第五章 蛋白质代谢

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1目5 录
三、氨基酸的一般代谢
General Metabolism of Amino Acids
1目6 录
•氨基酸代谢库(metabolic pool)
食物蛋白经消化吸收的氨基酸(外源性 氨基酸)与体内组织蛋白降解产生的氨基酸 (内源性氨基酸)混在一起,分布于体内各 处参与代谢,称为氨基酸代谢库。
3. 氧化供能
人体每日18%能量由蛋白质提供。
目3 录
(二)蛋白质需要量和营养价值
1. 氮平衡(nitrogen balance)
摄入食物的含氮量与排泄物(尿与粪)中含氮 量之间的关系。
氮总平衡:摄入氮 = 排出氮(正常成人) 氮正平衡:摄入氮 > 排出氮(儿童、孕妇等)
氮负平衡:摄入氮 < 排出氮(饥饿、消耗性疾病 患者)
NADH+H + (NADPH+H
+)
COOH
COOH α -酮戊二酸
2目0 录
要点:
①反应可逆。 ②L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶,辅酶为NAD+
或NADP+。 ③此酶分布广泛,但以肝、肾、脑中活性较强。 ④此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。
2目1 录
2.转氨基作用(transamination)
目9 录
2、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

生化蛋白质代谢

生化蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢第一节概述一、主要途径1.蛋白质代谢以氨基酸为核心,细胞内外液中所有游离氨基酸称为游离氨基酸库,其含量不足氨基酸总量的1%,却可反映机体氮代谢的概况。

食物中的蛋白都要降解为氨基酸才能被机体利用,体内蛋白也要先分解为氨基酸才能继续氧化分解或转化。

2.游离氨基酸可合成自身蛋白,可氧化分解放出能量,可转化为糖类或脂类,也可合成其他生物活性物质。

合成蛋白是主要用途,约占75%,而蛋白质提供的能量约占人体所需总能量的10-15%。

蛋白质的代谢平衡称氮平衡,一般每天排出5克氮,相当于30克蛋白质。

3.氨基酸通过特殊代谢可合成体内重要的含氮化合物,如神经递质、嘌呤、嘧啶、磷脂、卟啉、辅酶等。

磷脂的合成需S-腺苷甲硫氨酸,氨基酸脱羧产生的胺类常有特殊作用,如5-羟色胺是神经递质,缺少则易发生抑郁、自杀;组胺与过敏反应有密切联系。

二、消化外源蛋白有抗原性,需降解为氨基酸才能被吸收利用。

只有婴儿可直接吸收乳汁中的抗体。

可分为以下两步:1.胃中的消化:胃分泌的盐酸可使蛋白变性,容易消化,还可激活胃蛋白酶,保持其最适pH,并能杀菌。

胃蛋白酶可自催化激活,分解蛋白产生蛋白胨。

胃的消化作用很重要,但不是必须的,胃全切除的人仍可消化蛋白。

2.肠是消化的主要场所。

肠分泌的碳酸氢根可中和胃酸,为胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等提供合适环境。

肠激酶激活胰蛋白酶,再激活其他酶,所以胰蛋白酶起核心作用,胰液中有抑制其活性的小肽,防止在细胞中或导管中过早激活。

外源蛋白在肠道分解为氨基酸和小肽,经特异的氨基酸、小肽转运系统进入肠上皮细胞,小肽再被氨肽酶、羧肽酶和二肽酶彻底水解,进入血液。

所以饭后门静脉中只有氨基酸。

三、内源蛋白的降解1.内源蛋白降解速度不同,一般代谢中关键酶半衰期短,如多胺合成的限速酶-鸟氨酸脱羧酶半衰期只有11分钟,而血浆蛋白约为10天,胶原为1000天。

体重70千克的成人每天约有400克蛋白更新,进入游离氨基酸库。

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢蛋白质是生命活动中极其重要的大分子物质,参与了生物体的众多生理过程。

