蛋白质降解和氨基酸分解代谢.ppt

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1、一、蛋白质的降解1 1、内源性蛋白质降解的特点、内源性蛋白质降解的特点:有选择性有选择性.受受细胞的营养状态的影响细胞的营养状态的影响.2 2、每天都有一定量的细胞内蛋白被降解，每天都有一定量的细胞内蛋白被降解，其意义为：其意义为：及时清除异常蛋白：突变蛋白、异常修饰蛋白等及时清除异常蛋白：突变蛋白、异常修饰蛋白等.及时灭活具有调节活性的蛋白：酶、调节蛋白等及时灭活具有调节活性的蛋白：酶、调节蛋白等.3 3、影响细胞内蛋白质降解速度的因素：、影响细胞内蛋白质降解速度的因素：营养状况：营养状况：饥饿、能量供应不足，蛋白质分解加速，以满足机体基本饥饿、能量供应不足，蛋白质分解加速，以满足机体基本

2、代谢需要；否则只进行必要的降解代谢需要；否则只进行必要的降解.激素水平：应激状态，疾病状态等激素水平：应激状态，疾病状态等.水解氨基酸氨基酸4、蛋白质降解的反应机制：、蛋白质降解的反应机制：A A、溶酶体无选择性地降解蛋白质、溶酶体无选择性地降解蛋白质-蛋白质被泛肽标记蛋白质被泛肽标记.B B、ATPATP依赖性的以细胞溶胶为基础的机制依赖性的以细胞溶胶为基础的机制 泛肽给选泛肽给选 择降解的蛋白质加以标记择降解的蛋白质加以标记.细胞如何选择地降解细胞如何选择地降解“过期蛋白过期蛋白”，而不影，而不影 响细胞的正常功能？响细胞的正常功能？泛肽：泛肽：7676个氨基酸的小肽，在细胞内广泛存在个氨

3、基酸的小肽，在细胞内广泛存在.溶酶体溶酶体氨基酸氨基酸被标记后被标记后的的内源蛋内源蛋白质白质50500nm各种各种水解水解酶酶单层膜单层膜溶酶体游离于细胞质中，过于微小难以观察溶酶体游离于细胞质中，过于微小难以观察小分子单元小分子单元白细胞杀菌、细胞自白细胞杀菌、细胞自溶也与之有关溶也与之有关1 1、蛋白质的生理功能：、蛋白质的生理功能：组织细胞重要的组成成分，维持组织、细胞的生长，组织细胞重要的组成成分，维持组织、细胞的生长，更新和修补组织更新和修补组织.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动(如酶、激素如酶、激素).).氧化供能（氧化供能（17.9KJ/g 17.9KJ/g 蛋白质

4、）蛋白质）.可转化为糖和脂肪等可转化为糖和脂肪等.氨基酸为含氮化合物合成的提供氮源氨基酸为含氮化合物合成的提供氮源.二、机体对外源蛋白质的需要及消化：二、机体对外源蛋白质的需要及消化：总氮平衡：总氮平衡：摄入氮摄入氮=排出氮排出氮 即蛋白质分解与合成处于平衡，如成人即蛋白质分解与合成处于平衡，如成人.正氮平衡：正氮平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮 即蛋白质合成量多于分解量，如儿童、孕妇即蛋白质合成量多于分解量，如儿童、孕妇.负氮平衡：负氮平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮 即蛋白质分解量多于合成量，如饥饿、消耗性疾病即蛋白质分解量多于合成量，如饥饿、消耗性疾病.摄入氮摄入氮=食物摄入氮；食物摄入

5、氮；排出氮排出氮=尿氮尿氮+粪氮粪氮2、氮平衡：3 3、蛋白质的需要量：、蛋白质的需要量：成人每日最低需要量成人每日最低需要量:30:3050g/d50g/d 我国营养学会推荐的成人每日需要量我国营养学会推荐的成人每日需要量:80g/d:80g/d 必需氨基酸：必需氨基酸：机体不能合成、必需从食物中摄取（赖、机体不能合成、必需从食物中摄取（赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、色、苏氨酸）色、苏氨酸）.非必需氨基酸：非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸体内可合成的氨基酸.半必需氨基酸：半必需氨基酸：婴幼儿时期合成量不能满足需要婴幼儿时期合成量不能满足需要.组氨酸和精氨酸组氨酸和精氨酸

