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1、第十一章第十一章 蛋白质分解代谢蛋白质分解代谢catabolism of protein 本章主要内容本章主要内容蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢一些氨基酸的特殊代谢一些氨基酸的特殊代谢第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用蛋白质营养的重要性：蛋白质营养的重要性：1、参与催化、代谢调节、运动、运输、参与催化、代谢调节、运动、运输、免疫防御等生命活动免疫防御等生命活动2、作为组织结构的材料、作为组织结构的材料3、氧化供能、氧化供能一、氮一、氮 平平 衡衡1.氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮 健康
2、成年人健康成年人2.氮正平衡：氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮 儿童、孕妇、恢复期病人儿童、孕妇、恢复期病人3.氮负平衡：氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮 长期饥饿、消耗性疾病等长期饥饿、消耗性疾病等通过通过氮平衡氮平衡(nitrogen balance)反映机体蛋白质代谢概况反映机体蛋白质代谢概况1g 氮氮=6.25g 蛋白质蛋白质 最低生理需要量：最低生理需要量：3050g 营养学会推荐的需要量：营养学会推荐的需要量：7080g二、蛋白质的生理需要量二、蛋白质的生理需要量三、蛋白质的营养价值三、蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的蛋白质的营养价值营养价值取决于
3、组成蛋白质的取决于组成蛋白质的必需氨基酸必需氨基酸 的种类、含量和比例。的种类、含量和比例。必需氨基酸：必需氨基酸：提内需要而自身又不能合成，必须由提内需要而自身又不能合成，必须由 食物提供的氨基酸食物提供的氨基酸异亮氨酸异亮氨酸(Ile)、甲硫氨酸、甲硫氨酸(Met)、缬氨酸、缬氨酸(Val)、亮氨酸、亮氨酸(Leu)、色氨酸色氨酸(Trp)、苯丙氨酸、苯丙氨酸(Phe)、苏氨酸、苏氨酸(Thr)、赖氨酸、赖氨酸(Lys)(essential amino acids)食物蛋白质的互补作用食物蛋白质的互补作用概念：将不同种类的蛋白质概念：将不同种类的蛋白质混合食用混合食用，互相补充互相补充所所
4、 缺少的缺少的必需氨基酸必需氨基酸，而，而提高提高蛋白质营养价值蛋白质营养价值生理价值单独食用 混合食用食物玉米 60小米 57大豆 64小麦 67小米 57大豆 64牛肉 69 73 89第二节第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质蛋白质胃蛋胃蛋白酶白酶多肽多肽胰酶胰酶肠激酶肠激酶(+)寡肽寡肽(氨基酸氨基酸)氨基酸氨基酸氨基肽酶氨基肽酶二肽酶二肽酶一、蛋白质的消化一、蛋白质的消化H二、氨基酸的吸收和转运二、氨基酸的吸收和转运 中性氨基酸载体中性氨基酸载体 碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体 酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体 亚氨基酸和甘氨酸载体亚氨基酸和甘氨酸载体氨基酸吸收机
5、制：需载体蛋白、耗能、需钠氨基酸吸收机制：需载体蛋白、耗能、需钠三、蛋白质的腐败作用三、蛋白质的腐败作用(putrefaction)未被消化未被消化蛋白质蛋白质未被吸收未被吸收氨基酸氨基酸肠道细菌肠道细菌产生一系列的物质产生一系列的物质 胺类、酚类、吲哚、胺类、酚类、吲哚、硫化氢、氨、甲烷硫化氢、氨、甲烷腐败作用产生的各种物质腐败作用产生的各种物质组氨酸组氨酸 赖氨酸赖氨酸 酪氨酸酪氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸氨基酸氨基酸CO2胺类胺类苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸肠菌肠菌苯乙胺苯乙胺酪酪 胺胺肝脏肝脏正常正常解毒解毒肝病肝病-羟化酶羟化酶脑组织脑组织苯乙醇胺苯乙醇胺羟酪胺羟酪胺假神经递质假神经递质肝
6、性脑昏迷肝性脑昏迷胺类的毒性（假神经递质的形成）胺类的毒性（假神经递质的形成）腐败作用产生的各种物质腐败作用产生的各种物质色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸腐败作用产生的各种物质腐败作用产生的各种物质半胱氨酸半胱氨酸硫化氢、甲烷等硫化氢、甲烷等氨基酸氨基酸NH3第三节第三节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢氨氨基基酸酸代代谢谢库库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收组织蛋白质组织蛋白质分解分解体内合成体内合成非必需氨基酸非必需氨基酸合成合成组织蛋白组织蛋白一般代谢一般代谢脱氨脱氨脱羧脱羧-酮酸酮酸胺类胺类特殊代谢特殊代谢其他含氮化合物其他含氮化合物氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况一、氨基酸的脱氨基一、氨基酸
