沈阳药科大学生物化学幻灯片10蛋白质分解代谢

1、第十章蛋白质分解代谢,第一节 营养素的概念和蛋白质的营养 一、营养素的概念和生理功能 二、食物蛋白的生理功能 三、氮平衡 四、蛋白质的营养价值,营养素（nutrient),概念：食物中具有促进人体生长、发育、更新和修补组织、维持各器官组织细胞或整体正常结构与功能的物质，成为营养素。 种类：糖类、脂类、蛋白质、核酸、维生素、水、 空气、无机盐,食物蛋白的生理功能,维持组织器官的生长、发育和修补作用 参与合成重要的含氮化合物 氧化供能,氮平衡 （nitrogen balance),（条件：摄足量的蛋白质酮石英钟是蛋白质质量）,蛋白质的营养价值 1、必需氨基酸（essential amino acid),概念：是指机体需要，但机体不能合成或合成量少，不能 满足需要，必需由食物供给的氨基酸。 种类：赖氨酸（lys）、色氨酸（Tyr） 、缬氨酸（Val） 亮氨酸（leu） 、异亮氨酸（Ile） 、苏氨酸（Thr） 甲硫氨酸（Met）、苯丙氨酸（Phe） 。 非必需氨基酸（non-essential amino acid）：是指机体也需要，但机体能合成，可不必由食物供给的氨基酸。,2、蛋白质营养的

2、评价 3、蛋白质的需要量 4、蛋白质的互补作用（complementary action),概念： 几种营养价值较低的蛋白质混合食用，互相补充必需氨基酸的种类和数量，从而提高蛋白质在体内的利用率，这称为蛋白质的互补作用。,第二节 蛋白质消化、吸收和腐败 一、消化,重要蛋白水解酶的特异性,二、肽和氨基酸的吸收,两种吸收方式： 主动转运需Na+、运载蛋白、ATP和酶等 -谷氨酰基循环在结合在细胞膜上的-谷氨酰转移酶催化下，通过与GSH作用而转入细胞的,-谷氨酰基循环机制,蛋白质及其消化产物在肠道中的腐败作用,定义：常到细菌可使部分蛋白质或其未吸收的消化产物分解 方式：脱氨、脱所、氧化、还原、水解 产物：营养物质脂肪、维生素等 有毒物质胺、NH3、酚、H2S、吲哚等 组胺 His 尸胺 Lys 腐胺 鸟氨酸,第三节 氨基酸的一般代谢,氨基酸的来源： （1）食物蛋白质经消化而被吸收的氨基酸； （2）细胞合成的非必需氨基酸； （3）组织蛋白分解产生的氨基酸。 氨基酸的去路： （1）合成生物体的组织蛋白质； （2）转变为重要含氮化合物，如嘌呤、嘧啶、酶、激素等； （3）氨基酸氧化分解释放能量； （

3、4）有些氨基酸转变为糖或脂肪等。,一、氨基酸代谢概况,二、氨基酸的脱氨基作用,脱氨方式： 转氨作用 氧化脱氨基作用 联合脱氨基作用 非氧化脱氨基作用,（一）转氨作用（transamination）,概念：氨基酸的-氨基与-酮酸的酮基，在转氨酶的作用下 相互交换，生成相应的新的氨基酸和-酮酸。,转氨酶（transaminase）：亦称氨基转移酶 辅酶磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺，系维生素B6的磷酸酯 重要的转氨酶 谷丙转氨酶（GPT） 谷草转氨酶（GOT）,转氨作用机制：,转氨作用的意义： 1、氨基酸分解代谢的起始步骤 2、机体合成非必需氨基酸的主要途径,（二）氧化脱氨作用（oxidative deamination）,概念：在酶的催化下，氨基酸脱氨的同时伴有氧化的反应过程,酶类： 1、氨基酸氧化酶黄素蛋白，辅酶FAD，由氧参与，产物H2O2,2、L-谷氨酸脱氢酶,特点：NAD+或NADP+为辅酶，分布广，在肝、肾和脑中活性 较强，肌肉中活性低些，可逆，特异性强 。,（三）联合脱氨基作用(体内一种重要的脱氨方式 ),定义：转氨作用与氧化脱氨基作用相偶联进行的反应,方式：1、转氨偶联谷氨酸氧化脱

4、氨作用 部位：肝、肾和脑,2、转氨偶联AMP循环脱氨作用 部位：骨骼肌和心脏,转氨作用与谷氨酸氧化脱氨基作用联合,转氨-AMP循环脱氨,（四）非氧化脱氨基作用（主要存在于微生物）,2、脱硫化氢脱氨,1、脱水脱氨,3、直接脱氨,三、氨的代谢,（一）氨的来源 内源性氨： 氨基酸脱氨基作用产生的氨（体内氨的主要来源） 胺类物质的氧化产生氨 嘌呤或嘧啶的分解产生氨 酰胺化合物的水解等也可产生氨 外源性氨： 肠道食物蛋白质的腐败 尿素肠肝循环 服用氨类药物等产生的氨,（二）氨的去路,尿素的合成 谷氨酰胺的生成 参与合成一些重要的含氮化合物 （如嘌呤、嘧啶、非必需氨基酸等） 以铵盐的形式由尿排出。,1尿素的合成,合成部位：肝脏（细胞液、线粒体）,合成途径：鸟氨酸循环（尿素循环）,步骤,氨基甲酰磷酸的合成 瓜氨酸的合成 精氨酸的合成 尿素的生成,线粒体,细胞液,总结：,尿素中-NH2的来源,游离的NH3,Asp中的NH3,鸟氨酸循环：以鸟氨酸为起点，通过瓜氨酸与精氨酸把 NH3和CO2合成尿素的循环过程（也叫尿素循环）,生理意义：把有毒NH3转变成无毒尿素排出体外，解氨毒,2丙氨酸-葡萄糖循环,意义

