第十一章 蛋白质代谢(一)

C、精氨琥珀酸生成：
在胞质； 精氨琥珀酸合成酶催化瓜氨酸与Asp缩合； 消耗2个高能键。

D、形成精氨酸

精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸上Asp骨架 以延胡索酸形式移去，
E、尿素形成、鸟氨酸再生

精氨酸酶作用于精氨酸。
鸟氨酸循环的意义：
A、有利于生物体的自身保护； B、防止过量氨积累于血液而引起神经中毒。
* 可转化为糖和脂肪等
生物合成蛋白质的原料和途径
固氮生物：N2→NH4+(氨盐) 植物、微生物：无机氮→pr 高等动物：
→aa →pr
aa→pr
2、氮平衡：
机体对蛋白质的摄入量等于排出量即为总
氮平衡 。 正氮平衡：摄入量＞排出量；(儿童、孕 妇、恢复期的病人） 负氮平衡：摄入量＜排出量.（饥饿、消 耗性疾病患者） 我国营养学会推荐成人最少需要量： 80克/日
缬氨酸
琥 珀 酰 CoA 苹果酸 三羧酸循环 延胡索酸
苯丙氨酸 酪氨酸
四、氨基酸合成代谢概况
（一）氨基酸生物合成途径的类型 1、酸性氨基酸家族的合成途径：
2、脂肪酸家族氨基酸的合成途径：
3、芳香族氨基酸合成途径
1）赤藓糖-4-磷酸和烯醇式丙酮酸磷酸衍生类型 2）组氨酸生物合成
4、氨基酸生物合成的调节
3、蛋白质的营养价值 蛋白质的营养价值
取决于其含必需氨基酸数量及种类的多少

必需氨基酸：人和动物不能合成，需从食物 pro供给。 包括： Lys(赖); Trp(色); Thr(苏); Val(缬); Met(甲硫); Leu(亮); Ile(异亮); Phe(苯丙) 半必需氨基酸：人体可合成，但婴幼儿期合成速度不 快，仍需食物供给。包括： His(组); Ary(精); 非必需氨基酸:人和动物机体能够自身合成的氨基酸.
几种蛋白酶原的激活
消化道蛋白酶作用位点
2）外肽酶：
羧肽酶：从C端水解； 羧肽酶A：水解中性aa为C端的肽键； 羧肽酶B：水解碱性aa为C端的肽键；
2、来自小肠粘膜细胞的寡肽酶：
1）氨肽酶：从N端水解，形成二肽。 2）二肽酶：作用于二肽。 寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞进行。
3、小肠腔的消化： 肽
转氨作用
4）转氨作用的意义：
是aa分解代谢与非必需aa合成代谢的重 要步骤； 沟通了糖代谢与蛋白质代谢。

3、联合脱氨作用：
1）概念：体内氨基酸的脱氨主要靠转氨和 氧化脱氨联合进行，简称联合脱氨。 2）反应：主要在肝、肾组织
3）嘌呤核苷酸循环：
主要发生在骨骼肌、心肌、脑等组织。
（二）脱羧基作用
尿 素 循 环 与 的 关 系
TCA
2 酰胺的合成：
（在脑、肝、肌肉中）
Gln（谷酰胺）和Asn（天冬酰胺）在许多合成 （如蛋白质合成）代谢中起的作用： A、氨基供体； B、体内解毒方式； C、氨以酰胺形式储存，在脑、肝、肌肉等组织。 肾谷酰胺酶将Gln分解成Glu和氨，氨随尿排出。
3
嘧啶环的合成：
4、胺的去向：
大多数胺类对动物有毒，去向： 1）随尿排出； 2）在胺氧化酶作用下可进一步氧化分解：
氨
合成尿素 新氨基酸
胺
醛
脂肪酸
CO2 H2O
（三）氨基酸分解产物的代谢
脱氨 氨 α-酮酸 胺 CO2
氨基酸分解
脱羧
1、氨的去路：
水生动物—直接排氨 鸟类、爬行动物—尿酸形式排氨 脊椎动物—尿素形式排氨 以上生物依次称：排氨生物、排尿酸 生物和排尿素生物。
二种途径： 1、由终产物对途径第一酶的别构或反馈抑 制作用 2、通过同工酶进行调控
同工酶(isoenzyme)
——能催化相同的化学反应，但在蛋白质分子的结
构、理化性质和免疫性能等方面都存在明显差异 的一组酶。
(二)一碳单位与氨基酸代谢
1.概念： 氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的基 团（不包括CO2）。 2.种类： 甲基（-CH3） 亚甲基（-CH2- 甲烯基） 次甲革（=CH- 甲炔基） 甲酰基（-CHO） 亚氨甲基（-CH=NH） 3.特点： 不能游离存在，一般以四氢叶酸为载体参与反应
心
肝 骨骼肌 肾
156,000
142,000 99,000 91,000
7,100
44,000 4,800
胰腺 28,000
脾 肺 14,000 10,000 20
2,000）辅酶： 所有转氨酶辅 酶为吡哆醛 磷酸， 并作为: 脱羧作用、 消旋作用及醇 醛裂解反应的 辅酶。
—————————————————
二、蛋白质的消化吸收
消化： 在胃、主要在小肠进行。 （一）胃内消化： 1、胃蛋白酶（pepsin): 胃蛋白酶元→胃酸( H+) → 胃蛋白酶
自身激活作用
2、胃酶作用：
蛋白质
胃蛋白酶
小分子肽→肠道
胃酶作用于：Phe(苯丙), Tyr(酪), Trp(色).( 芳香族）
实验依据：
(1)α-aa 灌入肝，流出液含少量α-酮酸； (2)用各种组织切片与α-aa 在生理条件下 保温1-2hr后，除去pro，利用酮酸与2，4， 二硝基苯肼生成苯腙，证实有酮酸生成； (3)用肾提取液证明了氧化脱氨中的定量 关系： 氧气：氨： α-酮酸 = 1：2：2

