第七章 运动与蛋白质和氨基酸代谢
《生物化学》第七章氨基酸代谢
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负平衡（饥饿、消耗性疾病） <
2021/3/13
《生物化学》第七章氨基酸代谢
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三、蛋白质的生理需要量
最低需要量：30～50g / 天
营养学会推荐：80g / 天
四、蛋白质的营养价值
必需氨基酸（essential amino acid）
概念
种类
营养价值的标准
蛋白质互补
2021/3/13
《生物化学》第七章氨基酸代谢
2021/3/13
《生物化学》第七章氨基酸代谢
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（一）转氨基作用（transamination）
概念、基本过程
在转氨酶的催化下，某一氨基酸的氨基转移 到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基 酸；原来的氨基酸则转变为α-酮酸
反应可逆，平衡常数接近1
大多数氨基酸都可以参与转氨基（赖氨酸、 脯氨酸、羟脯氨酸例外）
第七章 氨基酸代谢
（Amino Acid ism）
Biochemistry Department
《生物化学》 Department of Basic Medical Sciences
多媒体课件试用版
Hangzhou Normal University
Guyisheng
2 第一节 蛋白质的营养作用
主动吸收：消耗ATP
（一）氨基酸吸收载体
载体蛋白（carrier protein）
中性氨基酸载体（为主）
碱性氨基酸载体
酸性氨基酸载体
亚氨基酸和甘氨酸载体
β氨基酸载体
与氨基酸、Na+组成三联体
图示
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《生物化学》第七章氨基酸代谢
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（二）r-谷氨酰基循环（ r- glutamyl cycle）
蛋白质降解和氨基酸代谢优秀课件.ppt
学习目标
◆掌握一些主要的概念：转氨作用，氧化脱氨，联合脱氨 基作用,鸟氨酸循环(尿素循环)，生酮和生糖氨基酸
◆熟悉鸟氨酸循环发生的部位，循环中的各步酶促反应， 尿素氮的来源
◆了解氨基酸碳骨架的氧化途径，特别是与代谢中心途径 （酵解和柠檬酸循环）的关系，以及一些氨基酸代谢 中酶的缺损引起的遗传病.
内容提要
◆生物体内蛋白质的降解体系主要包括溶酶体的非选择性降解和泛 肽/26S蛋白酶体的选择性降解.
◆谷氨酸脱氢酶催化氨整合到谷氨酸中，谷氨酰胺是氨的一个重要 载体和主要运输形式。葡萄糖-丙氨酸循环.
◆转氨酶催化α-氨基酸和α-酮酸的可逆相互转换。 ◆联合脱氨基作用是生物体脱氨的主要方式,主要分为以谷氨酸脱
L-谷氨酸脱氢酶
CH NH2 COOH
NAD(P)+ NAD(P)H+H+
COOH
CH2 CH2 C=O
+ NH3
COOH
R-CH-COO|
氨基酸氧化酶（FAD、FMN） R-C|| -COO-+NH3
NH+3
α-氨基酸
H2O+O2
H2O2
O
α-酮酸
蛋白质降解和氨基酸代谢优秀课件
• 氨基酸氧化酶：
（pepsinogen） （pepsin）
小肠 分泌 肠促胰液肽 中和胃酸
（secretin）
小肽
胰蛋白酶，糜蛋白酶，弹性蛋白酶
（trypsin） （chymotrypsin） （elastase）
羧肽酶， 氨肽酶 ， 二（三）肽酶
（carboxypeptidase）（aminopeptidase） （di，tripeptidase）
蛋白质及氨基酸代谢
蛋白质及氨基酸代谢与神经科学研究
01
氨基酸在神经信号传递中的作用
