第7章氨基酸代谢.ppt

氨氨 基基 酸酸 代代 谢谢第第 七七 章章蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein 第一节第一节一、一、蛋白质的功能蛋白质的功能1.维持细胞、组织的生长、更新和修补维持细胞、组织的生长、更新和修补2.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。血系统）等。3.氧化供能（氧化供能（最次要最次要）二、蛋白质的需求量二、蛋白质的需求量氮平衡氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。量之间的关系。氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮 =排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡：氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡：氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）病患者）氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的概况。氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的概况。人体对蛋白质的需求量人体对蛋白质的需求量成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国营养学会推荐成人每日蛋白，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为质需要量为80g。必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有须由食物供给的氨基酸，共有8种：种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。“一两色素本来淡些一两色素本来淡些”三、蛋白质的营养价值三、蛋白质的营养价值异异-亮亮-色色-苏苏-苯苯-赖赖-蛋蛋-缬缬 蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。数量、种类、量质比。蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。植物蛋白质动物蛋白质植物蛋白质动物蛋白质第二节第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins1.1.胃中的消化作用胃中的消化作用 胃蛋白酶对肽键作用特异性较差，主要水解由胃蛋白酶对肽键作用特异性较差，主要水解由芳香族芳香族AAAA、MetMet、LeuLeu形成的肽键形成的肽键 胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)蛋白质蛋白质胃蛋白酶胃蛋白酶多肽多肽+少量氨基酸少量氨基酸（一）（一）蛋白质的消化蛋白质的消化2.2.小肠中的消化小肠中的消化 小肠是蛋白质消化的主要部位小肠是蛋白质消化的主要部位a.胰酶胰酶 (主要酶主要酶)内肽酶内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图b.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨的作用，例如氨基肽酶基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等。等。(二二)氨基酸的吸收氨基酸的吸收 吸收部位：主要在小肠吸收部位：主要在小肠 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：吸收机制：耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产物所起的分解作用。物所起的分解作用。腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质素等可被机体利用的物质。n 蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction)(putrefaction)二、二、PrPr的肠中腐败作用的肠中腐败作用（一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类（一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸胺类胺类(amines)蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用 组氨酸组氨酸组胺组胺 赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺氨基酸脱羧基作用产生胺类，如组胺、色氨、苯乙胺等氨基酸脱羧基作用产生胺类，如组胺、色氨、苯乙胺等（舒张小血管）（舒张小血管）（收缩小血管）（收缩小血管）（产生假神经递质）（产生假神经递质）n 假神经递质假神经递质(false neurotransmitter)(false neurotransmitter)某些物质结构某些物质结构(如苯乙醇胺，如苯乙醇胺，-羟酪胺羟酪胺）与与神经神经递质（如儿茶酚胺）递质（如儿茶酚胺）结构相似，可取代正常神经递结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。质从而影响脑功能，称假神经递质。苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺CH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2NH2COHHCH2NH2COHH酪胺酪胺-羟酪胺羟酪胺CH2CH2NH2OHCH2CH2NH2OHCH2NH2COHHOHCH2NH2COHHOH（二）（二）肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨产生氨未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨(ammonia)脱氨基作用脱氨基作用尿素酶尿素酶 降低肠道降低肠道pH，NH3转变为转变为NH4+以胺盐形式排出，以胺盐形式排出，可减少氨的吸收可减少氨的吸收，这是，这是酸性灌肠的依据。酸性灌肠的依据。（三）（三）腐败作用产生苯酚、吲哚、硫化氢等有腐败作用产生苯酚、吲哚、硫化氢等有害物质害物质酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚 正常情况下，有害物质大部分随粪便排出，正常情况下，有害物质大部分随粪便排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，不会发生中毒现象。不会发生中毒现象。第三节第三节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids一、一、真核生物中蛋白质的降解有两条途径真核生物中蛋白质的降解有两条途径 不依赖不依赖ATP 利用利用组织蛋白酶组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性降解外源性蛋白、膜蛋白和胞内长寿蛋白蛋白、膜蛋白和胞内长寿蛋白 依赖泛素依赖泛素(ubiquitin)的降解过程的降解过程 溶酶体内降解过程溶酶体内降解过程 依赖依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白二、二、氨基酸代谢库氨基酸代谢库(metabolic pool)食物蛋白经消化吸收的氨基酸食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性（外源性氨基酸）氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。处参与代谢，称为氨基酸代谢库。氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸(非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况 -酮酸酮酸 脱氨基脱氨基作用作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能 糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 三、三、氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用 定义：定义：指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。脱氨基脱氨基方式：方式：氧化脱氨基氧化脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基 转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联最重要最重要（一）转氨基作用（一）转氨基作用(transamination)(transamination)1.定义定义在在转氨酶转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨的作用下，某一氨基酸的基酸的-氨基氨基转移到另一种转移到另一种-酮酸的酮基上，生酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸，原来的氨基酸则转变成成相应的氨基酸，原来的氨基酸则转变成-酮酸酮酸的过程。的过程。2.反应式反应式 特点：特点：没有游离的氨产生没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代，但改变了氨基酸代谢库中各种氨基酸的比例。谢库中各种氨基酸的比例。大多数氨基酸可参与转氨基作用，但大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸脯氨酸、羟脯氨酸除外。除外。3.转氨酶转氨酶 正常人各组织正常人各组织GOT及及GPT活性活性(单位单位/克湿组织克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。预后的指标之一。组织组织GOTGPT 心心1560007100肝肝14200044000骨骼肌骨骼肌990004800肾肾9100019000组织组织GOTGPT 胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002000140001200100007002016谷丙转氨酶（谷丙转氨酶（GPT/ALTGPT/ALT）和谷草转氨酶（）和谷草转氨酶（GOT/ASTGOT/AST）转氨基作用的机制：转氨基作用的机制：转氨酶的辅酶是转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 -酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式；是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式；是机体合成非必需氨基酸的重要途径。是机体合成非必需氨基酸的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨。通过此种方式并未产生游离的氨。转氨基作用的生理转氨基作用的生理意义：意义：（二）（二）L-L-谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中辅酶为辅酶为 NAD+或或NADP+，产生游离的产生游离的NH3。GTP、ATP为其抑制剂为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂为其激活剂催化酶：催化酶：L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸NH3-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)2COOHCOOH+OC(CH2)2COOHCOOH+-亚氨基戊二酸亚氨基戊二酸 两种脱氨基方式的联合作用，使氨两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下基酸脱下-氨基氨基生成生成-酮酸酮酸的过程。的过程。定义：定义：（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环n 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 -酮酸酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 H2O+NAD+转氨酶转氨酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