生物化学与分子生物学第九章氨基酸代谢
120页1、氨 基 酸 代 谢,第 九 章,Metabolism of Amino Acids,蛋白质的生理功能和营养价值 Physiological Function and Nutrition Value of Protein,第一节,一、 体内蛋白质具有多方面的重要功能,(一)蛋白质维持细胞组织的生长、更新和修补,(二)蛋白质参与体内多种重要的生理活动,催化(酶)、免疫(抗原及抗体)、运动(肌肉)、物质转运(载体)、凝血(凝血系统)等。,每克蛋白质在体内氧化分解可释放17.19KJ (4.1 KCal)的能量,人体每日18%能量由蛋白质提供。,(三)蛋白质可作为能源物质氧化供能,二、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述,氮平衡(nitrogen balance) 指每日氮的摄入量(食物中的蛋白质)与排出量(粪便和尿液)之间的关系。,氮总平衡:摄入氮 = 排出氮(正常成人),氮正平衡:摄入氮 排出氮(儿童、孕妇、恢复 期病人),氮负平衡:摄入氮 排出氮(饥饿、严重烧伤 、出血、消耗性疾病患者),蛋白质的生理需要量 成人每日蛋白质最低生理需要量为30g-50g,我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量
2、为80g。,氮平衡的意义 可以反映体内蛋白质代谢的概况。,其余12种氨基酸体内可以合成,称为营养非必需 氨基酸。,三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值,蛋白质的营养价值(nutrition value),蛋白质的营养价值是指食物蛋白质在体内的利用率,取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。,蛋白质的互补作用,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。,第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,一、外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收,蛋白质消化的生理意义,由大分子转变为小分子,便于吸收。 消除种属特异性和抗原性,防止过敏、毒性反应。,(一)在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽,1.蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸,胃蛋白酶的最适pH为1.52.5,对蛋白质肽键的作用特异性较差,主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽键,产物主要为多肽及少量氨基酸。 胃蛋白酶的凝乳作用:乳汁中的酪蛋白(casein)与Ca2+形成乳凝块,胃停留时间延长,利于消化。,2.蛋
3、白质在小肠被水解成小肽和氨基酸 小肠是蛋白质消化的主要部位。,内肽酶(endopeptidase) 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。,外肽酶(exopeptidase) 自肽链的末段开始,每次水解一个氨基酸残基,如羧基肽酶(A、B) 、氨基肽酶。,蛋白水解酶作用示意图,肠液中酶原的激活,胰蛋白酶(trypsin),肠激酶(enterokinase),胰蛋白酶原,弹性蛋白酶(elastase),弹性蛋白酶原,糜蛋白酶(chymotrypsin),糜蛋白酶原,羧基肽酶(A或B) (carboxypeptidase),羧基肽酶原(A或B),小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用,主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用,例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等,最终产物为氨基酸。,可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。 保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。 酶原还可视为酶的贮存形式。,酶原激活的意义,(二)氨基酸和寡肽通过主动转运机制被吸收,吸收部位:主要在小肠 吸收形式:氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制:耗能的主动吸
4、收过程,通过转运蛋白完成氨基酸和小肽的吸收,载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体,由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内,Na+再由钠泵排出细胞。,七种转运蛋白 (transporter),中性氨基酸转运蛋白 酸性氨基酸转运蛋白 碱性氨基酸转运蛋白 亚氨基酸转运蛋白 氨基酸转运蛋白 二肽转运蛋白 三肽转运蛋白,-谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程:,谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成,通过-谷氨酰基循环完成氨基酸的吸收,二、未消化吸收蛋白质在大肠下段发生腐败作用,未被消化的蛋白质及未被吸收的氨基酸,在大肠下部受大肠杆菌的分解,此分解作用称为腐败作用(putrefaction)。,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素等可被机体利用的物质。,蛋白质的腐败作用(putrefaction),(一)肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类,假神经递质(false neurotransmitter),某些物质结构(如苯乙醇胺,-羟酪胺)与神经递质(如儿茶酚胺)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。,(二)肠道细菌通过脱氨基作用产生
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