神经递质是神经信号传递的关键物质，而氨基酸在神经递质的合成、释
放和再摄取过程中起着重要作用。
02
氨基酸代谢与神经退行性疾病
一些氨基酸代谢异常可以导致神经退行性疾病的发生，如帕金森病、阿
尔茨海默病等。
03
氨基酸代谢与脑功能发育和修复
研究发现，氨基酸代谢在脑功能发育和修复过程中起着重要作用，通过
氨基酸的合成
氨基酸合成的主要途径
01
通过转氨基作用、脱氨基作用和联合脱氨基作用等途径合成氨
基酸。
氨基酸合成的调节
02
合成酶的活性受到多种因素的调节，如激素、营养物质和生长
因子等。
合成氨基酸的生物合成
03
某些氨基酸的合成需要特定的生物合成途径，如谷氨酸、赖氨
酸和精氨酸等。
氨基酸的分解
氨基酸分解的主要途径
随着年龄的增长，人体内氨基酸代谢会发生改变， 导致细胞内氨基酸浓度失衡，影响细胞功能和寿 命。
氨基酸代谢与抗氧化作用
一些氨基酸具有抗氧化作用，可以清除自由基， 减少氧化应激反应，延缓细胞衰老。
3
氨基酸代谢与免疫系统衰老
研究发现，随着年龄的增长，免疫系统功能下降 与氨基酸代谢异常有关，通过调节氨基酸代谢可 以改善免疫功能。
尿素循环
部分氨基酸经过一系列反应生成尿素，通过肾脏排出体外。
蛋白质代谢的调节
激素调节
胰岛素、胰高血糖素、生长激素等激素可以调节蛋白质的合成与 分解。
营养状况
食物中蛋白质的摄入量、种类等可以影响蛋白质的代谢。
基因表达
基因的表达可以影响蛋白质的合成与分解，如转录因子、miRNA 等。
第七章 蛋白质代谢与运动
转氨基作用
脱氨基作用
氨基酸的联合脱氨基作用
联合脱氨基作用包括转氨基作用和氧化脱 氨基本作用两个阶段。
1、转氨基作用
转氨基作用是某一氨基酸与α-酮戊二酸进 行氨基转移反应，生成相应的α-酮酸和谷氨酸 的过程。 催化转氨基作用的酶是转氨酶。骨骼肌、心 肌、肝、肾等组织内部都存在转氨酶。 重要的转氨基作用如：
每次循环有两个 氨基和一个二氧化碳 结合生成尿素。
四、α-酮酸的代谢
氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸有以下三条 代谢途径：
α-酮酸
TCA
非必需氨基酸 CO2 + H2O + ATP 糖、 脂 肪
第二节 运动时蛋白质代谢
在正常的情况下机体的蛋白质摄入量与排 出量处于动态平衡。短时间激烈运动时蛋白质 基本不参与供能；长时间耐力运动时，能量需 求的失去平衡，为了补充骨骼肌和大脑正常活 动对糖的需求，蛋白质和氨基酸分解代谢增强， 氨基酸的糖异生作用加强。长期接受力量性运 动训练可以明显促进蛋白质合成代谢，引起运 动肌壮大。
二、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸的脱氨基作用是氨基酸分解代谢的主 要途径，其方式主要有联合脱氨基作用和嘌呤核 苷酸循环等。
（一）联合脱氨基作用
在转氨酶系和谷氨酸脱氢酶的联合作用下， 使氨基酸脱下氨基生成相应的-酮酸和氨的过 程，称为联合脱氨基作用。
联合脱氨基作用的逆反应也是体内合成非 必需氨基酸的重要途径。
非必需氨基酸：是指体内可以合成，而不必
由食物中补充的氨基酸。
非必需氨基酸有12种：
甘氨酸 丙氨酸 天门氨酸 天门酰氨 谷氨酸 谷氨酰氨 精氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 组氨酸 脯氨酸 酪氨酸
（三）蛋白质的空间结构 1、肽链 组成蛋白质的氨基酸是通过肽键连接起来的
蛋白质代谢与运动
(二) 影响运动后肌肉蛋白质合成的因素
(1) 运动时细胞受到牵拉变形或多胺含量增 加，促使肌细胞膜通透性增大，进入细胞内 的游离氨基酸数量增加，为合成蛋白质提供 了基本原料。 (2) 在运动后30分钟内肌细胞内ATP、CP迅 速恢复到正常水平。 (3) 肌浆中Ca2’浓度升高，可诱导氧化酶活 性升高。
注：以50%VO2max强度跑台运动3.75小时，n=6 引自伦尼（Rennie），1981
（二）、判断肌肉蛋白质分解代谢的强度 指标