在细胞内,蛋白质不断地进行合成与分解,这一动态过程被称为蛋白质代谢。

蛋白质的合成是一个复杂而精密的过程。

细胞通过转录和翻译,将储存在 DNA 中的遗传信息转化为具有特定氨基酸序列的蛋白质。

在转录过程中,DNA 中的基因被转录为信使 RNA(mRNA)。

然后,mRNA 离开细胞核,到达细胞质中的核糖体。

核糖体是蛋白质合成的“工厂”,它能够读取 mRNA 上的密码子,并按照密码子的顺序,将相应的氨基酸连接起来,形成多肽链。

在这个过程中,还需要转运 RNA (tRNA)的参与,tRNA 能够携带特定的氨基酸,并将其准确地运输到核糖体上与对应的密码子配对。

蛋白质合成的速度和效率受到多种因素的调节。

例如,某些激素可以通过调节基因的表达来影响蛋白质的合成。

此外,细胞内的营养状况、能量水平等也会对蛋白质合成产生影响。

当细胞需要大量某种蛋白质时,相关基因的转录和翻译会增强;反之,当细胞不需要某种蛋白质时,其合成会受到抑制。

与蛋白质合成相对应的是蛋白质的分解。

细胞内的蛋白质在完成其功能后,或者由于各种原因受损、老化,需要被降解。

蛋白质的降解主要通过两种途径进行:一种是溶酶体途径,另一种是蛋白酶体途径。

溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器。

通过内吞作用,细胞将需要降解的蛋白质摄入溶酶体中,溶酶体中的水解酶将蛋白质分解为氨基酸和小肽段。

蛋白酶体则是一种由多个亚基组成的大分子复合物。

它能够识别并结合带有特定标记的蛋白质,然后将其降解为短肽。

这些短肽随后被进一步水解为氨基酸。

蛋白质分解产生的氨基酸并不会被浪费,它们可以被重新利用。

一部分氨基酸经过转氨基作用或脱氨基作用,转化为其他的氨基酸或中间代谢产物,参与到能量代谢或其他生物合成途径中。

在正常的生理状态下,蛋白质的合成和分解处于动态平衡之中。

这种平衡对于维持细胞的正常结构和功能至关重要。

如果蛋白质合成过多或分解不足,可能会导致细胞内蛋白质的积累,从而影响细胞的正常代谢和功能;反之,如果蛋白质合成不足或分解过多,则可能导致细胞的生长、发育和功能受到损害。

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢蛋白质是生命活动中极其重要的大分子物质,在生物体的生长、发育、繁殖和遗传等过程中都发挥着关键作用。

