第10章-蛋白質(zhì)降解和氨基酸代謝_第1頁
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文檔簡介

第十章蛋白質(zhì)降解和氨基酸代謝第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用蛋白質(zhì)的生理功能1.構(gòu)成組織細(xì)胞的基本組成成分;2.參與組織細(xì)胞的更新和修補(bǔ);3.參與物質(zhì)代謝及生理功能的調(diào)控,如酶、蛋白類激素等;4.氧化供能;5.其他功能:如轉(zhuǎn)運(yùn)、凝血、免疫、記憶、識(shí)別等。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)成人每日最低需要量:

30~50g/d蛋白質(zhì)的生理需要量

我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦:成人每日需要量為80g/d生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氮平衡人體每日須分解一定量的組織蛋白質(zhì),并以含氮終產(chǎn)物的形式排出體外;同時(shí)每日須從食物中攝取一定量的蛋白質(zhì),以維持正常生理活動(dòng)之需。由于食物中的含氮物主要是蛋白質(zhì),故用氮的攝入量來代表蛋白質(zhì)的攝入量。體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解處于動(dòng)態(tài)平衡中,故每日氮的攝入量與排出量也維持著動(dòng)態(tài)平衡,這種狀態(tài)就稱為氮平衡。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氮平衡的幾種類型:氮平衡狀態(tài)攝入排出情況

常見人群氮總平衡攝入氮=排出氮

健康成年人氮正平衡攝入氮>排出氮

兒童、青少年孕婦及恢復(fù)期病人氮負(fù)平衡攝入氮<排出氮

長期饑餓者消耗性疾病患者生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值及互補(bǔ)作用

評(píng)定食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值包括以下三個(gè)方面因素:

1.食物蛋白質(zhì)的含量。2.食物中蛋白質(zhì)的消化率。3.食物中蛋白質(zhì)的利用率,也稱蛋白質(zhì)的生理價(jià)值或生物價(jià),主要指蛋白質(zhì)中必需氨基酸的種類、含量與比例。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

必需氨基酸與蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用

必需氨基酸

人體不能自身合成,必須由食物提供的氨基酸,共8種:

賴氨酸、色氨酸、蛋氨酸、苯丙氨酸蘇氨酸、亮氨酸、纈氨酸、異亮氨酸蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用

將數(shù)種營養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用,則必需氨基酸互相補(bǔ)充,從而可提高食物蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)第二節(jié)蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗蛋白質(zhì)的消化—主要的酶類

1.胃蛋白酶

2.胰液中的蛋白酶:內(nèi)肽酶:胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶外肽酶:羧基肽酶A和羧基肽酶B

3.小腸粘膜細(xì)胞中的氨基肽酶和二肽酶。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

主要吸收部位:小腸

吸收機(jī)制---aa運(yùn)載蛋白

中性氨基酸運(yùn)載蛋白堿性氨基酸運(yùn)載蛋白

酸性氨基酸運(yùn)載蛋白

亞氨基酸運(yùn)載蛋白

-谷氨酸循環(huán)氨基酸的吸收生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸收的氨基酸(外源性氨基酸)和體內(nèi)組織蛋白質(zhì)降解生成的氨基酸以及體內(nèi)合成的非必需氨基酸(內(nèi)源性氨基酸)混在一起,分布于體內(nèi)各處,稱為氨基酸代謝庫。

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解合成合成脫氨基作用NH3α-酮酸尿素糖氧化供能酮體脫羧基作用CO2胺類其他含氮物轉(zhuǎn)變生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)蛋白質(zhì)的腐敗作用

蛋白質(zhì)的腐敗作用:

是指大腸中的細(xì)菌對(duì)蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的分解作用。腐敗作用包括:水解、氧化、還原、脫羧、脫氨、脫巰基等反應(yīng)??僧a(chǎn)生有毒物質(zhì),如胺類(腐胺、尸胺、酪胺),酚類,吲哚類,氨及硫化氫等,大部分隨糞便排出。小部分有毒物質(zhì)被吸收后在肝臟解毒。