5、：肌组织中的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝 肝又为肌组织提供了生成丙氨酸的葡萄糖,3合成谷胺酰胺,解氨毒 氨的运输和贮存形式 调节酸碱平衡 参与体内嘌呤、嘧啶和非必需氨基酸的合成,意义,谷氨酰胺合成酶：主要分布在脑、心和肌肉等组织,四 -酮酸的代谢,（一）合成非必需氨基酸,（二）转变为糖和脂肪,氨基酸分为：,生糖氨基酸 ：可沿糖异生作用转化为糖 。 生酮氨基酸 ：可沿脂肪酸分解和合成途径生成酮体和脂肪酸 生糖兼生酮氨基酸 ：既能转变成糖又能转变成酮体,（三）氧化供能,第四节 个别氨基酸的代谢,一、氨基酸脱羧基作用,（一）脱羧基作用 氨基酸脱羧产物：胺和二氧化碳 氨基酸脱羧酶：辅酶是含维生素B6的磷酸吡哆醛。,（二） 重要氨基酸脱羧基反应,1. 谷氨酸脱羧作用,-氨基丁酸（-aminobutyric acid，GABA）生理功能：对中枢 神经系统有普遍的抑制作用，是一种神经系统的主要抑制性递质,2. 组氨酸脱羧作用,组胺生理功能：是一种强烈的血管舒张剂，具有扩张血管降低血 压、促进平滑肌收缩及胃液分泌等作用,3.鸟氨酸脱羧作用,腐胺、亚精胺、精胺等多胺类化合物能促进细胞生长和分裂 。,（三

6、）胺的分解代谢,二、氨基酸与“一碳基团”的代谢,（一）“一碳基团”及其载体,“一碳基团”概念：某些氨基酸在代谢过程中分解生成含一个碳原子 的基团，称为“一碳基团”（one carbon group） 或“一碳单位”（one carbon unit）,重要的“一碳基团” ：,“一碳基团”的载体：,四氢叶酸（tetrahydrofolic acid，FH4）主要载体 S-腺幻灯片 40苷蛋氨酸（S-adenosylmethionine ，SAM）,（二）生成“一碳基团”的氨基酸,1甘氨酸与“一碳基团”的生成,2组氨酸与“一碳基团”的生成,3丝氨酸与“一碳基团”的生成,4蛋氨酸与“一碳基团”的生成,5“一碳基团”的互变,(三）“一碳基团”代谢的生理意义,1四氢叶酸“一碳基团”参与体内嘌呤和嘧啶碱生物合成,2满足多种重要物质生物和成对甲基的需要,3“一碳基团”代谢与新药设计,三、芳香氨基酸的代谢,（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢 1生成酪氨酸 苯丙氨酸是必需AA，在苯丙氨酸羟化酶作用下可转变为酪氨酸。 2合成激素 酪氨酸是合成甲状腺素、肾上腺素和去甲肾上腺素等激素的原料 3. 代谢缺陷症 苯丙酮酸尿症 : 苯丙氨酸羟化酶缺乏使苯丙氨酸不能转变为酪氨酸，导致正常时的次要代谢产物苯丙酮酸生成显著增加 。 白化病 ：酪氨酸酶缺乏不仅影响肾上腺素、甲状腺素等有关激素合成，也使酪氨酸氧化生成黑色素障碍，使患者皮肤及毛发成白色 4. 生成酪胺,(二)、色氨酸的代谢,1生成5-羟色胺 生成尼克酸 生成黄尿酸 生成褪黑激素,三、含硫氨基酸的代谢,1蛋氨酸主要生化作用包括：蛋白质生物合成时作为起始的氨基酸；生成的SAM是体内甲基化反应的活性甲基的供体，可转变为半胱氨酸。 2半胱氨酸和胱氨酸为非必需氨基酸，其上的二硫键是维持许多重要蛋白质的活性结构所必需的，如胰岛素、免疫球蛋白等；一些巯基酶类活性与半胱氨酸的SH基有关；半胱氨酸代谢产物牛黄酸是构成胆汁酸的重要组成成分。 3谷胱甘肽（glutathione，G-SH）是广泛分布于体内的三肽化合物。其氧化型G-S-S-G和还原型G-SH可互变，多以还原型存在。它与维生素C、E等构成体内抗氧化系统，保护体内许多含巯基蛋白质、酶和生物膜等免于因氧化而丧失正常的生化功能。,

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