蛋白质降解及-氨基酸代谢

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1、第十章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢本章重点：蛋白质在机体内的降解氨基酸的分解氨和碳架的去向尿素的合成一碳单位及作用氨基酸合成中的碳架和氮的来源。蛋白质是生命的物质基础，由于生物体内的蛋白质不断更新，因此需要经常供给蛋白质，以维持组织细胞生长、更新和修复。此外，酶、生物活性肽、激素及抗体等都是体内具有特殊功能的蛋白质。蛋白质的营养作用蛋白质不能直接被生物体吸收，必须经过消化降解成氨基酸后才能被生物体吸收和利用。人体所吸收的氨基酸主要是作为合成新蛋白质的原料。实验发现，20种基本氨基酸中，有8种氨基酸在人体内不能自行合成。如果食物中缺少这些氨基酸，将对人体蛋白质合成产生不利影响。蛋白质

2、营养价值的高低，决定于所含必需氨基酸的种类、含量及其比例是非与人体的需要相近。愈接近的营养价值愈高，相差愈大的则营养价值愈低。动物性蛋白质所含的必需氨基酸在组成和比例方面比较接近人体的需要，所以营养价值比较高。而植物性蛋白质的营养价值相对来说要低一些。第一节蛋白质的酶促降解及N平衡一、 蛋白质消化吸收哺乳动物的胃、小肠中含有胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、弹性蛋白酶。经上述酶的作用，蛋白质水解成游离氨基酸，在小肠被吸收。被吸收的氨基酸（与糖、脂一样）一般不能直接排出体外，需经历各种代谢途径。肠粘膜细胞还可吸收二肽或三肽，吸收作用在小肠的近端较强，因此肽的吸收先于游

3、离氨基酸。消化道内几种蛋白酶的专一性二、蛋白质的降解二人及动物体内蛋白质处于不断降解和合成的动态平衡。成人每天有1%～2%的蛋白被降解、更新。不同蛋白的半寿期差异很大，人血浆蛋白质的约10天，肝脏的约1～8天，结缔组织蛋白的约180天，许多关键性的调节酶的半寿期均很短。真核细胞中蛋白质的降解有两条途径：一条是不依赖ATP的途径，在溶酶体中进行，主要降解外源蛋白、膜蛋白及长寿命的细胞内蛋白。另一条是依赖ATP和泛素的途径，在胞质中进行，主要降解异常蛋白和短寿命蛋白。此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。泛素（Ubiquitin）一种8.5KD（76氨基酸残基）的小分子蛋白质，普遍存在

4、于真核细胞内。一级结构高度保守，酵母与人只相差3个氨基酸残基，它能与被降解的蛋白质共价结合，使后者带上标记，然后被蛋白酶降解。蛋白质降解的泛肽途径E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶体20S蛋白酶体ATP19S调节亚基去折叠水解E1：泛肽激活酶E2：泛肽载体蛋白E3：泛肽-蛋白质连接酶（ubiquitin）降解的蛋白碎片三、氨基酸代谢库食物蛋白中，经消化而被吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库。氨基酸代谢库以游离氨基酸总量计

5、算。肌肉中氨基酸占代谢库的50％以上。肝脏中氨基酸占代谢库的10％。肾中氨基酸占代谢库的4％。血浆中氨基酸占代谢库的1～6％。氨基酸代谢库氮平衡食物中的含氮物质，大部分是蛋白质,非蛋白质的含氮物质含量较少。氮平衡：机体摄入的氮量和排出的氮量，在正常情况下处于平衡状态。摄入氮＝排出氮。氮正平衡：摄入氮＞排出氮。部分摄入的氮用于合成体内蛋白质，儿童、孕妇。氮负平衡：摄入氮＜排出氮。饥锇、疾病。第二节氨基酸的分解与转化一、氨基酸代谢概况三、氨基酸的脱羧基作用二、氨基酸的脱氨基作用氨基酸的分解代谢一般是先脱去氨基，生成的碳架可以被氧化成CO2和H2O，产生ATP。碳架也可以为糖、脂肪酸的合

6、成提供原料一、氨基酸代谢概况食物蛋白质氨基酸特殊途径-酮酸糖及其代谢中间产物脂肪及其代谢中间产物TCA鸟氨酸循环NH4+NH4+NH3CO2H2O体蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤生物固氮硝酸还原（次生物质代谢）CO2胺二、氨基酸的脱氨基作用4、非氧化脱氨基作用1、氧化脱氨基作用2、转氨基作用3、联合脱氨基作用1、氧化脱氨基作用氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的α-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：α-氨基酸氨基酸氧化酶α-酮酸R-CH-COO-NH+3

7、R-C-COO-+NH3O

8、

9、H2O+O2H2O2L-谷氨酸脱氢酶+H2O+NH3NAD(P

10、)+NAD(P)H+H+COOHCH2CH2C=OCOOHCOOHCH2CH2CHNH2COOH辅酶：FAD真核细胞的Glu脱氢酶，大部分存在于线粒体基质中，是一种不需O2的脱氢酶。此酶是能使氨基酸直接脱去氨基的活力最强的酶，是一个结构复杂的别构酶。在动、植、微生物体内都有。抑制剂：ATP、GTP、NADH。激活剂：ADP、GDP及某些氨基酸。因此，当ATP、GTP不足时，Glu的氧化脱氨会加速进行，有利于氨基酸分解供能（动物体内有10%的能量来自氨基酸氧化）。真核生