第10章蛋白质水解及氨基酸代谢.ppt

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1、1r蛋白质的蛋白质的水解水解r氨基酸的氨基酸的代谢代谢氨基酸的分解氨基酸的分解氨基酸的合成氨基酸的合成231.1 蛋白质的功能蛋白质的功能是构成组织细胞的重要成分；是构成组织细胞的重要成分；参与组织细胞的更新和修补；参与组织细胞的更新和修补；参与物质代谢及生理功能的调控；参与物质代谢及生理功能的调控；氧化供能；氧化供能；其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、识别等。识别等。第一节第一节 蛋白质的酶促水解蛋白质的酶促水解4氮平衡(nitrogen balance)人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产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

2、排出体外。同时，须从食物中摄取一定量的物的形式排出体外。同时，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，故可用氮物主要是蛋白质，故可用氮的摄入量来代表蛋白质氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量。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，这种动态平衡的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡就称为就称为氮平衡氮平衡(nitrogen balance)。5氮平衡有以下几种情况：氮平衡有以下几种情况：1氮总平衡：氮总平衡

3、：每日摄入氮量与排出氮量大致相等，表示每日摄入氮量与排出氮量大致相等，表示体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为氮总平衡氮总平衡。此种情况见于此种情况见于正常成人正常成人。2氮正平衡：氮正平衡：每日摄入氮量大于排出氮量，表明体内蛋每日摄入氮量大于排出氮量，表明体内蛋白质的合成量大于分解量，称为白质的合成量大于分解量，称为氮正平衡氮正平衡。此种情况见。此种情况见于于儿童、孕妇、病后恢复期。儿童、孕妇、病后恢复期。3氮负平衡：氮负平衡：每日摄入氮量小于排出氮量，表明体内蛋每日摄入氮量小于排出氮量，表明体内蛋白质的合成量小于分解量，称为白质的合成量小于分解量

4、，称为氮负平衡氮负平衡。此种情况见。此种情况见于于消耗性疾病患者（结核、肿瘤），饥饿者。消耗性疾病患者（结核、肿瘤），饥饿者。67必需氨基酸必需氨基酸一共有八种：一共有八种：赖氨酸（赖氨酸（Lys）、色）、色氨酸（氨酸（Trp）、苯丙氨酸（）、苯丙氨酸（Phe）、蛋氨酸）、蛋氨酸（Met）、苏氨酸（）、苏氨酸（Thr）、亮氨酸（）、亮氨酸（Leu）、）、异亮氨酸（异亮氨酸（Ile）、缬氨酸（）、缬氨酸（Val）。M e t Tr p Ly s Va l I l e L e u P h e T h r “假假 设设 来来 借借 一一 两两 本本 书书”由于由于酪氨酸酪氨酸在体内需由苯丙氨酸为原料

5、来合成，在体内需由苯丙氨酸为原料来合成，半胱氨酸半胱氨酸必需以蛋氨酸为原料来合成，故这两必需以蛋氨酸为原料来合成，故这两种氨基酸被称为种氨基酸被称为半必需氨基酸。半必需氨基酸。8蛋白质的营养价值及互补作用蛋白质的营养价值及互补作用 决定蛋白质营养价值高低的因素有：决定蛋白质营养价值高低的因素有：必需氨基酸的含量；必需氨基酸的含量；必需氨基酸的种类；必需氨基酸的种类；必需氨基酸的比例，必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基即具有与人体需求相符的氨基酸组成。酸组成。将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的作用称为提高其营养价值的

6、作用称为食物蛋白质的互补作用。食物蛋白质的互补作用。蛋白质互补三原则：蛋白质互补三原则：1 食物生物学种属愈远愈好2 搭配种类愈多愈好3 食用时间愈近愈好，最好同时食用 91.2 蛋白质的消化蛋白质的消化（一）胃中的消化：（一）胃中的消化：胃蛋白酶胃蛋白酶水解食物蛋白质为多肽、寡肽及少量氨基酸。水解食物蛋白质为多肽、寡肽及少量氨基酸。（二）肠中的消化：（二）肠中的消化：有两种类型的酶：有两种类型的酶：肽链外切酶：如羧肽酶肽链外切酶：如羧肽酶A、羧肽酶、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽、氨基肽酶、二肽酶等；酶等；肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶

7、等。蛋白质在肠中完全水解为氨基酸，由肠粘膜上皮细胞吸蛋白质在肠中完全水解为氨基酸，由肠粘膜上皮细胞吸收进入机体，游离氨基酸进入血液循环输送到肝脏。收进入机体，游离氨基酸进入血液循环输送到肝脏。10胰蛋白酶原胰蛋白酶原肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原糜蛋白酶糜蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶原羧基肽酶原A及及B羧基肽酶羧基肽酶A及及BH2NCHR1CONHCHR2NHCHR3CONHCHR4CONHCHR5CONHCHR6COOH氨氨基基肽肽酶酶内内肽肽酶酶羧羧基基肽肽酶酶11提问提问：不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么？：不同蛋白酶之间功能上区别可能有

8、什么？NH3+NH3+COO-COO-外切外切酶酶氨肽酶氨肽酶随机内切内切酶酶特定氨基酸间限制性内切限制性内切酶酶外切外切酶酶羧肽酶羧肽酶最终产物最终产物氨基酸氨基酸12氨基酸的吸收氨基酸的吸收 主要在主要在小肠小肠进行，是一种进行，是一种主动转运主动转运过过程，需由特殊载体携带。转运氨基酸程，需由特殊载体携带。转运氨基酸进入细胞时，同时转运入进入细胞时，同时转运入Na+。除此之外，也可经除此之外，也可经-谷氨酰循环系统谷氨酰循环系统进行。需由进行。需由-谷氨酰基转移酶催化，谷氨酰基转移酶催化，利用利用GSH，合成，合成-谷氨酰氨基酸进行谷氨酰氨基酸进行转运。消耗的转运。消耗的GSH可重新再合