2）反应：
生酮+生糖兼生酮=“一两色本来老”
丙氨酸 苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 半胱氨酸
精氨酸 组氨酸
C oA S H 柠檬酸 乙 酰 C oA 异柠檬酸
谷氨酰胺 脯氨酸 谷氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸
丙酮酸
草酰乙酸
乙 酰 乙 酰 C oA 苯丙氨酸 酪氨酸 亮氨酸 赖氨酸 色氨酸 天冬酰胺 谷氨酰胺
α -酮 戊 二 酸
蛋白质营养效价的评价
蛋白质的营养效价主要与氮素转化有关 （1）蛋白质消化率 食物蛋白质在人体内消化率的高底，是评价食物蛋 白质营养价值的一个重要方面 食物氮-(粪氮-粪代谢氮) 蛋白质消化率= ———————————— 食物氮
（2）蛋白质的利用率 蛋白质的生理价值（BV）： 指食物蛋白的利用率
氮的保留量 BV= 100% 氮的吸收量
*蛋白质的互补作用：
指营养价值较低的蛋白质混合食用，必需 氨基酸互相补充从而提高营养价值
混合食物蛋白质的互补作用
蛋白来源 重量% 单食时BV 混食时BV —————————————————————— 豆腐干 42 65 77 面筋 58 67 —————————————————————— 小麦 39 67 小米 13 57 89 牛肉 26 69 大豆 22 64
将氨基酸与核苷酸代谢密切相连。
参与许多物质的甲基化过程。
一碳单位代谢障碍会影响DNA、蛋白质的合 成，引起巨幼红细胞性贫血。 磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳单位代谢
a-酮酸的代谢
经氨基化生成非必需氨基酸 转变成糖及脂类
生糖氨基酸、生酮氨基酸
生糖兼生酮氨基酸
氧化供能
氨基酸的三种类型
生 糖 生 糖 生 酮生 酮 氨 基 酸 氨 基 酸氨 基 酸 丙 羟 脯 异 亮 亮 精 蛋 苯 丙 天 冬 脯 酪 天 冬 酰 胺丝 色 胱 — 半 胱苏 赖 谷 缬 谷 氨 酰 胺 甘 组
1）有关尿素形成的实验：
尿素形成部位的实验： a、蛋白质膳食：尿中尿素↑； b、切除肝：血、尿中尿素↓ c、aa喂养切肝动物： aa多半在血中，少 部分在尿中； d、切肾：血中尿素↑； e、同时切肝、肾：血中尿素恒定。 证实肝为尿素形成部位。

