蛋白质代谢-课件.ppt

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1、第十章第十章 蛋白质代谢蛋白质代谢 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用 氨基酸的一般分解代谢氨基酸的一般分解代谢 氨的代谢氨的代谢 -酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成 个别氨基酸代谢个别氨基酸代谢 糖、脂类、氨基酸和核苷酸代谢的联系糖、脂类、氨基酸和核苷酸代谢的联系本章主要内容本章主要内容第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用一、食物蛋白质的生理功能一、食物蛋白质的生理功能一、食物蛋白质的生理功能一、食物蛋白质的生理功能 蛋白质在动物体内的生理功能主要有三方面：蛋白质在动物体内的生理功能主要有三方面：蛋白质在动物体内的生理功能主要有三方面：蛋白质在动物体内的生

2、理功能主要有三方面：（一）维持组织细胞的生长、修补和更新（一）维持组织细胞的生长、修补和更新（一）维持组织细胞的生长、修补和更新（一）维持组织细胞的生长、修补和更新 （二）（二）（二）（二）转变为生理活性分子转变为生理活性分子转变为生理活性分子转变为生理活性分子 （三）氧化供能（三）氧化供能（三）氧化供能（三）氧化供能二、氮平衡二、氮平衡二、氮平衡二、氮平衡(nitrogen balance)(nitrogen balance)(nitrogen balance)(nitrogen balance)氮的总平衡：摄入氮量氮的总平衡：摄入氮量氮的总平衡：摄入氮量氮的总平衡：摄入氮量=排出氮量排出氮

3、量排出氮量排出氮量氮的正平衡：摄入氮量排出氮量氮的正平衡：摄入氮量排出氮量氮的正平衡：摄入氮量排出氮量氮的正平衡：摄入氮量排出氮量氮的负平衡：摄入氮量排出氮量氮的负平衡：摄入氮量排出氮量氮的负平衡：摄入氮量排出氮量氮的负平衡：摄入氮量排出氮量四、蛋白质的互补作用四、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基酸可以互相补充而提高营养价值 第二节第二节 氨基酸的一般分解代谢氨基酸的一般分解代谢一一 动物体内氨基酸的代谢概况动物体内氨基酸的代谢概况（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用（一）

4、氧化脱氨基作用 氨基酸在脱氨酶的作用下形成相应酮酸的反应。氨基酸在脱氨酶的作用下形成相应酮酸的反应。动物体内有多种氨基酸氧化酶，由于其活性低或缺乏可利用底动物体内有多种氨基酸氧化酶，由于其活性低或缺乏可利用底物，一般作用不大。大部分氨基酸的脱氨借助活性强、分布广的谷物，一般作用不大。大部分氨基酸的脱氨借助活性强、分布广的谷氨酸脱氢酶与转氨酶的协同作用或联合转氨基完成。氨酸脱氢酶与转氨酶的协同作用或联合转氨基完成。动物的脱氨基作用主要在动物的脱氨基作用主要在肝脏和肾脏肝脏和肾脏中进行。中进行。COOH COOH COOHCOOH COOH COOH|CH2 CH2 CH2CH2 CH2 CH2|

5、L-|L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶|+H2O|+H2O|CH2 CH2 CH2 +NH3 CH2 CH2 CH2 +NH3|CHNH2 NADH+H+C=NH C=OCHNH2 NADH+H+C=NH C=O|COOH COOH COOHCOOH COOH COOH谷氨酸谷氨酸 亚氨基戊二酸亚氨基戊二酸 a a一酮戊二酸一酮戊二酸（二）转氨基作用（二）转氨基作用（transamination）在在转氨酶转氨酶的作用下可逆的将的作用下可逆的将-氨基酸氨基酸的氨基转移给的氨基转移给-酮酸酮酸的反应。大部分氨基酸都可以参加转氨基作用。的反应。大部分氨基酸都可以参加转氨基作用。转氨酶转氨酶以磷酸吡哆醛

6、为辅酶，广泛分布于动物组织中，如谷丙转氨以磷酸吡哆醛为辅酶，广泛分布于动物组织中，如谷丙转氨酶（酶（GPT）在肝脏中，谷草转氨酶（）在肝脏中，谷草转氨酶（GOT）在肝脏和心肌中都有很高的）在肝脏和心肌中都有很高的活性。活性。转氨作用转氨作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用（symphysis deamination）指氨基酸与指氨基酸与-酮戊二酸经转氨作用生成酮戊二酸经转氨作用生成-酮酸和谷氨酮酸和谷氨酸，后者经酸，后者经L-L-谷氨酸脱氢酶作用生成游离氨和谷氨酸脱氢酶作用生成游离氨和-酮戊二酸的酮戊二酸的过程。过程。是转氨基作用和氧化脱

