蛋白質酶促降解以及氨基酸代謝

1、關于蛋白質酶促降解及氨基酸代謝揚州大學生物科學與技術學院第一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月水解胞外酶氨基酸 吸收入作為氮源和能源進行代謝蛋白質不能儲備外源蛋白質第二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第一節(jié) 蛋白質的酶促降解一、蛋白質的營養(yǎng)作用 (1)維持組織的生長、更新和修復(2)合成生物活性物質，如酶、激素、抗體、 神經遞質等。(3)氧化供能 (17KJ/g pr)第三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、蛋白質的需要量和營養(yǎng)價值*總氮平衡：攝入氮=排出氮（蛋白質分解與合成處于平衡）如成人*正氮平衡：攝入氮排出氮（蛋白質合成量多于分解量）如兒童、孕婦、 病后恢復期

2、*負氮平衡：攝入氮排出氮 （蛋白質分解量多于合成量）如饑餓、消耗 性疾病 （一）氮平衡第四張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 每天最低分解量20g/d； 成人每日最低需要量約為30-50g/d； 營養(yǎng)學會推薦成人每天的需要量為80g/d。（二）生理需要量第五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 評價蛋白質的營養(yǎng)價值的依據(jù)是食物中蛋白質的必需氨基酸的質和量的多少。（三）蛋白質的營養(yǎng)價值：必需氨基酸：？第六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 營養(yǎng)價值較低的蛋白質混合食用，其必需氨基酸可以互相補充，提高營養(yǎng)價值，稱為蛋白質的互補作用。谷類蛋白：Lys較少，Trp較多； 豆類蛋白

3、：Lys較多，Trp較少；素什錦:豆制品、蘑菇、木耳、花生、杏仁；臘八粥:大米、小米、紅豆、綠豆、栗子、花生、棗等. 蛋白質的互補作用：第七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、蛋白質的消化、吸收（一）胃中的消化1、HCl的作用 胃酸使蛋白變性，有利于蛋白酶發(fā)揮作用。2、胃蛋白酶：以胃蛋白酶原形式分泌，在 H+ 條件下被激活成為胃蛋白酶。 蛋白質 多肽（主） 胃蛋白酶第八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）小腸中的消化：內肽酶: 水解蛋白質內部肽鍵 胰蛋白酶,糜蛋白酶,彈性蛋白酶 外肽酶:（從肽鍵兩端開始水解） 羧基肽酶 A和 羧基肽酶 B 氨基肽酶 第九張，PPT共五十二

4、頁，創(chuàng)作于2022年6月 蛋白水解酶作用示意圖氨基肽酶內肽酶羧基肽酶氨基酸 +氨基酸二肽酶第十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe. Trp）第十一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 氨基酸進入組織細胞的需鈉主動轉運機制ADP+PiATPK+K+Na+Na+Na+氨基酸Na+氨基酸外膜內K+-ATP酶載體蛋白質蛋白質的吸收第十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月食物蛋白消化吸收體內合成（非必需氨基酸 ）蛋白質（主）合成酮體氧化供能糖脫羧胺類轉變其它含氮化合

5、物經腎排出 (1g/d)第二節(jié) 氨基酸的一般代謝氨基酸代謝庫氨基酸代謝概況分解脫氨-酮酸（生成尿素）組織蛋白質分解第十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、氨基酸的脫氨基作用 氨基酸主要通過三種方式脫氨基: 氧化脫氨基 轉氨基作用 聯(lián)合脫氨基第十四張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月1、概念：氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成相應的-酮酸的過程稱為氧化脫氨基作用。氨基酸的氧化脫氨基反應由L-氨基酸氧化酶、L-谷氨酸脫氫酶和D-氨基酸氧化酶所催化。（一）氧化脫氨基第十五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月是一種需氧脫氫酶，以FAD或FMN為輔基，脫下的氫原子交給O2，生成H2O

6、2。該酶活性不高，在各組織器官中分布局限，因此作用不大。 -氨基酸 氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸 2R-CH-COO- NH3+| 2R-C-COO-+2NH3 O|H2O+O2H2O21. L-氨基酸氧化酶O2：氨：-酮酸=1：2：2第十六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月是一種不需氧脫氫酶，以NAD+或NADP+為輔酶。該酶活性高，分布廣泛，因而作用較大。該酶屬于變構酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。 L-谷氨酸脫氫酶+ H2O+ NH3NAD(P)+NAD(P)H+H+COOHCH2CH2C=OCOOHCOOHCH2CH2CH NH2COOH2.L

