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第十一章 蛋白质分解代谢

第十一章 蛋白质分解代谢. catabolism of protein. 本章主要内容. 蛋白质的营养作用 蛋白质的消化、吸收和腐败 氨基酸的一般代谢 一些氨基酸的特殊代谢. 第一节 蛋白质的营养作用. 蛋白质营养的重要性：. 1 、参与催化、代谢调节、运动、运输、 免疫防御等生命活动. 2 、作为组织结构的材料. 3 、氧化供能. 一、氮 平 衡. 通过 氮平衡 (nitrogen balance) 反映机体蛋白质代谢概况 1g 氮 = 6.25g 蛋白质. 氮总平衡： 摄入氮 ＝ 排出氮 健康成年人

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第十一章 蛋白质分解代谢

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  1. 第十一章 蛋白质分解代谢 catabolism of protein

  2. 本章主要内容 蛋白质的营养作用 蛋白质的消化、吸收和腐败 氨基酸的一般代谢 一些氨基酸的特殊代谢

  3. 第一节 蛋白质的营养作用 蛋白质营养的重要性： 1、参与催化、代谢调节、运动、运输、 免疫防御等生命活动 2、作为组织结构的材料 3、氧化供能

  4. 一、氮 平 衡 • 通过氮平衡(nitrogen balance)反映机体蛋白质代谢概况 • 1g 氮 = 6.25g 蛋白质 • 氮总平衡：摄入氮 ＝ 排出氮 健康成年人 • 氮正平衡：摄入氮 ＞ 排出氮 儿童、孕妇、恢复期病人 • 氮负平衡：摄入氮 ＜ 排出氮 长期饥饿、消耗性疾病等

  5. 二、蛋白质的生理需要量 · 最低生理需要量：30～50g · 营养学会推荐的需要量：70～80g

  6. 三、蛋白质的营养价值(nutrition value) • 蛋白质的营养价值取决于组成蛋白质的必需氨基酸 • 的种类、含量和比例。 • 必需氨基酸：提内需要而自身又不能合成，必须由 • 食物提供的氨基酸 (essential amino acids) 异亮氨酸(Ile)、甲硫氨酸(Met)、缬氨酸(Val)、亮氨酸(Leu)、 色氨酸(Trp)、苯丙氨酸(Phe)、苏氨酸(Thr)、赖氨酸(Lys)

  7. 生理价值 食物 单独食用 混合食用 玉米 60 小米 57 大豆 64 小麦 67 小米 57 大豆 64 牛肉 69 73 89 食物蛋白质的互补作用 概念：将不同种类的蛋白质混合食用，互相补充所 缺少的必需氨基酸，而提高蛋白质营养价值

  8. 第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败

  9. 一、蛋白质的消化 肠激酶 (+) 氨基肽酶 二肽酶 蛋白质 胰酶 胃蛋白酶 寡肽 (氨基酸) 氨基酸 多肽

  10. H

  11. 二、氨基酸的吸收和转运 氨基酸吸收机制：需载体蛋白、耗能、需钠 • 中性氨基酸载体 • 碱性氨基酸载体 • 酸性氨基酸载体 • 亚氨基酸和甘氨酸载体

  12. 三、蛋白质的腐败作用(putrefaction) 肠道细菌 未被消化蛋白质 未被吸收氨基酸 产生一系列的物质 胺类、酚类、吲哚、 硫化氢、氨、甲烷

  13. 腐败作用产生的各种物质 氨基酸 CO2 胺类 组氨酸 赖氨酸 酪氨酸 苯丙氨酸

  14. 肝脏 解毒 肠菌 正常 苯丙氨酸 酪氨酸 苯乙胺 酪 胺 Β-羟化酶 苯乙醇胺 羟酪胺 肝病 脑组织 肝性脑昏迷 假神经递质 胺类的毒性（假神经递质的形成）

  15. 腐败作用产生的各种物质 色氨酸 酪氨酸

  16. 腐败作用产生的各种物质 半胱氨酸 硫化氢、甲烷等 氨基酸 NH3

  17. 第三节 氨基酸的一般代谢

  18. 氨基酸代谢概况 组织蛋白 消化吸收 合成 氨 基 酸 代 谢 库 食物蛋白质 脱氨 α-酮酸 分解 一般代谢 组织蛋白质 脱羧 胺类 特殊代谢 体内合成 非必需氨基酸 其他含氮化合物

