蛋白质水解及氨基酸代谢
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第一节 蛋白质的酶促水解
1.1 蛋白质的功能
①是构成组织细胞的重要成分； ②参与组织细胞的更新和修补； ③参与物质代谢及生理功能的调控； ④氧化供能； ⑤其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、
识别等。
氮平衡(nitrogen balance)
➢ 人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产 物的形式排出体外。同时，须从食物中摄取一定量的 蛋白质，以维持正常生理活动之需。由于食物中的含 氮物主要是蛋白质，故可用氮的摄入量来代表蛋白质 的摄入量。
弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶
羧基肽酶原A及B 羧基肽酶A及B
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
O
O
O
O
H2N CH C NH CH NH CH C NH CH C NH CH C NH CH COOH
R1
R2
R3
R4
R5
R6
提问：不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么？ 外切酶—氨肽酶
NH3+—
NH3+—
限制性内切酶
脱氨酶——脱氢氧化酶
R +
HC NH32 COO-
2H+H+ 酶
R
H2O+H+
C NH
COO-
NH4+
R CO COO-
α-酮 酸
脱氢 亚氨基酸不稳定 水解加氧
？！ 酶——L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶 L-谷氨酸脱氢酶（专一催化谷氨酸脱氢分解过程）
提问：那种酶作用最重要？
本应是L-氧化酶（大多数氨基酸都是L型），但该酶分布不普遍， 最适pH=10，活力低（pH=7)，作用小。
➢ 体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮 的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡 就称为氮平衡(nitrogen balance)。
氮平衡有以下几种情况：
1．氮总平衡：每日摄入氮量与排出氮量大致相等，表示 体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为氮总平衡。 此种情况见于正常成人。
氨 酸 （ Trp ） 、 苯 丙 氨 酸 （ Phe ） 、 蛋 氨 酸
（Met）、苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、
异亮氨酸（Ile）、缬氨酸（Val）。
Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr
“假 设 来
借 一 两 本 书”
由于酪氨酸 （Tyr）在体内需由苯丙氨酸为原 料来合成，半胱氨酸（Cys）必需以蛋氨酸为
（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降
解生成的氨基酸以及其它物质经代谢转
变而来的氨基酸（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（metabolic pool）。
氨基酸的来源和去路
肝
NH3
尿素
食物蛋白质 消化吸收
脱氨基作用
酮体
分解 组织蛋白质
合成 体内合成的
氨基酸代谢库 转变
NH4 +过多有毒！
COO
COO
(CH2)2 NAD++H2O NADH+H++NH4+ (CH2)2
HC NH+3 L-谷氨酸脱氢酶
CO
COO
COO
α-谷氨酸
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
HCCC(COOHOO2N)2➢➢➢H+3NαN三AD酮A+羧+LH-2D戊O谷酸P氨二循酸NHA脱D环大酸H氢+H中酶+量大+N断H4消量+ ，耗转CCC(能COOH化O量OO2)2供
α -酮酸 脱羧基作用
氧化供能 糖
非必需氨基酸
其他含氮化合物 CO2 胺类
第二节 氨基酸的代谢
氨基酸 H R C COOH NH2
分解 合成 合成其他
NH3、尿素、尿酸
？
CO2、H2O、ATP
？四大物质、激素等
2.1 氨基酸的分解
只介绍最普遍的脱氨基作用—氧化脱氨、转氨基、联 合脱氨。
1.氧化脱氨— α-AA在酶的催化下氧化生成α-酮酸，消耗氧并产 生氨的过程。
2．氮正平衡：每日摄入氮量大于排出氮量，表明体内蛋 白质的合成量大于分解量，称为氮正平衡。此种情况见 于儿童、孕妇、病后恢复期。
3．氮负平衡：每日摄入氮量小于排出氮量，表明体内蛋 白质的合成量小于分解量，称为氮负平衡。此种情况见 于消耗性疾病患者（结核、肿瘤），饥饿者。
必需氨基酸一共有八种：赖氨酸（Lys）、色
应受阻，某些敏感器官 α-谷氨酸 （如神经、大脑）α功-酮能戊二障酸
碍。