评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指 标是尿素氮；尿中3-甲基组氨酸。内源性 3-甲基组氨酸的来源主要是肌原纤维的肌 动蛋白和肌球蛋白，这些肌纤维进行分解 代谢时释放出3-甲基组氨酸。
第三，运动后3-甲基组氨酸排泄量增多，变 化幅度与运动强度、持续时间和运动与恢复 的相对排泄量变化有关。表7-2揭示，鼠运 动后 12-36小时尿3-甲基组氨酸排泄量明显 增多。图7-2比较鼠运动后3-甲基组氨酸排 泄量，运动强度越大或持续时间越长，则排 泄量增加越多。另外，3-甲基组氨酸的变化， 还受排汗量、膳食运动方式和训练水平等影 响。
（一）葡萄糖-丙氨酸循环的代谢途径
运动时，骨骼肌丙氨酸释放量增加50％— 500％，且与运动强度成正比关系。由肌内 葡萄糖、肌糖原分解生成的丙酮酸，它与氨 基酸之间经转氨基作用生成丙氨酸，以及丙 氨酸在肝内异生为葡萄糖，并回到肌肉中的 代谢过程，称为葡萄糖-丙氨酸循环。
(二)
运动时葡萄糖—丙氨酸循环的生物学意义
运动引起血尿素浓度升高的机理包括以下四方面
(1) 丙氨酸—葡萄糖循环加强。转运进肝脏的 丙氨酸增多，使尿素生成增多； (2) 运动加速肌肉中酶老化，其分解代谢的最 终产物尿素也增多； (3) 长时间激烈运动时，当肌肉能量平衡遭到 破坏、 ATP不能迅速合成时，生成的AMP在肌肉中 脱氨基也会转变为尿素，使血尿素增加； (4) 运动使肾脏缺血时，血尿素廓清速度减慢， 使血尿素潴留。
(整理)第七章氨基酸代谢
第七章氨基酸代谢一.蛋白质的营养作用（熟悉）（一）蛋白质的生物学重要性a 细胞的结构成分；b 参与重要的生理功能；c 转变为其他的含氮物质;d 氧化供能(次要功能)。
（二）蛋白质的需要量1.氮平衡(Nirogen balance)：每日蛋白质摄入量与排出量的对比关系.（蛋白质含量=6.25×氮量）氮总平衡：摄入氮= 排出氮(正常成年人)氮正平衡：摄入氮> 排出氮(儿童、孕妇、恢复期病人等）氮负平衡：摄入氮< 排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）2.氮平衡意义:可以反映体内蛋白质代谢的情况。
2 生理需要量：80g/日（成人）（三）蛋白质的营养价值营养必需氨基酸(essential amino acid)：指人体需要，但自己不能合成，或者合成的速度不能满足肌体需要，必须有食物蛋白质供给的氨基酸。
缬、异亮、亮、苯丙、甲硫、色、苏、赖、(组、精)非必需氨基酸( non- essential amino acid)：体需要，但能够在体内合成，不一定通过食物供给。
条件必需氨基酸(conditionally essential amino acid)：半胱氨酸（消耗蛋氨酸）酪氨酸（消耗苯丙氨酸）间接依赖食物供给的非必需氨基酸。
（四）人体对必需氨基酸的需要1 需要量：不同的年龄发育阶段，其必需氨基酸的需要量不同。
2 氨基酸模式：蛋白质中各种必需氨基酸的构成比例。
计算方法:将该种蛋白质中的色氨酸含量定为l，分别计算出其它必需氨基酸的相应比值，这一系列的比值就是该种蛋白质氨基酸模式。
3 人体氨基酸模式a 反映不同年龄阶段人体的蛋白质组成特点；b 表明了各个年龄阶段人群对食物蛋白质的必需氨基酸的种类、数量及其构成比，亦对食物蛋白的氨基酸模式的要求。
4 限制性氨基酸：食物蛋白质中一种或几种必需氨基酸相对含量较低，导致其它的必需氨基酸在体内不能被充分利用而浪费，造成其蛋白质营养价值降低.（五）食物蛋白质的营养价值1 决定蛋白质营养价值高低的因素必须氨基酸是影响和评价食物蛋白质营养价值的决定因素（必需氨基酸的含量、种类、比例）2 提高食物蛋白质营养价值的方法a 蛋白质的互补作用营养价值低的蛋白质混合食用，则必需氨基酸互相补充，从而提高营养价值。
生物化学 07 第七章 氨基酸代谢
第三节
氨基酸的一般代谢
General Metabolism of Amino Acids
