氨基酸代謝一課件

氨基酸代謝（一）MetabolismofAminoAcids蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗氨基酸的一般代謝氨的代謝個(gè)別氨基酸的代謝氨基酸的脫氨基作用α-酮酸的代謝第一節(jié)

蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用NutritionalFunctionofProtein2.功能蛋白——參與多種重要的生理活動(dòng)。催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運(yùn)動(dòng)（肌肉）、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（載體）、凝血（凝血系統(tǒng)）等。3.氧化供能——每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化分解可釋放17.19kJ(4.1kcal)的能量，人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供?！锏鞍踪|(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)二、蛋白質(zhì)的需要量和營養(yǎng)價(jià)值（一）氮平衡(nitrogenbalance)

攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系，可反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的概況。

1.氮的總平衡：攝入氮=排出氮正常成人2.氮的正平衡：攝入氮＞排出氮嬰幼兒、青少年、孕婦、乳母、疾病康復(fù)期3.氮的負(fù)平衡：攝入氮＜排出氮饑餓、營養(yǎng)不良、消耗性疾病、大面積燒傷、大量失血（二）生理需要量體內(nèi)蛋白質(zhì)不斷更新，即使不進(jìn)食蛋白質(zhì)，機(jī)體每日約分解20g蛋白質(zhì)，由于食物蛋白質(zhì)和人體蛋白質(zhì)有質(zhì)的差異，且蛋白質(zhì)利用率不能達(dá)到百分之百，因此要進(jìn)食大于20ｇ蛋白質(zhì)/日。成人每日最低蛋白質(zhì)需要量為30～50g，我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。孕婦、乳母、腦力勞動(dòng)或強(qiáng)體力勞動(dòng)者，蛋白質(zhì)的需要量須增加。①必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內(nèi)需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：寫（纈氨酸）一（異亮氨酸）兩（亮氨酸）本（苯丙氨酸）單（蛋氨酸）色（色氨酸）書（蘇氨酸）來（賴氨酸）。缺乏會(huì)引起氮的負(fù)平衡其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱為營養(yǎng)非必需氨基酸。②蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值(nutritionvalue)蛋白質(zhì)所含必需氨基酸的的數(shù)量、種類、比例越接近人體蛋白質(zhì)，其利用率越高，營養(yǎng)價(jià)值越高。動(dòng)物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值高于植物蛋白質(zhì)，易為人體所利用。某些食物的營養(yǎng)價(jià)值食物營養(yǎng)價(jià)值食物營養(yǎng)價(jià)值食物營養(yǎng)價(jià)值雞蛋94大米77大豆(熟)64牛奶85小麥67大豆(生)57豬肉74玉米60花生59牛肉76小米57紅薯72羊肉69高粱56馬鈴薯67魚83白菜76為了使食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用能充分發(fā)揮，我們可以采取以下方法：①食物的生物學(xué)屬性愈遠(yuǎn)愈好。②塔配的食物種類愈多愈好。③各類食物要同時(shí)食用，葷素搭配，糧菜兼食、糖豆混合、粗糧細(xì)作第二節(jié)

蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins蛋白質(zhì)消化的生理意義由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿樱阌谖?。消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應(yīng)。一、蛋白質(zhì)的消化1、胃內(nèi)消化胃蛋白酶的最適pH為1.5－2.5，對蛋白質(zhì)肽鍵的作用特異性較差，主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽鍵，產(chǎn)物主要為短肽及少量氨基酸。胃蛋白酶有凝乳作用，使乳汁在胃內(nèi)停留時(shí)間延長，利于乳汁中蛋白質(zhì)的消化胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)2、小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。胰酶的消化作用胰酶是消化蛋白質(zhì)的主要酶，最適pH為7.0左右，包括內(nèi)肽酶和外肽酶。

內(nèi)肽酶(endopeptidase)水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。

外肽酶(exopeptidase)自肽鏈的末段開始，每次水解一個(gè)氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。小腸粘膜細(xì)胞對蛋白質(zhì)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,氨基肽酶從氨基末端逐步水解寡肽，最后生成二肽，二肽再經(jīng)二肽酶的水解，最終產(chǎn)生氨基酸。腸液中酶原的激活胰蛋白酶(trypsin)腸激酶(enterokinase)胰蛋白酶原彈性蛋白酶(elastase)彈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)

可保護(hù)胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。保證酶在其特定的部位和環(huán)境發(fā)揮催化作用。酶原還可視為酶的貯存形式。酶原激活的意義氨基酸吸收載體載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯(lián)體，由ATP供能將氨基酸、Na+轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，Na+再由鈉泵排出細(xì)胞。七種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(transporter)中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白堿性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白亞氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白β氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白二肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白三肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白（2）γ-谷氨?；h(huán)對氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)作用γ-谷氨酰基循環(huán)(γ-glutamylcycle)過程：谷胱甘肽對氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)谷胱甘肽再合成谷氨酸

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-谷氨酰環(huán)化轉(zhuǎn)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細(xì)胞外