α酮戊二酸
➢ 表现：语言障碍、视力模 糊、昏迷、死亡。
2.转氨基作用
转氨酶的辅酶：磷酸吡哆醛/胺
R1 +
HC NH3 COO-
特定氨基酸间
随机 内切酶
CCOOOO--— —
外切酶—羧肽酶
最终产物—氨基酸
氨基酸的吸收
➢主要在小肠进行，是一种主动转运过 程，需由特殊载体携带。转运氨基酸 进入细胞时，同时转运入Na+。
➢除此之外，也可经γ-谷氨酰循环系统 进行。需由γ-谷氨酰基转移酶催化， 利用GSH，合成γ-谷氨酰氨基酸进行 转运。消耗的GSH可重新再合成。
1 食物生物学种属愈远愈好
2 搭配种类愈多愈好
3 食用时间愈近愈好，最好同时食用
1.2 蛋白质的消化
（一）胃中的消化： 胃蛋白酶水解食物蛋白质为多肽、寡肽及少量氨基酸。
（二）肠中的消化： 有两种类型的酶： ⑴ 肽链外切酶：如羧肽酶A、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽
酶等； ⑵ 肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。
蛋白质在肠中完全水解为氨基酸，由肠粘膜上皮细胞吸 收进入机体，游离氨基酸进入血液循环输送到肝脏。
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）
（脂肪族）
胃蛋白酶
胰凝乳 弹性蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白酶
胰蛋白酶原 肠激酶
胰蛋白酶
糜蛋白酶原 糜蛋白酶
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 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。可产生有毒物质，如胺 类（腐胺、尸胺），酚类，吲哚类，氨及硫化 氢等。
➢ 这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。
氨基酸代谢库
食物蛋白质经消化吸收பைடு நூலகம்生的氨基酸
原料来合成，故这两种氨基酸被称为半必需氨 基酸。
蛋白质的营养价值及互补作用 决定蛋白质营养价值高低的因素有： ① 必需氨基酸的含量； ② 必需氨基酸的种类； ③ 必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基
酸组成。 将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以
提高其营养价值的作用称为食物蛋白质的互补作用。 蛋白质互补三原则：
1.1 蛋白质的功能
①是构成组织细胞的重要成分； ②参与组织细胞的更新和修补； ③参与物质代谢及生理功能的调控； ④氧化供能； ⑤其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、
识别等。
氮平衡(nitrogen balance)
➢ 人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产 物的形式排出体外。同时，须从食物中摄取一定量的 蛋白质，以维持正常生理活动之需。由于食物中的含 氮物主要是蛋白质，故可用氮的摄入量来代表蛋白质 的摄入量。
弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶
羧基肽酶原A及B 羧基肽酶A及B
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
O
O
O
O
H2N CH C NH CH NH CH C NH CH C NH CH C NH CH COOH
R1
R2
R3
R4
R5
R6
提问：不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么？ 外切酶—氨肽酶
NH3+—
NH3+—
限制性内切酶
脱氨酶——脱氢氧化酶
R +
HC NH32 COO-
2H+H+ 酶
R
H2O+H+
C NH
COO-
NH4+
R CO COO-
α-酮 酸
脱氢 亚氨基酸不稳定 水解加氧
？！ 酶——L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶 L-谷氨酸脱氢酶（专一催化谷氨酸脱氢分解过程）
提问：那种酶作用最重要？
本应是L-氧化酶（大多数氨基酸都是L型），但该酶分布不普遍， 最适pH=10，活力低（pH=7)，作用小。
➢ 体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮 的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡 就称为氮平衡(nitrogen balance)。
氮平衡有以下几种情况：
1．氮总平衡：每日摄入氮量与排出氮量大致相等，表示 体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为氮总平衡。 此种情况见于正常成人。