蛋白质代谢则是指生物体内蛋白质的合成、分解以及相互转化的过程。

蛋白质的合成是一个极其复杂而精细的过程。

首先,需要有信使RNA(mRNA)的参与。

mRNA 是在细胞核内,以 DNA 为模板转录生成的。

mRNA 携带着遗传信息从细胞核转移到细胞质中,与核糖体结合。

核糖体是蛋白质合成的“工厂”,由大小两个亚基组成。

在核糖体上,转运 RNA(tRNA)起着重要的作用。

tRNA 一端携带特定的氨基酸,另一端具有反密码子,能够与 mRNA 上的密码子互补配对。

通过这种方式,tRNA 把氨基酸按照 mRNA 所携带的遗传信息的顺序依次连接起来,形成多肽链。

多肽链经过进一步的折叠、修饰等过程,最终形成具有特定空间结构和生物活性的蛋白质。

蛋白质的分解也是生命活动中必不可少的环节。

细胞内的蛋白质在特定的蛋白酶的作用下,被水解为氨基酸。

这些蛋白酶具有高度的特异性,能够识别并切割特定的肽键。

蛋白质分解的过程不仅能够清除那些已经失去功能或者受损的蛋白质,还能够为细胞提供氨基酸,用于合成新的蛋白质或者参与其他代谢过程。

在蛋白质代谢中,氨基酸的代谢也是非常重要的一部分。

氨基酸可以通过脱氨基作用和脱羧基作用进行代谢。

脱氨基作用可以产生氨和相应的酮酸。

氨是一种有毒的物质,在肝脏中会通过一系列反应转化为尿素,然后通过肾脏排出体外。

酮酸则可以进入三羧酸循环,进一步氧化分解产生能量,或者经过转氨基作用生成其他非必需氨基酸。

脱羧基作用则会产生胺类物质,这些胺类物质在体内具有不同的生理功能。

例如,组氨酸脱羧产生的组胺具有扩张血管、促进平滑肌收缩等作用;谷氨酸脱羧产生的γ氨基丁酸是一种重要的抑制性神经递质。

此外,氨基酸还可以通过相互转化来满足生物体的需要。

人体有 8种必需氨基酸,必须从食物中获取。

而其他非必需氨基酸则可以通过体内的代谢途径由其他氨基酸转化而来。

蛋白质体内代谢过程

蛋白质体内代谢过程

蛋白质体内代谢过程蛋白质是生命体内的重要分子,扮演着许多关键角色,比如构建细胞结构、催化生化反应、传递信号等。

蛋白质的代谢过程是指蛋白质在生物体内的合成、降解和调控等一系列反应。

本文将从蛋白质的合成、降解和调控三个方面,详细介绍蛋白质体内的代谢过程。

一、蛋白质的合成蛋白质的合成主要发生在细胞的核糖体中。

首先,基因在DNA中转录成mRNA,然后mRNA通过核孔进入细胞质,与核糖体结合。

核糖体沿着mRNA链上的密码子进行扫描,根据密码子对应的三联密码子,选择适当的氨基酸,由tRNA携带,并通过肽键连接起来,形成一个多肽链。

多肽链不断延长,直到遇到终止密码子,合成过程终止。

最后,多肽链经过蛋白质折叠和修饰,最终形成具有特定功能的蛋白质。

二、蛋白质的降解蛋白质的降解主要发生在细胞的溶酶体和蛋白酶体中。

溶酶体是一种含有多种水解酶的细胞器,负责降解细胞内的蛋白质和其他有机物。

蛋白质首先被降解为小的多肽链,然后进一步降解为氨基酸。

氨基酸可以被再利用,用于新的蛋白质合成或能量供应。

蛋白酶体则是细胞中的一个特殊结构,主要负责选择性地降解一些特定的蛋白质。

蛋白酶体通过识别蛋白质上的特定标记,将其降解为氨基酸或小的多肽链。

三、蛋白质的调控蛋白质的合成和降解需要受到精密的调控,以维持细胞内蛋白质的平衡。

在蛋白质的合成过程中,转录调控和翻译后修饰是两个重要的环节。

转录调控通过调节基因的转录水平来控制蛋白质的合成。

转录因子和启动子等调控元件参与其中,调控基因的表达。

翻译后修饰包括蛋白质的折叠、磷酸化、甲基化等,可以影响蛋白质的结构和功能。

蛋白质的降解过程主要受到泛素-蛋白酶体系统的调控。

泛素是一种小分子蛋白,可以与目标蛋白质结合,标记其为降解的目标。

被泛素标记的蛋白质被泛素酶体识别并降解。

泛素-蛋白酶体系统是细胞内最重要的蛋白质降解途径之一。

蛋白质体内的代谢过程是一个复杂而精密的系统,涉及到许多细胞器、分子和调控因子的相互作用。

蛋白质在人体内的代谢过程

蛋白质在人体内的代谢过程

蛋白质在人体内的代谢过程蛋白质是构成人体细胞的重要组成部分,不仅参与细胞结构的建立,还在体内承担着许多重要的生理功能。

蛋白质的代谢过程是指蛋白质在人体内被合成、降解和利用的整个过程。

这一过程涉及到许多重要的生化反应和调节机制,对于维持人体正常的生理功能具有至关重要的作用。

在人体内,蛋白质的合成主要发生在细胞内的核糖体中。

当身体需要新的蛋白质时,遗传信息将被转录成信使RNA(mRNA),然后被翻译成蛋白质。

这个过程包括启动子、激活子和终止子等一系列复杂的调控元件,确保蛋白质的合成顺利进行。

在此过程中,氨基酸是构成蛋白质的基本单元,它们通过肽键相互连接形成蛋白质的空间结构。

蛋白质合成完成后,它们将被用于细胞的生长、修复和代谢等过程。

然而,随着时间的推移,细胞内的蛋白质也会逐渐老化或受到损伤,需要被降解和清除。

这一过程主要通过细胞内的蛋白酶系统来完成,将老化或受损的蛋白质分解成氨基酸或小的肽段,然后再重新利用。

蛋白质的代谢还涉及到氨基酸的利用和转运。

人体内有20种氨基酸,其中9种是人体必需氨基酸,必须通过食物摄入。

这些氨基酸在体内参与能量代谢、免疫调节、激素合成等重要生理功能。

当身体缺乏某种氨基酸时,会影响到蛋白质合成和代谢,导致健康问题的发生。

总的来说,蛋白质在人体内的代谢过程是一个复杂而精密的调控系统,涉及到许多重要的生化反应和调节机制。

蛋白质的合成、降解和利用相互交织,共同维持着人体正常的生理功能。

因此,保持适当的蛋白质摄入量,保持身体内氨基酸的平衡,对于维持健康至关重要。

希望通过对蛋白质代谢过程的了解,能够更好地关注自己的饮食和生活习惯,保持身体的健康和活力。

第五章蛋白质代谢-折叠与加工

第五章蛋白质代谢-折叠与加工

barnase 的折叠通过单一的的主 要过渡态,也就是通过一种主要途 径
Parallel folding pathways of Lysozyme
溶菌酶折叠经历不同的途径,两个主要一 个次要,分别为不同的熔球状态,在后 一阶段收敛到最后一个天然的状态。 α螺旋结构域形成高度的二级结构,β片层 结构没有检测到 αβ都没有稳定的结构域被检测 第三种状态不常被观测,αβ结构域都有明 显的构像单元
② 羧基末端的酰胺化
蛋白质羧基端酰胺化能保护蛋白质免受羧肽酶降解 C terminus 是Gly 的蛋白质常被酰胺化。 分两步进行:先是Gly 羟基化,然后脱去一分子乙 醛酸并产生新的酰胺化C –terminus.
蛋白质— CO-NH-CH2-COOH 蛋白质— CO-NH-CH(OH)-COOH 蛋白质— CONH2+CHOCOOH
溶菌酶平行折叠途径
Molecular chaperones: assistants of protein folding 结合到到一个折叠或聚集多肽在溶剂中暴露的 疏水性表面; 阻止蛋白质非法折叠或部分折叠的 ; 调整蛋白质折叠效率或将错误折叠的蛋白质转 化成天然构象 . •Heat shock proteins 70 (Hsp70) •Chaperonins
Post-translational modification
前体蛋白是没有活性的,常常要进行一个系列 的翻译后加工,才能成为具有功能的成熟蛋白。 加工的类型是多种多样的,一般分为三种:
1. 2. 3.
N-端氨基脱甲酰化或fMet(Met)的切除 氨基酸侧链的修饰(化学修饰) 蛋白质的剪切/剪接
1.N-端氨基脱甲酰化或fMet(Met)的切除
① 氨基的甲基化和乙酰化

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢蛋白质是生命的重要物质基础,在生物体内承担着众多关键的功能。

