蛋白质分解代谢

• 谷胱甘肽对氨基酸的转运 • 谷胱甘肽再合成
-谷氨酰基循环
细胞膜 细胞外
细胞内
COOH CHNH2 CH2 CH2 C NH
-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H2NCH R
COOH
H2NCH R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O 半胱氨酰甘氨酸
(Cys-Gly)
谷胱甘肽 甘氨酸 GSH
⑵ 肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。
• 产生的寡肽再经寡肽酶(oligopeptidase)，如氨 基肽酶及二肽酶等的作用，水解为氨基酸。
• 95%的食物蛋白质在肠中完全水解为氨基酸。
p284 表11-3胃肠道中重要的蛋白水解酶的一些特性
• 名称 来源 水解肽键的特异性 分子量 最适PH
增加15 -25
为了能长期保持总氮平衡，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g 。
4．食物蛋白质的互补作用
• 不同的食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、 数量都不相同，若把几种营养价值较低的蛋 白质混合食用，它们所含的必需氨基酸互相 补充，从而提高蛋白质的营养价值，称为蛋 白质的互补作用。
• 高营养剂：水解蛋白、复合氨基酸液
1.酶原和酶原的激活
胃蛋白酶原 胃酸或胃蛋白酶 胃蛋白酶 + 六个多肽
胰蛋白酶原
肠激酶及胰蛋白酶
胰蛋白酶 + 六肽
糜蛋白酶原 弹性蛋白酶原 羧基肽酶
胰蛋白酶
糜蛋白酶原 弹性蛋白酶原＋2 二肽 羧基肽酶
2.蛋白水解酶的作用的特异性
• 有两种类型的消化酶：
⑴ 肽链外切酶：如羧肽酶A、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽 酶等；
R1
R2
转氨酶 R1
R2
H C NH2 + C O
C O +H C NH2
COOH COOH
COOH COOH
转氨酶的特点
• 辅酶：Vit B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛
• 体内存在多种转氨酶，辅酶均是磷酸吡哆醛 和磷酸吡哆胺，它们在氨基酸与a-酮酸之间 起传递氨基的作用。
不同的氨基酸与a-酮酸之间的转氨基反应 均由专一的转氨酶催化。
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶
R
5-氧脯氨酸
肽酶
5-氧脯
半胱氨酸
氨酸酶
ATP ADP+Pi
-谷氨酰 半胱氨酸
合成酶
谷氨酸 ATP
ATP
-谷氨酰半胱氨酸
ADP+Pi
三、蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败分解作用（putrefaction）主要在大肠中 进行，是指细菌对蛋白质及其消化产物的分解作用。
• 腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、脱氨、脱 巯基等反应。
质的利用率。
• 动、植物蛋白质相比较，动物蛋白质中必 需氨基酸的种类、比例更接近于人体，故 营养价值比植物蛋白质高。
3. 蛋白质的需要量
中国营养协会制定的每日蛋白质供给量
年龄 婴儿 1-10岁 13 - 16岁 成年男性 成年女性 妊娠和哺乳期
蛋白质供给量（g） 2.0-4.0 g/kg 40-70 80 -90 70-105 65-85
胃蛋白酶 胃 胰蛋白酶 胰 糜蛋白酶 胰 弹性蛋白酶 胰 羧肽酶A 胰 羧肽酶B 胰 氨基肽酶 小肠 二肽酶 小肠
-酸性-CO-NH-芳族 3.3×104
-碱性-CO-NH-R-
2.3×104
-芳族 -CO-NH-R-
2.4×104
-脂族 -CO-NH-R-
2.6×104
-中性氨基酸羧基末端肽3.4×104
L-谷氨酸脱氢酶 •活性强，分布于肝、肾及脑组织 •辅酶为NAD+或NADP+ •专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应 可逆
章首
节首
1.氨基酸氧化酶
R
R
CH NH2 +H20 氨基酸氧化酶 C O ＋ NH3+H2O2
COOH
COOH
辅酶：FAD
2.L-谷氨酸脱氢酶
L-谷氨酸脱氢酶的特点
• 催 化 L- 谷 氨 酸 氧 化 脱 氨 生 成 α- 酮 戊 二 酸 、 NH3和NADH+H+
第十一章
蛋白质的分解代谢
蛋白质
分解 合成
氨基酸
分解代谢 合成代谢
第一节 蛋白质的营养
• 一、食物蛋白质的生理功能
