第07章氨基酸代谢课件.ppt

《第07章氨基酸代谢课件.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第07章氨基酸代谢课件.ppt（61页珍藏版）》请在三一办公上搜索。

1、第七章氨 基 酸 代 谢,生物化学与分子生物学教研室 朱利娜,Metabolism of Amino Acids,蛋白质的营养作用蛋白质的消化、吸收与腐败氨基酸的一般代谢氨的代谢个别氨基酸的代谢,氨基酸的脱氨基作用,-酮酸的代谢,第一节 蛋白质的营养作用,Nutritional Function of Protein,大头娃娃,一、蛋白质营养的重要性,蛋白质是生命的物质基础,1.结构蛋白 维持细胞、组织的生长、更新和修补,2.功能蛋白 参与多种重要的生理活动,3.氧化供能 人体每日18%能量由蛋白质提供。,生物催化剂代谢调节作用免疫保护作用物质的转运和存储运动与支持作用参与细胞间信息传递,受体

2、,酶,激素,抗体、补体,转运蛋白,肌蛋白、胶原蛋白,二、蛋白质的需要量和营养价值,（一）氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。,1.氮的总平衡：摄入氮=排出氮 2.氮的正平衡：摄入氮排出氮 3.氮的负平衡：摄入氮排出氮,氮平衡的意义：可反映体内蛋白质代谢的概况,（二）生理需要量,成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。,（三）蛋白质的营养价值,必需氨基酸(essential amino acid),指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有8种：Val、Ile、Leu、Thr、M

3、et、Lys、Phe、Trp。,蛋白质的营养价值(nutrition value),蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。,蛋白质的互补作用,指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。,第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败,Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins,蛋白质消化的生理意义,由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。,一、蛋白质的消化,（一）胃中的消化 胃蛋白酶（pepsin）（二）小肠中的消化 胰酶（三）小肠粘膜细胞内寡肽酶（oligopeptid

4、ase）和二肽酶（dipeptidase）,消化过程：,蛋白质的水解酶类及其作用特点蛋白酶一般均由无活性的酶原经激活而成各种蛋白水解酶对肽键作用的专一性不同,提问：不同蛋白酶之间功能上有什么区别？,外肽酶氨基肽酶,内肽酶,限制性内肽酶,外肽酶羧基肽酶,最终产物氨基酸及一些寡肽,内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。,外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。,蛋白水解酶作用的专一性,二、氨基酸的吸收,吸收部位：主要在小肠中进行吸收形式：氨基酸、二肽、寡肽吸收机制：耗能的

5、主动吸收过程（1）肠粘膜细胞膜上的氨基酸吸收载体（2）g-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用（3）肽的吸收,氨基酸吸收载体,载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，将氨基酸、Na+转运入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞，并消耗ATP。,七种转运蛋白(transporter),中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白,半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly),细胞外,-谷 氨酰 基转 移酶,细胞膜,谷胱甘肽 GSH,细胞内,-谷氨酰基循环过程,氨基酸,三、蛋白质的腐败作用,消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收，肠道细

6、菌对这部分蛋白质及其消化产物所起的作用，称为蛋白质的腐败作用（putrefaction）。,（一）胺类(amines)的生成,假神经递质(false neurotransmitter),某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。,HO,HO,CHOHCH2NH2,HO,HO,CHCH2NH2,Noradrenaline去甲肾上腺素,Dopamine多巴胺,Catecholamine儿茶酚胺,CHOHCH2NH2,HO,CHOHCH2NH2,Phenylethanolamine苯乙醇胺,Octopamine羟苯乙醇胺,False Neurotransmitt

7、er假神经递质,（二）氨的生成,降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。,（三）其它有害物质的生成,第三节 氨基酸的一般代谢,General Metabolism of Amino Acids,体内蛋白质的转换更新 氨基酸代谢库 氨基酸的脱氨基作用 a-酮酸的代谢,转氨基作用氧化脱氨基作用联合脱氨基作用嘌呤核苷酸循环,一、体内蛋白质的转换更新,蛋白质的半寿期(half-life)t1/2,蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间,蛋白质转换(protein turnover),体内蛋白质降解与合成的动态平衡,意义：,清除异常或损伤蛋白质某些调节蛋白质的转

8、换可直接影响代谢过程与生理功能,真核细胞的蛋白质的降解有两条途径：,1.不依赖ATP的过程 在溶酶体内进行 利用组织蛋白酶(cathepsin)降解细胞外来源的蛋白质、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白质；,2.依赖ATP和泛素（ubiquitin）的过程 在胞液中进行 主要降解异常蛋白和短寿命的蛋白质,“for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation”The Nobel Prize in Chemistry 2004,泛素,76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守,1.泛素化(ubiquit