蛋白质代谢是一个复杂而精细的过程,涉及到蛋白质的合成、分解以及其在体内的转化和利用。

蛋白质的合成是一个极其复杂而精确的过程。

首先,细胞内的遗传信息储存在 DNA 中,通过转录过程,DNA 中的遗传信息被转录为mRNA(信使 RNA)。

mRNA 携带着合成蛋白质的指令从细胞核转移到细胞质中的核糖体上。

在核糖体上,tRNA(转运 RNA)携带特定的氨基酸,根据 mRNA 上的密码子序列,依次将氨基酸连接起来,形成多肽链。

这个过程需要消耗大量的能量,并且受到多种因素的调控,以确保合成的蛋白质具有正确的氨基酸序列和结构。

而蛋白质的分解则主要通过蛋白酶体和溶酶体来实现。

蛋白酶体能够识别并降解那些已经受损、错误折叠或者不再需要的蛋白质。

溶酶体则通过内吞作用将细胞外的蛋白质以及细胞内的一些细胞器和大分子物质摄入其中,然后在溶酶体内部的酸性环境中,通过多种水解酶将其分解。

蛋白质代谢的平衡对于细胞和生物体的正常生理功能至关重要。

当蛋白质合成大于分解时,细胞内的蛋白质含量增加,这有助于细胞的生长、分裂和修复。

反之,如果蛋白质分解大于合成,可能会导致细胞功能受损,甚至引起疾病。

在蛋白质代谢过程中,氨基酸起着关键的作用。

氨基酸是蛋白质的基本组成单位,同时也是许多重要代谢途径的中间产物。

人体可以通过食物摄取必需氨基酸,而一些非必需氨基酸则可以在体内通过其他物质转化合成。

蛋白质代谢与许多生理过程密切相关。

例如,在生长发育阶段,身体需要合成大量的蛋白质来构建新的组织和器官。

在运动过程中,肌肉中的蛋白质会发生分解和合成的动态变化,以适应运动的需求。

当身体处于饥饿状态时,蛋白质的分解会增加,为身体提供能量。

此外,激素也对蛋白质代谢起着重要的调节作用。

胰岛素可以促进蛋白质的合成,抑制蛋白质的分解,从而有助于维持体内蛋白质的平衡。

而糖皮质激素则在应激状态下,促进蛋白质的分解,为身体提供能量。

蛋白质的代谢通用课件

蛋白质的代谢通用课件
疾病康复期
在疾病康复期,身体需要更多的营养物质来支持组织的修复和再生 ,因此需要适当增加蛋白质的摄入量。
05
蛋白质代谢的研究方法
生物化学方法
蛋白质提取与分离
利用各种分离纯化技术,如凝胶电泳、色谱等, 将蛋白质从复杂的生物样本中分离出来。
蛋白质组学分析
通过高通量技术对蛋白质进行大规模分析,研究 蛋白质的表达、修饰和相互作用等。
氨基酸的氧化脱羧
部分氨基酸在特定的氧化 脱羧酶作用下,将其中的 特殊化学键转移给辅酶, 生成特定的产物。
蛋白质代谢的调节
激素调节
激素如胰岛素、胰高血糖素、生 长激素等可以调节蛋白质的合成
与分解。
营养状况调节
营养状况的改变可以影响蛋白质 的代谢,如饥饿时蛋白质分解加
强,饱食时蛋白质合成增强。
神经调节
同位素标记的能量底物
用于研究能量代谢与蛋白质代谢之间的联系,通过追踪标 记的能量底物在代谢过程中的变化,了解能量代谢对蛋白 质合成和分解的影响。
酶学方法
酶活性检测
通过检测特定酶的活性,了解其在蛋白质代谢中的作用。
酶动力学研究
通过研究酶促反应的动力学特征,了解酶促反应的速率和机制。
酶抑制剂研究
利用酶抑制剂来研究酶的功能和作用机制,了解其在蛋白质代谢 中的作用。
肌肉无力
贫血
蛋白质是肌肉的主要成分,缺乏蛋白质会 导致肌肉无力,容易疲劳和受伤。
蛋白质是血红蛋白的组成部分,缺乏蛋白 质会导致血红蛋白合成不足,引起贫血。
蛋白质过量的影响
肾脏负担加重
过量的蛋白质需要通过肾脏代 谢排出,长期过量摄入会增加 肾脏负担,甚至导致肾脏损伤

钙质流失
过量摄入动物性蛋白质会增加 尿钙的排出,导致钙质流失, 增加骨质疏松的风险。

高中生物蛋白质代谢知识点总结PPT

高中生物蛋白质代谢知识点总结PPT

三级结构
整条肽链中全部氨基酸残基的 相对空间位置,即整条肽链每 一原子的相对空间位置。
四级结构
两条或两条以上多肽链构成的 蛋白质分子中,亚基的空间排
布及亚基之间的相互作用。
活性中心及作用机制
活性中心
蛋白质分子中具有一定空间结构的区域,具有催化功能,能与底物结合并催化 底物发生化学反应。
作用机制
活性中心通过降低化学反应的活化能来促进反应的进行,包括酸碱催化、共价 催化、金属离子催化等机制。同时,活性中心还能与调节分子结合,从而调节 酶的活性。
能量代谢与蛋白质代谢联系
蛋白质合成与ATP消耗
蛋白质合成过程中需要消耗ATP,用于驱动转录、翻译及后加工过程中的各种生 物化学反应。
蛋白质降解与能量回收
蛋白质降解过程中会释放氨基酸,这些氨基酸可以通过脱氨基作用转化为糖类或 脂肪进行储存,同时释放出能量供细胞利用。
03
蛋白质在生命活动中的作用
酶催化作用及影响因素
蛋白质降解途径和调控机制
溶酶体途径
溶酶体内含有多种水解酶,能够降解蛋白质、糖类、脂类 等生物大分子,并将其转化为小分子物质供细,再由蛋白酶体进行降解。这是 一种高度选择性的蛋白质降解途径,对于细胞内蛋白质的 质量控制具有重要意义。
自噬-溶酶体途径
通过自噬过程将细胞内受损或功能异常的蛋白质和细胞器 包裹进自噬体,再与溶酶体融合进行降解。这是一种细胞 自我更新的重要机制。
代谢组学
研究生物体内代谢产物的变化,反映蛋白质代谢的调控机制和生 物学功能。
蛋白质相互作用组学
研究蛋白质之间的相互作用网络,揭示蛋白质在细胞信号传导、 代谢途径等过程中的调控作用。
06
学习策略与建议
掌握基础知识,理解概念原理

