生物化学第09章氨基酸代谢
91页1、氨 基 酸 代 谢,第 09 章,Metabolism of Amino Acids,第一节 蛋白质的生理功能 和营养价值,The physiological Functions and Nutritional value of Protein,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) 摄入食物的含氮量与排泄物(尿与粪)中含氮量之间的关系。,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、孕妇等),氮负平衡:摄入氮 排出氮(饥饿、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30g50g,我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。,氮平衡的意义 可
2、以反映体内蛋白质代谢的概况。,四、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,取决于组成该蛋白质必需氨基酸的数量、种类和相互间的比例。,蛋白质中的氨基酸按营养价值分可分为:营养必需氨基酸和非必需氨基酸两类。,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、吸收与腐败,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,一、外源性蛋白质的消化,(一)在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽,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。,1、胃中的消化,蛋白质在小肠
3、被水解成小肽和氨基酸,(1)、胰液中的蛋白酶及其作用,胰酶是消化蛋白质的主要酶,最适pH为7.0左右,包括内肽酶和外肽酶。,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。,2、小肠中消化小肠是蛋白质消化的主要部位。,蛋白水解酶作用示意图,氨基酸 +,2、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。,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。,蛋白质消化产物:氨基酸和寡肽,肠粘膜细胞氨基酸载体蛋白的作用,肠粘膜细胞膜上有七种转运不同氨基酸的载体蛋白,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。,钠泵,ATP,二、氨基酸的吸收转运,蛋白质消化产物氨基酸的吸收一般认为有
4、两种方式: 主动转运 -谷氨酰基循环, 主动转运:, -谷氨酰基循环,二、蛋白质在肠中的腐败,肠道细菌对未被消化的蛋白质及其未被吸收的氨基酸所起的作用。称蛋白质的腐败作用(putrefaction),腐败作用的定义,肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类,肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨,其它有害物质:苯酚、硫化氢等,腐败作用的产物,有益物质:维生素,脂肪酸,(一)肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类,蛋白质,氨基酸,胺类(amines),组氨酸,组胺,赖氨酸,尸胺,色氨酸,色胺,酪氨酸,酪胺,苯丙氨酸 苯乙胺 苯乙醇胺,假神经递质,假神经递质(false neurotransmitter),假神经递质:指某些物质结构(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。,腐败作用产物与假神经递质,正常情况下,这些 有害物质大部分随 粪便排出,只有小 部分被吸收,经肝 脏的代谢转变而解 毒,故不会发生中 毒现象。,当肝功能受损时,腐败产物酪胺、苯乙胺可进入脑组织,并在-羟化酶的作用生成结构与儿茶酚胺类似的物质,他们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合,但不能传递神经
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