蛋白质与核酸的分解代谢讲稿.ppt
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1、Company Logo关关于蛋白于蛋白质质与与核酸的分解核酸的分解代代谢谢第一页,讲稿共一百零三页哦 Logo2蛋白质的降解主要内容氨基酸代谢核酸的分解代谢 思考题第二页,讲稿共一百零三页哦 Logo3学习目标掌握:氨基酸的脱氨基作用和脱羧基作用;具有生理功能的胺;一碳单位的概念和来源;嘌呤和嘧啶核苷酸合成原料及分解代谢产物。熟悉:必需氨基酸的种类;氮平衡;蛋白质的互补作用和腐败作用;血氨的来源与去路;尿素合成过程;-酮酸的代谢途径;个别氨基酸的代谢过程。了解:转氨酶测定的临床意义、高血氨症与氨中毒、氨基酸的合成过程。第三页,讲稿共一百零三页哦 Logo4第一节 蛋白质的降解一、蛋白质的营养
2、作用(一)氮平衡1.氮总平衡:每日摄入氮量与排出氮量大致相等,表示体内蛋白质的合成量与分解量大致相等,称为氮总平衡。此种情况见于正常成人。2.氮正平衡:每日摄入氮量大于排出氮量,表明体内蛋白质的合成量大于分解量,称为氮正平衡。此种情况见于儿童、孕妇、病后恢复期。3.氮负平衡:每日摄入氮量小于排出氮量,表明体内蛋白质的合成量小于分解量,称为氮负平衡。此种情况见于消耗性疾病患者(结核、肿瘤),饥饿者。第四页,讲稿共一百零三页哦 Logo5(二)蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值主要取决于必需氨基酸的种类、数量和比例。含必需氨基酸数量愈多,种类越齐全,比例越接近人体蛋白质,其营养价值越高。动物蛋白质的
3、营养价值高于植物蛋白质。必需氨基酸(共8种):赖氨酸(Lys)色氨酸(Trp)苯丙氨酸(Phe)蛋氨酸(Met)苏氨酸(Thr)亮氨酸(Leu)异亮氨酸(Ile)缬氨酸(Val)第五页,讲稿共一百零三页哦 Logo6将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用,以提高其营养价值的作用称为食物蛋白质的互补作用。第六页,讲稿共一百零三页哦 Logo7例如,谷类蛋白质含Lys较少而Trp较多,而豆类蛋白质含Trp较少而Lys较多,二者混合后食用,即可提高营养价值。第七页,讲稿共一百零三页哦 Logo8二、蛋白质的消化、吸收和腐败(一)蛋白质的消化1.胃中的消化作用 胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶
4、+多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)胃蛋白酶的最适pH为1.52.5,对蛋白质肽键作用特异性差,产物主要为多肽及少量氨基酸。第八页,讲稿共一百零三页哦 Logo9(二)小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶,最适pH为7.0左右,包括内肽酶和外肽酶。内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键,如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基,如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。第九页,讲稿共一百零三页哦 Logo10肠液中酶原的
5、激活胰蛋白酶原 糜蛋白酶原 羧基肽酶原 弹性蛋白酶原 肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶 弹性蛋白酶 (trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义第十页,讲稿共一百零三页哦 Logo11氨基肽酶内肽酶羧基肽酶氨基酸 +氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意图3.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用,例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dip
6、eptidase)等。第十一页,讲稿共一百零三页哦 Logo12(二)氨基酸的吸收 吸收部位:主要在小肠 吸收形式:氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制:耗能的主动吸收过程1.氨基酸吸收载体 载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体,由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内,Na+再由钠泵排出细胞。中性氨基酸载体中性氨基酸载体碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体载体类型载体类型第十二页,讲稿共一百零三页哦 Logo132.-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用-谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程:谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成第十三页
7、,讲稿共一百零三页哦 Logo14半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸肽酶肽酶-谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸5-氧脯氨酸氧脯氨酸谷氨酸谷氨酸 5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸 合成酶合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽谷胱甘肽 合成酶合成酶ATPADP+Pi细胞外-谷 氨酰 基转 移酶细胞膜谷胱甘肽 GSH细胞内-谷氨酰基循环过程-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸氨基酸第十四页,讲稿共一百零三页哦 Logo15三、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消化产物所起的作用 腐败作用的产
8、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被机体利用的物质。蛋白质的腐败作用(putrefaction)第十五页,讲稿共一百零三页哦 Logo161.胺类(amines)的生成蛋白质 氨基酸胺类蛋白酶 脱羧基作用 组氨酸组胺 赖氨酸尸胺 色氨酸色胺 酪氨酸酪胺第十六页,讲稿共一百零三页哦 Logo172.氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)肠道细菌脱氨基作用尿素酶 降低肠道pH,NH3转变为NH4+以胺盐形式排出,可减少氨的吸收,这是酸性灌肠的依据。第十七页,讲稿共一百零三页哦 Logo18 3.其它有害物质的生成酪氨酸 苯酚半胱氨酸 硫化氢 色
9、氨酸 吲哚第十八页,讲稿共一百零三页哦 Logo19第二节 氨基酸代谢一、氨基酸代谢情况 各组器官都可以进行氨基酸的代谢,尤以肝脏最为重要。肝脏蛋白质的更新速度比较快,氨基酸代谢活跃,大部分氨基酸在肝脏进行分解代谢,同时氨基酸的解毒过程主要在肝脏进行。第十九页,讲稿共一百零三页哦 Logo20氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收 组织蛋白质分解 体内合成氨基酸(非必需氨基酸)氨基酸代谢概况 -酮酸 脱氨基作用 酮 体氧化供能 糖胺 类脱羧基作用氨 尿素代谢转变其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)合成 第二十页,讲稿共一百零三页哦 Logo21二、氨基酸的一般分解途径氨基酸的一般分解代谢途径有脱氨基作用和脱
