蛋白质降解与氨基酸代谢精选PPT.ppt
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1、关于蛋白质降解与氨基酸代谢第1页,讲稿共145张,创作于星期三 第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用一、蛋白质营养的重要性一、蛋白质营养的重要性1、参与催化、代谢调节、运动、运输、参与催化、代谢调节、运动、运输、免疫防御等生命活动免疫防御等生命活动2、作为组织结构的材料、作为组织结构的材料3、氧化供能、氧化供能第2页,讲稿共145张,创作于星期三二、蛋白质的需要量二、蛋白质的需要量*氮总平衡氮总平衡:摄入氮:摄入氮=排出氮排出氮 如成人如成人*氮正平衡:氮正平衡:摄入氮摄入氮 排出氮排出氮 如儿童、孕妇如儿童、孕妇*氮负平衡氮负平衡:摄入氮:摄入氮 排出氮排出氮 如饥饿、消耗性疾病如
2、饥饿、消耗性疾病 1 1、氮平衡、氮平衡第3页,讲稿共145张,创作于星期三2、生理需要量生理需要量(2)最低生理需要量)最低生理需要量 成人每日最低需要量成人每日最低需要量:3050g/d我国营养学会推荐的我国营养学会推荐的 成人每日需要量成人每日需要量:80g/d(1 1)每天最低分解量)每天最低分解量 成人每日最低分解量约为成人每日最低分解量约为20g/d20g/d蛋白质蛋白质第4页,讲稿共145张,创作于星期三三、蛋白质的营养价值与互补作用三、蛋白质的营养价值与互补作用蛋白质的营养价值:蛋白质的营养价值:取决于其含必需氨基酸数量及种类的多少取决于其含必需氨基酸数量及种类的多少缬、异亮、
3、亮、苯丙、蛋、色、苏、赖氨酸缬、异亮、亮、苯丙、蛋、色、苏、赖氨酸共共8种种*必需氨基酸:必需氨基酸:体内需要而又不能自身合成,必须由食物体内需要而又不能自身合成,必须由食物供应的氨基酸。供应的氨基酸。第5页,讲稿共145张,创作于星期三蛋白质的互补作用:蛋白质的互补作用:指营养价值较低的蛋白质混合食用,必需指营养价值较低的蛋白质混合食用,必需氨基酸互相补充从而提高营养价值氨基酸互相补充从而提高营养价值谷类蛋白质含谷类蛋白质含赖氨酸较少赖氨酸较少而含而含色氨酸较多色氨酸较多豆类蛋白质含豆类蛋白质含赖氨酸较多赖氨酸较多而含而含色氨酸较少色氨酸较少两者混合食用可提高营养价值两者混合食用可提高营养价
4、值第6页,讲稿共145张,创作于星期三蛋白质的生理价值蛋白质的生理价值 是指被消化吸收的食物或饲料蛋白质是指被消化吸收的食物或饲料蛋白质经代谢转化为机体组织蛋白的利用率经代谢转化为机体组织蛋白的利用率.氮的保留量氮的保留量 生理价值生理价值 100100 氮的吸收量氮的吸收量第7页,讲稿共145张,创作于星期三生理价值单独食用 混合食用食物玉米 60小米 57大豆 64小麦 67小米 57大豆 64牛肉 69 73 89第8页,讲稿共145张,创作于星期三第二节第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败第9页,讲稿共145张,创作于星期三一、蛋白质的消化一、蛋白质的消化内肽酶内肽
5、酶:水解蛋白质内部肽键的酶水解蛋白质内部肽键的酶 胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶外肽酶外肽酶:水解肽链两端肽键的酶水解肽链两端肽键的酶 氨基肽酶、羧基肽酶氨基肽酶、羧基肽酶1 主要的酶类主要的酶类:第10页,讲稿共145张,创作于星期三(1)胃中消化)胃中消化胃蛋白酶原胃蛋白酶原 胃蛋白酶胃蛋白酶 H+蛋白质蛋白质 多肽(主)多肽(主)胃蛋白酶胃蛋白酶2 消化的部位:消化的部位:*酶原的激活酶原的激活*水解作用水解作用第11页,讲稿共145张,创作于星期三内肽酶内肽酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 (2)小肠内消化(主要部位)小肠内消化
