第八章蛋白质降解及氨基酸代谢
生物化学第八章氨基酸代谢教材课程
二、蛋白质的消化 ▪蛋白质消化的生理意义：
（1）由大分子转变为小分子，便于吸收。 （2）消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。
消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（Phe.Tyr.Trp）
（s）
羧羧肽肽酶酶
（四）、尿素的生成 1、生成部位： 主要在肝细胞的线粒体及胞液中。
2、生成过程
尿素的生成过程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称尿素 循环(urea cycle)或Krebs- Henseleit循环。
CO2 + NH3 + H2O
5
* FH4携带一碳单位的形式： 如：
N5—CH3—FH4
N5、N10=CH—FH4
（二）一碳单位的生理功能
*作为合成嘌呤和嘧啶的原料 *把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来
本章内容结束，谢谢！
2、转氨基偶联嘌呤核苷酸循环
腺苷酸代琥
氨
α-酮戊
珀酸合成酶
基
二酸 天冬氨酸
酸
转
氨 酶
转
氨 酶
1
2
腺苷酸 代琥珀酸
谷氨酸 α-酮酸
草酰乙酸 苹果酸
延胡索酸
次黄嘌呤 核苷酸 (IMP)
NH3 腺苷酸 脱氢酶
H2O
腺嘌呤 核苷酸 (AMP)
二、氨基酸的脱羧基作用
脱羧基作用(decarboxylation)
• 依赖ATP • 降解异常蛋白和短寿命蛋白
泛素？
*76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)； *普遍存在于真核生物而得名； *一级结构高度保守。
第八章氨基酸代谢
合成尿素
合成氨基酸
血氨
酰胺水解 其他含氮物分解
合成酰胺
合成其他含氮物
直接排出
（一）氨（ammonia)在血中的转运
1、丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycl 肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，
意义：使肌肉的氨以无毒的丙氨酸的形 式运输到肝、经济有效
2、谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用 ：
有毒！
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
NAD++H2O NADH+H++NH4+
L-谷氨酸脱氢酶
(CH2)2
C O
+ NH3
COO α-酮戊二酸
谷氨酸氧化脱氨
氨中毒原理
若外环境NH3大量进入细胞，或细胞内NH3大量积累 丙酮酸
三羧酸 循环
α酮戊二酸
氨与α酮戊二酸大量转化为谷氨酸 三羧酸循环中断，能量供应受阻， 某些敏感器官（如神经、大脑）功 能障碍。 表现：语言障碍、视力模糊、昏迷、 死亡。
肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌在谷氨酰胺合成
酶+
ATP
P ADP O C=O
NH4+
Pi+H+
-酶
谷氨酰-5-磷酸
谷氨酰胺是中性无毒的物质，容易透过 细胞膜，是氨的主要转运形式。 谷氨酰胺由血液运输到肝脏，肝细胞的 谷氨酰胺酶将其分解为谷氨酸和氨.
谷氨酰胺 +H2O
谷氨酰胺酶
谷氨酸 +NH4+
各种生物根据安全、价廉的原则排氨。
即蛋白质合成量多于分解量，如儿童、孕妇；
蛋白质降解及-氨基酸代谢
04
蛋白质降解及-氨基酸代谢的调 控
蛋白质降解的调控机制
泛素-蛋白酶体系统
泛素标记蛋白质，引导蛋白质进入蛋白酶体进行降解。
自噬
通过自噬小泡将蛋白质包裹并运送至溶酶体进行降解。
氧化应激
通过氧化应激反应诱导蛋白质降解，维持细胞内环境 稳定。
氨基酸代谢的调控机制
转氨酶
催化氨基酸之间的转换，参与氨基酸的合成与 分解。
Байду номын сангаас
1 2
相互依存
蛋白质降解产生的氨基酸是氨基酸代谢的主要来 源，而氨基酸代谢的状况又影响着蛋白质的降解 速率。
相互调控
蛋白质降解和氨基酸代谢过程中产生的中间产物 可相互转化，并相互调控对方的代谢过程。
3
共同维持机体稳态
蛋白质降解和氨基酸代谢共同参与机体各种生理 功能的调节，对于维持机体稳态具有重要意义。
促进细胞生长和发育
蛋白质降解对于细胞生长和发育过程中特定蛋白质的消除和再利用 具有重要意义。
02
氨基酸代谢
氨基酸的合成与分解
合成
氨基酸可以通过不同的生物合成途径 获得，如转氨基作用、脱羧基作用等 。这些途径通常需要特定的酶和营养 物质作为合成原料。
分解
氨基酸通过脱氨基作用被分解，产生相 应的碳骨架和α-酮酸。这些酮酸可以进 一步代谢或用于其他生物合成过程。
统性红斑狼疮等。
氨基酸代谢异常与疾病的关系
肝病
氨基酸代谢异常可能导致肝损伤，如肝性脑病等。
神经系统疾病
氨基酸代谢异常可能导致神经元功能异常，如肌 无力、精神分裂症、抑郁症等。
遗传性疾病
氨基酸代谢异常可能与某些遗传性疾病有关，如 苯丙酮尿症、枫糖尿症等。
蛋白质的降解和氨基酸的分解代谢
累
氨中毒原理
丙酮酸
COO (CH2)2 NAD++H2O NADH+H++NH4+
HC NH3+ L-谷氨酸脱氢酶
COO (CH2)2 CO
三羧酸 循环
COO
α-谷氨酸
COO
α-酮戊二酸
α酮戊二酸
• α酮戊二酸大量转化
• NADPH大量消耗
• 三羧酸循环中断,能量 供应受阻,某些敏感器 官〔如神经、大脑〕功 能障碍.