一、氨基酸在体中的代谢动态
※外源性氨基酸
从食物吸收而来的氨基酸 ※内源性氨基酸 组织蛋白质降解而来的氨基酸 ※氨基酸代谢库（metabolic pool) 外源性氨基酸和内源性氨基酸的总称。这些氨基 酸分布于体内各处，参与代谢。氨基酸代谢库以游离 氨基酸重量计算。
1．胺类的生成 肠道细菌的蛋白酶使蛋白质水解成氨基酸，再经氨基酸脱羧基作 用，产生胺类。 酪胺和由苯丙氨酸脱羧基生成的苯乙胺，进入脑组织可分别经β －羟化而形成β－羟酪胺和苯乙醇胺。它们的化学结构与儿茶酚 胺类似，称为假神经递质。假神经递质增多，可使大脑发生异常 抑制。 2．氨的生成 肠道中的氨主要有两个来源：一是未被吸收的氨基酸在肠道细菌 作用下脱氨基而生成；二是血液中尿素渗人肠道，受肠菌尿素酶 的水解而生成氨，这些氨均可被吸收入血液在肝合成尿素 3．其他有害物质的生成 通过腐败作用还可产生其他有害物质，例如苯酚、吲哚及硫化氢 等。正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出，只有小部分 被吸收，经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。
（一）体内氨的来源
氨基酸脱氨 胺类脱氨 肾小管上皮 细胞 分泌的氨
氨 NH3
肠道重 吸收的氨
嘌呤、嘧啶 分解的氨
（二）氨的转运 1、丙氨酸－葡萄糖循环的运氨作用
丙氨酸－葡萄糖循环
丙氨酸－葡萄糖循环生理意义
有毒的氨必须以无毒性的方式经血液运输 到肝合成尿素或运至肾以铵盐的形式随尿排出。 以无毒的Ala 形式输出NH3 到 肝 尿素 肌肉中输出Ala 到肝 糖，再为肌肉提供G 饥饿时，肌肉以Ala、 Glu形式输出生糖氨 基酸
营养必需氨基酸
8运动与蛋白质和氨基酸代谢
二、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸的脱氨基作用是氨基酸分解代谢的主 要途径，其方式主要有联合脱氨基作用和嘌呤核 苷酸循环等。
（一）联合脱氨基作用 （二）嘌呤核苷酸循环
（一）联合脱氨基作用
在转氨酶系和谷氨酸脱氢酶的联合作用 下，使氨基酸脱下氨基生成相应的 α-酮酸和氨 的过程，称为联合脱氨基作用。 联合脱氨基作用的逆反应也是体内合成非 必需氨基酸的重要途径。
三、运动后蛋白质代谢
（一） 运动后骨骼肌蛋白质代谢 改变，大致规律是：
(1)运动后恢复1小时内，骨骼肌内蛋白 质合成明显减弱； (2)运动后第2小时内蛋白质合成速率 上升，并在尚未确定的时间内持续 上升。
(二)影响运动后肌肉蛋白质合成的因素
(1)运动时细胞受到牵拉变形或多胺含量增加 ， 促 使肌细胞膜通透性增大，进入细胞内的游离氨基酸 数量增加，为合成蛋白质提供了基本原料 。 (2)在运动后30分钟内肌细胞内ATP、CP迅速恢复 到正常水平。
骨骼 肌内 大约 80％
肝脏内 约含 10 ％，
肾脏 约含 4 ％，
血浆 游 离氨 基 酸仅 占 0． 2 ％ -6％。
1、游离氨基酸库
骨骼肌和肝脏是蛋白质、氨基酸代谢旺盛的部位， 而血浆游离氨基酸的变化往往反映肌、肝蛋白质代 谢和氨基酸的变化。
人骨骼肌氨基酸库中的游离氨基酸分布和含量
人骨骼肌氨基酸库分布
注：以 50%VO2max 强度跑台运动 3.75 小时， n=6 引自伦尼（ Rennie）， 1981
运动使蛋白质分解代谢增强的原因
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训练状态 训练的类型、强度及频率 激素变化 酶活性变化
(二) 运动使蛋白质分解代谢增强的原因
1．训练状态 运动员激烈训练初期，由于细胞破坏较多，肌蛋白 和红细胞再生等合成代谢亢进，及运动应激时，激素 和神经调节等，使蛋白质净降解。
苏州大学生物化学第七章-氨基酸代谢
第七章氨基酸代谢一、名词解释1.γ-谷氨酰基循环：指通过谷胱苷肽的代谢作用将氨基酸吸收和转运到体内的过程。