6、(主要部位)主要的酶类:主要的酶类:外肽酶外肽酶 羧基肽酶羧基肽酶A 羧基肽酶羧基肽酶B 第12页,讲稿共145张,创作于星期三 肠激酶肠激酶:激活胰蛋白酶原激活胰蛋白酶原,胰蛋白酶再激活糜胰蛋白酶再激活糜 蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶等酶原蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶等酶原 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:经经胃液胃液和和胰液胰液中蛋白酶和肽酶的水解,产物中蛋白酶和肽酶的水解,产物中中1/31/3为氨基酸,为氨基酸,2/32/3是寡肽。是寡肽。寡肽寡肽再被肠粘膜再被肠粘膜细胞分泌的寡肽酶从氨基末端逐个水解成二肽细胞分泌的寡肽酶从氨基末端逐个水解成二肽,再经二肽酶水解
7、成氨基酸再经二肽酶水解成氨基酸.第13页,讲稿共145张,创作于星期三 H第14页,讲稿共145张,创作于星期三二、二、氨基酸的吸收和转运氨基酸的吸收和转运1 主要部位:小肠主要部位:小肠2 吸收机制:吸收机制:中性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸和甘氨酸载体为主动运输,需载体蛋白、需钠、耗能为主动运输,需载体蛋白、需钠、耗能第15页,讲稿共145张,创作于星期三三、蛋白质的腐败作用未被消化未被消化蛋白质蛋白质未被吸收未被吸收氨基酸氨基酸肠道细菌肠道细菌产生一系列对人体产生一系列对人体有害的物质有害的物质 胺类、酚类、吲哚、胺类、酚类、吲哚、硫化氢、氨、甲烷硫化氢、氨、甲烷第16
8、页,讲稿共145张,创作于星期三组氨酸组氨酸 赖氨酸赖氨酸 酪氨酸酪氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸氨基酸氨基酸CO2胺类胺类经经过过肝肝脏脏代代谢谢转转化化腐败作用产生的各种物质第17页,讲稿共145张,创作于星期三胺类的毒性(假神经递质的形成)假神经递质:假神经递质:某些物质结构与神经递质相似,可取代正常神经递质某些物质结构与神经递质相似,可取代正常神经递质从而影响脑功能,称假神经递质。从而影响脑功能,称假神经递质。第18页,讲稿共145张,创作于星期三假神经递质假神经递质肝性脑昏迷肝性脑昏迷苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸肠菌肠菌苯乙胺苯乙胺酪酪 胺胺肝脏肝脏正常正常解毒解毒肝病肝病-羟化酶羟化酶脑组
9、织脑组织苯乙醇胺苯乙醇胺羟酪胺羟酪胺第19页,讲稿共145张,创作于星期三第20页,讲稿共145张,创作于星期三(三)蛋白质的体外水解酸水解:酸水解:6mol/LHCI或4mol/LH2SO4真空100110 水解1024小时。Trp被破坏,Asn和Gln转变为Asp和Glu。碱水解:碱水解:5mol/LNaOH真空110 水解20小时。Trp不被破坏。酶水解:酶水解:在最适条件下,根据需要选择不同专一性的蛋白酶进行水解,得到不同水解产物。第21页,讲稿共145张,创作于星期三第三节氨基酸的代谢概况氨基酸代谢库(metabolicpool):全身各组织细胞内参与代谢的氨基酸第22页,讲稿共14
10、5张,创作于星期三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 脱氨基作用脱氨基作用 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 第23页,讲稿共145张,创作于星期三第24页,讲稿共145张,创作于星期三第四节 氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids第25页,讲稿共145张,创作于星期三一、氨基酸的
