蛋白质降解与氨基酸代谢 (6)讲稿.ppt
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1、关于蛋白质降解与氨基酸代谢(6)第一页,讲稿共九十页哦 蛋白质的营养功能 与蛋白质的降解 氨基酸的分解代谢 氨基酸的生物合成第二页,讲稿共九十页哦第第 一一 节节蛋白质的营养功能蛋白质的营养功能与与蛋白质的降解蛋白质的降解第三页,讲稿共九十页哦一、蛋白质的营养功能蛋白质是构成生物体细胞的主要成分蛋白质是构成生物体细胞的主要成分氧化供能氧化供能转化成其他营养物质和生理活性物质转化成其他营养物质和生理活性物质具有多种生物功能具有多种生物功能促进机体的生长发育和组织的更新与修补促进机体的生长发育和组织的更新与修补第四页,讲稿共九十页哦 二、蛋白质的需要量二、蛋白质的需要量 人体每天通过食物蛋白摄入的
2、氮量人体每天通过食物蛋白摄入的氮量 与通过尿、粪排出的氮量之间的关系与通过尿、粪排出的氮量之间的关系.1.1.氮平衡氮平衡:摄入氮摄入氮=排出氮排出氮,正常代谢正常代谢;2.2.正氮平衡正氮平衡:摄入氮摄入氮 排出氮排出氮,合成旺盛合成旺盛;3.3.负氮平衡负氮平衡:摄入氮摄入氮 排出氮排出氮,分解加强分解加强.第五页,讲稿共九十页哦生理需要量(成人)生理需要量(成人):每日最低需要食进每日最低需要食进50-100g50-100g蛋白蛋白,以补充以补充体内蛋白的分解,保持氮平衡。体内蛋白的分解,保持氮平衡。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
3、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 100 100 氮的吸收量氮的吸收量第六页,讲稿共九十页哦蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用:营养价值较低的蛋白质混合食用,则必需营养价值较低的蛋白质混合食用,则必需氨基酸可以相互补充,而提高蛋白质营养价值氨基酸可以相互补充,而提高蛋白质营养价值的作用的作用.必需氨基酸必需氨基酸:人体自身不能合成或合成的量不足人体自身不能合成或合成的量不足,必必 须通过食物供应的氨基酸须通过食物供应的氨基酸.苏、赖、苯、蛋、色、亮、异、缬苏、赖、苯、蛋、色、亮、异、缬半半必需氨基酸必需氨基酸:组氨
4、酸和精氨酸组氨酸和精氨酸非非必需氨基酸必需氨基酸:其他十种其他十种第七页,讲稿共九十页哦三、蛋白质的降解三、蛋白质的降解(一一)胃中的消化胃中的消化蛋白质蛋白质胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶胃酸胃酸多肽多肽少量氨基酸少量氨基酸(+)自身激活自身激活-42AA(Phe.Try.Trp.Leu.Glu)第八页,讲稿共九十页哦(二二)小肠中消化小肠中消化(主要主要)内肽酶内肽酶:胰蛋白酶胰蛋白酶(碱性氨基酸羧基端肽键碱性氨基酸羧基端肽键)糜蛋白酶糜蛋白酶(芳香族氨基酸羧基端肽键芳香族氨基酸羧基端肽键)弹性蛋白酶弹性蛋白酶(脂肪族氨基酸肽键脂肪族氨基酸肽键)外肽酶外肽酶:羧肽酶羧
5、肽酶A(A(中性氨基酸羧基末端肽键中性氨基酸羧基末端肽键)羧肽酶羧肽酶B(B(碱性氨基酸羧基末端肽键碱性氨基酸羧基末端肽键)氨肽酶氨肽酶第九页,讲稿共九十页哦 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:水解产物中水解产物中2/32/3是寡肽,再被肠粘膜细胞分是寡肽,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泌的寡肽酶从氨基末端逐个水解成二肽,再经二再经二肽酶水解成氨基酸肽酶水解成氨基酸.第十页,讲稿共九十页哦(三)蛋白质的体
6、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。第十一页,讲稿共九十页哦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
7、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 第十二页,讲稿共九十页哦 第第 二二 节节氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢第十三页,讲稿共九十页哦 氨基酸的一般代谢个别氨基酸的代谢第十四页,讲稿共九十页哦氨基酸分解的基本反应氨基酸分解的基本反应:1.氨基酸的脱氨基作用2.氨基酸的转氨基作用3.氨基酸的联合脱氨基作用4.氨基酸的脱羧基作用5.氨基酸的羟化作用一、氨基酸的一般代谢第十五页,讲稿共九十页哦1.1.脱羧基作用脱羧基作用+AA胺类化合物胺类化合物脱羧酶脱羧酶(辅酶为磷酸吡哆醛)(辅酶为磷酸吡哆醛)特点:特点:专一性很强,每一种氨基酸都