2.尿素循环：指氨与CO2 通过鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸生成尿素的过程。
3.生糖与生酮氨基酸: 指在体内既能转变成糖又能转变成酮体的一类氨基酸。
4. 甲硫氨酸循环：甲硫氨酸循环指甲硫氨酸经S腺苷蛋氨酸、S腺苷同型半胱氨酸、同型半胱氨酸，重新生成甲硫氨酸的过程。
5.高氨血症：肝功能严重损伤时尿素合成障碍导致血氨浓度升高。
6.食物蛋白质互补作用：指两种或两种以上营养价值较低的蛋白质食物混合食用，则必须氨基酸间可相互补充，从而提高营养价值。
7. 一碳单位：指某些氨基酸分解代谢过程中产生含有一个碳原子的基团，包括甲基、亚甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基和亚氨甲基等。
8．必需氨基酸：指体内需要而不能自身合成，必须由食物提供的一类氨基酸。
9.苯酮酸尿症：指体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸，因此苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传性疾病。
10．丙氨酸-葡萄糖循环：指通过丙氨酸和葡萄糖在肌肉和肝之间进行氨转运的过程。
11.泛素化标记:是一种依赖ATP参与在胞浆中进行的蛋白质标记过程，标记多个泛素化分子后由蛋白酶体将其标记蛋白分解成多肽小分子物质。
补充：1.LDL 受体：广泛地分布于体内各组织细胞表面，能特异地识别和结合LDL，主要生理功能是摄取降解LDL并参与维持细胞内胆固醇平衡二、填空题1．肝细胞参与合成尿素的两个亚细胞部位是（线粒体）和（胞浆）。
2.甲硫氨酸循环中，产生的甲基供体是（S腺苷甲硫氨酸），甲硫氨酸合成酶的辅酶是（维生素B12）。
3.血液中转运氨的两种主要方式是：（丙氨酸）和（谷氨酰胺）。
4. 泛酸在体内经肠道吸收后几乎全部用于( )的合成，该物质是( )的辅酶。
5.肝细胞参与合成尿素中两个氮原子的来源，第一个氮直接来源于（氨），第二个氮直接来源于（天冬氨酸）。
蛋白质和氨基酸代谢ppt课件
短
ห้องสมุดไป่ตู้
肽
糜蛋白酶：Phe、
Tyr、Trp 芳香
弹性蛋白酶：Val、 Leu、Ser、Ala 脂肪族
性aa羧基末 端肽
羧肽酶B: 碱性aa
氨肽酶： 氨基末端
几种蛋白酶原的激活
4 氨基酸的一般代谢
氨基酸的 分解代谢
特殊分解代谢 → 特殊侧链的分解代谢
一般分解代谢→
脱羧基作用 → CO2 + 胺 脱氨基作用 → NH3 + α-酮酸
生物合成
蛋白质
氨基酸 脱氨 α-酮酸 （碳骨架）
分解代谢
脱羧 胺
能源 三大代谢
二 氨基酸的脱氨基作用
主要有氧化脱氨、转氨、联合脱氨 1、氧化脱氨作用： 1）概念：
α-aa在酶催化下氧化成α-酮酸，反 应需氧并产氨此为~。 此作用普遍存在于动物细胞中，主要 在肝中进行。
2）反应：
反应过程包括脱氢和水解两步。
冬酰胺酶催化作用下，脱酰胺基，反应 具有高度专一性
2、转氨作用
1）概念： 将一种aa 的α-氨基转给另一α-酮酸，生 成相应酮酸和1分子α- aa的作用。
R’-CH(NH2)COOH
R”-COCOOH
R’-COCOOH
R”-CH(NH2)COOH
2） 转氨酶
转氨酶(transaminase)以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶， 并作为脱羧作用、脱氨作用、消旋作用及醇醛裂 解反应的辅酶
ALT
丙氨酸 + α-酮戊二酸
丙酮酸 + 谷氨酸
⑵ 天 冬 氨 酸 氨 基 转 移 酶 （ aspartate transaminase,AST ） ， 又 称 为 谷 草 转 氨 酶 （GOT）。催化天冬氨酸与α-酮戊二酸之间的 氨基移换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活 性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明 显升高。