尿素形成实验依据：
A、肝切片+铵盐混合保温：铵盐↓尿素↑ B、肝切片+ aa：脱下的氨几乎全成尿素； C、肝切片+ aa+鸟aa（Orn)或瓜aa （Cit）： 尿素合成量及速度↑ D、肝切片+ Orn或Cit：无尿素 ↑ 说明Orn或Cit起促进作用。
Glu(谷), Gln(谷氨酰胺).(酸性氨基酸)。
（二）小肠消化：
1、来自胰腺的酶： 1）内肽酶：水解pro内部肽键。 胰蛋白酶：Lys(赖)、Arg(精)羧基端肽键；(碱性） 糜蛋白酶：Phe(苯丙)、Tyr(酪)、Trp(色)肽键； (芳香族） 弹性蛋白酶：Val(缬)、Leu(亮)、Ser(丝)、Ala(丙)肽键 （脂肪族）
CH3 H 3C
O OH H 3C CH3
O OH NH2 H 3C
CH3
O OH
NH2
NH2
Val
OH H 3C NH2 O OH H 3C S
Leu
O OH NH2 H 2N
Ile
O OH NH2
Thr
O OH NH2
Met
O OH N H NH2
Lys
Phe
Trp
20种氨基酸的名称及缩写代号
章首
四氢叶酸（FH4 ） 的结构与合成
蝶呤+对氨基苯甲酸+L-谷氨酸
二氢叶酸还原酶
二氢叶酸合成酶
二氢叶酸
四氢叶酸
章首
一碳基团的 来源与转变
S-腺苷蛋氨酸（SAM）
参与 甲基化反应
N5-CH2-FH4
NAD+
NDAH+H+
N5 ， N10 -CH2-FH4还原酶
为胸腺嘧啶合 成提供甲基
丝氨酸
FH4
1、概念：aa在aa脱羧酶作用下生成CO2和 一个相应一级胺类化合物的作用。 2、酶：专一性强，且只对L-氨基酸起作用。 除组氨酸脱羧酶不需辅酶外，余均以 吡哆醛磷酸为辅酶。
3、脱羧形成的胺有许多重要生化作用：
谷氨酸—γ-氨基丁酸：重要的神经介质，抑 制神经中枢； 组氨酸 —组胺：有降压、刺激胃液分泌的作用 酪氨酸 —酪胺：有升压作用
第 十一 章
蛋白质的代谢 蛋白质的分解代谢(一) 蛋白质的生物合成代谢(二)
蛋白质的分解代谢(一)
一、蛋白质的营养作用 二、蛋白质的消化吸收
三、氨基酸的一般代谢
四、氨基酸合成代谢概况
五、氨基酸代谢缺陷症
一、蛋白质的营养作用
1 蛋白质的生理功能
* 是组织细胞的构件物质，维持细胞组织 的生长、更新和修补 * 参与多种重要的生理活动(如酶、激素) * 氧化供能（17.9KJ/g ） * 氨基酸是各种含氮化合物的原料
N5 N10 - CH2-FH4
NAD+ NDAH+H+
N5 ， N10 -CH2-FH4脱氢酶
参与嘌呤合成
组氨酸 FH4 甘氨酸
N5， N10 = CH-FH4
H2O H+
环水化酶
参与嘌呤合成
章首 节首
HCOOH FH4
N10 -CHO-FH4
一碳单位的生理功用
参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。
氨是尿素合成 的前体的实验：
15N标记铵盐饲喂
动物证明： 15N 出现在Ary（精） 的胍基、及全 部的尿素上。
•2）尿素的生成：
A、氨的活化： 在线粒体中进行，耗能。 氨甲酰磷酸合成酶催化形成氨甲酰磷酸 N-乙酰谷氨酸为别构激活剂。
B、形成瓜氨酸：
在线粒体内； 鸟氨酸转氨甲酰酶将氨甲酰磷酸交给鸟 氨酸，进入细胞质。
先脱氢再水解脱氨。
3）类型：
A、L-aa氧化酶：
有两类，分别以FAD、FMN（人和动物） 为辅基。
B、D- aa氧化酶：
以FAD为辅基，脊椎动物在肝肾细胞中， 有些微生物也有。
L-aa氧化酶的作用：

生成的H202在过氧化氢酶作用下分解成水和氧气。
C、氧化专一aa的酶：
如： Glu脱氢酶广泛分布在生物细胞质和 线粒体中，以NAD+或NADP +为辅酶， 可直接脱氨，活性最强。
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。
2） 转氨酶：
以谷丙转氨酶 (GPT)和谷草 转氨酶(GOT) 分布最广、活 性最大。 临床以此判断 肝功能是否正 常。

正常成人各组织中GOT及GPT活性
(单位/克湿组织)
组织 GOT GPT 组织 GOT GPT
胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶
小肽
小肽 氨基酸 至此：球蛋白几乎完全分解； 纤维蛋白、角蛋白部分水解。
羧肽酶、氨肽酶
吸收
aa →肠黏膜细胞 →血液循环→肝脏
这是一需能需氧的主动运输过程。由肠黏 膜细胞上的需氧氨基酸载体来完成.
不同氨基酸的吸收由不同的载体完成. 1)中性氨基酸载体 2)碱性氨基酸载体 3)酸性氨基酸载体 4)亚氨基酸及甘氨酸载体
三、氨基酸的一般代谢
生物合成
蛋白质 α-酮酸 （碳骨架）
氨基酸
脱氨
分解代谢 脱羧
胺
能源
三大代谢
氨基酸代谢概况
酮体
食物蛋白质
消化吸收 合成 分解
尿素
氨
a-酮酸
氧化供能
脱氨基
糖
组织蛋白质
氨基酸代谢库
代谢转变
脱羧基
体内合成氨基酸
(非必需aa)
其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)
胺类
（一）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。