蛋白质的降解与氨基酸的代谢 课件.ppt

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1、蛋白质的降解与氨基酸的代谢蛋白质的降解与氨基酸的代谢 第1页，此课件共38页哦第八章第八章 蛋白质的降解与氨基酸的代谢蛋白质的降解与氨基酸的代谢 内内 容容 提提 要要第一节第一节 蛋白质的酶水解蛋白质的酶水解第二节第二节 氨基酸分解代谢的公共途径氨基酸分解代谢的公共途径第三节第三节 氨基酸合成的公共途径氨基酸合成的公共途径第2页，此课件共38页哦第一节第一节 氮源和氨基酸库氮源和氨基酸库 氮素是蛋白质、核酸等含氮化合物的组成成分，是生物合成氮素是蛋白质、核酸等含氮化合物的组成成分，是生物合成必不可少的营养素。必不可少的营养素。不同生物体利用的氮源是不同的不同生物体利用的氮源是不同的微生物：少

2、数利用氮气，多数用铵盐和硝酸盐以及有机氮。微生物：少数利用氮气，多数用铵盐和硝酸盐以及有机氮。植物：无机氮植物：无机氮动物：有机氮动物：有机氮第3页，此课件共38页哦第一节第一节 氮源和氨基酸库氮源和氨基酸库1.氮平衡（氮平衡（nitrogen balance)摄入事物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关摄入事物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。系。氮总平衡：摄入氮氮总平衡：摄入氮=排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡：摄入氮氮正平衡：摄入氮排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡：摄入氮氮负平衡：摄入氮排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）排出氮（饥饿、消耗性疾

3、病患者）成人每天最低蛋白质质需要量为成人每天最低蛋白质质需要量为3050g,我国营养学家会推荐成我国营养学家会推荐成人每日蛋白质需要量为人每日蛋白质需要量为80g。第4页，此课件共38页哦2.2.必需氨基酸（必需氨基酸（eessential amino acid)eessential 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种：种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。第一节第一节 氮源和氨基酸库氮源和氨基酸库第5页，此课件共38页哦第二节第二节 蛋白质的酶水解蛋白质的酶水

4、解 生物利用外源蛋白质时，需要将蛋白质分解成氨基酸或寡肽生物利用外源蛋白质时，需要将蛋白质分解成氨基酸或寡肽才能被吸收利用。才能被吸收利用。一、蛋白酶与蛋白酶的分类一、蛋白酶与蛋白酶的分类 催化蛋白质分子中的肽键水解的一类酶，称为蛋白酶。催化蛋白质分子中的肽键水解的一类酶，称为蛋白酶。1、根据、根据作用方式作用方式第6页，此课件共38页哦胃蛋白酶胃蛋白酶R1R1：芳香族、疏水氨基酸（：芳香族、疏水氨基酸（N N及及C C端）；端）；胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶R1R1：芳香族、疏水（：芳香族、疏水（C C端）；端）；弹性蛋白酶弹性蛋白酶R2R2：丙，甘，丝等短脂肪链的氨基酸（：丙，甘，丝等短脂肪链

5、的氨基酸（C C端）；端）；胰蛋白酶胰蛋白酶 R3R3：碱性氨基酸（：碱性氨基酸（C C端端)。一、蛋白酶与蛋白酶的分类一、蛋白酶与蛋白酶的分类第7页，此课件共38页哦2 2、根据作用的、根据作用的pHpH分分 酸性蛋白酶酸性蛋白酶 pH2-5 pH2-5 中性蛋白酶中性蛋白酶 pH7-8 pH7-8 碱性蛋白酶碱性蛋白酶 pH9-11pH9-11一、蛋白酶与蛋白酶的分类一、蛋白酶与蛋白酶的分类第8页，此课件共38页哦二、蛋白质的酶水解二、蛋白质的酶水解 大分子的蛋白质受内肽酶、外肽酶和二肽酶的协同催化，逐步降大分子的蛋白质受内肽酶、外肽酶和二肽酶的协同催化，逐步降解生成。解生成。多肽多肽 寡

6、肽寡肽 二肽二肽 氨基酸氨基酸第9页，此课件共38页哦二、蛋白质的酶水解二、蛋白质的酶水解第10页，此课件共38页哦三、氨基酸的吸收及氨基酸代谢库三、氨基酸的吸收及氨基酸代谢库 在人和动物体内，氨基酸被小肠粘膜吸收后，通过粘膜的微细血在人和动物体内，氨基酸被小肠粘膜吸收后，通过粘膜的微细血管进入血液，并运送到肝脏及其他器官中进行代谢。管进入血液，并运送到肝脏及其他器官中进行代谢。体内氨基酸的来源体内氨基酸的来源 外界吸收；外界吸收；自身合成；自身合成；蛋白质更新释放。蛋白质更新释放。由于氨基酸是蛋白质、核酸等生物分子合成的原料，细胞内总有由于氨基酸是蛋白质、核酸等生物分子合成的原料，细胞内总有