3、4.精氨琥珀酸和精氨酸的合成〔细胞质〕
精氨琥珀酸合成酶
精氨琥珀酸酶 精氨琥珀酸
5. 精氨酸水解生成尿素〔细胞质〕
总反应
尿素的两个氨基,一个来源于氨,另一个来源于天冬氨酸； 一个碳原子来源于HCO3-,共消耗4个高能磷酸键,是一个需 能过程,但谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸反应生成1分子NADH； 延胡索酸经草酰乙酸转化为天冬氨酸也形成1分子NADH.两 个NADH再氧化,可产生5个ATP.
氨基酸脱氨基的主要方式： 转氨基〔氨基转移〕作用 氧化脱氨基作用 联合脱氨基作用 非氧化脱氨
-----------
转氨基作用举例
谷氨酸 + 丙酮酸 天冬氨酸 + α-酮戊二酸
COO-
CH2 + CH+NH3 COO-
COO-
CH2 CH2 C=O COO-
α-酮戊二酸 + 丙氨酸
草酰乙酸 +谷氨酸
COOH NH2-C-H L-丝氨酸 CH2OH
α-氨基丙烯 酸
--=-
--
COOH
丝氨酸脱水酶 C=O +NH3
CH2 C-NH3+ COO-
蛋白质的降解和氨基酸的降解转化
◆固氮酶（钼铁蛋白）： 利用高能电子将氮气还原为氨
N2 +8H+ + 8e-+16ATP 2NH3+H2+16ADP+16Pi
第44页，共65页。
固氮反应所需条件：
◆充分的能量（ATP）供应；
◆强的还原剂；
◆厌氧环境。
第45页，共65页。
三、硝酸还原作用
第26页，共65页。
◆生糖氨基酸 14种 ◆生酮氨基酸 Leu（Lys）
◆生糖生酮氨基酸
Ile\Lys\Phe\Trp\Tyr
第27页，共65页。
第二节 氨基酸的降解与转化
1、转氨基作用 2、（谷氨酸的氧化）脱氨基
作用 3、氨的去向---尿素循环 4、氨基酸碳骨架的代谢
5、由氨基酸衍生的 其他重要化合物
第7页，共65页。
氨基酸的降解：
脱去的氨基 尿素循环
碳骨架
TCA循环
第8页，共65页。
第二节 氨基酸的降解与转化
1、转氨基作用
2、（谷氨酸的氧化）脱氨基 作用
3、氨的去向---尿素循环 4、氨基酸碳骨架的代谢 5、由氨基酸衍生的其他重要 化合物
第9页，共65页。
1、转氨基作用
第10页，共65页。
第四节 氨基酸的生物合成
第35页，共65页。
第三节 氮素循环
一、自然界的氮素循环 ★ 二、生物固氮
三、硝酸还原作用
★ 四、氨的同化
第36页，共65页。
一、自然界的氮素循环
N2
生物 固氮
NH3
第37页，共65页。
自生固氮 利用光能进行氮素还原 利用化学能进行氮素还原 共生固氮
生物化学_08 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢
R1-C| H-COONH+3
α-氨基酸1
R2-C|| -COOO
α-酮酸2
R1-C|| -COOO
α-酮酸1
转氨酶
R2-C| H-COONH+3
α-氨基酸2
（辅酶：磷酸吡哆醛）
-氨基酸 磷酸吡哆醛
醛亚胺
互变异构
-酮酸
磷酸吡哆胺
酮亚胺
磷酸吡哆醛的作用机理
谷丙转氨酶和谷草转氨酶
谷丙转氨酶 （GPT）
蛋白质
动植物
动植物废物 死的有机体
硝酸盐还原 反硝化作用 氧化亚氮
NH3
亚硝酸
硝酸盐
入地下水
（1）意义：
不需高温高压，节约能源，不污染环境； 生物固氮可以为农作物提供氮肥 （2）固氮酶结构（多功能酶）：
铁蛋白 + 钼铁蛋白 二者结合才有活性 （3）固氮酶催化的反应及反应条件
催化的反应：
N2 + 6H+ + 6e-
合成尿素并随尿排出体外。
2NH3 + CO2 + 3ATP + 3H2O
H2N C=O + 2ADP +
H2N
AMP + 4Pi
在植物体内也有尿素的生成，植物体中含有脲 酶，能将尿素水解：
H2N C=O + H2O
H2N
脲酶 2NH3 + CO2
生成的氨可再循环利用。
（二）α-酮酸的代谢转变
1、还原氨基化: 合成新AA。 2、转变为糖和脂肪。 生糖AA： 分解生成丙酮酸和TCA循环的有机酸, 通过 糖异生作用转化为糖。 ※ 生酮AA：代谢终产物为乙酰CoA或乙酰乙酰CoA的AA。 （只有Leu、Lys是纯粹的生酮AA）。 ※ 3、氧化为CO2和H2O。
第八章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢
第八章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢学号姓名成绩一、填空题1、氨基酸的共代谢途径有和。