册05-蛋白质降解和氨基酸的分解代谢

册05-蛋白质降解和氨基酸的分解代谢
18
ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。 ADP、GDP及某些a.a可激活此酶活性。 因此当ATP、GTP不足时,Glu的氧化脱氨会加速进行, 有利于a.a分解供能(动物体内有10%的能量来自a.a 氧化)。
19
(2)非氧化脱氨 ①还原脱氨基反应
无氧条件下,一些含有氢化酶微生物能利用还原脱氨 基反应使氨基酸加氢脱氨,生成饱和脂肪酸和氨。
二肽酶 专门水解二肽中肽键,将二肽 水解生成单个氨基酸的酶。
按作用的最适pH分
碱性蛋白酶 中性蛋白酶 酸性蛋白酶。
3
2、重要的蛋白质水解酶
胃蛋白酶
催化具有苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、亮氨酸、 谷氨酸和谷氨酰胺等的肽键。
胰蛋白酶 水解由赖氨酸、精氨酸的羧基形成的肽键。
糜蛋白酶
水解含苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸等残基羧基 形成的肽键。
9
二、氨基酸分解代谢(P303,熟悉)
1、氨基酸的脱氨基作用 2、氨基酸的转氨基作用 3、联合脱氨基作用 4、氨基酸的脱羧基作用
10
α-氨基酸的功能除去它是蛋白质的组成单位外, 还是能量代谢的物质,又是许多生物体内重要含 氮化合物的前体。这些含氮化合物突出的有血红 素,生物活性的胺,谷胱甘肽,核苷酸及核苷酸 的辅酶等。哺乳动物可自代谢物前体合成非必需 氨基酸,而必需氨基酸则自膳食中获取。
弹性蛋白酶
水解缬氨酸、亮氨酸、丝氨酸、丙氨酸等各种 脂肪族氨基酸形成的肽键。
羧肽酶A 羧肽酶B
水解由各种中性氨基酸为羧基末端构成的肽键。
水解由赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸为羧基末 端构成的肽键。
4
• 3、蛋白质消化吸收 • 哺乳动物的胃、小肠中含有胃蛋白酶、胰蛋白酶、
胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、弹性蛋白酶。 经上述酶的作用,蛋白质水解成游离氨基酸,在 小肠被吸收。 • 被吸收的氨基酸(与糖、脂一样)一般不能直接 排出体外,需经历各种代谢途径。 • 肠粘膜细胞还可吸收二肽或三肽,吸收作用在小 肠的近端较强,因此肽的吸收先于游离氨基酸。

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢

第五章蛋白质代谢蛋白质是生命活动的重要物质基础,参与了生物体的各种生理过程。

在细胞内,蛋白质不断地合成与分解,以维持生命活动的正常进行。

这一过程被称为蛋白质代谢。

蛋白质的合成是一个复杂而精细的过程。

细胞首先要获取合成蛋白质所需的原料,即 20 种氨基酸。

这些氨基酸通过特定的转运机制被运送到核糖体上。

核糖体就像是一个“蛋白质制造工厂”,在信使 RNA (mRNA)的指导下,按照特定的顺序将氨基酸连接成多肽链。

多肽链经过一系列的加工和修饰,如折叠、磷酸化、糖基化等,最终形成具有特定结构和功能的蛋白质。

在蛋白质合成过程中,遗传信息的传递起着关键作用。

DNA 中的遗传信息通过转录被传递到 mRNA 上,mRNA 再携带这些信息指导蛋白质的合成。

这一过程被称为中心法则。

此外,还有多种分子参与了蛋白质的合成,如转运 RNA(tRNA)负责将氨基酸运送到核糖体上的特定位置,核糖体 RNA(rRNA)则是核糖体的重要组成部分。

与蛋白质合成相对应的是蛋白质的分解。

细胞内的蛋白质在完成其使命后,会被蛋白酶体或溶酶体降解。

蛋白酶体是一种大型的蛋白质复合物,能够识别并降解被标记的蛋白质。

溶酶体则是一种含有多种水解酶的细胞器,可以分解摄入细胞内的蛋白质以及细胞内衰老、损伤的细胞器中的蛋白质。

蛋白质代谢的调节对于维持细胞的正常生理功能至关重要。

在不同的生理状态下,细胞会通过调节蛋白质的合成和分解速度来适应环境的变化。

例如,在细胞生长和分裂时,蛋白质的合成速度会加快;而在饥饿或应激状态下,细胞会减少蛋白质的合成,同时增加蛋白质的分解,以提供能量和代谢中间产物。

激素在蛋白质代谢的调节中也发挥着重要作用。

胰岛素可以促进蛋白质的合成,抑制蛋白质的分解,从而促进细胞的生长和修复。

相反,糖皮质激素则会促进蛋白质的分解,为机体提供能量。

蛋白质代谢与其他物质代谢密切相关。

例如,蛋白质可以通过脱氨基作用转化为糖类和脂肪,为机体提供能量或储存起来。

蛋白质代谢 完整版

蛋白质代谢 完整版

299蛋白质的降解和氨基酸的代谢一、蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解:在酶的催化下,加水分解蛋白质使其肽键断裂,生成氨基酸的过程1.细胞内蛋白质的降解蛋白质降解作用防止了异常或不需要的蛋白质的积累,有利于氨基酸的循环利用。

