第八章蛋白质代谢课件.ppt
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1、蛋白质 代 谢Metabolism of Amino Acids,第 八 章,下午7时17分,蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein,第一节,下午7时17分,一、蛋白质营养的重要性,1.维持细胞、组织的生长、更新和修补,2.参与多种重要的生理活动,催化(酶)、免疫(抗原及抗体)、运动(肌肉)、物质转运(载体)、凝血(凝血系统)等。,3.氧化供能人体每日18%能量由蛋白质提供。,下午7时17分,二、蛋白质需要量和营养价值,1.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。,氮总平衡:摄入氮=排出氮(正常成人
2、),氮正平衡:摄入氮 排出氮(儿童、孕妇等),氮负平衡:摄入氮 排出氮(饥饿、消耗性疾病患者),氮平衡的意义:可以反映体内蛋白质代谢的慨况。,下午7时17分,2.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。,3.蛋白质的营养价值,其余12种氨基酸体内可以合成,称非必需氨基酸。,下午7时17分,苏本赖蛋,缬 色亮异亮。,Thr,Phr,Lys,Met,Val,Trp,Leu,Ile,下午7时17分,组氨酸(His)和精氨酸(Arg)虽能在体内合成,但合成量不多,长期缺乏也能造成负氮平衡。故有人也将它们归为营养必需氨基酸。,下午7时17分,蛋白质
3、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。与机体所需的愈接近,其营养价值就愈高,动物蛋白质营养价值高于植物蛋白质,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。如大豆和米或面混合食用时,大豆蛋白富含的赖氨酸与米面蛋白质中的蛋氨酸互相补充,可明显提高米面蛋白质的营养价值,下午7时17分,下午7时17分,第二节(补充)蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins,下午7时17分,一、蛋白质的消化,蛋白质消化的生理意义,
4、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。,下午7时17分,消化过程,(一)胃中的消化作用,胃蛋白酶的最适pH为1.52.5,对蛋白质肽键作用特异性差,产物主要为多肽及少量氨基酸。,下午7时17分,(二)小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。,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。,下午7时17分,肠液中酶原的激活,可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用
5、。酶原还可视为酶的贮存形式。,酶原激活的意义,下午7时17分,氨基酸+,蛋白水解酶作用示意图,2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用,主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用,例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。,下午7时17分,二、氨基酸的吸收,吸收部位:主要在小肠吸收形式:氨基酸、寡肽、二肽吸收机制:耗能的主动吸收过程,下午7时17分,(一)氨基酸吸收载体,载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体,由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内,Na+再由钠泵排出细胞。,载体类型,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与甘氨酸载体,下午7时
6、17分,(二)-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用,-谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程:,谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成,下午7时17分,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,目 录,下午7时17分,COOH,CHNH2,CH2,CH2,COOH,HS,CH2,CH,COOH,NH2,NH2,CH2,COOH,下午7时17分,利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系此种转运也是耗能的主动吸收过程吸收作用在小肠近端较强,(三)肽的吸收,下午7时17分,三、蛋白质的腐败作用,肠道细菌对未被消
7、化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用,腐败作用的产物大多有害,如胺、氨、苯酚、吲哚等;也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质。,蛋白质的腐败作用(putrefaction),下午7时17分,(一)胺类(amines)的生成,下午7时17分,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。,下午7时17分,-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺,它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合,但不能传递神经冲动,使大脑发生异常抑制。,下午7时17分,(二)氨的生成,降低肠道pH,NH3转变为NH4+以胺盐形式排出
8、,可减少氨的吸收,这是酸性灌肠的依据。,下午7时17分,(三)其它有害物质的生成,下午7时17分,第二节氨基酸的一般代谢,General Metabolism of Amino Acids,下午7时17分,一、概 述,蛋白质的半寿期(half-life),蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间,用t1/2表示,蛋白质转换(protein turnover),下午7时17分,真核生物中蛋白质的降解有两条途径,不依赖ATP利用组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白,依赖泛素(ubiquitin)的降解过程,溶酶体内降解过程,依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白,下午7
9、时17分,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,下午7时17分,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,下午7时17分,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,下午7时17分,氨基酸代谢库(metabolic pool),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(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。,下午7时17分,氨基酸代谢库,氨基酸代谢概况,目 录,下午7时17分,二、氨基酸的脱氨
10、基作用,定义指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。,脱氨基方式,氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨基非氧化脱氨基,下午7时17分,(一)转氨基作用(transamination),1.定义在转氨酶(transaminase)的作用下,某一氨基酸去掉-氨基生成相应的-酮酸,而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。,下午7时17分,2.反应式,大多数氨基酸可参与转氨基作用,但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。,下午7时17分,(一)转氨基作用,(transaminase),下午7时17分,丙氨酸氨基转移酶(ALT或GPT),天冬氨酸氨基转移酶(AST或GOT),1、体内重要的转氨酶,(alanine
11、 aminotransferase),(aspartate aminotransferase),下午7时17分,3.转氨酶,正常人各组织GOT及GPT活性(单位/克湿组织),血清转氨酶活性,临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。,下午7时17分,4.转氨基作用的机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,下午7时17分,目 录,下午7时17分,COOH|(CH2)2|HC-NH2|COOH,COOH|(CH2)2|HC-NH2|COOH,COOH|(CH2)2|C=O|COOH,COOH|(CH2)2|C=O|COOH,CH3|C=O|COOH,CH3|HC-NH2|COOH,COOH|CH2|C=O|C
12、OOH,COOH|CH2|C-NH2|COOH,ALT/,AST/,谷氨酸,-酮戊二酸,谷氨酸,-酮戊二酸,丙酮酸,丙氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,转 氨 基 作 用,下午7时17分,转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式,也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。,通过此种方式并未产生游离的氨。,5.转氨基作用的生理意义,下午7时17分,只转移氨基而并没有脱氨,转氨基作用的局限性:,下午7时17分,(二)(L-谷氨酸)氧化脱氨基作用,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,催化酶:L-谷氨酸脱氢酶,L-谷氨酸,NH3,-酮戊二酸,NAD(
13、P)+,NAD(P)H+H+,H2O,下午7时17分,NH2|CH-COOH|(CH2)2-COOH,谷氨酸脱 氢 酶,NAD+,|C-COOH+|(CH2)2-COOH,NH3,谷氨酸,亚谷氨酸,氧化脱氨基作用,下午7时17分,NH2|CH-COOH|(CH2)2-COOH,谷氨酸脱 氢 酶,NAD+,|C-COOH+|(CH2)2-COOH,NH3,-H2O,谷氨酸,亚谷氨酸,-酮戊二酸,谷氨酸,NH3,-酮戊二酸,氧化脱氨基作用,下午7时17分,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,3、氧化脱氨基作用的局限性:,仅谷氨酸经此脱氨,2、谷氨酸脱氢酶的特点:
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- 第八 蛋白质 代谢 课件
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