 位 葉酸在葉酸還原酶作用下利用NADPH還原得到FH4第三十二張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一碳基團與四氫葉酸的連接方式第三十三張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一碳基團的來源 一碳基團主要來源于色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、組氨酸和蛋氨酸的代謝甘氨酸與一碳單位色氨酸與一碳單位第三十四張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月

13、絲氨酸與一碳單位組氨酸與一碳單位第三十五張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、含硫氨基酸代謝 體內的含硫氨基酸有三種，即甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸。 第三十六張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月甲硫氨酸也是一個重要的甲基供體，其活性形式是S-腺苷甲硫氨酸（SAM）第三十七張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 甲硫氨酸在體內最主要的分解代謝途徑是通過上述轉甲基作用而提供甲基，與此同時產生的S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）進一步轉變成同型半胱氨酸。同型半胱氨酸可以接受N5-甲基四氫葉酸提供的甲基，重新生成甲硫氨酸，形成一個循環(huán)過程，稱為甲硫氨酸循環(huán)第三十八張，PPT共五十一頁，創(chuàng)

14、作于2022年6月 肌酸(creatine)，即甲基胍乙酸，存在于動物的肌肉、腦和血液，特別在骨骼肌中含量高。既可以游離存在，也可以磷酸化形式存在。后者稱為磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸在儲存和轉移高能磷酸鍵中起重要作用。 肌酸的代謝第三十九張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 谷胱甘肽(Glutathion)有還原(GSH)和氧化(GS-SG)兩種形式,是動物細胞中抗氧化系統(tǒng)的重要成分,是過氧化物酶的輔酶,也是重要的生物活性肽.對于保持血紅蛋白的亞鐵離子的還原狀態(tài),防止細胞膜受自由基的攻擊等有重要作用.它由谷氨酸,半胱氨酸和甘氨酸通過谷氨酰胺循環(huán)合成.第四十張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于202

15、2年6月 谷氨酰胺循環(huán) 循環(huán)在合成GSH的同時實現(xiàn)對氨基酸的轉運第四十一張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、芳香族氨基酸的代謝包括 Phe（F）; Tyr（ Y）; Trp（ W）第四十二張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月苯丙氨酸和酪氨酸的代謝兒茶酚胺第四十三張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月芳香族氨基酸的代謝轉變及代謝異常酪氨酸經碘化轉變?yōu)榧谞钕偌に豑3和T4。苯丙氨酸羥化酶缺陷引起苯丙酮酸尿癥。酪氨酸脫羧生成酪胺。黑色素細胞中酪氨酸酶缺陷引起白化病。酪氨酸經酪氨酸羥化酶作用轉變成多巴，再進一步轉變?yōu)閮翰璺影奉惣に兀缍喟桶?、腎上腺素和去甲腎上腺素。酪氨酸代謝中間物

16、二羥基苯丙酮酸脫羧酶缺陷引起尿黑酸癥。第四十四張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第五節(jié) 非必需氨基的合成一、由-酮酸氨基化生成（舉例： 絲氨酸的合成）第四十五張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、由氨基酸之間相互轉變生成 第四十六張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1.糖代謝與氨基酸代謝 糖分解代謝的中間產物，-酮酸可以作為“碳架”，通過轉氨基或氨基化作用進而轉變成非必需氨基酸。 但是當動物缺乏糖的攝入（如饑餓）時，體蛋白的分解加強。已知組成蛋白質的20種氨基酸中，除賴氨酸和亮氨酸以外，其余的都可以通過脫氨基作用直接地或間接地轉變成糖異生途徑中的某種中間產物，再沿異生途徑

17、合成糖，以滿足機體對葡萄糖的需要和維持血糖水平的穩(wěn)定。 糖的供應不足，不僅非必需氨基酸合成減少，而且由于細胞的能量水平下降，使需要消耗大量高能磷酸化合物（ATP和GTP）的蛋白質的合成速率受到明顯抑制。 第六節(jié) 糖、脂類、蛋白質之間的代謝關系一、相互聯(lián)系第四十七張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.糖代謝與脂代謝 糖與脂類的聯(lián)系最為密切，糖可以轉變成脂類。當有過量葡萄糖攝入時，糖分解代謝的產物磷酸二羥丙酮還原成-磷酸甘油。丙酮酸氧化脫羧轉變?yōu)橐阴oA，在線粒體中合成脂酰COA。-磷酸甘油與脂酰CoA再用來合成甘油三酯。乙酰COA也是合成膽固醇的原料。磷酸戊糖途徑還為脂肪酸、膽固醇合成

18、提供了所需NADPH。 在動物體內脂肪轉變成葡萄糖是有限度的。脂肪的分解產物包括甘油和脂肪酸。其中甘油是生糖物質。奇數(shù)脂肪酸分解生成丙酰CoA可以經甲基丙二酸單酰CoA途徑轉變成琥珀酸，然后進入異生過程生成葡萄糖（例如在反芻動物）。然而偶數(shù)脂肪酸-氧化產生的乙酰CoA不能凈合成糖。因為乙酰Co A不能轉變?yōu)楸?。雖然有研究顯示，同位素標記的乙酰 Co A碳原子最終摻入到了葡萄糖分子中去，但其前提是必須向三羧酸循環(huán)中補充如草酰乙酸等有機酸，而動物體內草酰乙酸又只能從糖代謝的中產物丙酮酸羧化后或其他氨基酸脫氨后得到。 第四十八張，PPT共五十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.脂代謝與氨基酸代謝 所有氨基酸，無論是生糖的、生酮的，還是兼生的都可以在動物體內轉變成脂肪。生酮氨基酸可以通過解酮作用轉變成乙酰CoA之后合成脂肪酸，生糖氨基酸既然