第七章氨基酸代谢(试题与答案)
第七章氨基酸代谢【测试题】一、名词解释1.氮平衡2.必需氨基酸3.蛋白质互补作用4.内肽酶5.外肽酶6.蛋白质腐败作用7.转氨基作用8.氧化脱氨基作用 9.联合脱氨基作用 10.多胺 11.一碳单位 12.PAPS 13. SAM二、填空题14．氮平衡有三种，分别是氮的总平衡、____、____ ，当摄入氮＜排出氮时称____。
15．正常成人每日最低分解蛋白质____克，营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为____克。
16．必需氨基酸有8种，分别是苏氨酸、亮氨酸、赖氨酸、____、 ____ 、 ____ 、_____、____。
17．胰腺分泌的外肽酶有____、____，内肽酶有胰蛋白酶、____和____。
18．氨基酸吸收载体有四种，吸收赖氨酸的载体应是____ ，吸收脯氨酸的载体是____。
19．假神经递质是指____和____，它们的化学结构与____相似。
20．氨基酸代谢去路有合成蛋白质、____、____、____，其中____ 是氨基酸的主要分解代谢去路。
21．肝脏中活性最高的转氨酶是____，心肌中活性最高的转氨酶是____。
22．L-谷氨酸脱氢酶的辅酶是____或____，ADP和GTP是此酶的变构激活剂，____ 和____是此酶的变构抑制剂。
23．生酮氨基酸有____和____。
24．氨的来源有____、____、____，其中____是氨的主要来源。
25．氨的转运有两种方式，分别是____、____，在肌肉和肝脏之间转运氨的方式是____。
26．鸟氨酸循环又称____或____。
28．γ-氨基丁酸是由____脱羧基生成，其作用是____。
27．尿素分子中碳元素来自____，氮元素来自____和____，每生成1 分子尿素消耗____个高能磷酸键。
29．一碳单位包括甲基、____、____、____、____，其代谢的载体或辅酶是____。
30．可产生一碳单位的氨基酸有____、____、____、____。
氨基酸代谢与蛋白质功能的关系
氨基酸代谢与蛋白质功能的关系每个人都知道蛋白质是由氨基酸组成的，但对于氨基酸代谢如何影响蛋白质的功能，很少有人深入探究。
在这篇文章中，我将探讨氨基酸代谢与蛋白质功能之间的关系。
氨基酸是生物合成蛋白质的基本单位。
它们还参与产生其他生物分子，如神经递质、核酸和许多令人难以置信的化合物。
然而，氨基酸在体内不能以原始形式存在，因此它们必须在体内代谢，以制造其他生物分子。
氨基酸代谢是指在体内转换氨基酸的过程。
这个过程分为两个阶段。
在第一个阶段中，氨基酸分解为α-酮酸和氨基基团。
在第二个阶段中，这些代谢产物被利用并合成其他生物分子。
这些步骤中的酶和能量都是必要的，这些资源从食物中摄取的氨基酸中获得。
食物中不同种类的氨基酸含量不同，这使得它们的代谢产物也不同。
对氨基酸的差异处理可以改变人体中蛋白质的组成，从而影响蛋白质的结构和功能。
例如，鸟氨酸是一种氨基酸，它代谢产生一种非必需氨基酸--半胱氨酸，半胱氨酸在蛋白质中起支撑结构的作用。
这说明如果缺乏鸟氨酸，将会导致半胱氨酸的不足，从而对蛋白质的功能产生负面影响。
其他氨基酸也可以通过氨基酸代谢途径和其他生物分子联系起来，从而影响蛋白质的功能。
举例来说，色氨酸是一种人体不能合成的氨基酸，颤抖症是与色氨酸缺乏相关的疾病。
还有一个例子是苯丙氨酸代谢异常，容易导致苯丙酮尿症，影响神经系统正常发育。
另一方面，饮食中的不良选择可能导致人体中某些氨基酸的缺乏。
例如，素食者需要特别注意摄取充足的蛋白质和必需氨基酸。
如果缺乏必需氨基酸，会影响蛋白质的合成，从而影响身体发育和修复组织的能力。
总之，氨基酸代谢对蛋白质功能具有重要的影响。