8、有一种专一性很强,每一种氨基酸都有一种脱羧酶,辅酶是磷酸吡哆醛;脱羧反应广脱羧酶,辅酶是磷酸吡哆醛;脱羧反应广泛,有些产物具有重要生理功能;但多数泛,有些产物具有重要生理功能;但多数胺类对动物有毒,体内有胺氧化酶,能将胺类对动物有毒,体内有胺氧化酶,能将胺氧化为醛和氨。胺氧化为醛和氨。CO2第十六页,讲稿共九十页哦AA胺类化合物胺类化合物脱羧酶脱羧酶(辅酶为磷酸吡哆醛)(辅酶为磷酸吡哆醛)R1 COOH H-C-NH2-H R2O=C-+磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 R1 COOH H-C-N=C-H-R2醛亚胺醛亚胺+H2O R1 H H-C-N=C-H-R2CO2H2O H R2O=C-+R1 H
9、 H-C-NH2-反应机制反应机制:磷酸吡哆醛是辅酶磷酸吡哆醛是辅酶,形成醛亚胺形成醛亚胺,脱羧脱羧,水解水解,释放产物胺释放产物胺第十七页,讲稿共九十页哦(一)(一)-氨基丁酸(氨基丁酸(GABAGABA)COOH(CH2)2 HC-NH2 COOH谷氨酸谷氨酸 COOH(CH2)2 HC-NH2 GABA谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶+CO2-氨基丁酸氨基丁酸 是抑制性神经递质,对中枢是抑制性神经递质,对中枢神经系统有抑制作用,临床用作镇静剂神经系统有抑制作用,临床用作镇静剂。(脑、肾)第十八页,讲稿共九十页哦(二)牛磺酸(二)牛磺酸半胱氨酸半胱氨酸 磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸 牛磺酸牛磺酸3O3OE
10、 EE E:磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱羧酶牛磺酸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分,脑中亦有。是结合胆汁酸的组成成分,脑中亦有。第十九页,讲稿共九十页哦(三)组组 胺胺HC=C-CH2CH-COOHHN N NH2 C HHC=C-CH2CH2NH2HN N C H-CO2组胺酸脱羧酶组胺酸脱羧酶组氨酸组氨酸 组胺组胺 组胺生理作用组胺生理作用:1.1.扩血管,增加通透性,降血压。扩血管,增加通透性,降血压。2.2.收缩平滑肌(支气管痉挛收缩平滑肌(支气管痉挛-哮喘)哮喘)3.3.刺激胃酸分泌刺激胃酸分泌第二十页,讲稿共九十页哦(四)(四)5-5-羟色胺羟色胺色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶-CO25-5
11、-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶色氨酸色氨酸 5-5-羟色氨酸羟色氨酸5-5-羟色胺羟色胺第二十一页,讲稿共九十页哦 5-5-羟色胺又称羟色胺又称血清素血清素,广泛分,广泛分布于体内各组织。脑中布于体内各组织。脑中5-5-羟色胺作羟色胺作为抑制性神经递质;外周组织中为抑制性神经递质;外周组织中5-5-羟色胺具有收缩血管的作用。羟色胺具有收缩血管的作用。第二十二页,讲稿共九十页哦(五)多(五)多 胺胺 NH2(CH2)3 CHNH2 COOH NH2(CH2)4 NH2 鸟氨酸脱羧酶-CO2SAM 甲硫腺苷 -CO2精脒合成酶 NH2(CH2)4 NH(CH2)3NH2 NH(CH2)3NH2(C
12、H2)4 NH(CH2)3NH2 -CO2SAM 甲硫腺苷鸟氨酸 腐胺精胺 亚精胺(精脒)第二十三页,讲稿共九十页哦精胺与精脒精胺与精脒 是调节细胞生长的是调节细胞生长的重要物质。凡生长旺盛的组织(胚胎、重要物质。凡生长旺盛的组织(胚胎、再生肝及癌瘤组织)多胺含量有所增再生肝及癌瘤组织)多胺含量有所增加。推测其具有促进核酸及蛋白质合加。推测其具有促进核酸及蛋白质合成的作用。故临床测定癌瘤病人血、成的作用。故临床测定癌瘤病人血、尿多胺含量作为观察病情和辅助诊断尿多胺含量作为观察病情和辅助诊断癌症的生化指标之一。癌症的生化指标之一。第二十四页,讲稿共九十页哦2.2.氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基