γ-谷氨?；D(zhuǎn)移酶細(xì)胞膜谷胱甘肽GSH細(xì)胞內(nèi)γ-谷氨酰氨基酸氨基酸γ-谷氨酰基循環(huán)過程三、蛋白質(zhì)的腐敗作用

消化過程中，有一小部分蛋白質(zhì)不被消化（約占食物蛋白的5％），也有一小部分氨基酸不被吸收，腸道細(xì)菌體內(nèi)的多種酶對這部分蛋白質(zhì)氨基酸所起的作用，稱為蛋白質(zhì)的腐敗作用（putrefaction）。腐敗作用的產(chǎn)物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產(chǎn)生少量的脂肪酸及維生素等可被機(jī)體利用的物質(zhì)。（一）胺類(amines)的生成蛋白質(zhì)

氨基酸胺類蛋白酶

脫羧基作用組氨酸組胺賴氨酸尸胺色氨酸5－羥色胺酪氨酸酪胺假神經(jīng)遞質(zhì)(falseneurotransmitter)酪氨和苯乙胺分別被羥化為β-羥酪胺和苯乙醇胺，與神經(jīng)遞質(zhì)（如兒茶酚胺）結(jié)構(gòu)相似可取代正常神經(jīng)遞質(zhì)從而影響腦功能，稱假神經(jīng)遞質(zhì)。苯乙胺苯乙醇胺β-羥酪胺酪胺HOHOCHOHCH2NH2HOHOCHCH2NH2Noradrenaline去甲腎上腺素Dopamine多巴胺Catecholamine兒茶酚胺CHOHCH2NH2HOCHOHCH2NH2Phenylethanolamine苯乙醇胺Octopamine羥苯乙醇胺FalseNeurotransmitter假神經(jīng)遞質(zhì)（二）氨的生成未被吸收的氨基酸滲入腸道的尿素氨(ammonia)腸道細(xì)菌脫氨基作用尿素酶降低腸道pH，NH3轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4+以銨鹽形式排出，可減少氨的吸收，這是酸性灌腸的依據(jù)。有毒（三）其它有害物質(zhì)的生成酪氨酸苯酚半胱氨酸硫化氫色氨酸吲哚、甲基吲哚正常情況下，上述有害物質(zhì)大部分隨糞便排出，只有小部分被吸收，經(jīng)肝的代謝轉(zhuǎn)變而解毒，故不會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象。長期便秘，腸道腐敗產(chǎn)物吸收較多，對人體不利。腸梗阻患者腸道不通暢，造成腸內(nèi)容物在腸腔內(nèi)長時(shí)間停留，腐敗產(chǎn)物增多，大量有害物質(zhì)吸收入血，若同時(shí)伴有肝功低下，解毒不全，則會(huì)出現(xiàn)頭昏、頭痛、甚至血壓波動(dòng)等中毒癥狀。第三節(jié)

體內(nèi)蛋白質(zhì)的降解一、體內(nèi)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換更新成人體內(nèi)的蛋白質(zhì)每天約有1%~2%被降解，主要是肌肉蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸，大約70%~80%被重新利用合成新的蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)的半壽期(half-life)——t1/2蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時(shí)間蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換(proteinturnover)

體內(nèi)蛋白質(zhì)降解與合成的動(dòng)態(tài)平衡意義：清除異常或損傷蛋白質(zhì)某些調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換可直接影響代謝過程與生理功能真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)的降解有兩條途徑：1.不依賴ATP的過程在溶酶體內(nèi)進(jìn)行利用組織蛋白酶(cathepsin)降解細(xì)胞外來源的蛋白質(zhì)、膜蛋白和長壽命的細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)；2.依賴ATP和泛素（ubiquitin,Ub）的過程在蛋白酶體中進(jìn)行主要降解異常蛋白和短壽命的蛋白質(zhì)AaronCiechanover

AvramHershko

IrwinRose

“forthediscoveryofubiquitin-mediatedproteindegradation”——TheNobelPrizeinChemistry2004泛素76個(gè)氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一級結(jié)構(gòu)高度保守1.泛素化(ubiquitination)泛素與選擇性被降解蛋白質(zhì)形成共價(jià)連接，并使其激活。2.蛋白酶體(proteasome)對泛素化蛋白質(zhì)的降解泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程蛋白酶體存在于細(xì)胞核和胞漿內(nèi)，主要降解異常蛋白質(zhì)和短壽命蛋白質(zhì)。26S蛋白酶體

1個(gè)20S的核心顆粒(CP)

2個(gè)19S的調(diào)節(jié)顆粒(RP):2個(gè)α環(huán)：7個(gè)α亞基2個(gè)β環(huán)：7個(gè)β亞基共18個(gè)亞基,其中6個(gè)亞基具有ATP酶活性蛋白酶體的結(jié)構(gòu)與功能泛素化過程E1：泛素活化酶E2：泛素?cái)y帶蛋白E3：泛素