通过理解不同类型氨基酸的代谢产物如何影响蛋白质，人们可以更好地保持身体健康，从而提高人体的功能表现。
蛋白质和氨基酸代谢
COOH
COOH
嘌呤核苷酸循环
蛋白质和氨（基酸p代u谢rine nucleotide cycle）
蛋白质和氨基酸代谢
（二）、 脱羧作用
蛋白质和氨基酸代谢
生物体内大部分a.a可进行脱羧作用，生成相 应的一级胺。
a.a脱羧酶专一性很强，每一种a.a都有一种 脱羧酶，辅酶都是磷酸吡哆醛。
a.a脱羧反应广泛存在于动、植物和微生物 中，有些产物具有重要生理功能，如脑组织中 L-Glu脱羧生成r-氨基丁酸，是重要的神经介质。 His脱羧生成组胺（又称组织胺），有降低血压 的作用。Tyr脱羧生成酪胺，有升高血压的作用。
机体借助联合脱氨基作用可以迅速脱去 氨基 。
联合脱氨有两种途径：一种是以谷氨酸 脱氢酶为中心的途径；另一种是以嘌呤核 苷酸为中心的途径。
蛋白质和氨基酸代谢
以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用 是一种广泛的联合脱氨作用
氨基酸 α-酮酸
R H C NH 2
COOH
转氨酶
R CO COOH
COOH CH 2 CH 2 CO COOH
蛋白质的降解速度受到细胞营 养及激素状态的调节，营养缺乏，周 转速度加快。
蛋白质和氨基酸代谢
（4）真核细胞中蛋白质的选择性降解 有两条途径： a.不依赖ATP的溶酶体途径，没有选 择性，主要降解外源蛋白、膜蛋白及 长寿命的细胞内蛋白。 b.依赖ATP的泛素途径，在胞质中进 行，主要降解异常蛋白和短寿命蛋白， 此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为 重要。
有些微生物能把空气中的N2转变成氨 态氮，合成氨基酸。
蛋白质和氨基酸代谢
二、 氨基酸分解代谢
氨基酸分解代谢一般规律： （1）肝外组织以脱氨、转氨基、联合脱氨基等形式
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运动与蛋白质代谢
二、运动时蛋白质代谢
（一）运动时蛋白质净降解
耐力运动时机体的蛋白质分解速率超过合成速率， 存在净降解的现象。
安静、运动、运动后人体蛋白质转换（mg/KgBW·hr）
合成速率
分解速率
安静
运动 运 40.3 1.9（22%）
26.5 2.1
40.9 2.6（54%） 35.4 1.2（34%）
第二节 运动与氨基酸代谢
长时间剧烈运动时，人体对氨基酸的利用 加强，某些氨基酸氧化成二氧化碳和水直 接参与供能，或者参与糖异生维持运动中 血糖水平。
一、氨基酸代谢库
（一）游离氨基酸库 人体各组织含有少量游离氨基酸，骨骼肌
和肝脏是重要的游离氨基酸库。大约80％ 游离氨基酸存在骨骼肌内，肝脏内约含10 ％，肾脏约含4％，血浆游离氨基酸仅占 0．2％-6％。 运动改变氨基酸、蛋白质代谢时，游离氨 基酸的组成、分布和数量相应改变。
第七章 运动与蛋白质和氨基酸代谢
第一节 运动和恢复期蛋白质代谢 第二节 运动与氨基酸代谢
蛋白质是组成人体结构成分和酶等特殊的 功能性物质，并在几乎所有生命活动过程 中发挥关键性作用。在运动过程中，骨骼 肌收缩活动影响蛋白质和氨基酸代谢，这 种运动的影响还延续到运动后。
第一节 运动和恢复期蛋白质代谢
（二）运动时代谢利用的氨基酸
运动时人体可利用的氨基酸有三方面来源：
(1) 血浆和组织内游离氨基酸； (2) 组织蛋白降解时释出的氨基酸； (3) 非氨基酸类物质，主要是糖分解的中间
一、概述
在正常的情况下机体的蛋白质摄入量与排 出量处于动态平衡。短时间激烈运动时蛋 白质基本不参与供能；长时间耐力运动时， 能量需求的失去平衡，为了补充骨骼肌和 大脑正常活动对糖的需求，蛋白质和氨基 酸分解代谢增强，氨基酸的糖异生作用加 强。长期接受力量性运动训练可以明显促 进蛋白质合成代谢，引起运动肌壮大。
(6) 激素浓度改变，加速复制转录mRNA。