• 蛋白质是生命的物质基础，一切生命现象 都离不开蛋白质。
1．维持组织和细胞的生长、发育与修补作 用
• 蛋白质是组织、细胞的重要组成成分。
• 儿童的生长发育、组织蛋白的不断更新、 受损组织的修复，都需要足够的蛋白质，而 且必须要从食物中摄取。
（一）溶酶体途径 —非ATP依赖性蛋白降解途径
（二）细胞液途径 —ATP依赖性蛋白降解途径 （被泛素标记，后被分解，需耗能）
HS—酶2
HS—酶1
HS—酶1
（泛素结合酶） （泛素活化酶）
（泛素活化酶）
泛素—COOH
（遍在蛋白质，76肽）
(1)
泛素—CO~S—酶1
（C端甘氨酸被活化）
(2)
泛素—CO~S—酶2
蛋白质以不同的速率进行降解
蛋白质的半寿期(half-life) 蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，
用t1/2表示。
不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生 理需要而变化。
体内蛋白质的降解途径： ➢ 溶酶体途径：主要降解细胞外来源的蛋白质，
以及膜蛋白和细胞内长寿命的蛋白质。
➢ 细胞液途径：主要降解异常的蛋白质和短寿 命的蛋白质
在各种转氨酶中，以L-谷氨酸与a-酮酸转氨 酶最为重要。
例如：
谷丙转氨酶（GPT，又称ALT） 谷草转氨酶（GOT，又称AST）
转氨基作用
谷氨酸 丙酮酸 α-酮戊二酸 丙氨酸
COOH CH3
（CH2） 2 + C O H C NH2 COOH
• 蛋白质的这项功能是不能由糖或脂肪 所代替的。
2．参与和合成重要的含氮化合物
• 物质代谢中的——酶 • 代谢调节中的——激素 • 免疫反应中的——抗体 • 物质运输中的——载体 • 凝血过程中的——凝血因子 • 与肌肉收缩有关的躯体运动、消化吸收
血液循环——蛋白质。
3．氧化供能
• 蛋白质在体内可氧化分解产能。16KJ/g • 成人每日约有18%的能量来自蛋白质。
主动转运过程，需由特殊的氨基酸载体 蛋白携带。转运氨基酸进入细胞时，同 时转运入Na+。
通过氨基酸载体吸收
中性氨基酸转运蛋白 碱性氨基酸转运蛋白 酸性氨基酸转运蛋白 亚氨基酸转运蛋白 β-氨基酸转运蛋白 二肽转运蛋白 三肽转运蛋白
2.-谷氨酰基循环
• 由-谷氨酰基转移酶催化，利用GSH，合成 -谷氨酰氨基酸进行转运吸收，消耗的GSH 可重新再合成。
➢ 蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解。
重要性：能够清除错误的蛋白质；对细胞的生长 周期、DNA的复制，以及染色体结构的调控作用
泛素介导的蛋白质降解过程
第四节
氨基酸的一般代谢
一、氨基酸在体内的代谢动态
• 人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。
• 成人每天约有1%~2%的体内蛋白质被降解。
O
ATP AMP+PPi
O
泛素 C O- + HS-E1
泛素 C S E1
O
HS-E2 HS-E1
O
泛素 C S E1
泛素 C S E2
泛素
被降解
O
蛋白质 HS-E2
C S E2
E3
泛素
O C NH 被降解蛋白质
E1：泛素活化酶 E2：泛素结合酶 E3：泛素蛋白连接酶
泛素化过程
（三）蛋白酶体： “垃圾处理厂” 存在于细胞核和胞浆内，主要 降解异常蛋白质和短寿蛋白质
大米和面粉——赖氨酸↓混食 可以使两种食物中
大豆 —— 蛋氨酸↓
的氨基酸互相补充
有利于提高蛋白质的利用率。
第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败
一、蛋白质的消化
蛋白质消化的生理意义
• 由大分子转变为小分子，便于吸收。 • 消除种属特异性和抗原性，防止过敏、
毒性反应。
水解酶
水解酶
食物蛋白质
胨及多肽
寡肽、氨基酸
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
—————————————————
蛋白质互补作用：
注意: (1)需同餐进食; (2)限于植物蛋白间互补。 例： 番薯粥；玉米+黄豆—赖AA ↑
•一般情况下，体内的供能物质主要是糖和 脂肪。
二、氮平衡
• 指每日氮的摄入量和氮的排出量的对比关系。 即每日从食物中摄入氮减去尿氮和粪氮。
• 它反映体内蛋白质的合成与分解速度的相对关 系。
氮平衡的类型
1. 氮的总平衡
摄入氮=排出氮, 收支平衡
反映正常成人的蛋白质代谢情况
2. 氮的正平衡
摄入氮 > 排出氮
• 氧化脱氨基作用 • 转氨基作用 • 联合脱氨基作用（最重要） • 非氧化脱氨
（一）氧化脱氨作用
R
CH NH2 COOH
-2H 酶
氨基酸
R C NH +H2O COOH