蛋白質(zhì)的降解和氨基酸的代謝

1內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、彈性蛋白酶（水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵）外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（從肽鍵兩端開始水解）11

主要的酶類：

據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶解

(P.420)2

蛋白水解酶作用示意圖氨肽酶內(nèi)肽酶羧肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶3（1）胃中消化胃蛋白酶原

胃蛋白酶

HCl

蛋白質(zhì)多肽（主）胃蛋白酶1.2消化的部位：*酶原的激活*水解4內(nèi)肽酶

胰蛋白酶

糜蛋白酶彈性蛋白酶

（2）小腸內(nèi)消化（主要部位）

主要的酶類：外肽酶

羧基肽酶A

羧基肽酶B

5第二節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)功能NutritionalFunctionofProtein

62.1蛋白質(zhì)的營養(yǎng)功能1.是構(gòu)成組織細(xì)胞的重要成分,并維持組織細(xì)胞的生長、修補(bǔ)和更新。2.轉(zhuǎn)變?yōu)樯砘钚苑肿樱瑓⑴c多種重要的生理活動(dòng)及物質(zhì)代謝的調(diào)控催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運(yùn)動(dòng)（肌肉）、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（載體）、凝血（凝血系統(tǒng)）、調(diào)節(jié)代謝（激素）等。3.氧化供能4.1kcal(17.19kj)/g。人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供。7人體每日須分解一定量的組織蛋白質(zhì)，并以含氮終產(chǎn)物的形式排出體外。同時(shí)，須從食物中攝取一定量的蛋白質(zhì)，以維持正常生理活動(dòng)之需。由于食物中的含氮物主要是蛋白質(zhì)，故可用氮的攝入量來代表蛋白質(zhì)的攝入量。體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解處于動(dòng)態(tài)平衡中，故每日氮的攝入量與排出量也維持著動(dòng)態(tài)平衡，這種動(dòng)態(tài)平衡就稱為氮平衡(nitrogenbalance)。2.2蛋白質(zhì)需要量和營養(yǎng)價(jià)值81.氮平衡(nitrogenbalance)攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系。氮總平衡：攝入氮=排出氮（正常成年動(dòng)物）氮正平衡：攝入氮>排出氮（生長動(dòng)物、疾病恢復(fù)期及妊娠動(dòng)物等）氮負(fù)平衡：攝入氮<排出氮（饑餓、消耗性疾?。┑胶獾囊饬x：可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的慨況。92.蛋白質(zhì)的最低生理需要量在糖和脂肪等物質(zhì)充分供應(yīng)的條件下，為維持氮的總平衡，至少必需攝入的蛋白質(zhì)的量，稱為～。成人每日最低蛋白質(zhì)需要量為30～50g，我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。3.蛋白質(zhì)的生理價(jià)值(p.434)①必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內(nèi)需要但自身不能合成，或合成不能滿足需要的，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。另有兩種半必需氨基酸：His、Arg。其余10種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必需氨基酸。1011第三節(jié)氨基酸的分解代謝MetabolismofAminoAcids12氨基酸（aminoacids)是蛋白質(zhì)(protein)的基本組成單位。氨基酸代謝包括合成代謝和分解代謝。

個(gè)別分解代謝→特殊側(cè)鏈的分解代謝氨基酸的分解代謝脫羧基作用→CO2+胺一般分解代謝→脫氨基作用→NH3+α-酮酸

133.1氨基酸代謝概述蛋白質(zhì)的半壽期(half-life)蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時(shí)間，用t1/2表示食物蛋白經(jīng)消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨基酸（內(nèi)源性氨基酸）混在一起，分布于體內(nèi)各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。氨基酸代謝庫(metabolicpool)(p.423)氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)消化吸收

組織蛋白質(zhì)分解體內(nèi)合成氨基酸

(非必需氨基酸)氨基酸代謝概況α-酮酸脫氨基作用酮體氧化供能糖胺類脫羧基作用氨尿素代謝轉(zhuǎn)變其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成153.2氨基酸的脫氨基作用(P.424)定義：指氨基酸在酶的作用下脫去氨基生成相應(yīng)α-酮酸的過程。主要在肝、腎中進(jìn)行。脫氨基方式氧化脫氨基轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基轉(zhuǎn)氨基和氧化脫氨基偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基和嘌呤核苷酸循環(huán)偶聯(lián)16反應(yīng)過程包括脫氫和水解兩步。