7、-谷氨酸脫氫酶第十七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月 -氨基酸1 R1-CH-COO- NH+3 |-酮酸1 R1-C-COO- O| R2-C-COO- O|-酮酸2 R2-CH-COO- NH+3 |-氨基酸2轉氨酶（輔酶：磷酸吡哆醛） 在轉氨酶催化，將-氨基酸的氨基轉移到-酮酸上，生成相應的-氨基酸和相應的-酮酸。這種作用稱為轉氨基作用或氨基移換作用。（二）. 轉氨基作用第十八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月轉氨酶(transaminase)以磷酸吡哆醛(胺)為輔酶。 谷丙轉氨酶（GPT），肝臟中活性較高； 谷草轉氨酶（GOT），心肌中活性較高；谷丙轉氨酶（GPT）谷

8、草轉氨酶 (GOT)第十九張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院肝細胞中轉氨酶活力比其他組織高出許多， 是血液的100倍抽血化驗若轉氨酶比正常水平偏高則有可能：肝組織受損破裂結合乙肝抗原等指標進一步確定原因查肝功抽血化驗轉氨酶指數(shù)第二十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）聯(lián)合脫氨基作用-主要作用1）、轉氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)2）、轉氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)類型概念 轉氨基作用和氧化 脫氨基作用的聯(lián)合第二十一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月轉氨酶-酮戊二酸+ NAD+谷氨酸脫氫酶+ NADH+H+氨基酸-酮酸谷氨酸1.轉氨酶與L

9、-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)第二十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.轉氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián) 這是存在于骨骼肌、心肌、肝臟、腦組織中的一種特殊的聯(lián)合脫氨基作用方式。在這些組織中，由于谷氨酸脫氫酶的活性較低，而腺苷酸脫氨酶的活性較高，故采用此方式進行脫氨基。 第二十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月產物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸循環(huán)谷氨酸 -酮戊二酸轉氨酶-氨基酸 - 酮酸NH3NH3天冬氨酸次黃嘌呤核苷酸H2ONH3H2ONAD+NADH+H+腺苷酸延胡索酸蘋果酸谷-草轉氨酶H2O反應物第二十四張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月二、氨基酸的脫羧基作用1、

10、概念 氨基酸在脫羧酶的作用下脫掉羧基生成相應的一級胺類化合物的作用。脫羧酶的輔酶為磷酸吡哆醛。直接脫羧 胺羥化脫羧 羥胺 2、類型:第二十五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院 3、脫羧作用脫羧酶（輔酶為磷酸吡哆醛/胺） Glu氨基丁酸（GABA）抑制性神經遞質 His組胺 血管舒張劑、胃酸刺激劑 Trp5羥色胺.抑制性神經遞質、血管收縮劑 cys?；撬?. 結合膽汁酸組分 orn多胺(腐胺、精脒、精胺).細胞生長調節(jié)劑第二十六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月三、氨基酸分解產物的代謝 R-CH-NH3+COO-脫氨基作用R-C=OCOO-糖代謝、合成A

11、a、轉化成糖、脂肪NH4+水生動物：直接排氨鳥類、陸生爬蟲類：排尿酸兩棲類、哺乳動物、人：排尿素脫羧基作用胺類化合物：在酶催化下生成其他物質CO2：由肺呼出第二十七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月一、氨的代謝轉變：1.合成尿素排出（主） 尿素合成的主要器官：肝臟尿素合成機制：尿素循環(huán)或鳥氨酸循環(huán)1932年Hans Krebs提出尿素循環(huán)(urea cycle)第二十八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月、 尿素的生成瓜氨酸精氨酸酶尿素鳥氨酸NH3 + CO2精氨酸NH32分子氨與1分子CO2結合生成1分子尿素及1分子水第二十九張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月鳥氨酸循環(huán)

12、的詳細步驟CO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸合成酶2ADP+Pi第一階段： 氨基甲酰磷酸的合成（線粒體）2ATP PO32-鳥氨酸鳥氨酸氨甲酰轉移酶瓜氨酸+Pi+尿素中第一個N原子的獲?。篘H3;2分子ATP水解第三十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月瓜氨酸 +第二個N原子來源*天冬氨酸精氨酸代琥珀酸合成酶, Mg2+ATPAMP + PPi精氨酸代琥珀酸第二階段： 瓜氨酸 精氨酸 （胞液）第三十一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸+延胡索酸第三十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月精氨酸酶鳥氨酸+尿素+ H2O精氨酸第二階段： 精氨酸