11、脱氨基作用定义:指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。1.转氨基作用转氨基作用2.氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用3.联合脱氨基作用联合脱氨基作用4.其它脱氨基作用其它脱氨基作用氨基酸氨基酸氨氨-酮酸酮酸第26页,讲稿共145张,创作于星期三(一)转氨基作用(transamination)1.1.定义定义 在转氨酶在转氨酶(transaminase)(transaminase)的作用下,某一氨基酸去的作用下,某一氨基酸去掉掉-氨基生成相应的氨基生成相应的-酮酸,而另一种酮酸,而另一种-酮酸得到此酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。氨基生成相应的氨基酸的过程。第27页,讲稿共145张,创作于星期三
12、(一)转氨基作用(transamination)2.反应过程大多数氨基酸大多数氨基酸+-酮戊二酸酮戊二酸 相应的酮酸相应的酮酸 +谷氨酸谷氨酸-NH2第28页,讲稿共145张,创作于星期三3、体内重要的转氨酶丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶(ALT(ALT或或GPT)GPT)天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶(AST(AST或或GOT)GOT)(alanine aminotransferase)(aspartate aminotransferase)第29页,讲稿共145张,创作于星期三磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛第30页,讲稿共145张,创作于星期三4、转氨基作用的机制第31页,讲稿共145张,创
13、作于星期三5.转氨基作用的生理意义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6.特点:只有氨基的转移,没有氨的生成 转氨基反应是可逆的第32页,讲稿共145张,创作于星期三水解脱氨水解脱氨氧化脱氢氧化脱氢酶酶L-谷氨酸脱氢酶:主要的酶谷氨酸脱氢酶:主要的酶氨基酸氧化酶:对体内脱氨基无意义氨基酸氧化酶:对体内脱氨基无意义(二)氧化脱氨基作用第33页,讲稿共145张,创作于星期三1、L-谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基第34页,讲稿共145张,创作于星期三活性高、分布广,(肌肉中活性很低)活性高、分布广,(肌肉中活性很低)催化的反应可逆,逆过程可合成谷氨酸催化的反应可逆,逆过程可合成
14、谷氨酸3 3、氧化脱氨基作用的局限性:、氧化脱氨基作用的局限性:仅谷氨酸经此脱氨仅谷氨酸经此脱氨2、谷氨酸脱氢酶的特点:第35页,讲稿共145张,创作于星期三(三)联合脱氨基作用(三)联合脱氨基作用1.定义:定义:两种脱氨基方式的联合作用,使氨基酸脱下两种脱氨基方式的联合作用,使氨基酸脱下-氨基生成氨基生成-酮酸和氨的过程。酮酸和氨的过程。第36页,讲稿共145张,创作于星期三2.方式:转氨基偶联氧化脱氨基作用l使体内许多使体内许多AAAA能真正脱氨能真正脱氨l其逆反应是合成非必需其逆反应是合成非必需AAAA的主要途径的主要途径第37页,讲稿共145张,创作于星期三转氨基偶联嘌呤核苷酸循环肌肉
15、组织中的联合脱氨基作用肌肉组织中的联合脱氨基作用第38页,讲稿共145张,创作于星期三(一)(一)体内氨的来源和去路体内氨的来源和去路二、氨的代谢第39页,讲稿共145张,创作于星期三(二)(二)氨的转运氨的转运转运方式:丙氨酸转运方式:丙氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺特点:无毒特点:无毒第40页,讲稿共145张,创作于星期三1、葡萄糖-丙氨酸循环第41页,讲稿共145张,创作于星期三生理意义生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝 肝为肌肉提供葡萄糖肝为肌肉提供葡萄糖第42页,讲稿共145张,创作于星期三2.谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用(脑、肌肉脑、肌肉