2、氨基酸可以通过多种方式脱去氨基，例如、、等，其中以为最重要。
3、在生物体内分布广泛，且活性较强，是氧化脱氨的主要酶。
4、转氨酶的辅基是，且多数利用α－酮戊二酸作为氨基受体。
转氨作用只能由专一酶催化，在各种转氨酶中，常见且作用最强的与。
5、联合脱氨主要有的联合脱氨作用及联合脱氨作用两种方式。
6、氨基酸在氨基酸脱羧酶催化下进行脱羧作用，生成和。
这个反应除组氨酸外均需要作为辅酶。
7、人类对氨基代谢的终产物是，鸟类对氨基代谢的终产物是，植物解除氨的毒害的方法是。
8、德国学者Hans krebs提出的学说对尿素的生成进行了诠释，该学说认为是瓜氨酸的前体，而瓜氨酸又是的前体。
9、尿素分子中的2个氮原子，l个来自，另1个则来自。
10、尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗个高能磷酸键。
11、鸟氨酸循环首先是合成氨甲酰磷酸，在这一过程中需要一分子NH3和一分子CO2。
NH3来源于，而CO2。
一、选择题1、生物体内大多数氨基酸脱去氨基生成α-酮酸是通过下面那种作用完成的？（）A、氧化脱氨基B、还原脱氨基C、联合脱氨基D、转氨基2、下列氨基酸中哪一种可以通过转氨作用生成α－酮戊二酸？（）A、GluB、AlaC、AspD、Ser3、转氨酶的辅酶是[ ]A、TPPB、磷酸吡哆醛C、生物素D、核黄素4、以下对L－谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的？（）A、它催化的是氧化脱氨反应B、它的辅酶是NAD+或NADP+C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基作用D、它在生物体内活力不强5、下述氨基酸除哪种外，都是生糖氨基酸或生糖兼生酮氨基酸？（）A、ASPB、ArgC、LeuD、Phe6、鸟氨酸循环中，尿素生成的氨基来源有：（）A、鸟氨酸B、精氨酸C、天冬氨酸D、瓜氨酸7、磷酸吡哆醛不参与下面哪个反应？（）A、脱羧反应B、消旋反应C、转氨反应D、羧化反应8、以下氨基酸除了哪一个以外者是必需氨基酸？（）A、ThrB、TyrC、LeuD、PheE、Met9、以下哪一种氨基酸的脱羧反应不需要磷酸吡哆醛作为辅基？（）A、AspB、AlaC、GluD、HisE、Thr10、肝细胞内合成脲素的部位是（）A、线粒体B、内质网C、胞浆D、胞浆和线粒体二、是非题（在题后括号内打√或×）1、Lys为必需氨基酸，动物和植物都不能合成，但微生物能合成。
第八章 氨基酸代谢
氨的含量过高，会引起机体中枢神经系 统中毒，代谢紊乱。
（一） 鸟氨酸循环
鸟氨酸循环又叫尿素循环或尿素生成,在肝中进 行。其反应历程如下。
1、 氨甲酰磷酸的合成
•
氨甲酰磷酸合成酶I
CO2+NH3+2ATP—————————> H2N-CO-PO3H2（氨甲酰磷酸）+2ADP+Pi
• 其中，IMP即次黄苷一磷酸(即次黄苷 酸)；
•
AMPS即腺苷酸代琥珀酸。
• （2） 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 AMPS——————————> AMP（腺苷酸）+ 延胡索酸
（3） AMP（腺苷酸）+ H2O 腺苷酸脱氨酶 ——————>IMP+ NH3
（4） 延胡索酸（fumaric acid）经三羧酸循 环转变为草酰乙酸;
•
一． 氨基酸的脱氨基作用
这是指 α-氨基酸在酶的催化作用下脱
去氨基而生成α-酮酸、释放出游离氨的过程。
（一） 氧化脱氨基作用
•
这是指 α-氨基酸在酶的催化作用下氧化脱氢
而生成α-酮酸、释放出游离氨的过程。
• 其反应通式如下：
• R-CH-COOH+1/2O2————R-C-COOH+NH3
•︳
‖
—————>RCHO + H2O2 + NH3 • RCHO + 1/2O2 —————> RCOOH
第三节 氨基酸分解产物的去路 氨基酸脱羧后产生的CO2经肺排出，产 生的胺类则有其生理作用或随尿排出。氨基 酸脱氨后产生NH3和α -酮酸，这些产物则按 以下途径分别进行代谢变化。
蛋白质的吸收及氨基酸代谢(附答案)