13、 尿素（胞液）第三十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月NH3 + CO2 + H2O氨基甲酰磷酸精氨酸代琥珀酸2ATP2ADP+ PiN-乙酰谷氨酸鳥氨酸Pi瓜氨酸瓜氨酸尿素鳥氨酸H2OATPAMP+PPi天冬氨酸精氨酸延胡索酸蘋果酸草酰 乙酸谷氨酸-酮戊二酸aa-酮酸線粒體胞液鳥氨酸循的全過程第三十四張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月尿素合成小結主要器官：肝臟 CO2 2NH3（其中1分子來自于天冬氨酸*） 3分子ATP，4個高能磷酸鍵生理意義：體內氨的主要去路, 解氨毒的重要途徑。總反應方程式：尿素 + 2ADP + AMP + 2Pi +PPi原料：合成1分子尿素需：2

14、NH3 + CO2 + 3ATP + H2O限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶第三十五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院氨在血液中的運輸形式：丙氨酸-葡萄糖循環(huán)意義：使肌肉的氨以無毒的丙氨酸形式運輸?shù)礁蔚谌鶑?，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月高血氨癥與肝昏迷* 血氨正常參考值：5.54-65mol/L*引起高血氨癥主要原因： 肝功能嚴重損傷，尿素合成障礙肝昏迷的機制血氨升高NH3進入腦腦將氨轉化為Gln, 使Glu量降低中腦將酮戊二酸轉變?yōu)镚lu，補充Glu，使酮戊二酸的量降低三羧酸循環(huán)不能正常進行ATP生成下降腦內供能不足昏迷第三十七張，PPT共五十二頁

15、，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院 先天性的高氨血癥是由于尿素循環(huán)中酶的遺傳性缺陷引起的。尿素循環(huán)過程中任何一步的完全阻斷都可能是致死性的，因此這些嬰兒往往一出生就會昏迷甚至不久后就死亡。而這些酶的部分缺陷則可以引起精神障礙、昏睡和中樞性的嘔吐。先天性高氨血癥第三十八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十九張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院水生生物直接擴散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動物排尿素直接排氨，不消耗能量；排氨形式越復雜、越耗能？體內水循環(huán)迅速，NH3濃度低，擴散流失快，毒性小。？體內水循環(huán)較慢，NH3濃度較高，需要消耗能量使其轉化

16、為較簡單，低毒的尿素形式。2、氨的排泄第四十張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院鳥類、爬蟲排尿酸均來自轉氨不溶于水毒性很小需更多能量為什么這類生物如此排氨？水循環(huán)太慢，保留水分同時不中毒，付出高能量代價。高等植物，以Gln/Asn形式儲存氨，不排氨。第四十一張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院3.酰胺的合成Gln的形成及代謝動物的腦、肝臟、肌肉等組織的Gln合成酶催化Glu作用生成GlnAsn的形成及代謝植物體的儲氨機制，Asn合成酶催化Asp作用生成Asn4. 合成嘧啶環(huán)第四十二張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學

17、生物科學與技術學院谷氨酰胺的運氨作用L-谷氨酸谷氨酰胺NH3 + ATPADP + Pi谷氨酰胺合成酶(腦、肌肉)H2ONH3谷氨酰酶(肝、腎)尿素、銨鹽等臨床上用谷氨酸鹽降低血氨第四十三張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月生糖氨基酸：甘、絲、丙等多種氨基酸生酮氨基酸：亮、賴、苯丙、色、酪 生酮兼生糖氨基酸：苯丙、酪二、-酮酸的代謝2. 經三羧酸循環(huán)氧化供能1. 經氨基化生成非必需氨基酸3. 轉變?yōu)樘羌爸惖谒氖膹垼琍PT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月碳骨架的氧化異檸檬酸檸檬酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)乙酰CoA -酮戊二酸琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨

18、酸賴氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸精氨酸組氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺第四十五張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月?lián)P州大學生物科學與技術學院 氨基酸生糖及生酮性質的分類-類別 氨基酸-生糖氨基酸 甘、絲、纈、精、半胱、脯、羥脯、丙、 組、谷、谷氨酰胺、天冬、天冬酰胺、蛋生酮氨基酸 亮、賴生糖兼生酮氨基酸 異亮、苯丙、酪、蘇、色-第四十六張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月2.種類：* 甲基（-CH3） * 亞甲基（-CH2- 甲烯基） * 次甲基（=CH- 甲炔基） * 甲?；?CHO） * 亞氨甲基（-CH=NH）定義：氨基酸分解過程中產生的含一個碳原子的基團。CO、CO2分子不屬于一碳單位1. 一碳單位特點：不能游離存在，以四氫葉酸為載體參與反應。三、由氨基酸產生的其他重要物質第四十七張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022年6月3、一碳單位的來源: 主要來自于Ser、Gly、His酸和Thr。第四十八張，PPT共五十二頁，創(chuàng)作于2022