16、)第43页,讲稿共145张,创作于星期三临床上用谷氨酸盐临床上用谷氨酸盐降低血氨降低血氨 在脑、肌肉合成谷氨酰胺,运输到肝和肾后再分解为氨在脑、肌肉合成谷氨酰胺,运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸,从而进行解毒。和谷氨酸,从而进行解毒。生理意义生理意义 谷氨酰胺是氨的解毒产物,也是氨的储存及运输形式谷氨酰胺是氨的解毒产物,也是氨的储存及运输形式 第44页,讲稿共145张,创作于星期三(三)(三)尿素的合成尿素的合成 1.尿素合成的主要器官:尿素合成的主要器官:肝脏肝脏 2.尿素合成的原料:尿素合成的原料:氨和氨和CO2 3.尿素合成的过程:尿素合成的过程:鸟氨酸循环鸟氨酸循环第45页,讲稿共14
17、5张,创作于星期三 尿素合成的详细过程尿素合成的详细过程第46页,讲稿共145张,创作于星期三4.鸟氨酸循环的详细步骤鸟氨酸循环的详细步骤 氨基甲酰磷酸的合成(反应部位:线粒体)氨基甲酰磷酸的合成(反应部位:线粒体)第47页,讲稿共145张,创作于星期三 瓜氨酸的合成(反应部位:线粒体)瓜氨酸的合成(反应部位:线粒体)第48页,讲稿共145张,创作于星期三 精氨酸的合成(反应部位:胞液)精氨酸的合成(反应部位:胞液)第49页,讲稿共145张,创作于星期三 精氨酸水解为尿素精氨酸水解为尿素第50页,讲稿共145张,创作于星期三尿素合成小结:尿素合成小结:CO2+2NH3+3H2O+3ATP=NH
18、2CNH2+2ADP+AMP+4PiO=总结果:总结果:1CO2、2NH3、3ATP、4 P合成部位:合成部位:线粒体、胞液线粒体、胞液氨的来源:氨的来源:游离氨、天冬氨酸提供氨游离氨、天冬氨酸提供氨耗能:耗能:3ATP3ATP(4 4个高能磷酸键)个高能磷酸键)意义:意义:是肝脏解除氨毒的主要方式是肝脏解除氨毒的主要方式第51页,讲稿共145张,创作于星期三尿素循环的调节:尿素循环的调节:氨氨氨氨甲甲甲甲酰酰酰酰磷磷磷磷酸酸酸酸合合合合成成成成酶酶酶酶(CPSCPSI I)是是是是线线线线粒粒粒粒体体体体内内内内变变变变构构构构酶酶酶酶,其其其其变变变变构构构构激激激激活活活活剂剂剂剂N-N
19、-N-N-乙乙乙乙酰酰酰酰谷谷谷谷氨氨氨氨酸酸酸酸(AGAAGA)由由由由N-乙乙酰酰谷谷氨氨酸酸合合成酶催化生成,并由特异水解酶水解。成酶催化生成,并由特异水解酶水解。肝肝脏脏生生成成尿尿素素的的速速度度与与AGAAGA浓浓度度相相关关。当当氨氨基基酸酸分分解解旺旺盛盛时时,由由转转氨氨作作用用引引起起谷谷氨氨酸酸浓浓度度升升高高,增增加加AGAAGA的的合合成成,从从而而激激活活CPS-ICPS-I,加加加加速速速速氨氨氨氨基基基基甲甲甲甲酰酰酰酰磷磷磷磷酸酸酸酸合合合合成成成成,推推推推动动动动尿尿尿尿素素素素循循循循环环环环。精精精精氨氨氨氨酸酸酸酸是是是是AGAAGA合合合合成成成成
20、酶酶酶酶的的的的激激激激活活活活剂剂剂剂,因因因因此,临床利用精氨酸治疗高氨血症。此,临床利用精氨酸治疗高氨血症。此,临床利用精氨酸治疗高氨血症。此,临床利用精氨酸治疗高氨血症。第52页,讲稿共145张,创作于星期三5.高血氨症与肝昏迷高血氨症与肝昏迷*血氨正常参考值:血氨正常参考值:5.5465 mol/L*引起高血氨症主要原因:引起高血氨症主要原因:肝功能严重损伤,尿素合成障碍肝功能严重损伤,尿素合成障碍第53页,讲稿共145张,创作于星期三*机制:机制:脑中氨升高,消耗脑中氨升高,消耗-酮戊二酸(转变为谷氨酸),使三羧酸酮戊二酸(转变为谷氨酸),使三羧酸循环减弱,循环减弱,ATP合成减少
21、,引起大脑功能障碍,严重时昏迷。合成减少,引起大脑功能障碍,严重时昏迷。*降低血氨的措施:降低血氨的措施:限制蛋白进食量,给肠道抑菌药物,限制蛋白进食量,给肠道抑菌药物,给谷氨酸使其与氨结合为谷氨酰胺给谷氨酸使其与氨结合为谷氨酰胺第54页,讲稿共145张,创作于星期三三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢-酮酸酮酸还原还原氨基化氨基化非必需氨基酸非必需氨基酸合成合成糖或脂类糖或脂类氧化氧化CO2+H2O+ATP生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮生糖兼生酮氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸NH3第55页,讲稿共145张,创作于星期三三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢氨氨基基酸酸经经联联合合脱脱氨氨或或