第8章蛋白质的消化吸收与氨基酸代谢一、选择题A型题1．人体必需氨基酸是A．谷氨酸B．半胱氨酸C．天冬氨酸D．异亮氨酸E．丙氨酸2．哺乳类动物体内氨的主要代谢去路是A．合成非必需氨基酸B．合成重要的含氮化合物C．合成尿素D．合成谷氨酰胺E．合成核苷酸3．ALT(GPT)活性最高的组织是A．心肌B．骨骼肌C．脑D．肝E．肾5．1mol尿素的合成需消耗ATP摩尔数是A．2 B．3 C．1 D．5 E．66．参与尿素循环的氨基酸是A．蛋氨酸B．脯氨酸C．鸟氨酸D．丙氨酸E．谷氨酸7．γ氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧生成A．Ala B．Val C．His D．Gln E．Glu9．氨基酸脱羧酶的辅酶中含下列哪种维生素A．维生素B1 B．维生素B2C．维生素B6D．维生素B12E．硫辛酸11．肾中产生的氨主要来自A．嘌呤核苷酸循环B．谷氨酰胺的水解C．胺的氧化D．尿素的水解E．转氨基作用12．在体内能够转变成儿茶酚胺的氨基酸是A．谷氨酸B．天冬氨酸C．组氨酸D．酪氨酸E．苏氨酸14．可提供一碳单位的氨基酸是A．色氨酸B．组氨酸C．甘氨酸D．丝氨酸E．以上都是16．苯丙酮酸尿症患者缺乏A．多巴脱羧酶B．酪氨酸羟化酶C．苯丙氨酸羟化酶D．苯丙氨酸转氨酶E．酪氨酸酶19．在体内能够生成黑色素的氨基酸是A．色氨酸B．组氨酸C．谷氨酸D．甲硫氨酸E．酪氨酸23．能促进鸟氨酸循环的氨基酸是A．甘氨酸B．丙氨酸C．天冬氨酸D．谷氨酸E．精氨酸24．苯丙氨酸和酪氨酸代谢缺陷时可引起A．苯丙酮酸尿症、蚕豆黄B．白化病、蚕豆黄C．尿黑酸尿症、蚕豆黄D．苯丙酮酸尿症、白化病E．巨幼细胞贫血、白化病31．营养充足的婴儿、孕妇、恢复期病人常保持A．氮平衡B．氮的负平衡C．氮的正平衡D．氮的总平衡E．以上都不是32．糖、脂肪酸与氨基酸三者代谢的交叉点是A．磷酸烯醇式丙酮酸B．丙酮酸C．延胡索酸D．琥珀酸E．乙酰辅酶A 33．氨由肌肉组织通过血液向肝进行转运的过程是A．三羧酸循环B．鸟氨酸循环C．丙氨酸-葡萄糖循环D．蛋氨酸循环E．γ谷氨酰基循环34．合成尿素首步反应的产物是A．鸟氨酸B．氨基甲酰磷酸C．瓜氨酸D．精氨酸E．天冬氨酸35．转氨酶的辅酶中含有的维生素是A．维生素B1B．维生素B2C．维生素B12D．维生素B6E．维生素C 36．下列哪一种不属于一碳单位A．CO2B．-CH3C．=CH2D．-CH= E．-CHO38．有关氮平衡的正确叙述是A．每日摄入的氮量少于排出的氮量，为氮负平衡B．氮总平衡多见于健康韵孕妇C．氮平衡实质上是表示每日氨基酸进出人体的量D．氮总平衡常见于儿童E．氮正平衡、氮负平衡均见于正常成人39．人体营养必需氨基酸是指A．在体内可由糖转变生成B．在体内能由其他氨基酸转变生成C．在体内不能合成，必须从食物获得D．在体内可由脂肪酸转变生成E．在体内可由固醇类物质转变生成40．关于蛋白质营养价值的错误说法是A．明胶由于缺乏色氨酸而营养价值低B．大豆与玉米的混合食物，营养价值低于每个单一组分的C．一般说来，植物蛋白的营养价值不及动物蛋白的高D．蛋白质的营养价值与其所含必需氨基酸的质和量都有关E．一个健康成人每天至少输入30～45克蛋白质才能维持氮的总平衡47．关于腐败作用叙述正确的是A．主要在大肠进行B．是细菌对蛋白质或蛋白质消化产物的作用C．主要是氨基酸脱羧基、脱氨基的分解作用D．腐败作用产生的多是有害物质E．以上都正确48．下列肠道中主要腐败产物中对人体有益无害的是A．吲哚B．腐胺C．羟胺D．维生素K E．酪胺49．下列哪种作用是人体内最有效的氨基酸脱氨基方式A．转氨基作用B．氧化脱氨基作用C．联合脱氨基作用D．核苷酸循环脱氨基作用E．脱水脱氨基作用50．可经脱氨基作用直接生成α-酮戊二酸的氨基酸是A．谷氨酸B．甘氨酸C．丝氨酸D．苏氨酸E．天冬氨酸51．经转氨作用可生成草酰乙酸的氨基酸是A．Ala B．Asp C．Glu D．Thr E．Trp52．AST活性最高的组织是A．心肌B．骨骼肌C．肝D．脑E．肾53．丙氨酸转氨酶的缩写是A．AST(GOT) B．ALT(GPT) C．SAST(SGOT)D．SALT(SGPT) E．以上都不对55．肝中能直接进行氧化脱氨基作用的氨基酸是A．天冬氨酸B．缬氨酸C．谷氨酸D．丝氨酸E．丙氨酸57．催化α-酮戊二酸和NH3生成相应含氮化合物的酶是A．谷丙转氨酶B．谷草转氨酶C．谷氨酰转肽酶D．谷氨酸脱氢酶E．谷氨酰胺合成酶58．L谷氨酸脱氢酶的辅酶是A．NAD+B．FAD C．FMN D．TPP E．CoA-SH61．与氨基酸代谢有关的途径中，下列哪项对氨基酸分解和合成都起着主要作用A．联合脱氨基作用B．嘌呤核苷酸循环C．鸟氨酸循环D．蛋氨酸循环E．