7、的脱氨基(deamination)作用作用脱氨基作用是氨基酸的分解代谢的主要途径脱氨基作用是氨基酸的分解代谢的主要途径1.转氨基作用转氨基作用2.氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用3.联合脱氨基作用联合脱氨基作用4.嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环氨基酸氨基酸氨氨-酮酸酮酸（一）转氨基作用（一）转氨基作用转氨酶转氨酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛（胺）（胺）(transaminase)丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶(ALT(ALT或或GPT)GPT)天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶(AST(AST或或GOT)GOT)1 1、体内重要的转氨酶、体内重要的转氨酶(alanine aminotransferase
8、)(aspartate aminotransferase)CH3CHNH2COOH+ALTCH3C=OCOOH+丙氨酸丙氨酸-酮戊二酸酮戊二酸丙酮酸丙酮酸谷氨酸谷氨酸COOH(CH2)2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2C=OCOOHCOOHCH2CHNH2COOH+ASTCOOHCH2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOH天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸+2、ALT、AST的临床意义的临床意义ALTALT常用于急性肝炎的辅助诊断常用于急性肝炎的辅助诊断ASTAST常用于心肌梗塞的辅助诊断常用于心肌梗塞的辅助诊断
9、正常成人各组织中正常成人各组织中AST和和ALT活性（单位活性（单位/g湿组织）湿组织）组织名称 AST ALT心脏 156 000 7 100肝脏 142 000 44 000骨骼肌 99 000 4 800肾脏 91 000 19 000胰脏 28 000 2 000脾脏 14 000 1 200肺脏 10 000 700血清 20 16只转移氨基而并没有脱氨只转移氨基而并没有脱氨转氨基作用的局限性：转氨基作用的局限性：（二）氧化脱氨基作用（二）氧化脱氨基作用氧化脱氢氧化脱氢 水解脱氨水解脱氨1、L-谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基体内催化氧化脱氨基作用的酶主要是体内催化氧
10、化脱氨基作用的酶主要是L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+NADH+H+（NADP+NADPH+H+）+H2O-H2O活性高、分布广，（肌肉中活性很低）活性高、分布广，（肌肉中活性很低）催化的反应可逆，逆过程可合成谷氨酸催化的反应可逆，逆过程可合成谷氨酸3 3、氧化脱氨基作用的局限性：、氧化脱氨基作用的局限性：仅谷氨酸经此脱氨仅谷氨酸经此脱氨2、谷氨酸脱氢酶的特点：、谷氨酸脱氢酶的特点：（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用转氨基作用转氨基作用和和谷氨酸的氧化脱氨基谷氨酸的氧化脱氨基联合进行联合进行(肌肉组织中活性低肌肉组织中活性低)使体内许多使体内许多AAAA能
11、真正脱氨能真正脱氨 其逆反应是合成非必需其逆反应是合成非必需AAAA的主要途径的主要途径联合脱氨基作用的意义：联合脱氨基作用的意义：（四）嘌呤核苷酸循环（四）嘌呤核苷酸循环是肌肉组织中的联合脱氨基作用是肌肉组织中的联合脱氨基作用二、氨的代谢二、氨的代谢（一）氨的来源和（一）氨的来源和去路去路氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基胺类氧化胺类氧化肠道吸收肠道吸收合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸嘌呤、嘧啶嘌呤、嘧啶合成尿素合成尿素氨氨合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺血中尿素扩散到肠管水解产生的氨血中尿素扩散到肠管水解产生的氨肠道肠道PHPH，NHNH4 4+NHNH3 3，肠道氨吸收，肠道氨吸收高血氨病人禁用碱性肥皂液
