生物化学ppt课件氨基酸、蛋白质代谢紊乱与疾病.ppt
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1、目目 录录 氨氨 基基 酸酸 代代 谢紊乱谢紊乱与疾病与疾病.目目 录录一、一、蛋白质营养的重要性蛋白质营养的重要性1.维持细胞、组织的生长、更新和修补维持细胞、组织的生长、更新和修补2.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动催化(酶)、免疫(抗原及抗体)、运催化(酶)、免疫(抗原及抗体)、运动(肌肉)、物质转运(载体)、凝血(凝动(肌肉)、物质转运(载体)、凝血(凝血系统)等。血系统)等。3.氧化供能氧化供能人体每日人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用.目目 录录二、蛋白质需要量和营养价值二、蛋白质需要量和营养价值1.氮平衡氮平衡(nitr
2、ogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物(尿与粪)中含氮摄入食物的含氮量与排泄物(尿与粪)中含氮量之间的关系。量之间的关系。氮总平衡:氮总平衡:摄入氮摄入氮=排出氮(正常成人)排出氮(正常成人)氮正平衡氮正平衡:摄入氮摄入氮 排出氮(儿童、孕妇等)排出氮(儿童、孕妇等)氮负平衡氮负平衡:摄入氮摄入氮 排出氮(饥饿、消耗性疾病排出氮(饥饿、消耗性疾病患者)患者)氮平衡的意义:可以反映体内蛋白质代谢的慨况。氮平衡的意义:可以反映体内蛋白质代谢的慨况。.目目 录录2.生理需要量生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g,我,我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要
3、量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。3.蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指指体体内内需需要要而而又又不不能能自自身身合合成成,必必须须由由食食物供给的氨基酸,共有物供给的氨基酸,共有8种种。其余其余12种氨基酸体内可以合成,称非必需氨基酸。种氨基酸体内可以合成,称非必需氨基酸。.目目 录录蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。数量、种类、量质比。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
4、食用,其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。必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。.目目 录录蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用消化产物所起的作用腐败作用的产物大多有害,如胺、氨、苯酚、腐败作用的产物大多有害,如胺、氨、苯酚、吲哚等;也可产生少量的脂肪酸及维生素等可吲哚等;也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质被机体利用的物质。蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction).目目 录录(一)胺类(一)胺类(amines)的生成的生成蛋白质蛋白质
5、氨基酸氨基酸胺类胺类蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用 组氨酸组氨酸组胺组胺 赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺.目目 录录 假神经递质假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构与神经递质结构相似,可取代某些物质结构与神经递质结构相似,可取代正常神经递质从而影响脑功能,称假神经递质。正常神经递质从而影响脑功能,称假神经递质。苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺酪胺酪胺-羟酪胺羟酪胺.目目 录录 -羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺,羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺,它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合,但不它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合,但不能传递神
6、经冲动,使大脑发生异常抑制。能传递神经冲动,使大脑发生异常抑制。.目目 录录(二)(二)氨的生成氨的生成未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨(ammonia)肠道细菌肠道细菌脱氨基作用脱氨基作用尿素酶尿素酶降低肠道降低肠道pH,NH3转变为转变为NH4+以胺盐形式排出,以胺盐形式排出,可减少氨的吸收,这是酸性灌肠的依据。可减少氨的吸收,这是酸性灌肠的依据。.目目 录录(三)(三)其它有害物质的生成其它有害物质的生成酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚.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
7、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 目目 录录.目目 录录氨是机体正常代谢产物,具有毒性。氨是机体正常代谢产物,具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。而解毒。正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过 0.6mol/L。氨的代谢氨的代谢.目目 录录一、血氨的来源与去路一、血氨的来源与去路1.1.血氨
8、的来源血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶.目目 录录2.血氨的去路血氨的去路 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
9、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 谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+,随尿排出。随尿排出。.目目 录录二、氨的转运二、氨的转运1.丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)反应过程反应过程生理意义生理意义 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。.丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸
10、谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖糖酵酵解解途途径径肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖目目 录录.目目 录录2.谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺,运输到肝和肾在脑、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。后再分解为氨和谷氨酸,从而进行解毒。生理意义生理意义谷氨酰胺是氨
11、的解毒产物,也是氨的储谷氨酰胺是氨的解毒产物,也是氨的储存及运输形式。存及运输形式。.目目 录录 三、尿素的生成三、尿素的生成(一)生成部位(一)生成部位主要在主要在肝细胞肝细胞的线粒体及胞液中。的线粒体及胞液中。(二)生成过程(二)生成过程尿尿素素生生成成的的过过程程由由Hans Krebs 和和Kurt Henseleit 提提出出,称称为为鸟鸟氨氨酸酸循循环环(orinithine cycle),又又称称尿尿素素循循环环(urea cycle)或或Krebs-Henseleit循环循环。.目目 录录1.氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成
12、酶氨基甲酰磷酸合成酶(N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸,Mg2+)COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行反应在线粒体中进行.目目 录录反反应应由由氨氨基基甲甲酰酰磷磷酸酸合合成成酶酶(carbamoyl phosphate synthetase,CPS-)催化。催化。N-乙乙酰酰谷谷氨氨酸酸为为其其激激活活剂剂,反反应应消消耗耗2分分子子ATP。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA).目目 录录2.瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸.目目 录录由鸟氨酸氨基甲酰转移酶由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(orni
13、thine carbamoyl transferase,OCT)催化,催化,OCT常与常与CPS-构成复构成复合体。合体。反应在线粒体中进行,反应在线粒体中进行,瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。.目目 录录3.精氨酸的合成精氨酸的合成反应在反应在胞液胞液中进行。中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸.目目 录录精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸.目目 录录4.精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行反应在胞液中进行尿素尿素
14、鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸.鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液目目 录录.目目 录录高氨血症和氨中毒高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称血氨浓度升高称高氨血症高氨血症 (hyperammonemia),常见于肝功能严重损伤时,尿素合成酶的遗传缺常见于肝功能严重损伤时,尿素
15、合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症陷也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍,称高氨血症时可引起脑功能障碍,称氨中毒氨中毒(ammonia poisoning)。.目目 录录TAC 脑脑供供能能不不足足-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 脑内脑内-酮戊二酸酮戊二酸氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制.目目 录录个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢Metabolism of Individual Amino Acids.目目 录录 一、氨基酸脱羧基作用一、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2N
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