葡萄糖--丙氨酸循环附：近年研考及执考试题A型题1．下列那种氨基酸体内不能合成，必需靠食物供给(2006研考)A．缬氨酸B．精氨酸C．半胱氨酸D．组氨酸E．丝氨酸2．下列氨基酸中，属于生糖兼生酮的是（2009研考）A．亮氨酸B．组氨酸C．赖氨酸D．苏氨酸4．与下列α氨基酸相应的α酮酸，何者是三羧酸循环的中间产物（1994研考）A．丙氨酸B．鸟氨酸C．缬氨酸D．赖氨酸E．谷氨酸9．脑中氨的主要解毒方式是生成（2008研考）A．尿素B．丙氨酸C．谷氨酰胺D．天冬酰胺11．在鸟氨酸循环中，直接生成尿素的中间产物是（2010研考）A．精氨酸B．瓜氨酸C．鸟氨酸D．精氨酸代琥珀酸12．通过鸟氨酸循环生成尿素时，其分子中的两个氮原子一个直接来自游离的氨，另一个直接来源于（1998研考）A．鸟氨酸B．瓜氨酸C．精氨酸D．天冬氨酸E．甘氨酸附：近年研考及执考试题14．经脱羧基作用生成γ-氨基丁酸的是（2001研考）A．酪氨酸B．半胱氨酸C．天冬氨酸D．谷氨酸E．谷氨酰胺15．体内转运一碳单位的载体是（2005研考、2001执考）A．叶酸B．生物素C．维生素B12D．四氢叶酸E．S-腺苷甲硫氨酸16．可作为一碳单位来源的氨基酸的（2013研考）A．丝氨酸B．丙氨酸C．亮氨酸D．甲硫氨酸17．下列氨基酸哪一种不能提供一碳单位（1999研考）A．甘氨酸B．丝氨酸C．组氨酸D．色氨酸E．酪氨酸18．酪氨酸在体内不能转变生成的是（2006研考）A．肾上腺素B．黑色素C．延胡索酸D．苯丙氨酸E．乙酰乙酸20．王某，5岁，偏食，瘦小。
蛋白质的酶促降解
1、氧化专一氨基酸 （Glu脱氢酶） 、 脱氢酶） 脱氢酶
谷氨酸+ 谷氨酸+ H2O
L-谷氨酸脱氢酶 谷氨酸脱氢酶
α-酮戊二 酸+ NH3
NAD（ NAD（P）+
NAD（ NAD（P）H
2、L-氨基酸氧化酶，分布不广、活力低，一类 、 氨基酸氧化酶 分布不广、活力低， 氨基酸氧化酶， 为辅基、 为辅基（ 以FAD为辅基、另一类以 为辅基 另一类以FMN为辅基（人和动 为辅基 物）。
四、AA分解产物的去向 分解产物的去向 的去向-------------------------尿素循环 （一）NH3的去向-------------尿素循环 1、排氨作用 高等动植物均有保留并重新利用氨的能力， 高等动植物均有保留并重新利用氨的能力， 但是动物有一部分氨必须排除体外， 但是动物有一部分氨必须排除体外，氨的排泄 是生物体维持正常生命活动的一种代谢方式。 是生物体维持正常生命活动的一种代谢方式。
第八章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢
主要内容
• 第一节 • 第二节 • 第三节 • 第四节 蛋白质的酶促降解 氨基酸的降解与转化 氮素同化作用 氨基酸的生物合成
本章教学目的要求： 本章教学目的要求：
掌握蛋白质的酶促降解过程， 氨基酸的分解、 掌握蛋白质的酶促降解过程 ， 氨基酸的分解 、 转化、 生物合成； 转化 、 生物合成 ； 了解氨的同化及氨基酸的生物 合成。 合成。
（二）非氧化脱氨（主要存在于微生物中） 非氧化脱氨（主要存在于微生物中） 1、还原脱氨基作用 严格无氧条件下，某些含有氢化酶的微生物， 严格无氧条件下，某些含有氢化酶的微生物， 产物是脂肪酸。 产物是脂肪酸。
R-CH-COONH+3 2H 氢化酶 R-C-COOO +NH3
第八章蛋白质氨基酸代谢
（二）、氨基酸的吸收 ）、氨基酸的吸收
主要在小肠进行， 是一种主动转运过程， 主要在小肠进行 ， 是一种主动转运过程 ， 需由特殊载体 携带。 载体携带 需由特殊 载体 携带 。 转运氨基酸进入细 胞时，同时转运入Na 胞时，同时转运入Na+。
（三）、蛋白质在肠中的腐败 ）、蛋白质在肠中的腐败
主要在大肠中进行，是细菌对蛋白质及其消化 主要在大肠中进行， 产物的分解作用。 产物的分解作用。 腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、 腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、 脱氨、脱巯基等反应。可产生有毒物质， 脱氨、脱巯基等反应。可产生有毒物质，如胺 腐胺、尸胺） 酚类，吲哚类， 类（腐胺、尸胺），酚类，吲哚类，氨及硫化 氢等。 氢等。 这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。 这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。