-2H+H2OR-CH（NH2）COOH→R-C（=NH）COOH→R-COCOOH+NH3

3.2.1氧化脫氨基作用氨基酸的氧化脫氨基反應(yīng)主要由L-氨基酸氧化酶（L-aminoacidoxidase)和L-谷氨酸脫氫酶(L-glutamatedehydrogenase)所催化。17L-氨基酸氧化酶（L-aminoacidoxidase)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H2O2。該酶活性不高，在各組織器官中分布局限，因此作用不大。18催化酶：

L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2OL-谷氨酸脫氫酶(L-glutamatedehydro-genase)是一種不需氧脫氫酶，以NAD+或NADP+為輔酶，生成的NADH或NADPH可進(jìn)入呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化。該酶活性高，分布廣泛，因而作用較大。該酶屬于變構(gòu)酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。193.2.2轉(zhuǎn)氨基作用(transamination)3.2.2.1定義(p.426)在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相應(yīng)的α-酮酸，而另一種α-酮酸得到此氨基生成相應(yīng)的氨基酸的過程。203.2.2.2反應(yīng)式大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用，但賴氨酸、蘇氨酸、甘氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。21體內(nèi)較為重要的轉(zhuǎn)氨酶有：(p.426-427)⑴丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alaninetrans-aminase,ALT），又稱為谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）。催化丙酮酸與谷氨酸之間的氨基移換反應(yīng)，為可逆反應(yīng)。該酶在肝臟中活性較高，在肝臟疾病時(shí)，可引起血清中ALT活性明顯升高。

丙酮酸+谷氨酸丙氨酸+α-酮戊二酸3.2.2.3轉(zhuǎn)氨酶ALT22⑵天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartatetransaminase,AST），又稱為谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）。催化草酰乙酸與谷氨酸之間的氨基移換反應(yīng)，為可逆反應(yīng)。該酶在心肌中活性較高，故在心肌疾患時(shí)，血清中AST活性明顯升高。

草酰乙酸+谷氨酸天冬氨酸+α-酮戊二酸AST23

正常人各組織GOT及GPT活性(單位/克濕組織)血清轉(zhuǎn)氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預(yù)后的指標(biāo)之一。243.2.2.4轉(zhuǎn)氨基作用的機(jī)制轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸

磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶25（2）轉(zhuǎn)氨基作用機(jī)制

磷酸吡哆醛氨基酸磷酸吡哆胺-酮酸L-谷氨酸-酮戊二酸26轉(zhuǎn)氨基作用不僅是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式，也是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑。通過此種方式并未產(chǎn)生游離的氨。3.2.2.5轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義273.2.3聯(lián)合脫氨基作用

兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。聯(lián)合脫氨基作用可在大多數(shù)組織細(xì)胞中進(jìn)行，是體內(nèi)主要的脫氨基的方式。

2.類型①轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用1.

定義②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)28轉(zhuǎn)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(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用29此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎組織進(jìn)行。30②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)嘌呤核苷酸循環(huán)（purinenucleotidecycle,PNC）(p.428)蘋果酸

腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉(zhuǎn)氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶

2此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)313.3氨基酸脫羧基作用(P.429)脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛由氨基酸脫羧酶(decarboxyase)催化，輔酶為磷酸吡哆醛，產(chǎn)物為CO2和胺。所產(chǎn)生的胺可由胺氧化酶氧化為醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化為CO2和水。

3233生物體內(nèi)大部分氨基酸可進(jìn)行脫羧作用，生成相應(yīng)的一級胺。氨基酸脫羧酶專一性很強(qiáng)，每一種氨基酸都有一種脫羧酶，輔酶都是磷酸吡哆醛。氨基酸脫羧反應(yīng)廣泛存在于動(dòng)、植物和微生物中，有些產(chǎn)物具有重要生理功能，如腦組織中L-Glu脫羧生成r-氨基丁酸，是重要的神經(jīng)介質(zhì)。His脫羧生成組胺（又稱組織胺），有降低血壓的作用。Tyr脫羧生成酪胺，有升高血壓的作用。但大多數(shù)胺類對動(dòng)物有毒，體內(nèi)有胺氧化酶，能將胺氧化為醛和氨。343.3.1γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,GABA)L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脫酶GABA是一種重要的抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，它參與多種代謝活動(dòng)，具有很高的生理活性。（1）鎮(zhèn)靜神經(jīng)、抗焦慮；（2）降低血壓；（3）治療疾?。唬?）降低血氨；（5）提高腦活力；（6）促進(jìn)乙醇代謝353.3.2?；撬?taurine)牛磺酸是結(jié)合膽汁酸的組成成分。（1）強(qiáng)肝利膽作用：豚鼠實(shí)驗(yàn)表明，?；撬峥山獬懼枞?，呈利膽作用。（2）解熱與抗炎作用：本品可能通過對中樞5-ht系統(tǒng)或兒茶酚胺系統(tǒng)的作用降低體溫（3）降壓作用（4）強(qiáng)心和抗心律失常作用（5）降血糖作用（6）?；撬嵊兴沙诠趋兰『娃卓辜?qiáng)直的作用L-半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸

磺酸丙氨酸脫羧酶CO2363.3.3組胺(histamine)L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2組胺是強(qiáng)烈的血管舒張劑，可增加毛細(xì)血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。373.3.45-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO25-HT在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì)，起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。383.3.5多胺(polyamines)

鳥氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脫羧基SAM

鳥氨酸脫羧酶CO2SAM脫羧酶CO2精脒(spermidine)丙胺轉(zhuǎn)移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉(zhuǎn)移酶

精胺(spermine)多胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長的重要物質(zhì)。在生長旺盛的組織（如胚胎、再生肝、腫瘤組織）含量較高，其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強(qiáng)。39氨是機(jī)體正常代謝產(chǎn)物，具有毒性。體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。正常人血氨濃度一般不超過0.6μmol/L。

3.4氨的代謝去路(P.430)403.4.1血氨的來源與去路1.氨的來源①

氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是血氨主要來源,

胺類的分解也可以產(chǎn)生氨RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②

腸道吸收的氨氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨尿素經(jīng)腸道細(xì)菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨③腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶412.氨的去路①在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺

谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④生成尿酸——腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。423.4.2氨的轉(zhuǎn)運(yùn)3.4.2.1丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucosecycle)生理意義①肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁?。②肝為肌肉提供葡萄糖。丙氨酸葡萄?/p>

肌肉蛋白質(zhì)氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途徑肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環(huán)糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖反應(yīng)過程44453.4.2.2谷氨酰胺的運(yùn)輸和貯存作用

反應(yīng)過程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運(yùn)輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進(jìn)行解毒。生理意義谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲(chǔ)存及運(yùn)輸形式。463.4.2.3尿素的生成(p.431)1.生成部位

主要在肝細(xì)胞的線粒體及胞液中。2.生成過程尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit1932年提出，稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle)，又稱尿素循環(huán)(ureacycle)或Krebs-Henseleit循環(huán)。47鳥氨酸循環(huán)2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液48（1）氨甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行49反應(yīng)由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化。N-乙酰谷氨酸為其激活劑，反應(yīng)消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)50（2)瓜氨酸的合成鳥氨酸氨甲?；D(zhuǎn)移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行，瓜氨酸生成后進(jìn)入胞液。51(3)精氨酸的合成反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)352精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸53(4)精氨酸水解生成尿素反應(yīng)在胞液中進(jìn)行尿素鳥氨酸精氨酸H2O543.反應(yīng)小結(jié)原料：2分子氨，一個(gè)來自于游離氨，另一個(gè)來自天冬氨酸。限速酶：氨基甲酰磷酸合成酶I(CPS-I)。過程：先在線粒體中進(jìn)行，再在胞液中進(jìn)行。耗能：3個(gè)ATP，4個(gè)高能磷酸鍵（4ATP）。554.尿素生成的調(diào)節(jié)(1）食物蛋白質(zhì)的影響高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓（2）CPS-Ⅰ的調(diào)節(jié)：AGA、精氨酸為其激活劑（3）尿素生成酶系的調(diào)節(jié)：56575.高氨血癥和氨中毒血氨濃度升高稱高氨血癥(hyperammonemia)，常見于肝功能嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)，尿素合成酶的遺傳缺陷也可導(dǎo)致高氨血癥。高氨血癥時(shí)可引起腦功能障礙，稱氨中毒(ammoniapoisoning)。58TCA↓

腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3

腦內(nèi)α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機(jī)制593.5α-酮酸的代謝

(P.434)3.5.1經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸3.5.2轉(zhuǎn)變成糖及脂類氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類(p.424)甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精