蛋白质的分解代谢

腺苷酸代 琥珀酸
N
H2O
N R-5`-p
N R-5`-p
CH 2COOH
HOOC CH
CHOHCOOH
AMP
延胡索酸
苹果酸
HCCOOH
二、-酮酸的代谢
1. 经氨基化生成非必需氨基酸 2. 经三羧酸循环氧化供能 3. 转变为糖及脂类 生酮氨基酸：亮氨酸、赖氨酸 生糖氨基酸：甘、丝、丙……等多种氨基酸
第四节 氨的代谢
一、 体内氨的来源
*来源： •氨基酸脱氨（主） •从肠道吸收的氨 •肾脏产生的氨（主要来自谷氨酰胺分解的氨）
该部分氨分泌到肾小管腔中主要与尿中的H+结合 成铵盐由尿排出，当尿pH升高时，分泌受阻， 被吸收入血。
肝功能严重障碍的病人，不宜使用碱性利尿药， 以免血氨升高。
氨的去路：
合成尿素排出（主）
三、蛋白质的腐败作用
定义：肠道细菌对未被消化的蛋白质及 未被吸收的消化产物进行的代谢过程 1、胺的生成（组胺、尸胺、酪胺等）
R CH NH2 COOH
–CO2
氨基酸
RCH 2NH 2 胺
2 肠道氨的生成（肠道氨的两种主要来源）
*氨基酸脱氨
R CH NH2 COOH
肠菌
R
CH 2 COOH
+ NH3
(CH 2) 3 CH-NH 2 COOH
尿素
精氨酸
2ADP+ Pi 氨基甲酰磷酸
2ATP
NH3 + CO2 + H2O
N-乙酰谷氨酸 Pi 瓜氨酸
线粒体
鸟氨酸
鸟氨酸循的全过程
天冬氨酸 -酮戊二酸
鸟氨酸
ATP
AMP+PPi
瓜氨酸
尿素
胞液
aa
草酰 乙酸 谷氨酸
精氨酸代琥珀酸
H2O
精氨 酸
-酮酸
延胡索酸 苹果酸
* 可转化为糖和脂肪等
二、蛋白质的需要量和营养价值
（一）氮平衡
尿与粪中的含氮量(排出氮)及摄入食物的含氮量(摄入 氮)可反映体内蛋白质的代谢概况，称为氮平衡。
*总氮平衡：摄入氮=排出氮 （蛋白质分解与合成处于平衡）如成人 *正氮平衡：摄入氮>排出氮 （蛋白质合成量多于分解量）如儿童、孕妇 *负氮平衡：摄入氮<排出氮 （蛋白质分解量多于合成量）如饥饿、消耗 性疾病
第八章
蛋白质的分解代谢
本章主要内容
• • • • • 一 二 三 四 五 蛋白质的营养作用 蛋白质的消化、吸收与腐败 氨基酸的一般代谢 氨的代谢 个别氨基酸的代谢
第一节 蛋白质的营养作用
一 蛋白质的生理功能
• 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 Pr） * 氨基酸是各种含氮化合物的原料
谷氨酰胺
CH 2 CHNH 2 COOH Asp
CONH 2
临床上用此酶分解血 的Asn治疗白血病 NH3
白血病细胞不能
天冬酰胺酶
CH 2 CHNH 2 COOH
H2O
谷氨酸
Asn
三、 尿素的生成
（一） 尿素合成的主要器官：肝脏 （二） 尿素合成的鸟氨酸循环
2分子氨与1分子 CO2结合生成1分 子尿素及1分子水
（二） 生理需要量
1、每天最低分解量 成人每日最低分解量约为Leabharlann Baidu0g/d蛋白质。
2、最低生理需要量 成人每日最低需要量: 30~50g/d
我国营养学会推荐的 成人每日需要量: 80g/d
（三） 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： 体内需要而又不能自身合成，必须由食物 供应的氨基酸，称为必需氨基酸。 缬、异亮、亮、苯丙、蛋、色、苏、赖氨酸 共8种（口诀：借一两本淡色书来） *婴儿期组氨酸也是必需的。
4. 嘌呤核苷酸循环脱氨反应
骨骼肌和心肌组织主要由该途径脱氨
嘌呤核苷酸循环（1）
COOH -酮戊二酸 (CH 2)2 C=O COOH COOH (CH2)2 CHNH 2 COOH
COOH H2N CH CH 2
氨基酸
-酮酸
2 HNHC
HOOC R R C=O COOH
AST
COOH
天冬氨酸
L-谷氨酸脱氢酶
COOH (CH 2)2 CHNH 2 COOH COOH
L-谷氨酸脱氢酶
NAD+ NADH+H+
COOH
(CH 2)2 C=NH COOH
L-谷氨酸
+ H2O
_H O 2
(CH 2)2 C=O
+ NH
3
COOH-酮戊二酸
2. 转氨基作用
R1 H C NH2
R2
+
转氨酶
C
O
COOH
-酮酸
磷酸吡哆胺
转氨基作用
特点：
* 只有氨基的转移，没有氨的生成 * 催化的反应可逆 * 其辅酶都是磷酸吡哆醛
生理意义：
是体内合成非必氨基酸的重要途径 接受氨基的主要酮酸有：
*丙酮酸
*-酮戊二酸 *草酰乙酸
3. 联合脱氨基作用
转氨基作用和谷氨酸氧化脱氨基作用的联合