6、.4、蛋白质的营养价值：取决于其含必需氨基酸种 类及含量的多少.注：蛋白质不能储备：进入机体内的蛋白质注：蛋白质不能储备：进入机体内的蛋白质作为氮源和能源作为氮源和能源 进行代谢进行代谢.6、蛋白质的消化和吸收：、蛋白质的消化和吸收：三、氨基酸的分解代谢三、氨基酸的分解代谢 氨基酸的分解代谢产物氨基酸的分解代谢产物-酮酸酮酸：氧化：氧化：COCO2 2、H H2 2O O、ATP.ATP.提供可转化为提供可转化为G G（燃料）（燃料）的的3 3碳和碳和4 4碳单位碳单位.NHNH4 4 +：再利用生成氨基酸再利用生成氨基酸.排泄：排泄：NH4NH4+、尿素、尿、尿素、尿 酸酸.（一）氨基酸的脱

7、氨基作用：（一）氨基酸的脱氨基作用：体内有三种主要的脱氨基方式：体内有三种主要的脱氨基方式：1、氨基转移反应氨基转移反应.2、氧化脱氨基反应氧化脱氨基反应.3、联合脱氨基反应联合脱氨基反应.1 1、转氨基反应：可逆性反应、转氨基反应：可逆性反应.转氨酶转氨酶 (transaminase)(transaminase)参与作用参与作用.转氨酶转氨酶R2CCOOHNH2HR1CCOOHOR2CCOOHOR1CCOOHNH2H氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸(提供氨基提供氨基)(新的氨基酸新的氨基酸)(新的酮酸新的酮酸)(接受氨基接受氨基)-酮戊二酸酮戊二酸L-氨基酸氨基酸L-谷氨酸谷

8、氨酸-酮酸酮酸（1）最有优势接受脱下的氨基的是最有优势接受脱下的氨基的是-酮戊二酸酮戊二酸.-酮戊二酸是最重要的氨基转移中介酮戊二酸是最重要的氨基转移中介.参与的酶：谷丙转氨酶(glutamic pyruvic transaminase,GPT)谷草转氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT)体内比较重要的转氨基反应：体内比较重要的转氨基反应：谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸(-KG)(-KG)丙氨酸丙氨酸GPTCOOHCH2CH2CHCOOHNH2COOHCH2CH2COCOOHCH3COCOOHCH3CHNH2COOH谷丙转氨酶催化的反应

9、：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是血液的肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是血液的100100倍倍.抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能：抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能：肝组织受损破裂肝组织受损破裂.结合乙肝抗原等指标进一步确定原因结合乙肝抗原等指标进一步确定原因.查肝功抽血化验转氨酶指数的意义：查肝功抽血化验转氨酶指数的意义：肌肉组织中有一种重要的转氨酶，不是以-酮戊二酸(-KG)作为氨基接受体，而是以-丙酮酸作为氨基接受体并生成丙氨酸.（2）葡萄糖-丙氨酸循环：重要.肝脏肝脏u 以葡萄糖、丙氨酸转运氨以葡萄糖、丙氨酸转运氨-经济、高效（一举两得）：经济、高效（一举两得

10、）：肌肉剧烈运动肌肉剧烈运动丙酮酸丙酮酸NH3糖异生作用糖异生作用脱氨基反应脱氨基反应糖酵解糖酵解蛋白质分解蛋白质分解丙酮酸丙酮酸NH32 2、氧化脱氨基作用：、氧化脱氨基作用：谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶(L-glutamate dehydrogenase(L-glutamate dehydrogenase）：）：分布：肝脏、肾脏和脑组织分布：肝脏、肾脏和脑组织.是不需氧脱氢酶，辅酶为：是不需氧脱氢酶，辅酶为：NADNAD+或或 NADPNADP+.反应部位：线粒体反应部位：线粒体.注：该种脱氨基反应只针对一种氨基酸注：该种脱氨基反应只针对一种氨基酸-谷氨酸谷氨

11、酸+H2O_H2O+NH3-酮戊二酸酮戊二酸(CH2)2COOHC=OCOOHL-L-谷氨酸谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOHL-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 NAD+NADH+H+(CH2)2COOHC=NHCOOHu L-谷氨酸氧化脱氨基反应过程：3、联合脱氨基作用：（1）谷氨酸的联合脱氨基反应.（2）嘌呤核苷酸的联合脱氨基反应.COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H2ONADHH+NAD+氨氨基基酸酸-酮酮酸酸（1）以谷氨酸为主的联合脱氨基反应：）以谷氨酸为主的联合脱氨基反应：转氨酶转氨酶-酮戊二酸酮戊二