13、作用氧化脱氨非氧化脱氨脱酰胺作用转氨基作用联合脱氨基作用第二十五页,讲稿共九十页哦(一)氧化脱氨基作用(一)氧化脱氨基作用定义:定义:-氨基酸在酶的作用下,氧化生成氨基酸在酶的作用下,氧化生成-酮酸,酮酸,同时消耗氧并产生氨的过程。同时消耗氧并产生氨的过程。反应通式:反应通式:HNH2R-C-COOH-+O2+H2OR-C-COOH+H2O2+NH3AA氧化酶O氨基酸 -酮酸第二十六页,讲稿共九十页哦 氨基酸氧化酶的种类氨基酸氧化酶的种类 L-L-氨基酸氧化酶:氨基酸氧化酶:催化催化L-L-氨基酸氧化脱氨,体内分布不广泛,最氨基酸氧化脱氨,体内分布不广泛,最适适pH10pH10左右,以左右,以
14、FADFAD或或FMNFMN为辅基。为辅基。D-D-氨基酸氧化酶:氨基酸氧化酶:体内分布广泛,以体内分布广泛,以FADFAD为辅基。但体内为辅基。但体内D-D-氨氨 基酸不多。基酸不多。第二十七页,讲稿共九十页哦 L-L-谷氨酸脱氢酶:谷氨酸脱氢酶:专一性强,分布广泛(动、植、微生物),活力强,专一性强,分布广泛(动、植、微生物),活力强,以以NAD+NAD+或或NADP+NADP+为辅酶。为辅酶。+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCHNH2-CH2COOH-+NAD(P)+H2O谷氨酸谷氨酸脱氢酶脱氢酶CH2-COOHC=O-CH2COOH-脱氨(正)氨同化(反)谷氨酸谷氨酸 -酮戊二
15、酸酮戊二酸G0第二十八页,讲稿共九十页哦 1.1.活性高(肝、肾、脑)活性高(肝、肾、脑)2.2.分布广分布广(动、植、微动、植、微)2.2.特异性强特异性强 3.3.是一种变构酶是一种变构酶:GTP GTP、ATPATP是变构抑制剂是变构抑制剂 GDP GDP、ADPADP是变构激活剂是变构激活剂.L-L-谷氨酸脱氢酶的特点谷氨酸脱氢酶的特点:第二十九页,讲稿共九十页哦还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。(在微生物中个别氨基酸进行,不普遍)(二)(二)非氧化脱氨非氧化脱氨L-丝氨酸丝氨酸 CH2 COO-C-NH3+=-CH3 COO-C=NH2+-COOH CH2OHNH
16、2-C-H-COOH CH3 C=O-丝氨酸脱水酶丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸丙酮酸-H2O+H2O-氨基丙烯酸氨基丙烯酸亚氨基丙酸亚氨基丙酸第三十页,讲稿共九十页哦(三)(三)氨基酸的脱酰胺作用氨基酸的脱酰胺作用 CH2-CONH2CH2-CHNH3+COO-+H2OCH2-COO-CH2-CHNH3+COO-+NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶CH2-CONH2CHNH3+COO-+H2O天冬酰胺酶天冬酰胺酶CH2-COO-CHNH3+COO-+NH3广泛存在于微、动、植中,有相当高的广泛存在于微、动、植中,有相当高的专一性。专一性。第三十一页,讲稿共九十页哦(四)(四).转氨基作用转氨基作用 -氨
17、基酸在氨基酸在转氨酶转氨酶的催化下将氨的催化下将氨基转移到基转移到-酮酸上酮酸上,生成相应的生成相应的-氨基酸氨基酸;原来的原来的-氨基酸则转变成相氨基酸则转变成相应的应的-酮酸酮酸.第三十二页,讲稿共九十页哦 转氨酶特点:转氨酶特点:1.1.种类多,分布广泛。种类多,分布广泛。2.2.大多数转氨酶,优先利用大多数转氨酶,优先利用-酮戊二酸酮戊二酸 作为氨基的受体,生成谷氨酸。作为氨基的受体,生成谷氨酸。3.3.反应平衡常数为反应平衡常数为1.01.0左右。左右。4.4.在线粒体和细胞液中都可进行转氨反应。在线粒体和细胞液中都可进行转氨反应。第三十三页,讲稿共九十页哦重要的酶重要的酶:1.GP
18、T(谷丙转氨酶)2.GOT(谷草转氨酶)分布于细胞内,正常血清含量甚少。某种原因造成细胞膜通透性增高、组织坏死或细胞破裂时,大量转氨酶释放入血,血清转氨酶含量升高。第三十四页,讲稿共九十页哦 CH3H-C-NH2 COOH COOH(CH2)2 C=O COOH CH3 C=O COOH COOH(CH2)2 HC-NH2 COOH+丙氨酸 -酮戊二酸 丙酮酸 谷氨酸GPT:谷丙转氨酶,急性肝炎时血清谷丙转氨酶,急性肝炎时血清GPTGPT 活性显著增高。活性显著增高。GPT第三十五页,讲稿共九十页哦 COOH CH2H-C-NH2 COOH COOH(CH2)2 C=O COOH+GOT CO