氨 酸 （ Trp ） 、 苯 丙 氨 酸 （ Phe ） 、 蛋 氨 酸
（Met）、苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、
异亮氨酸（Ile）、缬氨酸（Val）。
Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr
“假 设 来
借 一 两 本 书”
由于酪氨酸 （Tyr）在体内需由苯丙氨酸为原 料来合成，半胱氨酸（Cys）必需以蛋氨酸为
（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降
解生成的氨基酸以及其它物质经代谢转
变而来的氨基酸（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（metabolic pool）。
氨基酸的来源和去路
肝
NH3
尿素
食物蛋白质 消化吸收
脱氨基作用
酮体
分解 组织蛋白质
合成 体内合成的
氨基酸代谢库 转变
NH4 +过多有毒！
COO
COO
(CH2)2 NAD++H2O NADH+H++NH4+ (CH2)2
HC NH+3 L-谷氨酸脱氢酶
CO
COO
COO
α-谷氨酸
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
HCCC(COOHOO2N)2➢➢➢H+3NαN三AD酮A+羧+LH-2D戊O谷酸P氨二循酸NHA脱D环大酸H氢+H中酶+量大+N断H4消量+ ，耗转CCC(能COOH化O量OO2)2供
α -酮酸 脱羧基作用
氧化供能 糖
非必需氨基酸
其他含氮化合物 CO2 胺类
第二节 氨基酸的代谢
氨基酸 H R C COOH NH2
分解 合成 合成其他
NH3、尿素、尿酸
？
CO2、H2O、ATP
？四大物质、激素等
2.1 氨基酸的分解
只介绍最普遍的脱氨基作用—氧化脱氨、转氨基、联 合脱氨。
1.氧化脱氨— α-AA在酶的催化下氧化生成α-酮酸，消耗氧并产 生氨的过程。
2．氮正平衡：每日摄入氮量大于排出氮量，表明体内蛋 白质的合成量大于分解量，称为氮正平衡。此种情况见 于儿童、孕妇、病后恢复期。
3．氮负平衡：每日摄入氮量小于排出氮量，表明体内蛋 白质的合成量小于分解量，称为氮负平衡。此种情况见 于消耗性疾病患者（结核、肿瘤），饥饿者。
必需氨基酸一共有八种：赖氨酸（Lys）、色
应受阻，某些敏感器官 α-谷氨酸 （如神经、大脑）α功-酮能戊二障酸
碍。
α酮戊二酸
➢ 表现：语言障碍、视力模 糊、昏迷、死亡。
2.转氨基作用
转氨酶的辅酶：磷酸吡哆醛/胺
R1 +
HC NH3 COO-
特定氨基酸间
随机 内切酶
CCOOOO--— —
外切酶—羧肽酶
最终产物—氨基酸
氨基酸的吸收
➢主要在小肠进行，是一种主动转运过 程，需由特殊载体携带。转运氨基酸 进入细胞时，同时转运入Na+。
➢除此之外，也可经γ-谷氨酰循环系统 进行。需由γ-谷氨酰基转移酶催化， 利用GSH，合成γ-谷氨酰氨基酸进行 转运。消耗的GSH可重新再合成。
1 食物生物学种属愈远愈好
2 搭配种类愈多愈好
3 食用时间愈近愈好，最好同时食用
1.2 蛋白质的消化
（一）胃中的消化： 胃蛋白酶水解食物蛋白质为多肽、寡肽及少量氨基酸。
（二）肠中的消化： 有两种类型的酶： ⑴ 肽链外切酶：如羧肽酶A、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽
酶等； ⑵ 肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。
蛋白质在肠中完全水解为氨基酸，由肠粘膜上皮细胞吸 收进入机体，游离氨基酸进入血液循环输送到肝脏。
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）
（脂肪族）
胃蛋白酶
胰凝乳 弹性蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白酶
胰蛋白酶原 肠激酶
胰蛋白酶
糜蛋白酶原 糜蛋白酶
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 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。可产生有毒物质，如胺 类（腐胺、尸胺），酚类，吲哚类，氨及硫化 氢等。
➢ 这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。
氨基酸代谢库
食物蛋白质经消化吸收பைடு நூலகம்生的氨基酸
原料来合成，故这两种氨基酸被称为半必需氨 基酸。
蛋白质的营养价值及互补作用 决定蛋白质营养价值高低的因素有： ① 必需氨基酸的含量； ② 必需氨基酸的种类； ③ 必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的氨基
酸组成。 将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以
提高其营养价值的作用称为食物蛋白质的互补作用。 蛋白质互补三原则：