  19. 一、氨基酸的脱氨基(deamination)作用 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 2.氧化脱氨基作用 3.联合脱氨基作用 4.嘌呤核苷酸循环 氨 氨基酸 α-酮酸

  20. 转氨酶 磷酸吡哆醛 （胺） （一）转氨基作用 (transaminase)

  21. 1、体内重要的转氨酶 ⑴丙氨酸氨基转移酶(ALT或GPT) (alanine aminotransferase) ⑵天冬氨酸氨基转移酶(AST或GOT) (aspartate aminotransferase)

  22. COOH COOH (CH2)2 CH3 CH3 ALT (CH2)2 + + CHNH2 CHNH2 C=O C=O COOH COOH COOH COOH 丙氨酸 丙酮酸 谷氨酸 α-酮戊二酸 COOH COOH COOH COOH (CH2)2 CH2 CH2 (CH2)2 AST + + C=O CHNH2 CHNH2 C=O COOH COOH COOH COOH 草酰乙酸 谷氨酸 天冬氨酸 α-酮戊二酸

  23. 正常成人各组织中AST和ALT活性（单位/g湿组织）正常成人各组织中AST和ALT活性（单位/g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 2016 2、ALT、AST的临床意义 • ALT常用于急性肝炎的辅助诊断 • AST常用于心肌梗塞的辅助诊断

  24. 转氨基作用的局限性： 只转移氨基而并没有脱氨

  25. （二）氧化脱氨基作用 氧化脱氢 水解脱氨

  26. 1、L-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L-谷氨酸脱氢酶 L-谷氨酸脱氢酶 +H2O -H2O NAD+ NADH+H+ （NADP+ NADPH+H+）

  27. 2、谷氨酸脱氢酶的特点： ⑴活性高、分布广，（肌肉中活性很低） ⑵催化的反应可逆，逆过程可合成谷氨酸 3、氧化脱氨基作用的局限性： 仅谷氨酸经此脱氨

  28. （三）联合脱氨基作用 (肌肉组织中活性低) 转氨基作用和谷氨酸的氧化脱氨基联合进行

  29. 联合脱氨基作用的意义： ●使体内许多AA能真正脱氨 ● 其逆反应是合成非必需AA的主要途径

  30. （四）嘌呤核苷酸循环 是肌肉组织中的联合脱氨基作用

  31. 二、氨的代谢 （一）氨的来源和去路 合成非必需氨基酸 嘌呤、嘧啶 氨基酸脱氨基 氨 合成尿素 胺类氧化 合成谷氨酰胺 肠道吸收

  32. 肠管吸收的氨 ●蛋白质的腐败作用产生的氨 ●血中尿素扩散到肠管水解产生的氨 肠道PH↑，NH4+→NH3，肠道氨吸收↑ 高血氨病人禁用碱性肥皂液灌肠 肝硬化腹水病人，不宜使用碱性利尿药

  33. （二）氨的转运 氨在血液中主要运输形式： 以谷氨酰胺、丙氨酸为氨基载体 1、谷氨酰胺的运氨作用 2、葡萄糖—丙氨酸循环

  34. 1、谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用 肝 氨 尿素 脑 肌肉 谷氨酰胺 氨 肾 氨 H+ NH4+ 意义：谷 氨酰胺可以作为脑内固氨、运氨及解除氨毒的形式 随尿排泄

  35. COOH CONH2 CH2 CH2 CH2 CH2 CHNH2 CHNH2 COOH COOH 谷氨酰胺的合成与分解 ATP ADP+Pi 谷氨酰胺合成酶 NH3 + 谷氨酰胺酶 H2O (glutaminase) 谷氨酸(glutamic acid) 谷氨酰胺 • 氨中毒病人可服用谷氨酸盐以降低氨浓度