7、相当数量的游离氨基酸存在。相当数量的游离氨基酸存在。氨基酸库氨基酸库 细胞内所有游离存在的氨基酸。细胞内所有游离存在的氨基酸。第11页，此课件共38页哦第二节第二节 氨基酸分解代谢的公共途径氨基酸分解代谢的公共途径蛋白质降解的原因蛋白质降解的原因被异常修饰的非正常蛋白质，突变蛋白质；被异常修饰的非正常蛋白质，突变蛋白质；各种须及时灭活的具有调节活性的蛋白质，尤其是关键酶。各种须及时灭活的具有调节活性的蛋白质，尤其是关键酶。蛋白质加速降解的条件蛋白质加速降解的条件食物中蛋白质供应充足或过量；食物中蛋白质供应充足或过量；饥饿或糖尿病时无法获得充足的糖做燃料。饥饿或糖尿病时无法获得充足的糖做燃料。第

8、12页，此课件共38页哦第二节第二节 氨基酸分解代谢的公共途径氨基酸分解代谢的公共途径氨基酸分解代谢的公共途径氨基酸分解代谢的公共途径 1.脱氨基作用脱氨基作用有机酸、氨有机酸、氨;2.脱羧基作用脱羧基作用胺、胺、CO2;3.脱氨、脱羧作用。脱氨、脱羧作用。第13页，此课件共38页哦 氨基酸经酶催化脱去氨基的作用称为脱氨基作用。氨基酸经酶催化脱去氨基的作用称为脱氨基作用。一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨基作用第14页，此课件共38页哦 除甘氨酸、赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸外，大多数氨除甘氨酸、赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸外，大多数氨基酸可参与转氨基作用。基酸可参与转氨基作用。氨

9、基转移酶（转氨酶）催化转氨基反应，转氨酶种类多、氨基转移酶（转氨酶）催化转氨基反应，转氨酶种类多、分布广，活性高，在细胞溶胶和线粒体中都有。不同的氨基分布广，活性高，在细胞溶胶和线粒体中都有。不同的氨基酸需要不同的转氨酶催化。酸需要不同的转氨酶催化。1.1.转氨基作用转氨基作用第15页，此课件共38页哦1.1.转氨基作用转氨基作用第16页，此课件共38页哦转氨基作用的生理意义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。体合成非必需氨基酸的重要途径。通过转氨基并未产生游离的氨。通过

10、转氨基并未产生游离的氨。1.1.转氨基作用转氨基作用第17页，此课件共38页哦2.2.氧化脱氨氧化脱氨 转氨作用并不能最终脱掉氨，而是把多种氨基酸转化为谷氨酸，转氨作用并不能最终脱掉氨，而是把多种氨基酸转化为谷氨酸，谷氨酸在氧化脱氨的作用下才真正脱掉氨。谷氨酸在氧化脱氨的作用下才真正脱掉氨。第18页，此课件共38页哦3.3.联合脱氨基作用联合脱氨基作用 联合脱氨基作用是由转氨酶和联合脱氨基作用是由转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶联合作用脱去氨谷氨酸脱氢酶联合作用脱去氨基的方式。基的方式。第19页，此课件共38页哦3.3.联合脱氨基作用联合脱氨基作用第20页，此课件共38页哦机体内部分氨基酸可进行脱羧基

11、作用，生成相应的一级胺。它是机体内部分氨基酸可进行脱羧基作用，生成相应的一级胺。它是氨基酸分解的另一条共同途径。氨基酸分解的另一条共同途径。催化脱羧反应的酶称为脱羧酶，这类酶的辅酶是磷酸吡哆醛，其反催化脱羧反应的酶称为脱羧酶，这类酶的辅酶是磷酸吡哆醛，其反应过程应过程二、氨基酸的脱羧基作用二、氨基酸的脱羧基作用第21页，此课件共38页哦组胺可以使血管舒张，降低血压；组胺可以使血管舒张，降低血压；酪胺、酪胺、5-5-羟色胺能增高血压；羟色胺能增高血压；谷氨酸脱羧生成的谷氨酸脱羧生成的-氨基丁酸是重要的神经递质。氨基丁酸是重要的神经递质。但绝大多数胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶，能将它们但绝大多数