真核细胞内蛋白质降解的2条途径:溶酶体降解途径:含有50种水解酶(组织蛋白酶),最适PH 为5.0左右,不依赖ATP,无选择性地降解蛋白质;泛素降解途径:在细胞质内,依赖ATP,有选择性地降解蛋白质,所以又称泛素标记选择性蛋白质降解2.外源蛋白的酶促降解外源蛋白进入体内经过水解作用变为小分子氨基酸被吸收二、氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢途经包括脱氨基和脱羧基1.氨基酸的脱氨基作用:氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用、非氧化脱氨基作用1.1氧化脱氨基作用α-氨基酸在酶的催化作用下氧化生成α-酮酸氨基酸的氧化酶:L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶、L-谷氨酸脱氢酶(专一性强)1.2转氨基作用α-氨基酸的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到α-酮酸的酮基上,结果原来的氨基酸生成相应的α-酮酸,而原来α-的酮酸则形成相应α-的氨基酸除了赖氨酸(Lys)、苏氨酸(Thr)外,其余的氨基酸都可以发生转氨基作用1.3联合脱氨基作用转氨基和氧化脱氨基联合而使氨基脱掉的作用转氨酶和 L-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨作用嘌呤核苷酸循环1.4非氧化脱氨基作用(主要在微生物体中)脱水脱氨基、脱硫化脱氨基、直接脱氨基、水解脱氨基1.5脱酰胺基作用天冬酰胺和谷氨酰胺的酰胺基可由相应的酰胺酶加水脱去氨基2.氨基酸的脱羧基作用(非主要代谢作用)氨基酸在氨基酸脱羧酶催化下进行脱羧作用;生成二氧化碳和一个伯胺类化合物天冬氨酸脱羧酶促使天冬氨酸形成β-丙氨酸,它是维生素泛酸的组成成分;组胺是组氨酸脱羧基的产物3.氨的代谢去路在动物体内氨基酸脱下氨的去路有三条:排泄、以酰胺的形式储存、重新合成氨基酸和其他含氮物3.1排泄:水生动物主要排氨;哺乳类和两栖类排尿素3.2氨基酸的转运3.2.1氨的转运以谷氨酰胺的形式转运(氨转运的主要形式)3.2.2以丙氨酸的形式转运葡萄糖-丙氨酸循环:肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸,后者经血液循环转运至肝脏经过联合脱氨基作用再脱氨基,放出的氨用于合成尿素;生成的丙酮酸经糖异生转变为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸,丙酮酸再接受氨基生成丙氨酸。

第五节 蛋白质的代谢

第五节   蛋白质的代谢

氨基酸的分类和去向
• 外源性氨基酸:食物经消化吸收后,以氨 外源性氨基酸:食物经消化吸收后, 基酸的形式通过血液循环运输到全身的各 组织, 组织,这种来源的氨基酸称为外源性氨基 酸。 • 内源性氨基酸:机体各组织的蛋白质在组 内源性氨基酸: 织酶的作用下,不断地分解为氨基酸, 织酶的作用下,不断地分解为氨基酸,这 种来源的氨基酸称为内源性氨基酸。 种来源的氨基酸称为内源性氨基酸。 • 去向:a.合成蛋白质;b.继续进行分解代 去向:a.合成蛋白质 b.继续进行分解代 合成蛋白质; 谢。

2.蛋白质的生物合成 2.蛋白质的生物合成
• 蛋白质的合成过程:氨基酸分子在DNA分 蛋白质的合成过程:氨基酸分子在DNA DNA分
子指导下,靠mRNA、rRNA、tRNA、多 子指导下, mRNA、rRNA、tRNA、 种酶以及能量等因素的协同作用下的 极其复杂的过程。 极其复杂的过程。
脑内抑制性神经递质, 脑内抑制性神经递质,在外周组织有收 缩血管作用。 缩血管作用。
3.氨的来源和去路 氨的来源和去路
尿素
肠道
合成尿素
蛋白质
合成谷氨酰胺, 合成谷氨酰胺,门冬酰胺
NH3
肾脏谷氨 酰胺分解 合成非必需氨基酸和含氮 物质 直接从尿中排出
组织中氨 基酸脱氨
二、蛋白质的合成代谢
• 1.非必须氨基酸的合成代谢 非必须氨基酸的合成代谢
GABA是抑制性神经递质, GABA是抑制性神经递质,对中枢神经有抑 是抑制性神经递质 制作用
(2)组胺——组氨酸脱羧生成 组胺——组氨酸脱羧生成 —— 它是一种血管舒张剂, 它是一种血管舒张剂,并能增加毛细血管 的通透性。可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌。 的通透性。可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌。
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临床意义:
1.协助wilson病的诊断 2.急性时相反应蛋白
转铁蛋白(Transferrin,TRF)