  36. 2、葡萄糖—丙氨酸循环 意义：①实现氨的无毒运输②为肌肉活动提供能量

  37. 鸟氨酸 尿素 瓜氨酸 精氨酸 （三）尿素(urea)的合成 鸟氨酸循环 orinithine cycle 尿素循环 urea cycle

  38. Mg2+ N-乙酰谷氨酸 ⑴ NH3 + CO2+ H2O H2N-CO-O～PO3H2 氨甲酰磷酸合成酶-1 氨基甲酰磷酸 2ATP 2ADP+Pi NH2 H2N-(CH2)3-CH-COOH 鸟氨酸 NH2 O= Pi O= ⑵ H2N-C-O～PO3H2 H2N-C-NH-(CH2)3-CH-COOH 鸟氨酸氨甲酰转移酶 瓜氨酸 1、尿素合成过程（肝脏） (CPS-1)

  39. NH2 NH2 COOH COOH C=O C=N- CH ATP AMP+PPi CHNH2 NH NH CH2 + CH2 (CH2)3 COOH (CH2)3 精氨酸代琥珀酸合成酶 COOH CHNH2 CHNH2 天冬氨酸 COOH COOH 瓜氨酸 精氨酸代琥珀酸 NH2 COOH C=NH 精氨酸代琥珀酸裂解酶 HC + NH = CH (CH2)3 HOOC CHNH2 延胡索酸 COOH 精氨酸 ⑶

  40. NH2 C=NH NH2 NH2 NH (CH2)3 C=O (CH2)3 NH2 CHNH2 H2O CHNH2 COOH COOH + 精氨酸酶 尿素 鸟氨酸 精氨酸 ⑷

  41. 线粒体 细胞浆 经肾排出

  42. O= CO2 + 2NH3+ 3H2O +3ATP === NH2CNH2+ 2ADP + AMP + 4Pi 2、尿素合成的小结及意义 合成部位：线粒体、胞液 氨的来源：游离氨、天冬氨酸提供氨 耗能：3ATP（4个高能磷酸键） 意义：是肝脏解除氨毒的主要方式

  43. 肝功能受损 尿素合成障碍 血氨 进入 NH3 + α-酮戊二酸 = 谷氨酸 脑组织 谷氨酸 NADH+H+ + NH3 = 谷氨酰胺 TCA循环中的α-酮戊二酸 ATP 被大量消耗 脑组织供能不足 氨中毒(肝昏迷) 3、高血氨和氨中毒

  44. 还原 氨基化 氨基酸 非必需氨基酸 生糖氨基酸 NH3 合成 生酮氨基酸 糖或脂类 α-酮酸 生糖兼生酮 氨基酸 氧化 CO2 + H2O + ATP 三、α-酮酸的代谢

  45. 生糖和生酮氨基酸种类 分类 氨基酸 甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、精氨酸、脯氨酸、谷氨 酸、谷氨酰胺、苏氨酸、缬氨酸、组氨酸、甲硫氨 酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺 生糖氨基酸 生糖兼生酮氨基酸 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、异亮氨酸 生酮氨基酸 亮氨酸、赖氨酸

  46. 四、氨基酸的脱羧基作用 氨基酸脱羧酶 氨基酸 胺 + CO2 磷酸吡哆醛 (堆积) 神经系统、心血管功能紊乱

  47. 几种重要的生物活性胺类 • 谷氨酸——γ-氨基丁酸（GABA） • 色氨酸——5-羟色胺（5-HT） • 组氨酸——组胺 • 半胱氨酸——牛磺酸 • 鸟氨酸、甲硫氨酸——多胺

  48. 1、γ-氨基丁酸（GABA） 谷氨酸 谷氨酸脱羧酶 γ-氨基丁酸（GABA） 脑组织活性最高 抑制性神经递质

  49. 乙酰化 脑内 抑制性神经递质 强烈的血管收缩剂 外周 （褪黑激素） 其分泌有昼夜节律性 调节免疫功能、抗肿瘤、抗衰老 松果体 2、5-羟色胺（5-HT） 5-羟色胺（5-HT）

  50. 主要存在肥大细胞中 组胺的功能 • 脑内作为中枢神经递质，与控制觉醒和睡眠、 • 调节情感等有关 • 有血管舒张作用，增加毛细血管通透性 • 引起支气管痉挛，产生哮喘 • 促进胃粘膜分泌胃蛋白酶原及胃酸 3、组胺

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