(三) 运动训练对蛋白质代谢的影响
1．耐力训练的作用：耐力训练使骨骼肌线 粒体的数目增多，体积增大，线粒体蛋白质 量和组成酶活性提高。例如，耐力训练使鼠 腓肠肌每千克肌肉内细胞浆中谷—丙转氨酶 的活性升高50％，线粒体中谷—丙转氨酶活 性升高80％；训练后肌肉中氧化支链氨基酸 的酶活性提高，代谢利用支链氨基酸的供能 能力提高；
合成明显减弱； (2)运动后第2小时内蛋白质合成速率上
升，并在尚未确定的时间内持续上升。
(二) 影响运动后肌肉蛋白质合成的因素
(1) 运动时细胞受到牵拉变形或多胺含量增 加，促使肌细胞膜通透性增大，进入细胞内 的游离氨基酸数量增加，为合成蛋白质提供 了基本原料。
(2) 在运动后30分钟内肌细胞内ATP、CP迅 速恢复到正常水平。
(3) 肌浆中Ca2’浓度升高，可诱导氧化酶活 性升高。
(4) 因运动引起的内环境酸化和体温上升， 在运动后逐渐恢复正常，使对蛋白质合成过 程的阻遏作用解除。
(5) 由运动中ATP浓度暂时下降诱导的多胺 含量增加，它的作用之一是直接促进氨酰 tRNA合成酶和氨酰tRNA转移酶活性，从核糖 体水平提高蛋白质合成速率。
肌肉内肌红蛋白量提高80％，使肌肉转运 氧的能力提高。又如，人骨骼肌经耐力训 练谷-丙转氨酶活性提高两倍。耐力训练 使机体葡萄糖-丙氨酸循环加速，使生成 三羧酸循环中间代谢产物的回补作用增强， 从而提高有氧代谢供能能力。
2．力量训练的作用
力量训练使训练肌的体积增大，肌纤维增 粗，力量增强，这种适应性变化出现在快 收缩肌纤维。肌肉粗大的原因是肌蛋白数 量增多，包括收缩蛋白总量增多。此外， 肌纤维周围的结缔组织、肌腱、韧带组织 数量和力量增长。
3-甲基组氨酸既不能用于体内蛋白质合成， 也不能被氧化分解，所以，尿3-甲基组氨 酸总排泄量可作为人体肌蛋白质分解代谢 的强度指标。测定尿3-甲基组氨酸是检测 肌蛋白质降解的有效、无损伤技术。在实 际应用时，经常用3-甲基组氨酸／肌酐比 值表示。
运动时、运动后3-甲基组氨酸指标的变化有 以下几种情况：第一，人尿中3-甲基组氨酸 的排泄量中75％由骨骼肌提供，所以，尿3甲基组氨酸排泄量的变化，基本上反映骨骼 肌收缩蛋白分解代谢速率的变化。第二，运 动期尿3—甲基组氨酸排泄量下降，即运动 时骨骼肌收缩蛋白的分解速率下降，而运动 后恢复期排泄量上升，表现出双向变化的曲 线图谱(图7-1)。
3.激素变化
运动时学胰岛素、睾酮浓度下降，胰高血 糖素、儿茶酚胺和皮质醇浓度上升，促进 蛋白质分解代谢。
4.酶活性变化
运动引起细胞内组织蛋白酶D、溶酶体酶 的活性升高；酶活性增强可以持续到运动 后3-5天。
三、运动后蛋白质代谢
（一）运动后蛋白质净合成 运动后骨骼肌内蛋白质代谢改变，大多数
研究结果是蛋白质合成代谢增强。 (1)运动后恢复1小时内，骨骼肌内蛋白质
第三，运动后3-甲基组氨酸排泄量增多，变 化幅度与运动强度、持续时间和运动与恢复 的相对排泄量变化有关。表7-2揭示，鼠运 动后 12-36小时尿3-甲基组氨酸排泄量明显 增多。图7-2比较鼠运动后3-甲基组氨酸排 泄量，运动强度越大或持续时间越长，则排 泄量增加越多。另外，3-甲基组氨酸的变化， 还受排汗量、膳食运动方式和训练水平等影 响。
（三）运动使蛋白质分解代谢增强的原因
1.训练状态 运动员在激烈运动训练初期，由于细胞破坏 增多，肌细胞和红细胞再生等合成代谢亢进， 以及运动应激时激素和神经调节等，使蛋白 质净降解。
2.训练的类型、强度及频率 长时间激烈的耐力运动训练，使肌肉中能量
物质大量消耗，导致膜的正常功能失调，细 胞酶外泄，蛋白质分解代谢加强。
注：以50%VO2max强度跑台运动3.75小时，n=6 引自伦尼（Rennie），1981
二、判断肌肉蛋白质分解代谢的强度指标
评价运动时体内蛋白质分解代谢的常用指 标是尿素氮；尿中3-甲基组氨酸。内源性 3-甲基组氨酸的来源主要是肌原纤维的肌 动蛋白和肌球蛋白，这些肌纤维进行分解 代谢时释放出3-甲基组氨酸。