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Chapter 11 Catabolism of Protein 第十一章 蛋白质分解代谢

Chapter 11 Catabolism of Protein 第十一章 蛋白质分解代谢. 主要内容. 第一节 蛋白质的营养作用 第二节 蛋白质的消化、吸收、腐败 第三节 氨基酸的一般代谢 第四节 一些氨基酸的特殊代谢. 目 的 和 要 求. 一、了解 protein 的营养作用、消化、吸 收和腐败 putrefaction 过程 二、 掌握 AA 的脱氨基作用 deamination ， 氨 ammonia 的转运 三、 掌握尿素 urea 的合成 四、 了解 α- 酮酸的代谢和 AA 的脱羧基作

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Chapter 11 Catabolism of Protein 第十一章 蛋白质分解代谢

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Presentation Transcript

  1. Chapter 11 Catabolism of Protein第十一章 蛋白质分解代谢

  2. 主要内容 • 第一节 蛋白质的营养作用 • 第二节 蛋白质的消化、吸收、腐败 • 第三节 氨基酸的一般代谢 • 第四节 一些氨基酸的特殊代谢

  3. 目 的 和 要 求 一、了解protein的营养作用、消化、吸 收和腐败putrefaction过程 二、掌握AA的脱氨基作用deamination， 氨ammonia的转运 三、掌握尿素urea的合成 四、了解α-酮酸的代谢和AA的脱羧基作 用decarboxylation 五、掌握一碳单位one carbon unit的代 谢，了解个别AA的代谢

  4. 第二节 蛋白质的营养作用

  5. Protein营养的重要性（结合p29）： 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

  6. 一、氮平衡nitrogen balance # concept of nitrogen balance: 1、 氮总平衡Total N Balance：摄入氮 ＝ 排出氮 2、氮正平衡Positive N Balance：摄入氮 ＞ 排出氮 3、氮负平衡Negative N Balance：摄入氮 ＜ 排出氮 分别反映的代谢状况：

  7. 二、Protein的生理需要量 · 最低生理需要量：30～50g - Total N Balance · 营养学会推荐的需要量：70～80g · 从事中等体力劳动每天需要量： 1.05g/Kg体重

  8. 中国居民平衡膳食宝塔 谷类食物位居底层，每人每天应该吃300-500克；蔬菜和水果占据第二层，每天应吃400--500克和100-200克；鱼、禽、肉、蛋等动物性食物位于第三层，每天应该吃125-200克(鱼虾类50克，畜、禽肉50-100克，蛋类25-50克)；奶类和豆类食物合占第四层,每天应吃奶类及奶制品100克和豆类及豆制品50克。第五层塔尖是油脂类，每天不超过25克。

  9. 古人的膳食原则 • 五谷为养 • 五果为助 • 五畜为益 • 五菜为充

  10. 因为缺乏营养指导，膳食营养搭配不合理，造成近三成广州人患肥胖症，三成中小学生营养缺乏，广州女性则普遍缺铁严重！

  11. 根据我国已形成初稿的首部《营养条例》规定，保健品、食品生产、销售以及食堂、餐饮单位都必须配备持证的营养保健师。根据该条例，100人以上的食堂、餐饮单位，其菜肴不再由厨师直接配制，而是在营养师的指导下，共同完成食谱的搭配、调理等工作，以保证用膳者的合理营养搭配。该条例还规定，300人以上的食堂、餐饮单位，必须配备营养管理师。根据我国已形成初稿的首部《营养条例》规定，保健品、食品生产、销售以及食堂、餐饮单位都必须配备持证的营养保健师。根据该条例，100人以上的食堂、餐饮单位，其菜肴不再由厨师直接配制，而是在营养师的指导下，共同完成食谱的搭配、调理等工作，以保证用膳者的合理营养搭配。该条例还规定，300人以上的食堂、餐饮单位，必须配备营养管理师。 • 日本全国有77万公共营养师(150:1) • 国外公共营养师与医生的比例是2.4∶1

  12. 三、蛋白质的营养价值 Definition:取决于组成protein的EAA的 class、content和proportion。 ★ EAA： Ile、Met、Val、Leu、Trp、Phe、Thr、Lys ★ NEAA： ★ semi-essential AA/conditionally essential AA： Arg、His

  13. 食物名称 每100克食物含蛋白质 燕麦 15.6 莲子 16.6 黄豆 36.3蚕豆 28.2 猪肉(瘦) 16.7 猪心 19.1 猪肝 21.3 豆腐皮 50.5猪肾 15.5 猪皮 26.4 花生 26.2 猪血 18.9 核桃 15.4 牛肉(瘦) 20.3 羊肉(瘦) 17.3 鲢鱼 17.0 兔肉 2l 2 鸡肉 21.5 鸡肝 18.2 鸭肉 16.5 海参(干) 76.5鸡蛋 14.7 龙虾 16.4

  14. 必需氨基酸 成人 儿童 婴儿 异亮氨酸10 30 70 甲硫氨酸13 27 58 缬氨酸 10 33 93 亮氨酸14 45 161 色氨酸35 4 17 苯丙氨酸14 27 125 苏氨酸7 35 87 赖氨酸 12 60 103 成人、儿童和婴儿EAA 的每天最低需要量（mg/kg体重）

  15. 蛋白质的生理价值(Physiological Value of Protein): • 蛋白质的互补作用(Protein Complementarity):