一、 蛋白质的营养作用 （一）、蛋白质的生理功能 ）、蛋白质的生理功能
1. 是构成组织细胞的重要成分。 是构成组织细胞的重要成分。 参与组织细胞的更新和修补。 2. 参与组织细胞的更新和修补。 参与物质代谢及生理功能的调控。 3. 参与物质代谢及生理功能的调控。 氧化供能。 4. 氧化供能。 其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、 5. 其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、 识别等均与蛋白质有关。 识别等均与蛋白质有关。
R’-CH(NH2)COOH R”R -COCOOH
R’-COCOOH -
R”R -CH(NH2)COOH
较为重要的转氨酶有： 较为重要的转氨酶有： trans⑴ 丙氨酸氨基转移酶 （ alanine transaminase,ALT ） ， 又 称 为 谷 丙 转 氨 酶 GPT） 催化丙氨酸与α （ GPT ） 。 催化丙氨酸与 α- 酮戊二酸之 间的氨基移换反应， 为可逆反应。 间的氨基移换反应 ， 为可逆反应 。 该酶 在肝脏中活性较高， 肝脏疾病时 在肝脏中活性较高 ， 在 肝脏疾病 时 ， 可 引起血清中ALT活性明显升高。 ALT活性明显升高 引起血清中ALT活性明显升高。
蛋白质的降解和氨基酸的降解转化(课堂PPT)
1. 谷氨酰胺合成酶途径
-酮戊 二酸
谷氨酸 合成酶
谷氨酰胺 合成酶
用转 氨 基 作
2. 谷氨酸脱氢酶途径：
(二)氨甲酰磷酸的形成：
氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ:
尿素循环（体内氨的排除）
氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ: 谷氨酰胺提供氨基（氨的同化： 嘧啶合成）
第三节 氮素循环
一、自然界的氮素循环 ★ 二、生物固氮
1、重新合成氨基酸。 2、生成Asn, Gln。 3、合成其它含N或非含N化合物(铵盐)。
多余的氨基酸要进行分解代谢。
氨基酸的降解：
脱去的氨基
谷氨酸
尿素循环
3、氨的去向-尿素循环：
定位：跨两个膜区： 胞质和线粒体。
直接前体：精氨酸。
尿
素
＝
循
精粒 区★
氨体 ：定
酸。
位
。★胞 直质 接和 前线 体
蛋白质 核酸 碳水化合物 脂类 生物大分子
氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 构件分子
6-磷酸-葡萄糖
丙酮酸
共同降解物
环尿 素 循
乙酰COA TCA循环
o H++ e- 电子传递链 2 氧化磷酸化
含氮终产物 ADP ATP
CO2
代谢终产物
H2O
第八章 蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢
第一节 蛋白质的酶促降解 第二节 氨基酸的降解与转化 第三节 氮素循环 第四节 氨基酸的生物合成
绝大多数氨基酸之脱氨基出自转氨基作用。具有优势接受 脱下的氨基是a-酮戊二酸，新生成的氨基酸转变成谷氨酸。
转氨基作用通式：
◆ 转氨酶辅基：
2、脱氨基作用：
■ 氧化脱氨基 ■ 联合脱氨基★
蛋白质的降解和氨基酸的代谢
R1
R2
CHNH2 + C O
COOH COOH
转氨酶
R1 CO + COOH
R2 CHNH2 COOH
要点：
① 反应可逆。
② 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。
2ADP+Pi Pi
氨甲酰磷酸
线粒体
瓜氨酸
胞液
鸟氨酸
瓜氨酸
ATP
鸟氨酸
Urea
AMP+PPi
鸟氨酸循环
精氨酸代 琥珀酸
Arg H2O
延胡索酸
-酮戊 氨基酸 二酸 Asp
-酮酸 Glu 草酰乙酸
苹果酸
鸟氨酸循环要点
① 尿素分子中的氮，一个来自氨甲酰磷酸（或游 离的NH3），另一个来自Asp；
② 每合成1分子尿素需消耗4个~P； ③ 循环中消耗的Asp可通过延胡索酸转变为草酰
• 此阶段消耗2个ATP；
2. 胞液内反应步骤
NH2 CO NH
精氨酸代琥 珀酸合成酶
NH2 COOH
C N CH 精氨酸代琥 NH CH2 珀酸裂解酶
(CH2)3 ATP+Asp
ห้องสมุดไป่ตู้