9、成。可重新再合成。13蛋白质在肠中的腐败蛋白质在肠中的腐败 主要在主要在大肠大肠中进行，中进行，肠道细菌肠道细菌对未被消化的蛋对未被消化的蛋白质及其消化产物所起的分解作用，称为白质及其消化产物所起的分解作用，称为腐败腐败作用作用（putrefaction）。）。腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、脱氨、脱巯基等反应。可产生脱氨、脱巯基等反应。可产生有毒物质有毒物质，如胺，如胺类（腐胺、尸胺），酚类，吲哚类，氨及硫化类（腐胺、尸胺），酚类，吲哚类，氨及硫化氢等。氢等。这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。14氨基酸

10、代谢库氨基酸代谢库食物蛋白质经消化吸收产生的氨基酸（外源性食物蛋白质经消化吸收产生的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解生成的氨基酸氨基酸）与体内组织蛋白质降解生成的氨基酸以及其它物质经代谢转变而来的氨基酸（内源以及其它物质经代谢转变而来的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处，参与性氨基酸）混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库（代谢，称为氨基酸代谢库（metabolic pool）。）。第二节第二节 氨基酸的代谢氨基酸的代谢15氨基酸的来源和去路氨基酸的来源和去路 氨基酸代谢库脱氨基作用脱羧基作用NH3-酮酸酮体氧化供能糖尿素肝胺类CO2转变其他含氮化合物消化吸

11、收分解合成食物蛋白质组织蛋白质 体内合成的非必需氨基酸氨基酸氨基酸RCHNH2COOH161.氧化脱氨氧化脱氨-AA在酶的催化下氧化生成在酶的催化下氧化生成-酮酸，消耗氧并产酮酸，消耗氧并产生氨的过程。生氨的过程。脱氨酶脱氨酶脱氢氧化酶脱氢氧化酶CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亚氨基酸亚氨基酸不稳定不稳定H2O+H+水解加氧水解加氧脱氢脱氢NH4+-CORCOO-酮酮酸酸22.1 氨基酸的分解氨基酸的分解只介绍最普遍的脱氨基作用氧化脱氨、转氨基、联合脱氨。17NH4+过多有毒！过多有毒！L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶COO(CH2)2OCCOONAD+H2ONADH+H+N

12、H4+-谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨18若外环境若外环境NH3大量进入细胞，或细胞内大量进入细胞，或细胞内NH3大量积累大量积累酮戊二酸大量转化酮戊二酸大量转化NADPH大量消耗大量消耗三羧酸循环中断，能量供三羧酸循环中断，能量供应受阻，某些敏感器官应受阻，某些敏感器官（如神经、大脑）功能障（如神经、大脑）功能障碍。碍。表现：表现：语言障碍、视力模语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡。糊、昏迷、死亡。三羧酸循三羧酸循环环丙酮酸丙酮酸酮戊二酸氨中毒原理氨中毒原理L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOON

13、ADH+H+NH4+-谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+19要点：要点：氧化脱氨反应可逆。氧化脱氨反应可逆。L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为NAD+或或NADP+。此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。202.转氨基作用转氨基作用（transamination）特点特点：a.可逆，受平衡影响可逆，受平衡影响 b.氨基大多转给了氨基大多转给了-酮戊二酸酮戊二酸（产物（产物谷氨酸谷氨酸）提问：提问：为什么

14、多转给为什么多转给-酮戊二酸酮戊二酸？答案：答案：来源有保证，来源有保证，谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生-酮戊二酸酮戊二酸，L-谷氨酸脱氢酶分布最广，活性最强谷氨酸脱氢酶分布最广，活性最强。在转氨酶的作用下，在转氨酶的作用下，-氨基酸的氨基转移到氨基酸的氨基转移到-酮酮酸的酸的-碳上，生成相应的氨基酸，而原来的氨基碳上，生成相应的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成酸则转变成-酮酸。酮酸。CHNH2R1COOHCR2COOHOCR1COOHOCHNH2R2COOH+转氨酶21谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OC

15、COONADH+H+NH4+L-L-谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+O（酮酸酮酸）NH4+(A)转氨酶制转氨酶制谷氨酸谷氨酸22体内重要的转氨酶体内重要的转氨酶丙氨酸氨基转移酶（丙氨酸氨基转移酶（alanine amino-transferase,ALT或或glutamic pyruvic transaminase,GPT）：）：肝肝中活性最高中活性最高天冬氨酸氨基转移酶（天冬氨酸氨基转移酶（aspartate amino-transferase,AST或或glutamic oxalo-acetic transaminase,GOT）：）：心肌心肌中活性最高中

16、活性最高23 Ala-酮戊二酸-酮戊二酸丙酮酸GluALT草酰乙酸AspGluASTor GPTor GOT2425 提示：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是提示：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是血液的血液的100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肝组织受损破裂损破裂，肝细胞的转氨酶进入血液，肝细胞的转氨酶进入血液。查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基转氨基本质上本质上没有真正脱氨。没有真正脱氨。263、联合脱氨基作用、联合脱氨基作用在在转氨酶转氨酶和和谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶的联合作用下，使各的联合作用下，使各种氨基酸种氨基酸脱下氨基脱下氨基的过程。它是体内各种氨基的过程。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。其逆反应也是体内生成酸脱氨基的主要形式。其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。非必需氨基酸的途径。27+H2OL-谷氨酸脱氢酶+NH3-氨基酸-酮戊二酸L-谷氨酸转氨酶-酮酸NAD+H2N CHRCOOHCRCOOHONADH+H+CCH2CH2CCOOHOOHOH2