12、酸 谷氨酸谷氨酸谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（2）以嘌呤核苷酸循环为主的联合脱氨基反应）以嘌呤核苷酸循环为主的联合脱氨基反应.肌肉、肝、脑、肾肌肉、肝、脑、肾（二）氨基酸的脱羧基作用：（二）氨基酸的脱羧基作用：直接脱羧基：直接脱羧基：PLP赖氨酸赖氨酸精氨酸精氨酸丝氨酸丝氨酸羟化脱羧基：羟化脱羧基：酪氨酸酶酪氨酸酶1 1、体内氨的来源：重要体内氨的来源：重要 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用.肠道细菌的腐败作用肠道细菌的腐败作用.尿素尿素(Urea)(Urea)的分解的分解.肾小管上皮分泌肾小管上皮分泌谷氨酸的分解谷氨酸的分解.G Gl ln nG Gl lu u谷谷氨氨酰酰胺胺酶酶H2ONH

13、3CONH2CH2CH2CHNH2COOHCOOHCH2CH2CHNH2COOH（三）（三）氨的转运与排泄氨的转运与排泄2 2、氨的转运、氨的转运谷胺酰胺谷胺酰胺合成酶合成酶谷氨酰磷酸谷氨酰磷酸以无毒的谷胺酰以无毒的谷胺酰 胺的形式转运胺的形式转运.肝脏肝脏谷胺酰胺谷胺酰胺合成酶合成酶L-谷胺酰胺谷胺酰胺肌肉组织：氨主要肌肉组织：氨主要以丙氨酸的形式转运：以丙氨酸的形式转运：葡萄糖葡萄糖-丙氨酸循环丙氨酸循环.3 3、氨的排泄：、氨的排泄：各种生物根据安全、价廉的原则排氨各种生物根据安全、价廉的原则排氨.直接排氨，不消耗能量；排氨形式越复杂、耗能越多直接排氨，不消耗能量；排氨形式越复杂、耗能越

14、多.水生生物直接扩散脱氨（水生生物直接扩散脱氨（NHNH3 3）哺乳、两栖动物排尿哺乳、两栖动物排尿素素体内水循环迅速，体内水循环迅速，NHNH3 3浓度低，浓度低，扩散流失快，毒性小扩散流失快，毒性小.体内水循环较慢，体内水循环较慢，NHNH3 3浓度较高，浓度较高，需要消耗能量使其转化为较简需要消耗能量使其转化为较简单，低毒的尿素形式单，低毒的尿素形式.NNNNOOO-鸟类、爬虫排尿酸均来自转氨均来自转氨不溶于水不溶于水毒性很小毒性很小需更多能量需更多能量为什么这类生物如此排氨？为什么这类生物如此排氨？水循环太慢，保留水分同时不中毒，付出高能量代价水循环太慢，保留水分同时不中毒，付出高能量

15、代价.高等植物，高等植物，以以Gln/AsnGln/Asn形式储存氨形式储存氨，不排氨，不排氨.1932年年Hans Krebs提出尿素循环提出尿素循环(urea cycle).又称为鸟氨酸循环又称为鸟氨酸循环(ornithine cycle).NH2(CH2)3HCCOOHNH2NH(CH2)3HCCOOHNH2CONH2NH(CH2)3HCCOOHNH2CNHNH2鸟氨酸瓜氨酸精氨酸NH2CONH2尿素鸟氨酸瓜氨酸 精氨酸NH3CO2NH3+尿素H2OH2OH2O4、尿素、尿素(urea)的生成反应：的生成反应：尿素生成的要点：尿素生成的要点：亚细胞定位：线粒体与细胞质亚细胞定位：线粒体与

16、细胞质.限速酶：氨甲酰磷酸合成酶限速酶：氨甲酰磷酸合成酶.耗能过程：耗能过程：4ATP/urea.4ATP/urea.N N与与C C来源：氨基酸脱氨和来源：氨基酸脱氨和COCO2.2.尿素合成的调节：尿素合成的调节：食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响.CPS-CPS-的调节的调节.尿素合成酶系的调节尿素合成酶系的调节.四、氨基酸碳骨架的氧化途径.（一）氨基酸碳骨架的去路：生成生成 非必须氨基酸非必须氨基酸.转变成碳水化合物及脂肪转变成碳水化合物及脂肪.氧化供能（氧化途径）氧化供能（氧化途径）.（二）碳骨架的氧化途径：异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰乙酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸 半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺（一）一