(CH2)3 COOH
CHNH2
AMP + PPi CHNH2
COOH
COOH
瓜氨酸
精氨酸代
NH2
琥珀酸
COOH CH CH COOH
尿素 NAD+ + H2O
G
G
G
• 是肌肉与肝之间氨的转运形式。
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2020/9/19
必需氨基酸 是指机体需要，但机体不能合成或 合成量少，不能满足需要，必须由食物供给的 氨基酸。
人体所需的八种必需氨基酸 赖氨酸(Lys) 缬氨酸(Val) 甲硫氨酸(Met) 色氨酸(Try) 亮氨酸(Leu) 异亮氨酸(Ile) 苏氨酸(Thr) 苯丙氨酸(Phe)
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蛋白质
胃蛋白酶 多肽片段
水解
弹性蛋白酶
流入小肠
胰凝乳蛋白酶 胰蛋白酶
食糜
水解
肝脏
更小肽段
羧肽酶 肽C端水解
氨肽酶 肽N端水解
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血液循环
游离AA
AA混合物
需钠氨基 小肠粘膜 酸载体 细胞吸收
机体
胃蛋白酶
弹性蛋白酶
氨肽酶
胰凝乳蛋白酶
胰蛋白酶
O
O
H H2N CHC N CHC
RCH-COOH NH2
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RCOCOOH+NH3 RCH2NH2+CO2
一、脱氨基作用
1、氧化脱氨基 2、非氧化脱氨基 3、转氨基 4、联合脱氨基
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（一） 氧化脱氨
氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的α-酮 酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：
COOH
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转氨基作用机制
-氨基酸 磷酸吡哆醛
醛亚胺
互变异构
-酮酸
磷酸吡哆胺
酮亚胺
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磷酸吡哆醛的作用机理
2．转氨酶
• 催化氨基转移反应的酶 • 分布在动物心、脑、肾及肝等组织细
胞 • 多数转氨酶，优先利用α-酮戊二酸作
为氨基受体，生成Glu。
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重要的转氨酶：谷丙转氨酶 (GPT) 谷草转氨酶 (GOT)
R1
CH2
CH2
CO
O
O
H
H
N CHC N CHC
CH2
CH3
OH
O H N CHC
CH2 CH2 CH2 CH2 NH2
O H N CHC
Rn
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消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（Phe.Tyr.Trp）
（Arg.Lys）
羧羧肽肽酶酶
（Phe. Trp） 胃蛋白酶
（脂肪族） 胰凝乳 弹性蛋 蛋白酶 白酶
第九章 蛋白质的降解和氨基酸代谢
本章着重讨论蛋白质在机体内的降解，以 及氨基酸的分解和合成的共同代谢途径。
2020/9/19
一、蛋白质的消化与吸收
▪ 蛋白质有消化主要是在胃和小肠中，由消化 蛋白质的酶完成 ▪ 胃：胃蛋白酶 ▪ 小肠：胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶、弹 性蛋白酶、羧肽酶（A、B）、氨肽酶。
H
R2 C NH2 COOH
氨基酸
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（辅酶：磷酸吡哆醛）
l．转氨基作用机制
转氨作用是肝外组织AA脱氨的重要方式， 除Gly,Lys, Thr, Pro外，AA都能参与转氨 基作用。但转氨基作用只有氨基的转移， 并未真正脱去氨基。
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CH2OPO3H2
H
H