R H 2N C
氨基酸
COOH -酮戊二酸
尿素
鸟氨酸
NH3 + CO2
H2O
瓜氨酸
精氨酸酶
H2O
精氨酸
H2O
NH3
（三） 鸟氨酸循环的详细步骤
1. 氨基甲酰磷酸的合成（反应部位：线粒体） CO2 氨基甲酰磷酸合成酶I（CPS-І） O + NH3 H2N C O ~PO32N-乙酰谷氨酸 + 2ATP Mg2+ 2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸 H2O
H
(CH 2)2 C=O
COOH
NH3
谷氨酸脱氢酶
+ NADH+H+
R C O
转氨酶
COOH
COOH CH 2 CH 2
COOH
-酮酸
H2O + NAD+
H2N C H
COOH 谷氨酸
3. 联合脱氨基作用
特点：有氨生成，反应过程可逆 生理意义：
*体内合成非必需氨基酸的主要途径 * 肝、肾等组织主要脱氨途径
临床意义：心肌梗患者血清AST升高
（2）转氨基作用机制
H HOOC C R1
氨基酸
CH 2OPO 3H2
H
NH2
+
O C
N
OH CH3
–H2O
+H2O
磷酸吡哆醛
Schiff’s碱
分子重排
Schiff’s碱异构体
+H2O –H2O
H2N CH 2
CH 2OPO 3H2
N
OH CH3
HOOC C O + R1
NH 2 C=O NH (CH 2)3 CH-NH 2 COOH
H2N COOH CH CH 2
NH 2
COOH N CH CH 2 COOH
精氨酸代琥珀 酸合成酶, Mg2+
C NH
+
COOH ATP
(CH 2)3
AMP + PPi
*天冬氨酸 可由转氨基 作用提供
CH-NH 2 COOH
瓜氨酸
精氨酸代琥珀酸
氨基酸 蛋白水解酶作用示意图
二、 氨基酸的吸收
1 主要部位：小肠
2 吸收机制
（1）氨基酸吸收载体
*中性氨基酸运载蛋白（主） *碱性氨基酸运载蛋白 *酸性氨基酸运载蛋白 *亚氨基酸运载蛋白
（2）-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用
（3）肽的吸收
K+-ATP酶
K+ Na+
外 膜
Na+
氨基酸
载体蛋白质
*非必需氨基酸：（特点：体内可合成）
*半必需氨基酸：酪氨酸和半胱氨酸
（可由苯丙和蛋氨酸在体内合成）
*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。 谷类蛋白质含赖氨酸较少而含色氨酸较多， 豆类蛋白质含赖氨酸较多而含色氨酸较少， 两者混合食用可提高营养价值
第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败
一、蛋白质的消化
1 主要的酶类： 据水解肽键部位的不同分为两类： 内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白 酶（水解蛋白质内部肽键） 外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（从肽键两 端开始水解）
2 消化的部位：
（1）胃中消化 *酶原的激活
胃蛋白酶原
H+
胃蛋白酶
*水解
蛋白质
胃蛋白酶
多肽（主）
（2）小肠内消化（主要部位）
CH 2COOH COCOOH 草酰乙酸
谷氨酸
COOH H2N CH CH 2 COOH
天冬氨酸
转氨基作用
CH 2COOH COCOOH
腺苷酸代 琥珀酸合 HN 成酶
O N
嘌呤核苷酸循环(2)
NH3
N R
H HOOC CH 2 C COOH
NH N N
|
IMP
-5`-p
腺苷酸 脱氨酶
NH 2 N
草酰乙酸
扩散入血
氨基酸
血氨
2 肠道氨的生成
*尿素水解
NH 2
氨的吸收主要在结肠， 其受肠腔pH的影响， 降低结肠的pH，可减 少肠道氨的吸收 CO2 +2NH3
扩散入血
尿素 C=O
NH 2
肠菌尿素酶
扩散入肠腔
血中尿素
血氨
3 其它有害物质的生成(如苯酚、吲哚、硫化氢等）
第三节 氨基酸的一般代谢
食物蛋白
组织蛋白质
消化吸收
分解
体内合成
（非必需 氨基酸 ）
蛋白质（主） 氨 酮体 脱氨 （生成尿素） 基 -酮酸 氧化供能 分解 酸 糖 脱羧 代 胺类 转变 谢 其它含氮化合物 库 经肾排出 (1g/d)
合成
氨基酸代谢概况
一、氨基酸的脱氨基作用
1 氧化脱氨基作用（特点：有氨生成）
R CH NH2 COOH 氨基酸氧化酶
COOH
HOOC O C
1R
R2