10、氨基酸的一般分解代谢途径有脱氨基作用和脱羧基作用。羧基作用。(一)脱氨基作用(一)脱氨基作用氨基酸在酶的作用下脱去氨基生成氨基酸在酶的作用下脱去氨基生成-酮酸的过酮酸的过程叫做脱氨基作用。程叫做脱氨基作用。氨基酸脱氨基作用的方式有氧化脱氨基、转氨氨基酸脱氨基作用的方式有氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基等。基、联合脱氨基等。第二十一页,讲稿共一百零三页哦 Logo221.L-谷氨酸氧化脱氨基作用 第二十二页,讲稿共一百零三页哦 Logo23要点:反应可逆。L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶,辅酶为NAD+或NADP+。此酶分布广泛,但以肝、肾、脑中活性较强。此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。第二
11、十三页,讲稿共一百零三页哦 Logo242.转氨基作用(transamination)在转氨酶的作用下,-氨基酸的氨基转移到-酮酸的-碳上,生成相应的氨基酸,而原来的氨基酸则转变成-酮酸。第二十四页,讲稿共一百零三页哦 Logo25 要点:反应可逆。体内除Lys、Pro和羟脯氨酸外,大多数氨基酸都可进行转氨基作用。转氨酶均以磷酸吡哆醛为辅酶。磷酸吡哆醛是VB6的衍生物。反应中起传递氨基的作用。第二十五页,讲稿共一百零三页哦 Logo26 转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 -酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶第二
12、十六页,讲稿共一百零三页哦 Logo27 转氨基作用机制第二十七页,讲稿共一百零三页哦 Logo283.联合脱氨基作用在转氨酶和谷氨酸脱氢酶的联合作用下,使各种氨基酸脱下氨基的过程。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。第二十八页,讲稿共一百零三页哦 Logo29 丙氨酸氨基转移酶(alanine transaminase,ALT),又称为谷丙转氨酶(GPT):ALT催化丙氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。ALT在肝中活性较高,在肝的疾病时,可引起血清中ALT活性明显升高。重要的转氨酶丙氨酸丙氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸 ALT丙酮酸丙酮酸+谷氨
13、酸谷氨酸第二十九页,讲稿共一百零三页哦 Logo30 天冬氨酸氨基转移酶(aspartate transaminase,AST),又称为谷草转氨酶(GOT):AST催化天冬氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。AST在心肌中活性较高,故在心肌疾患时,血清中AST活性明显升高。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AST第三十页,讲稿共一百零三页哦 Logo311.转氨酶谷氨酸脱氢酶的联合脱氨作用第三十一页,讲稿共一百零三页哦 Logo322.转氨酶嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用苹果酸 腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤 核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶-酮戊 二酸氨
14、基酸 谷氨酸-酮酸 转氨酶 1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶 2此种方式主要在肌肉组织进行。腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)第三十二页,讲稿共一百零三页哦 Logo33(二)氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。1.直接脱羧基作用第三十三页,讲稿共一百零三页哦 Logo34胺是体内的生理活性物质,主要在肝中灭活。第三十四页,讲稿共一百零三页哦 Logo35 由Glu脱羧生成。(一)-氨基丁酸(GABA)第三十五页,讲稿共一百零三页哦 Logo36-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid,GABA)是一种重要的神经递质,由L-谷氨酸脱羧而产生。第三十六
15、页,讲稿共一百零三页哦 Logo37L-谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶CO2(CH2)2COOH-NH2CH2COOHCOOH-NH2(CH2)2CH-氨基丁酸的生成第三十七页,讲稿共一百零三页哦 Logo38(二)组胺由His(组氨酸)脱羧生成。第三十八页,讲稿共一百零三页哦 Logo39组胺(histamine)由组氨酸脱羧产生,具有促进平滑肌收缩,促进胃酸分泌和强烈的舒血管作用。组胺的释放与过敏反应和应激反应有关。第三十九页,讲稿共一百零三页哦 Logo40(三)多胺是由鸟氨酸和Met(蛋氨酸)参与生成的。第四十页,讲稿共一百零三页哦 Logo41精脒(spermidine)和精胺(sperm
16、ine)均属于多胺(polyamines),它们与细胞生长繁殖的调节有关。多胺合成的原料为鸟氨酸,关键酶是鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase)。第四十一页,讲稿共一百零三页哦 Logo42(五)牛磺酸由Cys氧化后再脱羧而生成。第四十二页,讲稿共一百零三页哦 Logo43 牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。L-L-半胱氨酸半胱氨酸磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸牛磺酸 磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱羧酶CO2 2第四十三页,讲稿共一百零三页哦 Logo442.羟化脱羧基作用有些氨基酸在脱羧之前,先进行氧化生成羟基化合物,再脱去羧基生成相应的胺和CO2,这个过程称为羟化脱羧基作用。
17、5-羟色胺(5-HT)由Trp羟化后脱羧而成。第四十四页,讲稿共一百零三页哦 Logo455-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)也是一种重要的神经递质,且具有强烈的缩血管作用。5-羟色胺的合成原料是色氨酸(tryptophan)。色氨酸羟化酶色氨酸5-羟色氨酸5-羟色氨酸脱羧酶5-羟色胺CO2第四十五页,讲稿共一百零三页哦 Logo46(三)氨的代谢氨具有毒性,血氨过高,可引起脑功能紊乱,与肝性脑病的发病有关。正常人血液中氨的浓度很低,一般不超过60mol/L。体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在肝合成尿素而解毒。第四十六页,讲稿共一百零三页哦 Logo47氨的来源去路第
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