蛋白质代谢

（二）转氨基作用：
• 转氨基作用由转氨酶催化，将 - 氨基酸的氨基
转移到 - 酮酸酮基的位置上，生成相应的 - 氨
基酸，而原来的 - 氨基酸则转变为相应的 - 酮 酸。
该反应为一可逆反应，是体内合成非必需氨基酸的重要途径。
转氨酶
• 体内有多种转氨酶，具有特异性。 • 谷氨酸与α-酮酸的转氨酶最为重要。
氨基甲酰磷酸
(2)．瓜氨酸的合成：
• 在线粒体内进行，由鸟氨酸氨基甲酰转移酶
（OCT）催化，将氨甲酰基转移到鸟氨酸的-氨 基上，生成瓜氨酸。
瓜氨酸的合成
NH2 NH2
NH2 C O
+
(CH2)3
H2N- CH COOH
鸟氨酸氨基 甲酰转移酶
C NH
O + H3PO4
(CH2)3 H2N- CH COOH
是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必氨 基酸的重要途径，也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。
接受氨基的主要酮酸有： 丙酮酸 -酮戊二酸 草酰乙酸
2、重要的转氨酶
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
载体类型
中性氨基酸转运蛋白（极性与非极性） 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、三肽转运蛋白
（四）、肠内的腐败作用
定义：肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未消化 的蛋白质及未被吸收的消化产物作用，产 生一系列产物的过程。 部位：主要在大肠下段 实质：是细菌本身的代谢 结果：多数有害——胺、氨、吲哚、酚、硫化氢 等；少数有益（维生素K、泛酸、生物素、叶酸及B12 ）
• 腺苷酸脱氨酶(adenylate deaminase)可催化 AMP脱氨基，此反应与转氨基反应相联系，即 构成嘌呤核苷酸循环(PNC)的脱氨基作用。
嘌呤核苷酸循环
次黄嘌呤核苷酸
氨基酸
-酮戊二酸
天冬氨酸
IMP
NH3
腺苷酸代 琥珀酸
-酮酸 AMP
腺嘌呤核苷酸
谷氨酸
草酰乙酸 延胡索酸 苹果酸
H 2O
临床意义：心肌梗患者血清AST升高
（三）联合脱氨基作用
• 转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨
基并氧化为-酮酸的过程，称为联合脱氨基作用。
• 联合脱氨基作用可在肝、肾等大多数组织细胞中进行，是体内
主要的脱氨基的方式。
（1）、转氨基偶联氧化脱氨基作用
转氨基作用和谷氨酸氧化脱氨基作用的联合 转氨酶与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用
谷丙氨酸转氨酶, 丙氨酸转氨酶（GPT或ALT）
谷草转氨酶，
天冬氨酸转氨酶（GOT或AST）
• 各种转氨酶均以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。 • 可逆反应
-H2O
+H2O
分子重排
+H2O -H2O
1、转氨基作用特点及意义
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(胺) 生理意义：
2ATP+CO2+NH3+H2O
胞液
H2O 延胡索酸
尿素
鸟氨酸
① 鸟氨酸
2ADP+Pi
⑤
精氨酸 ④
氨基甲酰磷酸
②
线粒体
苹果酸
精氨酸代 琥珀酸 ③ AMP+PPi ATP+Asp 瓜氨酸
瓜氨酸
Pi
草酰乙酸
NH3
尿素合成的特点： 1．合成主要在肝细胞的线粒体和胞液中进行； 2．合成一分子尿素需消耗4分子ATP； 3．精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶； 4．尿素分子中的两个氮原子，一个来源于NH3，
尿素生成的鸟氨酸循环：
(1)．氨甲酰磷酸的合成：
• 此反应在线粒体中进行，由氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ
（CPS-Ⅰ）催化，该酶需N-乙酰谷氨酸（AGA）
作为变构激活剂，反应不可逆。
氨基甲酰磷酸的合成
NH2
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ
NH3 + CO2
C
AGA，Mg2+
O
O ~ PO32H2O+ 2ATP 2ADP + Pi
（ 5）
H 2O
（1）转氨酶 （2）AST （3）腺苷酸代琥珀酸合成酶 （4）腺苷酸代琥珀酸裂解酶 （5）腺苷酸脱氨酶 （6）延胡索酸酶 （7）苹果酸脱氢酶