12、灌肠高血氨病人禁用碱性肥皂液灌肠蛋白质的腐败作用产生的氨蛋白质的腐败作用产生的氨肠管吸收的氨肠管吸收的氨肝硬化腹水病人，不宜使用碱性利尿药肝硬化腹水病人，不宜使用碱性利尿药（二）氨的转运（二）氨的转运1、谷氨酰胺的运氨作用、谷氨酰胺的运氨作用2、葡萄糖、葡萄糖丙氨酸循环丙氨酸循环氨在血液中主要运输形式：氨在血液中主要运输形式：以谷氨酰胺、丙氨酸为氨基载体以谷氨酰胺、丙氨酸为氨基载体氨氨脑脑肌肉肌肉谷氨酰胺谷氨酰胺肝肝肾肾氨氨尿素尿素氨氨H+NH4+随尿排泄随尿排泄1、谷氨酰胺、谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用的运氨作用意义：意义：谷谷 氨酰胺可以作为脑内氨酰胺可以作为脑内固氨、运氨及解
13、除氨毒的形式固氨、运氨及解除氨毒的形式谷氨酰胺的合成与分解谷氨酰胺的合成与分解CONHCONH2 2CHCH2 2CHCH2 2CHNHCHNH2 2COOHCOOH谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶H H2 2O OCOOHCOOHCHCH2 2CHCH2 2CHNHCHNH2 2COOHCOOH+NHNH3 3谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPATPADP+PiADP+Pi氨中毒病人可服用谷氨酸盐以降低氨浓度氨中毒病人可服用谷氨酸盐以降低氨浓度(glutaminase)谷氨酸谷氨酸(glutamic acid)谷氨酰胺谷氨酰胺2、葡萄糖、葡萄糖丙氨酸循环丙氨酸循环意义：意义：实现氨的无毒运输实现氨的无毒
14、运输为肌肉活动提供能量为肌肉活动提供能量（三）尿素（三）尿素(urea)的合成的合成鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素精氨酸精氨酸瓜氨酸瓜氨酸鸟氨酸循环鸟氨酸循环orinithine cycle尿素循环尿素循环urea cycle1、尿素合成过程（肝脏）、尿素合成过程（肝脏）NH3+CO2+H2O 氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶-1-1Mg2+N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸H2N-CO-OPO3H22ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 H2N-C-OPO3H2O=鸟氨酸氨甲酰转移酶鸟氨酸氨甲酰转移酶H2N-(CH2)3-CH-COOHNH2PiH2N-C-NH-(CH2)3-CH-COOHO=NH2鸟
15、氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸(CPS-1)NH2C=ONH(CH2)3CHNH2COOH+COOHCHNH2CH2COOH精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiNH2C=N-NH(CH2)3CHNH2COOHCOOHCHCH2COOH瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶NH2C=NHNH(CH2)3CHNH2COOH+=COOHHCCHHOOC精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸NH2C=NHNH(CH2)3CHNH2COOH精氨酸精氨酸精氨酸酶精氨酸酶NH2C=ONH2+NH2(CH2)3CHNH2COOH尿素尿素鸟氨酸鸟氨
16、酸H2O线粒体线粒体细胞浆细胞浆经肾排出经肾排出2、尿素合成的小结及意义、尿素合成的小结及意义CO2+2NH3+3H2O+3ATP=NH2CNH2+2ADP+AMP+4PiO=合成部位：合成部位：线粒体、胞液线粒体、胞液氨的来源：氨的来源：游离氨、天冬氨酸提供氨游离氨、天冬氨酸提供氨耗能：耗能：3ATP3ATP（4 4个高能磷酸键）个高能磷酸键）意义：意义：是肝脏解除氨毒的主要方式是肝脏解除氨毒的主要方式肝功能受损肝功能受损尿素合成障碍尿素合成障碍血氨血氨脑组织供能不足脑组织供能不足氨中毒氨中毒(肝昏迷肝昏迷)3、高血氨和氨中毒、高血氨和氨中毒进入进入脑组织脑组织NHNH3 3+-+-酮戊二酸酮戊二酸 =谷氨酸谷氨酸+NH+NH3 3=谷氨酰胺谷氨酰胺TCATCA循环中的循环中的-酮戊二酸酮戊二酸被大量消耗被大量消耗谷氨酸谷氨酸NADH+H+ATP三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢-酮酸酮酸还原还原氨基化氨基化非必需氨基酸非必需氨基酸合成合成糖或脂类糖或脂类氧化氧化CO2+H2O+ATP生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮生糖兼生酮氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸NH3生糖和生酮氨基