理化性质:分子量约79.5KD,含糖量6%,在
β1区带。主要由肝细胞合成

功能:运输由肠道吸收和红细胞降解释放的
铁,以复合物的形式进入骨髓,供红细胞合成 血红蛋白
临床意义
用于贫血的诊断和对治疗的监测 A.缺铁性贫血:TRF升高,铁饱和度降低。 B.铁利用障碍性贫血:TRF正常或降低,铁饱 和度升高。 C.铁负荷过量:TRF水平正常,铁饱和度升高。 D.在急性时相反应时降低。 E.作为营养状态指标,在营养不良及慢性肝脏疾 病时下降。 F.妊娠时升高 正常的铁饱和度为30%--38%
C-反应蛋白

Байду номын сангаас
(C-reactive protein, CRP)
理化性质:急性炎症病人肝细胞合成,可以
结合肺炎球菌细胞壁C-多糖的蛋白质。

功能:能结合多种细菌、真菌及原虫等多糖
物质,在Ca2+存在下,还能同卵磷脂和核酸结 合,结合后形成的复合物能激活补体系统,从 而引发对侵入细胞的免疫调理和吞噬作用,表 现为炎症反应。
α2 –MG含量可显著增高。不属于急性时相 反应蛋白。
铜蓝蛋白(ceruloplasmin,Cp or CER)
理化性质:属α 2球蛋白。由脏脏合成的一种
糖蛋白、分子量为160,000.每分子Cp可牢 固地结合6个铜离子,并因携铜而呈蓝色。
Contains 95% of the total serum copper.
电泳 组成图谱 半定量 定量
定量化学测定TPr,Alb 染料结合法,UV法,折光法等
一、血清总蛋白测定
(一)血清总蛋白测定方法学概述
凯氏定氮法:参考方法 双缩脲法:是临床测定血清总蛋白首选的常规方法 酚试剂法 紫外吸收法 染料结合法:氨基黑、丽春红、考马斯亮蓝、邻苯三酚红 钼
(二)TP测定各方法学概述
结合珠蛋白(haptoglobin,Hp)
理化性质:分子量85000的糖蛋白,主要由肝脏合
成,半寿期为3.5~4天。
功能:能与红细胞中释放出的游离血红蛋白结 临床意义:
1.溶血性疾病:Hp含量明显下降 2.急性时相反应蛋白 3.严重肝病时, Hp合成降低
合, 能防止Hb从肾脏丢失,为机体有效保留铁,并能 避免Hb对肾脏的损伤。
优点:准确度高,回收率达101.54% ; 精密度好,CV%为0.85% 1、凯氏定氮法 缺点:操作流程长,程序复杂。各种蛋 白质含氮量在疾病状态差异较大,等 该法主要用作血清蛋白质标准品定值及参考性工作,血 清总蛋白常规测定中很少使用。
2、TP测定——双缩脲 法
原理:
蛋白质中的肽键(-CONH-)在碱性溶液中 能与Cu2+作用而产生紫红色络合物,其颜色的 深浅与蛋白质的浓度成正比,而与蛋白质的分子 量及氨基酸成分无关。 双缩脲反应 双缩脲在碱性铜溶液中作用后生成的紫红色反应。
方法学评价
优点:显色稳定性好,干扰物质少, 试剂单一,方法简便。
缺点:灵敏度较低对蛋白质含量低的体液 标本不适合。 干扰物质:主要为右旋糖酐,其与反应混合液中的铜和酒石酸 结合形成沉淀,影响测定结果的准确度。此外胆红素、血红蛋 白、脂浊、某些抗菌素和铵盐等也可干扰结果。
临床意义:
增高 (1)血液浓缩 (2)合成增加 降低 (1)合成障碍 (2)血液稀释 (3)蛋白质丢失 (4)其他
α1 -抗胰蛋白酶 (α1 –antitrypsin,AAT)
理化性质:分子量51KD,含糖10%-12%,占
α1区带的90%。肝脏合成,半寿期5~6天。
功能:蛋白酶抑制物 临床意义:
1.AAT缺陷:COPD、胎儿呼吸窘迫综合征 2.急性时相反应蛋白
增高:主要见于组织损伤,炎症,恶性 肿瘤,妊娠。
(一)参考范围因不同的方法或仪器而不同。 (二)参考范围和不同的年龄组有关。 (三)参考范围和性别有关。 (四)个体不同时期及个体间存在差异。
第二节 血浆蛋白质检测
蛋白质检测方法
蛋白质的检测利用了蛋白质的以下性质