二 、氨基酸脱氨基产物的代谢
• 氨具有毒性，血氨过高，可引起脑功能紊乱，
与肝性脑病的发病有关。
• 正常人血液中氨的浓度很低，一般不超过
0.60mol/L。
生理需要量应为80g。
（三）蛋白质的营养价值
食物蛋白质中所含必需氨基酸数量及种 类与人体蛋白质相接近，易于被人体吸收， 则营养价值价值高。
总体而言：动物蛋白营养价值较植物高！
• 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。
• 例如，谷类蛋白质含Lys较少而Trp较多，而豆 类蛋白质含Trp较少而Lys较多，二者混合后食 用，即可提高营养价值。
氨基酸的分解代谢概况
特殊分解代谢 CO2 脱羧基作用→ 一般分解代谢 脱氨基作用→ 胺 NH3
-酮酸
第二节
氨基酸的一般代谢
氨基酸代谢库的来源与去路
合成蛋白质和多肽 食物蛋白质消化吸收 脱氨基作用
组织蛋白质分解
氨基酸代谢库
脱羧基作用
非必需氨基酸合成 转变为其他含氮物
氨基酸的代谢概况
来源
食物蛋白
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Fra Baidu bibliotek于消耗性疾病患
者（结核、肿瘤），饥饿者。
（二）蛋白质的生理需要量
• 根据计算，正常成人每日最低分解约20g蛋白质。
由于食物蛋白质与人体蛋白质组成的差异，故每
日食物蛋白质的最低需要量为30~ 50g。
• 为了长期保持氮总平衡，正常成人每日蛋白质的
• 氧化脱氨基的反应过程包括脱氢和水解两
步，脱氢反应需酶催化，而水解反应则不
需酶的催化。
2H H2O R-C-COOH NH 亚氨基酸 R-C-COOH + NH3
酶
R-CH-COOH NH2
O
-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
CH2-COOH CH2 氨基酸 （ 1） α -酮酸 C=O COOH α -酮戊二酸
NH2
HOOC-CH2-CH-COOH （3） 天冬氨酸 （ 2）
Mg2+，GTP
O HN N IMP N N R—5/—P NH3
CH2 COOH HN CH COOH CH2-COOH N CH2COOH N CH2 腺苷酸代琥珀酸 COCOOH N CH-NH2 N R—5/—P NH2 （7） 草酰乙酸 COOH CH2COOH HOOCCH N （ 4） L-谷氨酸 N CHOHCOOH HCCOOH N N 苹果酸 （6） 延胡索酸 AMP R—5/—P 图9—6 嘌呤核苷酸循环
其分解， 产生的氨即可用于合成尿素。
• 因此，谷氨酰胺对氨具有运输、贮存和解毒作用。
谷氨酸 NH3 谷氨酰胺酶合成酶
嘌呤/嘧啶 的合成
谷氨酰胺
血循环
肾
谷氨酰胺酶 氨
肝
谷氨酰胺酶
氨 尿素
铵盐
（三）、尿素的生成
• 体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素。 • 合成尿素的主要器官是肝，但在肾及脑中也可少 量合成。 • 尿素合成是经称为鸟氨酸循环的反应过程来完成 的。催化这些反应的酶存在于胞液和线粒体中。
氨基酸 转氨酶
-酮戊二酸
NH3 + NADH + H+ L-谷氨酸脱氢酶
-酮酸
谷氨酸
H2O + NAD+
此方式是氨基酸脱氨基的主要方式 主要在肝、肾组织中进行。
（2）、转氨基偶联嘌呤核苷酸循环：
• 嘌呤核苷酸循环（purine nucleotide cycle, PNC） 是存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱 氨基作用方式。 • 在骨骼肌和心肌中，由于谷氨酸脱氢酶的活性 较低，而腺苷酸脱氨酶的活性较高，故采用此 方式进行脱氨基。
第十章 蛋白质代谢
第一节 蛋白质的营养和消化
一、蛋白质的重要性
1.蛋白质是生物体的重要组成，维持组织细胞 的生长、更新和修复； 2.参与多种重要的生理活动；
3.氧化供能。
二、蛋白质的需要量和营养价值
（一）氮平衡：
• 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
氮平衡的类型：
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。
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，
胃蛋白酶
胃蛋白酶
多肽（主）
（2）小肠中的消化：（主要部位）
• 消化酶：
⑴ 外肽酶如羧肽酶A、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽
酶等；
⑵ 内肽酶如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。
• 产生的寡肽再经寡肽酶，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。
(三)、氨基酸的吸收和转运
尿素(urea)和鸟氨酸(ornithine)。鸟氨酸可再 转运入线粒体继续进行循环反应。
精氨酸的水解
NH2 C NH (CH2)3 H2N- CH H2O NH
精氨酸酶
NH2 (CH2)3 H2N- CH COOH
鸟氨酸 尿素
O + H2N - C - NH2
COOH
精氨酸
尿素合成的鸟氨酸循环
NH2 C
COOH
精氨酸代琥 珀酸裂解酶
NH2
C NH NH +
N - CH CH2 NH (CH ) COOH
2 3
COOH
CH CH COOH
(CH2)3
H2N- CH COOH
精氨酸
H2N- CH COOH
精氨酸代琥珀酸
延胡索酸
(5)．精氨酸的水解：
• 在胞液中由精氨酸酶催化，精氨酸水解生成
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。
• 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)。 • 氮平衡可以反应体内蛋白质代谢的概况。
三、蛋白质的消化
食物蛋白质 胃、小肠 蛋白水解酶
氨基酸、小肽
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、糜蛋白酶、 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（从肽链两 端开始水解肽键）
2、消化过程
（1）胃中消化
酶原的激活 H+
胃蛋白酶原 水解
蛋白质
• 体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在肝合成
尿素而解毒。
（一）、血氨的来源与去路
肠道吸收 氨基酸脱氨 酰胺水解 其他含氮物分解
合成尿素 血氨
合成氨基酸 合成酰胺 合成其他含氮物 直接排出
（二）、氨在血中的转运
1、丙氨酸-葡萄糖循环：
• 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再脱氨基，生成的丙酮
NH2 C
COOH
H2N - CH CH2 COOH
天冬氨酸
N - CH CH2 NH (CH ) COOH
2 3
H2N- CH COOH
精氨酸代琥珀酸
COOH
瓜氨酸
(4)．精氨酸代琥珀酸的裂解：
• 在胞液中由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化，将精
氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸。
精氨酸代琥珀酸的裂解
酸异生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，通过这一循环反应过程即可将
肌肉中氨基酸的氨基转移到肝进行处理。这一循
环反应过程就称为丙氨酸-葡萄糖循环。
2、谷氨酰胺的运氨作用 ：
• 肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌，在谷氨酰胺合 成酶的催化下，合成谷氨酰胺，以谷氨酰胺的形
式将氨基经血液循环带到肝，再由谷氨酰胺酶将
瓜氨酸
O ~ PO32氨基甲酰磷酸
鸟氨酸
(3)．精氨酸代琥珀酸的合成：
• 转运至胞液的瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶 催化下，消耗能量合成精氨酸代琥珀酸。
• 精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶。
精氨酸代琥珀酸的合成
NH2 C NH (CH2)3 H2N- CH O + COOH
ATP AMP + PPi + H2O 精氨酸代琥珀 酸合成酶
消化吸收
去路
氨 基
脱氨基
NH3
尿素
糖、酮体
α-酮酸
脱羧基
组织蛋白 合成氨基酸
（非必需氨基酸）
降解
酸 代
转化或参与合成
氧化供能 氨基酸
胺类 某些含氮化合物
合成
谢 库
组织蛋白质
氨基酸的来源与去路
一、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸分解代谢最首要的反应是脱氨基作用
在这三种脱氨基作用中，以联合脱氨基作用最为重要
（一）氧化脱氨基作用：