HOOC C NH2 + O C
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2、蛋白质的营养需要量
• 氮总平衡：食入氮量等于排出氮量。营养正常 的成年人。
• 氮正平衡：食入氮量大于排出氮量。儿童、孕 妇及恢复期病人。
• 氮负平衡：食入氮量小于排出氮量。营养不良 及消耗性疾病患者。
• 蛋白质的需要量：成人80克/日
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3、 蛋白质营养的评价
R1
－H 2O N ＋H 2O
HO
CH3
磷酸吡哆醛
HOOC
H CN R1
CH2OPO3H2 H
Hale Waihona Puke CNHOCH3
Schiff 碱
HOOC C O + H2N
R1
CH2OPO3H2
－H 2O
CH2
N ＋H 2O
HO
CH3
HOOC
CN R1
CH2OPO3H2 H
C
N
H
HO
CH3
磷酸吡哆胺
Schiff 碱 异构体
（二）. 转氨作用（transamination）
在酶的催化下，一种α-氨基酸的氨基可以转移到α-酮 酸上，从而形成相应的一分子α-酮酸和一分子α-氨基酸 ，这种作用称为转氨基作用，也称为氨基移换作用。
氨基酸
R1 H C NH2
COOH
α- 酮酸
R2 CO COOH
R1 CO
α- 酮酸
COOH
转氨酶
激素
卟啉 嘧啶 嘌呤
NH3
糖及其代谢
鸟氨酸 中间产物
循环
脂肪及其代 谢中间产物
尼克酰氨 衍生物
NH 尿素 +
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4
TCA
CO2
H2O
尿酸
肌酸胺
体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平 衡，食物蛋白质经消化吸收的氨基酸和体内组织 蛋白质降解产生的氨基酸混在一起，分布于体内 各处，作为参与代谢的氨基酸库。
CH2
CH2
+ H2O
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
O
2020α/9/1-9氨基酸
H2O+O2
H2O2
α-酮酸
催化氨基酸氧化脱氨的酶:
• 蛋白质的营养价值是指食物蛋白所含的氨 基酸被人体利用的量和比例
• 1.食物蛋白质含量 • 2.蛋白质的消化率 • 3.蛋白质的利用率
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第二节 氨基酸的分解代谢
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氨基酸代谢概况
体蛋白
食物蛋白质
氨基酸
特殊途径
（次生物质代谢）
生物固氮 硝酸还原
NH4+ -酮酸 CO2 胺
GPT
COOH CH2 CH2 CH NH2 COOH
COOH
COOH
COOH
GOT CH2
CH2
+
CH2
CO
CH2
+ HC NH2
CO
COOH
COOH
COOH
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• 转氨作用的意义 ：转氨基作用不仅是 体内多数氨基酸的分解代谢的重要方 式，也是体内合成非必需氨基酸的重 要途径。临床上转氨作用常作为一些 疾病诊断和治疗时必要的参考指标， 如GPT和GOT 。
▪ L-氨基酸氧化酶: ▪ D-氨基酸氧化酶: ▪ 专一性氨基酸氧化酶：
L-谷氨酸脱氢酶
2020/9/19
L-谷氨酸脱氢酶:
分布：Liver，Kidney，Brain 不需氧脱氢酶，辅酶：NAD+ or NADP+ 别构抑制： GTP、ATP 别构 激活： GDP、ADP
2020/9/19
胰蛋白酶
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• 吸收：氨基酸吸收是一种耗能过程。中性、 碱性、酸性和脯氨酸等游离氨基酸各自有其 需消耗ATP的专一载体和依赖Na+的转运系统 。
• 中性氨基酸载体 • 酸性氨基酸载体 • 碱性氨基酸载体 • 亚氨酸和甘氨酸载体
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二、蛋白质的营养作用
1、蛋白质的生理功能 ➢ 维持组织细胞的生长、更新和修补 ➢ 多种蛋白质发挥多种生理功能,如酶、