12、胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶，能将它们氧化成醛、酸。氧化成醛、酸。二、氨基酸的脱羧基作用二、氨基酸的脱羧基作用第22页，此课件共38页哦三、氨基酸脱氨、脱羧产物的进一步代谢三、氨基酸脱氨、脱羧产物的进一步代谢1.-1.-酮酸的代谢酮酸的代谢 (1)(1)用于氨基酸的再合成；用于氨基酸的再合成；(2)(2)转变成糖和脂转变成糖和脂;生糖氨基酸生糖氨基酸碳骨架能转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸。能生成丙酮酸碳骨架能转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸。能生成丙酮酸和和TCATCA循环中的中间产物的氨基酸可经糖异生作用转变成糖。循环中的中间产物的氨基酸可经糖异生作用转变成糖。生酮氨基酸生酮氨基酸氨基酸脱氨

13、后生成的酮酸经复杂的变化后，可变成乙氨基酸脱氨后生成的酮酸经复杂的变化后，可变成乙酰辅酶酰辅酶A A。乙酰辅酶。乙酰辅酶A A在动物体内不能转变成糖，只能转变成脂肪，这类在动物体内不能转变成糖，只能转变成脂肪，这类氨基酸称为生酮氨基酸。氨基酸称为生酮氨基酸。(3)(3)进入进入TCATCA循环，氧化生成循环，氧化生成COCO2 2和和H H2 2O O。第23页，此课件共38页哦1.-1.-酮酸的代谢酮酸的代谢第24页，此课件共38页哦2.2.氨的代谢氨的代谢 氨对人体及动物是有毒的，在体内不能大量积存。游离的氨形成后氨对人体及动物是有毒的，在体内不能大量积存。游离的氨形成后应立即代谢。应立即

14、代谢。第25页，此课件共38页哦2.2.氨的代谢氨的代谢第26页，此课件共38页哦人体氨的代谢方式主要有以下几种形式人体氨的代谢方式主要有以下几种形式 在肝内合成尿素，这是最主要的去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺。合成谷氨酰胺。2.2.氨的代谢氨的代谢第27页，此课件共38页哦生成部位生成部位主要在肝细胞的线粒体主要在肝细胞的线粒体及胞液中。及胞液中。生成过程生成过程鸟氨酸循环鸟氨酸循环（orinithinecycle),又称尿又称尿素循环（素循环（urea cycle)。2.2.氨的代谢氨的代谢尿素合成尿素合

15、成 第28页，此课件共38页哦尿素合成尿素合成 第29页，此课件共38页哦尿素合成尿素合成 第30页，此课件共38页哦尿素合成尿素合成 第31页，此课件共38页哦尿素合成尿素合成 第32页，此课件共38页哦尿素合成尿素合成 第33页，此课件共38页哦尿素合成尿素合成尿素循环小结尿素循环小结原料：原料：2 2分子氨，一分子来自于游离氨，另一个来自于天冬氨酸。分子氨，一分子来自于游离氨，另一个来自于天冬氨酸。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。耗能：耗能：3 3个个ATPATP，4 4个高能磷酸键。个高能磷酸键。意义意义不仅可以消除氨的毒性，还可减少不仅

16、可以消除氨的毒性，还可减少COCO2 2溶于血液所产生的酸性。溶于血液所产生的酸性。第34页，此课件共38页哦 大部分直接排到细胞外，小部分可通过丙酮酸羧化支路被固定，大部分直接排到细胞外，小部分可通过丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或苹果酸。这些有机酸的生成对于三羧酸循环产生发酵生成草酰乙酸或苹果酸。这些有机酸的生成对于三羧酸循环产生发酵产物（如柠檬酸、谷氨酸、延胡索酸、苹果酸等）有促进作用。产物（如柠檬酸、谷氨酸、延胡索酸、苹果酸等）有促进作用。3.CO3.CO2 2的去路的去路第35页，此课件共38页哦4.4.胺的代谢胺的代谢 氨基酸脱羧生成的胺可在胺氧化酶的催化下生成醛。氨基酸脱羧生

17、成的胺可在胺氧化酶的催化下生成醛。醛在脱氢酶的作用下，加水脱氢生成有机酸。有机酸再经醛在脱氢酶的作用下，加水脱氢生成有机酸。有机酸再经-氧化作用，生成乙氧化作用，生成乙酰酰CoACoA。乙。乙酰酰CoACoA进进入三入三羧羧酸循酸循环环，最，最后被氧化成后被氧化成COCO2 2和和H H2 2O O。第36页，此课件共38页哦5.5.氨基酸分解代谢途径小结氨基酸分解代谢途径小结第37页，此课件共38页哦第三节第三节 氨基酸合成的公共途径氨基酸合成的公共途径NADP为辅酶为辅酶原料是原料是NHNH3 3和和-酮酸酮酸 合成的公共途径合成的公共途径氨基化作用和转氨作用氨基化作用和转氨作用一、氨基化作用一、氨基化作用1 1、还原氨基化作用、还原氨基化作用第38页，此课件共38页哦