  16. 第三节 蛋白质的消化、吸收和腐败

  17. 一、 消化 （一）消化场所： 起始于胃，小肠为主要部位。 （二）消化酶： 胃——pepsin 胰腺——trypsin；chymotrypsin elastase；carboxypeptidase A/B 小肠——enterokinase；aminopeptidase； dipeptidase

  18. 胃 小肠 胃蛋白酶原 弹性蛋白酶 自 身 激 活 胰蛋白酶 糜蛋白酶 内肽酶 蛋 白 质 ↓ ↓ 氨基酸 胃酸 氨基肽酶 肠激酶 二肽酶 胃蛋白酶 胰酶 羧基肽酶A 羧基肽酶B 激活 外肽酶 （ 水解 寡肽 氨基酸 蛋白质→→多肽 ）

  19. H

  20. 各类胰蛋白酶作用特异性及产物 名称 最适PH 水解肽键的特异性 产物 胰蛋白酶 8.0~9.0 碱性氨基酸的羧基与其他 以碱性氨基酸作为羧基 氨基酸的氨基所形成的 末端的多肽和少量碱性 肽键 氨基酸 糜蛋白酶 8.0~9.0 芳香族氨基酸的羧基与其 以芳香族氨基酸作为羧基 他氨基酸的氨基所形成的 末端的多肽和少量芳香族 肽键 氨基酸 弹性蛋白酶 8.8 脂肪族氨基酸的羧基与其 以脂肪族氨基酸作为羧基 他氨基酸的氨基所形成的 末端的多肽和少量脂肪族 肽键 氨基酸 羧基肽酶A 7.4 中性氨基酸羧基末端的肽键 寡肽和中性氨基酸 羧基肽酶B 8.0 碱性氨基酸羧基末端的肽键 寡肽和碱性氨基酸

  21. 已知某peptide组成是Ala5, Lys1, Phe1与2，4-二硝基氟苯（缩写为DNFB，用于鉴定peptide或protein的N-terminal AA）反应后再酸解产生一个游离的DNFB-Ala，trypsin得一个tripeptide（Lys1 Ala2）和一个tetrapeptide（Ala3 Phe1），整个peptide经chymotrypsin解产生一个hexapeptide和一个游离AA，写出这个peptide的primary structure。

  22. （三）消化产物： 95%的protein被完全水解，消除了免疫原性。 ？？？ oligopeptide dipeptide AA

  23. 二、氨基酸的吸收和转运

  24. 部位：小肠为主，依赖载体蛋白carrier protein，主动耗能过程。 • Various AA carrier proteins： nonpolar AA carriers： basic AA carriers: acidic AA carriers： sub-AA and Gly carriers：Pro、Gly

  25. 竞争性抑制： • Absorption of dipeptides and tripeptides：

  26. γ－谷氨酰循环γ－glutamyl cycle： γ-谷氨酰基转移酶 GSH

  27. 氨基酸 γ-谷氨酰 氨基酸 γ-谷氨 酸环化 转移酶 半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly) 5-氧脯氨酸 肽酶 氨基酸 ATP 5-氧脯 氨酸酶 甘氨酸 半胱氨酸 ADP+Pi 谷氨酸 γ-谷氨酰 半胱氨酸 合成酶 ATP 谷胱甘肽 合成酶 ADP+Pi ATP γ-谷氨酰半胱氨酸 ADP+Pi 细胞膜 细胞内 细胞外 γ-谷 氨酰 基转 移酶 谷胱甘肽 GSH

  28. 三、蛋白质的腐败作用 • 定义：

  29. R-CH-COOH - NH2 • 腐败产物的生成： protein NH3 肠菌 R-CH2-COOH CO2 R-CH2-NH2 分解生成 hydroxybenzenes, indoles, H2S, CH4

  30. 常见腐败产物：

  31. 假神经递质与肝昏迷

  32. liver 解毒 正常 肠菌 苯乙胺 酪胺 Phe Tyr 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

  33. 第三节 氨基酸的一般代谢

  34. Summary of AA Catabolism amines decarboxylation Dietary protein Digest,absorption other active substances specifically AA metabolic pool degradation Tissue protein Synthesis 85% deamination NEAA α-keto acids amination of α-keto acids NH3 urea oxidation Glucose, fats NEAA

  35. 一、脱氨基作用 # leading pathway of AA degradation 1. transaminaton 2. oxidative deamination 3. transdeamination 4. purine nucleotide cycle ammonia AA α-keto acid

  36. 转氨酶 磷酸吡哆醛 （胺） （一）转氨基 局限性： 只转移氨基，没有脱氨

  37. 1. 转氨酶 ⑴ Alanine Aminotransferase, ALT or Glutamate-pyruvate Transferase, GPT ⑵ Aspartate Aminotransferase, AST or Glutamate-oxaloacetate Transferase, GOT

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

  39. 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） ALT常用于急性肝炎的辅助诊断 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 AST常用于心肌梗塞的辅助诊断

  40. 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 Clinical roles of detecting ALT and AST:

  41. （二）氧化脱氨 氧化脱氢，水解脱氨

  42. Enzymes: • L-amino acid oxidase • D-amino acid oxidase • L-glutamate dehydrogenase(GDH)

  43. GDH：活性高、分布广、反应可逆仅Glu经此脱氨

  44. （三）联合脱氨基作用

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