+
H C NH2 COOH
（1）转氨酶（其辅酶为磷酸吡哆醛）
*丙氨酸氨基转移酶（ALT） 又称谷丙转氨酶（GPT） 谷氨酸 + 丙酮酸
ALT
-酮戊二酸
+ 丙氨酸
临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高
*天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT) 谷氨酸 + 草酰乙酸 AST -酮戊二酸 +天冬氨酸
内
ATP K+
ADP+Pi Na+
Na+
氨基酸
氨基酸进入组织细胞的需钠主动转运机制
-谷氨酰基循环
| | | | | | | -谷 | | COOH氨酰| H2N CH |基转| R |移酶| | | 氨 | | 基 | | 酸 | |
细胞内
COOH CHNH 2
细 胞 外
细胞膜
-谷氨酰 氨基酸
– 2H
R
C COOH NH
氨基酸
亚氨基酸
R2 C O COOH
+ H2O
+ NH
3
-酮酸
氨基酸氧化脱氨的主要酶：
* L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及 肾脏，辅基为FMN） * D-氨基酸氧化酶（活性强，但体内D-氨基 酸少，辅基为FAD） * L-谷氨酸脱氢酶 活性强，分布于肝、肾及脑组织 为变构酶，受ATP、ADP等调节， 辅酶为NAD+或NADP+ 专一性强，只作用于谷氨酸，催化 的反应可逆
与谷氨酸合成谷氨酰胺 合成非必需氨基酸及含氮物 经肾脏以铵盐形式排出
二、 氨的转运
1. 丙氨酸-葡萄糖循环
肌肉蛋 白质
氨基酸
肌肉
葡萄糖
血液
| 葡萄糖 | | | | | 丙酮酸 | | | | 丙氨酸 |
肝
尿素 NH3
NH3
谷氨酸
-酮戊二酸
| 葡萄糖 | | 糖分解| | | 丙酮酸 | | | 丙氨酸 | 丙氨酸 |
N-乙酰谷氨酸是CPS-的变构激活剂
2. 瓜氨酸的合成
反应部位：线粒体
NH 2
NH 2 (CH 2) 3 CH-NH 2 COOH
C=O
NH2
+C
O
鸟氨酸氨基 甲酰转移酶
NH
+
(CH 2)3 CH-NH 2 COOH 瓜氨酸
H3PO4
O ~PO32氨基甲酰磷酸
鸟氨酸
3. 精氨酸的合成-1（反应部位：胞液）
CH 2 COOH CH 2 C HN CH R O
-谷氨酸 环化酶
COOH H2N CH R
半胱氨酰甘氨酸 肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸 5-氧脯 氨酸酶
ATP
谷胱 甘肽
甘氨酸
-谷氨酰 半胱氨酸 合成酶
谷氨酸 ADP+Pi
ATP
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶 ATP
-谷氨酰 半胱氨酸
ADP+Pi
谷氨酸
-酮戊二酸
2. 谷氨酰胺的运氨作用
NH3 + ATP
(脑、肌肉)
ADP + Pi
COOH (CH 2)2 CHNH 2 COOH
L-谷氨酸
NH3
谷氨酰胺 合成酶
CHNH2 (CH2)2 CHNH2 COOH
谷氨酰胺
谷氨酰酶 (肝、肾) H2O
尿素、铵盐等
临床上用谷氨酸盐 降低血氨
COOH
3. 精氨酸的合成-2
NH 2 C NH
COOH CH
精氨酸代琥 珀酸裂解酶
NH
+
(CH 2 ) 3 CH-NH 2 COOH
CH HOOC
延胡索酸
精氨酸
4. 精氨酸水解为尿素
NH 2 C NH NH
NH 2
精氨酸酶
NH 2
+ H2O
C=O NH 2
+
(CH 2) 3 CH-NH 2 COOH
鸟氨酸
主要的酶类：
内肽酶
胰蛋白酶 糜蛋白酶 弹性蛋白酶
外肽酶
羧基肽酶A 羧基肽酶B
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
O O O H2N CH C NH CH- - -NH CH C NH CH- - -NH CH C NH CH COOH R1 R2
R3
R4
R5
R6
二肽酶 氨基酸 +
O H2N CH C NH CH COOH R' R"
生酮兼生糖氨基酸：异亮、苯丙、酪、苏、色
糖 丙、甘、 丝、半胱 、苏、色 亮、色 、异亮 天冬
氨基酸、糖及脂肪代谢的联系
甘油 脂肪
磷酸丙糖
丙酮酸
乙酰CoA
脂肪酸 乙酰乙酰CoA
亮、赖、苯丙、酪、色 谷 精、组、脯
酮体
三羧酸循环
草酰乙酸
-酮戊二酸 琥珀酰CoA
延胡索酸
苯丙、酪
蛋、苏、丝、 缬、异亮