7、氨基作用联合反应。是肝肾等组织中氨基酸是转氨基作用和氧化脱氨基作用联合反应。是肝肾等组织中氨基酸脱氨的主要途径，其逆反应也是非必需氨基酸合成的途径。脱氨的主要途径，其逆反应也是非必需氨基酸合成的途径。（四）嘌呤核苷酸循环（四）嘌呤核苷酸循环(purine nucleotide cycle)指骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸脱氨基作用方式指骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸脱氨基作用方式 动物机体中一些胺类的来源及功能动物机体中一些胺类的来源及功能来来 源源胺胺 类类功功 能能谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸(GABA)(GABA)抑制性神经递质抑制性神经递质组氨酸组氨酸组胺组胺血管舒张剂，促胃液分泌血

8、管舒张剂，促胃液分泌色氨酸色氨酸5-5-羟色胺羟色胺抑制性神经递质，缩血管抑制性神经递质，缩血管半胱氨酸半胱氨酸牛磺酸牛磺酸形成牛磺胆汁酸，促脂类消形成牛磺胆汁酸，促脂类消化化鸟氨酸、精氨酸鸟氨酸、精氨酸腐胺，精胺等腐胺，精胺等促进细胞增殖等促进细胞增殖等第三节第三节 氨的代谢氨的代谢一、尿素的合成一、尿素的合成（一）尿素合成过程（一）尿素合成过程（一）尿素合成过程（一）尿素合成过程1、氨甲酰磷酸的生成氨甲酰磷酸的生成（线粒体中进行）（线粒体中进行）2、瓜氨酸的生成、瓜氨酸的生成3 3、精氨酸的生成、精氨酸的生成（胞液中进行）（胞液中进行）尿素的生成尿素的生成 -鸟氨酸循环鸟氨酸循环二、尿酸的

9、生成和排出二、尿酸的生成和排出 氨在家禽体内也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和氨在家禽体内也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和含氮物质的合成，但不能合成尿素，而是把体内大部分的氨通过合含氮物质的合成，但不能合成尿素，而是把体内大部分的氨通过合成尿酸排出体外。其过程是首先利用氨基酸提供的氨基合成嘌呤，成尿酸排出体外。其过程是首先利用氨基酸提供的氨基合成嘌呤，再由嘌呤分解产生出尿酸再由嘌呤分解产生出尿酸（详见嘌呤的合成与分解）。（详见嘌呤的合成与分解）。尿酸中的氮原子都来源于氨基酸的尿酸中的氮原子都来源于氨基酸的-氨基，以氨基，以内酰胺、内亚酰胺和完全内酰胺、内亚酰胺和完全解离解离三

10、种形式存在，其结构式如图三种形式存在，其结构式如图三、再合成氨基酸三、再合成氨基酸四、谷氨酰胺的运氨作用四、谷氨酰胺的运氨作用一一 -酮酸的代谢酮酸的代谢-酮酸的具体代谢有三种去路酮酸的具体代谢有三种去路酮酸的具体代谢有三种去路酮酸的具体代谢有三种去路（一）氨基化（一）氨基化（一）氨基化（一）氨基化（二）转变成糖和脂类（二）转变成糖和脂类（二）转变成糖和脂类（二）转变成糖和脂类（三）氧化供能（三）氧化供能（三）氧化供能（三）氧化供能氨基酸碳骨架的代谢去向氨基酸碳骨架的代谢去向谷氨酸的重新生成L-L-L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸+H2O -酮戊

11、二酮戊二酮戊二酮戊二 酸酸酸酸+NH3NADNAD（P P）+NADNAD（P P）HH（二）由氨基酸之间转变生成（二）由氨基酸之间转变生成第五节第五节 个别氨基酸代谢个别氨基酸代谢一碳基团的代谢一碳基团的代谢芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢一、一碳基团的代谢一、一碳基团的代谢（一）一碳基团的定义及存在形式（一）一碳基团的定义及存在形式 1 1 1 1、定义定义定义定义 某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团有一个碳原子的基团有一个碳原子的基团

