第07章蛋白质分解代谢.

1、 第7章皆白质今解代謝Catabolism of Protein第一节蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein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）肉）（三）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 .物质转运（载体）.凝血（凝血系统）等。 蛋白质可作为能源物质氧化供能每克蛋白质在体内氧化分解可释放1719kJ （4.1 kcal）的能量，人体很少由蛋白质提供。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v排出氮（饥饿.消耗性疾病患者） 氮平衡的意义可以反映体内蛋白质代谢的概况。 蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低生理需要童为30g50g,我三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值营养必需氨基酸(essential amino acid)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8

2、种：VaU lie、Leu Thr Met、Lys、Phe Trpo其余12种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需 氨基酸。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 ofProteins一. 外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收(-)在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽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。K蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸胃蛋白酶原 胃酸 胃蛋白酶.胃妥白酶+多肽碎片(pepsinogen)(pepsin)胃蛋白酶的最适pH为1.525,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。2、蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸卜肠是蛋白质消化的主要部位。胰酶及其作用

3、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，如髓蛋白酶、 糜蛋白酶、弹性蛋白酶。 夕卜肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始，每次水解一个氨基酸残基, 如竣基肽酶(A. B)、氨基肽酶。蛋白水解酶作用示意图氨基肽酶竣基肽酶内肽酶二肽酶COOHO II氨基酸 + U2N CHC-NHCH COOHRx I Rx+1氨基酸肠液中酶原的激活胰蛋白酶原 肠激酶 L(enterokinase)胰蛋白酶_(trypsin)糜蛋白酶原糜蛋白酶弹性蛋(chymotrypsin)白酶原弹性蛋白酶(elastase)拔基肽酶(A或B)(carboxypeptidase)酶原激活的意义拔基肽酶原(A 或B)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。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。(二) 氨基酸

4、通过主动转运过程被吸收主要在小肠吸收形式：氨基酸.寡肽、二肽耗能的主动吸收过程氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、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。丄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七种转运蛋3J亚氨基酸转运蛋白(transporter)卩氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白J三肽转运蛋白 Y谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用Y谷氨酰基循环(y-glutamyl cycle)i程:谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成肽的吸收利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系此种转运也是耗能的主动吸收过程吸收作用在小肠近端较强二、蛋白质在肠道发生腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction)肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产 物所起的作用。腐败作用的产物大多有害，如肢、氨. 苯酚.口引味等；也可产生少量的脂肪酸及维生 素等可被机体利用的物质组胺色胺尸胺(一) 肠道细菌通过脱竣基作用产生胺类蛋白质一贷勺晦- 氨基酸 旺竣思作厲_胺类(amines)组氨酸色氨酸 酪氨酸 赖氨酸(-)肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨未被吸收的氨基酸渗

5、入肠道的尿素氨 (ammonia)，降低肠道pH, NH3转变为NH4+以胺盐形式排出,可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。（三）腐败作用产生其它有害物质苯酚硫化氢P引味酪氨酸半胱氨酸色氨酸正常情况下，上述有害物质大部分随粪便羽F 出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而 解毒，故不会发生中毒现象。肝性脑病的假神经递质学说ch2nh2ch2nh2某些物质结构（如苯乙醇胺，卩-释酪胺）与神经 递质（如儿茶酚胺）结构相似，可取代正常神经递 质从而形响脑功能，称假神经递质。ch2nh2ch2nh2kh4-oh0-0苯乙肢苯乙醇胶第三节氨基酸的_般代谢General Metabolism of Amino Acids一、体内蛋白质分解生成氨基酸成人体内的蛋白质每天约有1%2%被降解， 主要是肌肉蛋白质。蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%80%被重新利用合成新的蛋白质。(一)蛋白质以不同的速率进行降解蛋白质的半寿期(half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间, 用切2表乔不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生理需要而变化。(-)真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径1、蛋白质在溶酶体通过

6、ATP-非依赖途径被降解利用溶酶体中的组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白.膜蛋白和长寿蛋白质；依赖ATP和泛素。泛素介导的蛋白质降解过程2、蛋白质在蛋白酶体通过ATP依赖途径被降解依赖ATP和泛素降解异常蛋白和短寿蛋白质泛素(ubiquitin) 76个氨基酸组成的多肽(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名 一级结构高度保守A泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使 其激活，即泛素化，包括三种酶参与的3步反应， 并需消耗ATP。A蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解。泛素化过程()UB 卜C-O + HS-E)AMP+PPiOII UB -c-S-Ehs-e2HS-EXUB -C-S-E,Oub |-c-s-e2oUB l-C-S-E,Pr hs-e2oubJ-c-nh - PrE3：泛素蛋白连接酶Pr：26S蛋白20S的核心 颗粒(CP)2个a环：7个a亚基2个卩环：7个卩亚基UB：泛素 EI：泛素激活酶 E2：泛素结合酶被降解蛋白质蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解 异常蛋白质和短寿蛋白质。质酶体19S的调节颗粒(RP): 18个亚基,6 个亚基具

7、有ATP酶活性20S核心颗粒核心颗粒盖f底部26S蛋白酶体泛素介导的蛋白质降解过程:二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨 基酸）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体 内合成的非必需氨基酸（内源性氨基酸）混在一 起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢 库（metabolic pool） o氨基酸代谢概况:物白 食蛋质消化吸收织白 组蛋质氨基酸代谢库22酸- .gs酸脱氨基 作用脱竣基作用E非必需氨基酸糖或脂类CO 卄 HQe尿素谷氨酰胺其它含氮物质胺类+ co2代谢转变嗥吟、哦吱、肌酸等含氣化合物三、氨基酸的脱氨基途径脱氨基作用指氨基酸脱去氨基生成相应a酮酸的过程o,IM MB MB SB MB OM CHB MB OB MB CM OB MB OHB OHB MB OB MB 0 OB Ml OHB Ml OB OB OB MB M OB OM!（一）转氨基:I（二）氧化脱氨基（三）联合脱氨基（主要方式）（一）转氨基作用1、转氨基作用由转氨酶催化完成转氨基作用（transamination）在转氨S（transaminase）的作用下

8、，某一氨 基酸去掉（X氨基生成相应的a-酮酸，而另一种1 酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。反应式1 RICCOOHC=OICOOHc=oICOOHHCNH.COOH大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖 氨酸、脯氨酸、程脯氨酸除外。正常人各组织中GPT及GOT活性（羊位/克湿组织）组织GPT GOT组织 GPT GOT肝440()0142000胰腺 20()0 28000肾1900091000脾120014000心7100156000肺70010000骨骼肌 480099000血清1620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。2、各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制转氨酶的辅酶是磷酸毗哆醛氨基酸oc 酮酸、厂磷酸毗哆醛丫转氨酶*磷酸毗哆胺、厂谷氨酸(X-酮戊二酸HOOCHOOCSchiff截异构体HOOCC=OIR1+CILOPOJL转氨基作用的生理意义转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基 的重要方式，也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。（二）氧化脱氨基NH2CH COOH I(CH2)2COOHNADCDH+Il* zhNAIXP)*IICCOOHI(CH2)2 COOHH2OO COOH +nh3(CH2)COOHL 谷氨酸催化酶：L谷氨酸脱氢酶

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