22、其其它它方方式式脱脱氨氨所所生生成成的的-酮酸有下述去路:酮酸有下述去路:1.1.生成非必需氨基酸生成非必需氨基酸-酮酮酸酸经经联联合合加加氨氨反反应应可可生生成成相相应应的的氨氨基基酸酸。八八种种必必需需氨氨基基酸酸中中,除除赖赖氨氨酸酸和和苏苏氨氨酸酸外外其其余余六六种种亦亦可可由由相相应应的的-酮酮酸酸加加氨氨生生成成。但但和和必必需需氨氨基基酸酸相相对对应应的的酮酮酸酸不不能能在在体体内内合合成成,所所以以必必需氨基酸依赖于食物供应。需氨基酸依赖于食物供应。第56页,讲稿共145张,创作于星期三2.氧化生成CO2和水这这是是-酮酮酸酸的的重重要要去去路路之之一一。-酮酮酸酸通通过过一一
23、定定的的反反应应途途径径先先转转变变成成丙丙酮酮酸酸、乙乙酰酰CoA、或或三三羧羧酸酸循循环环的的中中间间产产物物,再再经经过过三三羧羧酸酸循循环环彻彻底底氧氧化化分分解解。三三羧羧酸酸循循环环将将氨氨基基酸酸代代谢谢与与糖糖代代谢、脂肪代谢紧密联系起来。谢、脂肪代谢紧密联系起来。第57页,讲稿共145张,创作于星期三第58页,讲稿共145张,创作于星期三3.3.转变生成糖和酮体转变生成糖和酮体建建立立人人工工糖糖尿尿病病犬犬的的模模型型。待待犬犬体体内内糖糖原原和和脂脂肪肪耗耗尽尽后后,用用某某种种氨氨基基酸酸饲饲养养,并并检检查查犬犬尿尿中中糖糖与与酮酮体体的的含含量量。若若进进食食某某种
24、种氨氨基基酸酸后后尿尿中中排排出出葡葡萄萄糖糖增增多多,称称此此氨氨基基酸酸为为称称生生糖糖氨氨基基酸酸(glucogenicaminoacid);若若尿尿中中酮酮体体(p415)含含 量量 增增 多多,则则 称称 为为生生 酮酮 氨氨 基基 酸酸(ketogenicaminoacid)。尿尿中中二二者者都都增增多多者者称称 为为生生 糖糖 兼兼 生生 酮酮 氨氨 基基 酸酸(glucogenic andketogenicaminoacid)。第59页,讲稿共145张,创作于星期三凡凡凡凡能能能能生生生生成成成成丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸或或或或三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环的的的的中
25、中中中间间间间产产产产物物物物的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸均均均均为为为为生生生生糖糖糖糖氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸;凡凡凡凡能能能能生生生生成成成成乙乙乙乙酰酰酰酰CoA或或或或乙乙乙乙酰酰酰酰乙乙乙乙酸酸酸酸的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸均均均均为为为为生生生生酮酮酮酮氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸;凡凡凡凡能能能能生生生生成成成成丙丙丙丙酮酮酮酮酸酸酸酸或或或或三三三三羧羧羧羧酸酸酸酸循循循循环环环环中中中中间间间间产产产产物物物物同同同同时时时时能能能能生生生生成成成成乙乙乙乙酰酰酰酰CoACoA或或乙乙酰酰乙乙酸酸者者为为生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基酸。基酸。亮亮亮亮氨氨氨氨酸酸酸酸为为
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