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)第三節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解蛋白水解酶可分為內(nèi)肽酶(肽鏈內(nèi)切酶)和端肽酶(肽鏈端解酶)兩大類。內(nèi)肽酶:水解蛋白質(zhì)和多肽鏈內(nèi)部的肽鍵,形成各種短肽,具有底物專一性。端肽酶:從肽鏈的一端開始水解,將氨基酸一個(gè)一個(gè)地從多肽鏈上切下來。根據(jù)其功能不同可分為氨肽酶、羧肽酶和二肽酶。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性(Phe.Tyr.Trp)(Arg.Lys)(脂肪族)胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶(Phe.Trp)生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)第四節(jié)氨基酸的一般代謝脫氨基作用1.氧化脫氨基作用2.轉(zhuǎn)氨基作用3.聯(lián)合脫氨基作用在上述幾種脫氨基作用中,以聯(lián)合脫氨基作用最為重要。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氧化脫氨基作用氧化脫氨基包括脫氫和水解兩步反應(yīng)。其中,脫氫反應(yīng)需酶催化,而水解反應(yīng)則不需酶的催化。R-CH-COOHNH2

2H

R-C-COOH+

NH3

OH2OR-C-COOHNH

酶生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)L-氨基酸氧化酶:是一種需氧脫氫酶,以FAD或FMN為輔基,脫下的氫原子交給O2,生成H2O2。但該酶活性不高,在各組織器官中分布局限,因此作用不大。催化氧化脫氨基的酶生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)L-谷氨酸脫氫酶:

是一種不需氧脫氫酶,以NAD+或NADP+為輔酶,生成的NADH或NADPH可進(jìn)入呼吸鏈產(chǎn)生ATP。

該酶活性高,分布廣泛,因而作用較大。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)L-谷氨酸氧化脫氨基作用

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用由轉(zhuǎn)氨酶催化,將

-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到

-酮酸酮基的位置上,生成相應(yīng)的

-氨基酸,而原來的

-氨基酸則轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的

-酮酸。

R’-CH-COOHR”-C-COOH

NH2

OR’-C-COOHR”-CH-COOH

O

NH2轉(zhuǎn)氨酶生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

1.丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(ALT):在肝中活性較高,故患肝病時(shí),可引起血清中ALT活性明顯升高。丙氨酸+

-酮戊二酸ALT丙酮酸+谷氨酸重要的轉(zhuǎn)氨酶

2.天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(AST):在心肌中活性較高,故在心肌疾患時(shí),血清中AST活性明顯升高。天冬氨酸+

-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸AST生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)聯(lián)合脫氨基作用

轉(zhuǎn)氨基作用與氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行,從而使氨基酸脫去氨基并氧化為

-酮酸的過程,稱為聯(lián)合脫氨基作用。聯(lián)合脫氨基作用可在肝、腎等大多數(shù)組織細(xì)胞中進(jìn)行,是體內(nèi)主要的脫氨基的方式。

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)轉(zhuǎn)氨酶氨基酸

-酮酸L-谷氨酸脫氫酶NH3

+

NADH+H+H2O+NAD+

-酮戊二酸谷氨酸聯(lián)合脫氨基作用生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)嘌呤核苷酸循環(huán)

嘌呤核苷酸循環(huán)

是存在于骨骼肌和心肌中的一種特殊的聯(lián)合脫氨基作用方式。在骨骼肌和心肌中,由于谷氨酸脫氫酶的活性較低,而腺苷酸脫氨酶的活性較高,故采用此方式進(jìn)行脫氨基。

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)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延胡索酸蘋果酸嘌呤核苷酸循環(huán)生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氨基酸的脫羧基作用氨基酸脫羧酶的輔酶是磷酸吡哆醛。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

胺是體內(nèi)的生理活性物質(zhì),主要在肝中代謝。酸可由尿液排出,也可再氧化為CO2和H2O。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