19、OH CH2 C=O COOH COOH(CH2)2 HC-NH2 COOH 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸 谷氨酸谷氨酸GOT::谷草转氨酶,心肌梗塞时血清含量明显增高谷草转氨酶,心肌梗塞时血清含量明显增高.第三十六页,讲稿共九十页哦N CHO HO CH2OH3CN CH2NH2 HO CH2OH3CNPP RH-C-NH2 COOHRC=OCOOH R2H-C-NH2 COOHR2C=OCOOH氨基酸-1磷酸吡哆醛(氨基传递体氨基传递体)氨基酸-2-酮酸-1磷酸吡哆胺-酮酸-2 氨基传递过程第三十七页,讲稿共九十页哦 转氨酶作用机制转氨酶作用机制:1.氨氨基基酸酸
20、与与磷磷酸酸吡吡哆哆醛醛形形成成醛醛亚亚胺胺,双双键键移位,水解,释放出移位,水解,释放出-酮酸酮酸与磷酸吡哆与磷酸吡哆胺胺;2.2.-酮酮酸酸与与磷磷酸酸吡吡哆哆胺胺形形成成醛醛亚亚胺胺,双双键移位,水解,释放出键移位,水解,释放出氨基酸氨基酸与磷酸吡哆与磷酸吡哆醛醛。第三十八页,讲稿共九十页哦(五)(五).联合脱氨基作用联合脱氨基作用-体内脱氨的主要方式体内脱氨的主要方式 氨基酸氨基酸与与-酮戊二酸酮戊二酸进行转氨基进行转氨基作用,生成相应的作用,生成相应的-酮酸酮酸和和谷氨酸谷氨酸,后者在谷氨酸脱氢酶作用下脱去氨基后者在谷氨酸脱氢酶作用下脱去氨基生成生成-酮戊二酸酮戊二酸和和NHNH3
21、3。第三十九页,讲稿共九十页哦 RH-C-NH2 COOH氨基酸氨基酸 COOH(CH2)2 C=O COOHRC=OCOOH-酮酸酮酸 COOH(CH2)2 HC-NH2 COOH-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸转氨酶转氨酶NH3+NADHNAD+H2OL-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶氨基酸的联合脱氨基作用第四十页,讲稿共九十页哦嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环存在于肌肉组织中的另一种氨基酸脱氨基作用。存在于肌肉组织中的另一种氨基酸脱氨基作用。氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 IMP NH3-酮酸酮酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 延胡索酸延胡索酸 AMP H2O苹果酸苹果酸腺苷
22、酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸脱氢酶第四十一页,讲稿共九十页哦联合脱氨基作用的特点:联合脱氨基作用的特点:a.a.转氨基作用转氨基作用与谷氨酸脱氢酶催与谷氨酸脱氢酶催 化的化的氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用偶联。偶联。b.b.联合脱氨基的结果产生游离氨。联合脱氨基的结果产生游离氨。c.c.既是脱氨的方式,也是合成非必既是脱氨的方式,也是合成非必 需氨基酸的重要途径。需氨基酸的重要途径。d.d.主要存在于肝、肾、脑组织中主要存在于肝、肾、脑组织中。第四十二页,讲稿共九十页哦 3.氨的代谢去路氨的代谢去路氨的转运氨的转运 谷氨酰胺的生成谷氨酰胺的生成(主要主要)丙氨酸转运丙氨酸转运尿素的生成尿素的生
23、成第四十三页,讲稿共九十页哦 氨,具有强烈的神经毒性。正常人氨,具有强烈的神经毒性。正常人血氨含量甚微,血氨含量甚微,0.06mmol/L0.06mmol/L(0.1mg/100ml)(0.1mg/100ml)。第四十四页,讲稿共九十页哦体内氨的来源体内氨的来源1.1.内源性氨内源性氨 体内代谢产生的氨体内代谢产生的氨 (1)(1)氨基酸的脱氨基作用(为主)。氨基酸的脱氨基作用(为主)。(2)(2)肾小管上皮细胞中谷氨酰胺分解产氨。肾小管上皮细胞中谷氨酰胺分解产氨。2.2.外源性氨外源性氨 消化道吸收的氨消化道吸收的氨 肠道未消化蛋白和未吸收氨基酸经腐败作用肠道未消化蛋白和未吸收氨基酸经腐败作
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