12、有一个碳原子的基团(不包括羧基不包括羧基不包括羧基不包括羧基)，称为一碳，称为一碳，称为一碳，称为一碳单位单位单位单位（one carbon unitone carbon unit）。）。）。）。是氨基酸的代谢产是氨基酸的代谢产是氨基酸的代谢产是氨基酸的代谢产物，是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。物，是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。物，是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。物，是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。2 2 存在形式存在形式 1 1 1 1）亚氨甲基）亚氨甲基）亚氨甲基）亚氨甲基（-CH=NH-CH=NH，formimino-formimino-）2 2）甲酰基（）甲酰基（）甲酰基（）甲酰基（-CHO

13、-CHO，formyl-formyl-）3 3）羟甲基（）羟甲基（）羟甲基（）羟甲基（-CH-CH2 2OHOH，hydroxymethyl-hydroxymethyl-）4 4）甲烯基（）甲烯基（）甲烯基（）甲烯基（-CH-CH2 2-，methylenemethylene）5 5）甲炔基或次甲基（）甲炔基或次甲基（）甲炔基或次甲基（）甲炔基或次甲基（-CH=-CH=，methenyl-methenyl-）6 6）甲基（）甲基（）甲基（）甲基（-CH-CH3 3-methyl-methyl-）（二）一碳基团的载体（二）一碳基团的载体 -四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸四氢叶酸FHFHFHFH4 4

14、4 4是一碳单位的运载体，携带甲基的部位是在是一碳单位的运载体，携带甲基的部位是在是一碳单位的运载体，携带甲基的部位是在是一碳单位的运载体，携带甲基的部位是在N N N N5 5 5 5,N,N,N,N10101010 位位位位 （三）一碳基团的来源及相互转变（三）一碳基团的来源及相互转变1.1.1.1.来源来源来源来源 主要来源于主要来源于主要来源于主要来源于色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋氨色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋氨色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋氨色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋氨酸酸酸酸的代谢的代谢的代谢的代谢 丝氨酸与甘氨酸丝氨酸与甘氨酸2.2.2.2.一碳基团的相互

15、转变一碳基团的相互转变一碳基团的相互转变一碳基团的相互转变 与四氢叶酸相连的各类一碳基团可以通过氧化还原过程相互转变与四氢叶酸相连的各类一碳基团可以通过氧化还原过程相互转变与四氢叶酸相连的各类一碳基团可以通过氧化还原过程相互转变与四氢叶酸相连的各类一碳基团可以通过氧化还原过程相互转变二二 芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢包括包括Phe,F;Tyr,Y;Trp,W（一）（一）苯丙氨酸的代谢苯丙氨酸的代谢 苯丙氨酸是必需氨基酸苯丙氨酸是必需氨基酸，正常情况下，其主要代谢，正常情况下，其主要代谢是经羟化作用，生成是经羟化作用，生成酪氨酸酪氨酸。催化此反应的酶是。催化此反应的酶是 苯丙苯丙氨酸羟化

16、酶氨酸羟化酶（phenylalanine hydroxylase）。）。此反应是苯丙氨酸的主要代谢途径苯丙氨酸的主要代谢途径苯丙酮酸尿症（苯丙酮酸尿症（phenyl Keronuria,PKU）（二）酪氨酸代谢（二）酪氨酸代谢1.1.生成甲状腺素生成甲状腺素2.2.生成儿茶酚胺生成儿茶酚胺3 3 酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮）酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮）体内尿黑酸生成的酶先天性缺陷，尿黑酸分解受阻，体内尿黑酸生成的酶先天性缺陷，尿黑酸分解受阻，出现尿黑酸症出现尿黑酸症转氨酶转氨酶羟化酶羟化酶羟化酶羟化酶儿茶酚胺儿茶酚胺（三）（三）色氨酸代谢色氨酸代谢三三 含硫氨基酸代谢含硫氨基酸代谢 体内的含硫

17、氨基酸有三种体内的含硫氨基酸有三种体内的含硫氨基酸有三种体内的含硫氨基酸有三种 即即即即甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸 （一）谷胱甘肽的合成（一）谷胱甘肽的合成 谷胱甘肽是由谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸所组成的三肽。它的生物合成不所组成的三肽。它的生物合成不需要编码的需要编码的RNARNA，与，与“谷氨酰基循环谷氨酰基循环”(Glutamy!cycle)Glutamy!cycle)的氨基酸转的氨基酸转运系统相联系运系统相联系（二）甲硫（蛋）氨酸代谢（二）甲硫（蛋）氨酸代谢1、甲硫（蛋）氨酸与转甲基作用甲硫（蛋）氨酸与转甲基作用甲硫（蛋）氨酸与转甲基作用甲硫（蛋）氨酸与转甲基作用甲硫氨酸循环（甲硫氨酸循环（methionine cyclemethionine cycle）本本 章章 结结 束束