-氨基丁酸(GABA)是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì),由L-谷氨酸脫羧而產(chǎn)生。反應(yīng)由L-谷氨酸脫羧酶催化,該酶在腦及腎中活性很高。

-氨基丁酸的生成L-谷氨酸脫羧酶CO2(CH2)2COOH-NH2CH2COOHCOOH-NH2(CH2)2CH生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)5-羥色胺(5-HT)也是一種重要的神經(jīng)遞質(zhì),在外周具有強(qiáng)烈的縮血管作用。5-羥色胺的合成原料是色氨酸。色氨酸羥化酶色氨酸5-羥色氨酸5-羥色氨酸脫羧酶5-羥色胺CO25-羥色胺的生成生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)牛磺酸生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)組胺

由組氨酸脫羧產(chǎn)生,具有促進(jìn)平滑肌收縮,促進(jìn)胃酸分泌和強(qiáng)烈的舒血管作用。

組氨酸

組胺組胺的生成生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)精脒和精胺

均屬于多胺,它們與細(xì)胞生長繁殖的調(diào)節(jié)有關(guān)。多胺合成的原料為鳥氨酸,關(guān)鍵酶是鳥氨酸脫羧酶。

多胺的生成生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)鳥氨酸脫羧酶鳥氨酸腐胺(丁二胺)CO2丙胺轉(zhuǎn)移酶S-腺苷-3-甲硫丙胺5’-甲硫腺苷精脒丙胺轉(zhuǎn)移酶精胺S-腺苷-3-甲硫丙胺

5’-甲硫腺苷多胺的合成過程生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氨基酸分解產(chǎn)物的去向

重新合成氨基酸,氨與α-酮戊二酸發(fā)生還原氨基化作用生成谷氨酸。生成銨鹽,植物體中與組織中的有機(jī)酸形成銨鹽。生成酰胺,動(dòng)物體主要形成谷氨酰胺,植物和微生物體內(nèi)主要形成天冬酰胺。生成氨甲酰磷酸,參與尿素、嘧啶的合成。排出體外,大多數(shù)水生動(dòng)物直接排氨,鳥類和爬行類排泄尿酸,陸生脊椎動(dòng)物排泄尿素。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)氨的主要去路NH3的主要代謝去路是在肝臟生成尿素。尿素?zé)o毒性,水溶性強(qiáng),可由腎臟經(jīng)尿排出。尿素在體內(nèi)的合成全過程稱鳥氨酸循環(huán)。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)鳥氨酸循環(huán)包括以下四個(gè)階段:

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.精氨酸的水解鳥氨酸循環(huán)生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)胞液線粒體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

草酰乙酸蘋果酸鳥氨酸②瓜氨酸Pi延胡索酸精氨酸④尿素鳥氨酸H2O⑤鳥氨酸循環(huán)步驟生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

-酮酸的代謝

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

-酮酸的代謝

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)一碳單位的代謝一碳單位:是指某些氨基酸在分解代謝過程:中產(chǎn)生的含有一個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán)。常見的一碳單位有:甲基(-CH3)、亞甲基或甲烯基(-CH2-)、次甲基或甲炔基(=CH-)甲?;?CHO)、亞氨甲基(-CH=NH)等。常見的載體是四氫葉酸(FH4)。生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)1.N10-甲酰四氫葉酸(N10-CHOFH4)2.N5-亞氨甲基四氫葉酸(N5-CH=NHFH4)3.N5,N10-亞甲基四氫葉酸(N5,N10-CH2-FH4)4.N5,N10-次甲基四氫葉酸(N5,N10=CH-FH4)5.N5-甲基四氫葉酸(N5-CH3FH4)常見的一碳單位的四氫葉酸衍生物生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)一碳單位的相互轉(zhuǎn)變

生物化學(xué)》(高職高專教材)(陸正清、柯世懷主編)

一碳單位與AA、核苷酸代謝的聯(lián)系

甘絲組色一碳單位嘌呤核苷酸胸苷酸

AA代謝

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