重复的肽链结构
与色素结合的能力 酪氨酸和色氨酸残基对酚试剂反应或吸收紫外光 沉淀后利用浊度或光折射测定
降低:前白蛋白、白蛋白、转铁蛋白 升高:其他6种蛋白质。
急性时相反应机制: 当机体受到损伤或炎症时释放小分子蛋白质导致肝细胞 中上述蛋白质的合成增加或减少。 急性时相反应的应用: 急性时相反应时,血浆蛋白质的变化和创伤的时间进程有关, 可用于鉴别急性、亚急性和慢性病理状态。
(二)肝脏疾病:
急性肝炎 非典型的急性时相反应,
损伤及多种肿瘤时大多伴有血浆AAG含量升高。
最新研究认为和哮喘有关。
α1 –酸性糖蛋白 (α1 –acid glycoprotein,AAG )
临床意义
1.急性时相反应蛋白:风湿病、心肌梗死等炎症或 组织坏死时增高3-4倍,3-5天出现浓度高峰。 2.糖皮质激素增加,可引起AAG升高。 3.营养不良、严重肝损害、肾病综合征等蛋白丢失 严重,可引起AAG降低。 4.雌激素使AAG降低。
条件:至少含两个肽键(-CONH-)基团才能和 Cu2+形成络合物,氨基酸及二肽无反 应,三肽以上才能反应。
评价:
优点:简便,准确,重复性好,10g-120g/L线性好, 特异性与精密度好,批内CV%<2%,显色稳定。 缺点:灵敏度较差,对蛋白质含量低的体液标本不适 合。
应用:常规推荐方法。手工或上机使用。
发展趋势:
总蛋白测定
蛋白分离测定技术
个别蛋白质的测定
测定体液标本:
血浆:普遍 尿液,脑脊液和胸腹水等:有选择性的组织病变检查
体液蛋白质的测定方法概括:
免疫化学法特异定量个别蛋白质
常规:免疫浊度法、免疫扩散法,免疫电泳法,
微量:放射免疫测定(RIA),酶免疫测定法(ELA/ELISA)
电泳测定:
概述
含量:人体固体成分的45% 机体主要 机体蛋白质:的 生物大 分子 种类:10万,3000~5000种/ 单细胞 功能:生长,代谢、血凝、 运动、免疫、信息传递等
一、血浆蛋白质功能和分类
血浆蛋白质的功能



营养作用,修补组织蛋白 维持血浆胶体渗透压 载体 PH缓冲 参与凝血与纤维蛋白溶解 组成体液免疫防御系统
三、疾病时的血浆蛋白质
(一)炎症、创伤
急性时相反应蛋白:在急性炎症或某些组织损伤时,有些 血浆蛋白质含量会增高,有些会降低,这种现象称为急性时 相反应。而这些血浆蛋白质被称为急性时相反应蛋白。 前述β 2 -微球蛋白和 α 2-巨球蛋白以外再加上纤维蛋白 原的九种蛋白质
急性时相反应蛋白分类:
1.营养不良的指标 2.肝功能不全的指标 3.负性急性时相蛋白
白蛋白(albumin,ALB)
理化性质:肝实质细胞合成,半寿期:
15-19天,占总蛋白57%-68%。
功能:主要的载体蛋白;维持血浆胶
体渗透压;缓冲酸碱的能力;重要的 营养蛋白.
白蛋白(albumin,ALB)
临床意义
1.低白蛋白血症:合成不足;丢失过多;分解增 加;分布异常;遗传性疾病。 2.血浆白蛋白增高。 3.估计配体存在形式和作用:特别是药物。 4.个体营养状态的评价指标。 5.遗传性变异。
原理:芳香族氨基酸在280nm处有一吸收峰
方法准确性受蛋白质分子中该种氨基酸含量的影响
干扰:
1.尿酸、胆红素在280nm处有干扰 2.核酸最大吸收峰260nm ,在280nm处有干扰。可采 用双波长法予以纠正。
5、TP测定——染料结合法
原理:酸性环境下,蛋白质分子可与染料的阴
离子产生颜色反应。 氨基黑、丽春红:常用于电泳染料。 考马斯亮蓝:用于测定尿液、脑脊液蛋白或更 高呈色灵敏度的电泳 邻苯三酚红钼:用于测定尿液、脑脊液蛋白
慢性肝硬化
(三)肾脏疾病:
肾病早期 严重肾脏 选择性蛋白质丢失 非选择性蛋白质丢失
(四)风湿病:免疫球蛋白,α 1-酸性糖蛋白,结合珠蛋白及
C3升高 缺失。
(五)遗传性缺陷:多由于编码相应蛋白质的基因发生突变或
APR的时相
C-反应蛋白首先升高 12小时内α1-酸性糖蛋白也升高 然后α 1-抗胰蛋白酶、触珠蛋白、C4和纤 维蛋白原升高 最后是C3和铜蓝蛋白升高 通常在2~5天内这些APRs达到最高值


原因:在炎症或损伤时,细胞会释放一些炎症 介质,如IL-6、TNF、干扰素、血小板活化因 子,刺激肝细胞合成某些血浆蛋白,而使另一 些蛋白如ALB、PA、TRF合成减少。 特点:急性时相反应是对炎症的一般反应,不 是某一疾病的特异性反应。 但有助于对炎症进 程的监测和对治疗反应的判断。
三、血浆蛋白质的正常参考值
3、TP测定——酚试剂法
原理:运用蛋白质中酪氨酸和色氨酸残基还
原磷钨酸-磷钼酸试剂生成蓝色物质,最大吸 收在745-750nm 改良方法:
Protein + Cu2+ 碱性溶液 Cu-protein complex
Cu-protein complex + 磷钨酸-磷钼酸
钨蓝+ 钼蓝
4、TP测定——紫外分光光度法
β球蛋白: TRF LDL&VLD L C3,C4 β2 -m Fg
α1球蛋白: AAT AAG AFP HDL α2球蛋白: α2MG Hp CER γ球蛋白:
Ig(IgM,IgA,IgG) CRP
二、血浆蛋白质及其异常分析
理化性质
生理功能
临床意义
前白蛋白(prealbumin,PA)
理化性质:肝细胞合成。半寿期:12h 功能:组织修补材料、运载蛋白 临床意义:
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