9、ination),泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。,2.蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解,泛素介导的蛋白质降解过程,泛素化过程,E1：泛素活化酶,E2：泛素携带蛋白,E3：泛素蛋白连接酶,蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿命蛋白质。,蛋白酶体的结构与功能,泛素介导的蛋白质降解过程,如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发癌瘤（促进抑癌蛋白P53降解）,体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用,二、氨基酸代谢库,食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸以及合成的非必需氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各

10、处参与代谢，称为氨基酸代谢库(metabolic pool)。,氨 基 酸 代 谢 概 况,氨基酸代谢库,三、氨基酸的脱氨基作用,多种方式：转氨基 氧化脱氨基 联合脱氨基 非氧化脱氨基等以联合脱氨基作用为主,（一）转氨基作用(transamination),上述反应可逆。因此转氨基作用既是氨基酸分解代谢过程，也是体内某些氨基酸（非必需氨基酸）合成的重要途径。,转氨酶(transaminase),功能：,催化某一氨基酸的a-氨基转移到另一种a-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸,转氨酶的专一性,不同氨基酸与a-酮酸之间的转氨基作用只能由专一的转氨酶催化。在各种转氨酶中，以L-谷氨酸与a-酮酸的转氨酶

11、最为重要。,谷丙转氨酶(glutamic pyruvic transaminase,GPT)或丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase,ALT),谷草转氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT)或天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase,AST),常见的L-谷氨酸转氨酶,正常成人各组织中GOT及GPT活性,16,20,血清,19,000,91,000,肾,700,10,000,肺,4,800,99,000,骨骼肌,1,200,14,000,脾,44,000,142,000,肝,2,000,28,0

12、00,胰腺,7,100,156,000,心,GPT,GOT,组织,GPT,GOT,组织,(单位/克湿组织),转氨基作用的机制,转氨酶的辅酶是维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。在转氨基过程中，磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺之间相互转变，起着传递氨基的作用。,转氨酶,大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸除外 通过转氨基作用并未产生游离的氨,（二）氧化脱氨基作用,L-谷氨酸脱氢酶,亚氨基酸不稳定,存在于肝、脑、肾中辅酶为 NAD+或NADP+GTP、ATP为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂,L-谷氨酸脱氢酶,（三）联合脱氨基作用,两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下

13、-氨基生成-酮酸的过程。,2.类型,转氨基偶联氧化脱氨基作用,1.定义,转氨基偶联嘌呤核苷酸循环,转氨基偶联氧化脱氨基作用,此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。,转氨基偶联嘌呤核苷酸循环 主要在肌肉组织进行,L-谷氨酸,a-酮酸,转氨酶,天冬氨酸,草酰乙酸,腺苷酸代琥珀酸,IMP,AMP,NH3,H2O,谷草 转氨酶,AMP 脱氨酶,（四）其他形式的脱氨基作用,1.氨基酸氧化酶,L-氨基酸氧化酶活性较低，体内分布不广，对氨基酸的氧化脱氨基作用意义不大。,2.脱水脱氨基,3.脱硫化氢脱氨基,4.直接脱氨基,四、a-酮酸的代谢,经氨基化生成

14、非必需氨基酸转变成糖及脂类 生糖氨基酸、生酮氨基酸 生糖兼生酮氨基酸氧化供能,脱掉氨基后的-酮酸可转变成：,-酮戊二酸,琥珀酰 CoA,延胡索酸,草酰乙酸,丙酮酸,乙酰CoA,乙酰乙酰 CoA,三羧酸循环中间产物,PEP,葡萄糖,脂肪酸,酮体,氨基酸生糖及生酮性质的分类,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,柠檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,PEP,磷酸丙糖,葡萄糖或糖原,糖,脂肪,CO2,CO2,氨基酸、糖及脂肪代谢的联系,T A C,要 求,1氮平衡的概念和类型，必需氨基酸的种类；2氨基酸的脱氨基作用：转氨基作用、联合脱氨基作用、谷氨酸氧化脱氨基作用和嘌呤核苷酸循环。掌握转氨基作用的概念和机制；3-酮酸的代谢去路，生糖氨基酸、生酮氨基酸的概念；,【掌握】,蛋白质的需要量和营养价值，蛋白酶对蛋白质的水解作用，蛋白质在小肠的腐败作用；,【熟悉】,小肠中氨基酸和肽的吸收机制,【了解】,