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第27章 蛋白质降解和氨基酸分解代谢.ppt

第27章 蛋白质降解和氨基酸分解代谢

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2010-10-16 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《第27章 蛋白质降解和氨基酸分解代谢ppt》,可适用于高等教育领域

第三十章蛋白质降解和氨基酸的分解代谢纳豆一、蛋白质的降解一、蛋白质的降解(一)内源性蛋白质降解的特点、有选择性、细胞的营养状态每天都有一定量的细胞内蛋白被降解:被异常修饰的非正常蛋白、突变蛋白需及时灭活的具调节活性的蛋白(如关键酶)当aa丰富时蛋白降解加速食物蛋白供应充足或过量饥饿或糖尿病时无法获得充足的糖做燃料溶酶体降解途径和泛肽识别降解途径溶酶体降解途径和泛肽识别降解途径细胞如何有选择地降解“过期蛋白”而不影响细胞的正常功能?内源过期蛋白质水解氨基酸?(二)蛋白质降解的反应机制溶酶体降解途径游离于细胞质中过于微小难以观察小分子单元溶酶体白细胞杀菌、细胞自溶也与之有关蛋白质降解的泛肽途径蛋白质降解的泛肽途径ESHESHESHESHATPAMPPPiE多泛肽化蛋白ATPS蛋白酶体S蛋白酶体ATPS调节亚基去折叠水解E:泛肽活化酶E:泛肽载体蛋白E:泛肽蛋白质连接酶(ubiquitin)蛋白质的生理功能组织细胞重要的组成成分维持组织、细胞的生长更新和修补组织参与多种重要的生理活动(如酶、激素)氧化供能(KJg蛋白质)可转化为糖和脂肪等氨基酸为含氮化合物合成的提供氮源(三)机体对外源蛋白质的需要及消化氮平衡*总氮平衡:摄入氮=排出氮即蛋白质分解与合成处于平衡如成人*正氮平衡:摄入氮>排出氮即蛋白质合成量多于分解量如儿童、孕妇*负氮平衡:摄入氮<排出氮即蛋白质分解量多于合成量如饥饿、消耗性疾病食物摄入氮(尿氮粪氮)可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系氮平衡蛋白质的需要量成人每日最低需要量:~gd我国营养学会推荐的成人每日需要量:gd蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少必需氨基酸:机体不能合成、必需从食物中摄取:赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、色、苏氨酸非必需氨基酸:体内可合成的氨基酸半必需氨基酸:婴幼儿时期合成量不能满足需要组氨酸和精氨酸蛋白质的营养价值蛋白质营养价值的化学评分氮的保留量BV=氮的吸收量蛋白质的互补作用指营养价值较低的蛋白质若与必需氨基酸互相补充混合食用时则可大大提高营养价值。蛋白质的生理价值(BV):指食物蛋白的利用率蛋白质营养价值的化学评分混合食物蛋白质的互补作用  蛋白来源重量单食时BV混食时BV 豆腐干 面筋 小麦 小米 牛肉 大豆混合食物蛋白质的互补作用水解胞外酶氨基酸吸收入作为氮源和能源进行代谢蛋白质不能储备游离氨基酸、蛋白质的消化内肽酶:胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶(水解蛋白质内部肽键)外肽酶:氨基肽酶、羧基肽酶(从肽链两端开始水解肽键)主要的酶类:据水解肽键部位的不同分为两类:外切酶氨肽酶不同的内切酶外切酶羧肽酶最终产物氨基酸、消化过程酶原的激活水解、消化过程()胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶()小肠内消化(主要部位)胰蛋白酶原肠激酶糜蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶()酶原的激活胰蛋白酶水解()小肠内消化(主要部位)消化道内几种蛋白酶的专一性消化道内几种蛋白酶的专一性、氨基酸的吸收()主要部位:小肠A氨基酸运载蛋白碱性氨基酸运载蛋白酸性氨基酸运载蛋白亚氨基酸运载蛋白B谷氨酸循环()吸收机制中性氨基酸运载蛋白、氨基酸的吸收谷氨酰基循环氨基酸吸收氨基酸谷氨酰基循环氨基酸吸收GeneralMetabolismofAminoAcidGeneralMetabolismofAminoAcid氨基酸代谢库(metabolicpool)食物蛋白质消化吸收组织蛋白质分解合成合成脱氨基作用NHα酮酸尿素糖氧化供能酮体脱羧基作用CO胺类其他含氮化合物(purine,pyrimide)转变二、氨基酸的分解代谢氨基酸α酮酸、氧化:CO、HO、ATP、提供可转化为G(燃料)的碳和碳单位NH、再利用生成AA、排泄:NH、尿素、尿酸(一)脱氨基作用(DeaminationofAminoAcid)、转氨基作用氨基转移酶(aminotransferase)转氨酶(transaminase)(Donoraminoacid)(Newaminoacid)(Newketoacid)(Accepterketoacid)(transaminase)()体内比较重要的转氨基反应:①谷丙转氨酶(glutamicpyruvictransaminase,GPT)谷草转氨酶(glutamicoxaloacetictransaminase,GOT)谷丙转氨酶(glutamicpyruvictransaminase,GPT)谷草转氨酶(glutamicoxaloacetictransaminase,GOT)GluPyruvateαKetoglutarate(αKG)AlaGPT②肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多是血液的倍抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能:肝组织受损破裂结合乙肝抗原等指标进一步确定原因查肝功抽血化验转氨酶指数()转氨基作用的机制天冬氨酸氨基转移酶反应机制的图解()葡萄糖丙氨酸循环()葡萄糖丙氨酸循环(主要是肌肉)各组织细胞脱氨NH谷氨酸α酮戊二酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液脱氨转化为排泄形式以Gln、Ala转运氨经济性高效(一举两得)肌肉剧烈运动丙酮酸NH丙氨酸糖异生糖原脱氨酵解蛋白质分解产能氨基酸氧化脱氨的主要酶:L氨基酸氧化酶(活性低分布于肝及肾脏辅基为FAD)D氨基酸氧化酶(活性强但体内D氨基酸少辅基为FAD)氨基酸氧化脱氨的主要酶:、(谷氨酸的)氧化脱氨基L谷氨酸脱氢酶氨基酸FADHOα酮酸NHFADHD或L氨基酸氧化酶LGlu氧化脱氨基作用LGlu氧化脱氨基作用L谷氨酸脱氢酶(Lglutamatedehydrogenase)分布:LiverKidneyBrain不需氧脱氢酶辅酶:NADorNADP(-):GTP、ATP(+):GDP、ADP体内谷氨酸脱氢酶的作用非常接近平衡状态(DG≈)L谷氨酸氧化脱氨基作用NHL谷氨酸氧化脱氨基作用(三)脱酰胺基作用(三)脱酰胺基作用(四)非氧化脱氨基反应(四)非氧化脱氨基反应主要在微生物中进行、还原脱氨基、脱水脱氨基、脱水脱氨基、裂解脱氨基、裂解脱氨基转氨基作用转氨酶种类多、分布广、活性高但氨基酸没有真正脱掉氨基氧化脱氨基作用氨基酸氧化酶只有Glu脱氢酶分布广、活性高但肌肉缺乏不是体内主要的脱氨基方式最佳脱氨基的方式是?联合脱氨基=转氨基氧化脱氨基①转氨酶与Glu脱氢酶的联合脱氨基肝、脑、肾②嘌呤核苷酸循环肌肉、脑、肾(五)联合脱氨基作用(五)联合脱氨基作用αKG谷氨酸转氨酶谷氨酸脱氢酶肌肉、肝、脑、肾中的嘌呤核苷酸循环机体中主要的脱氨基方式嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环HONHHO谷草转氨酶反应物(六)氨基酸的脱羧基作用一种氨基酸一种脱羧酶PLPL谷氨酸脱氢酶NADHONADHHNHα谷氨酸α酮戊二酸谷氨酸氧化脱氨(七)氨的转运与排泄血氨过高可引起中枢神经系统中毒!、体内氨的来源AminoAcid脱氨基(Deamination)肠道细菌的腐败作用与尿素(Urea)的分解肾小管上皮分泌Gln的分解若外环境NH大量进入细胞或细胞内NH大量积累若外环境NH大量进入细胞或细胞内NH大量积累α酮戊二酸大量转化NADPH大量消耗TCA循环中断能量供应受阻某些敏感器官(如神经、大脑)功能障碍表现:语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡、氨中毒的可能机制血氨正常参考值:~molL降低血氨的措施:限制蛋白进食量给于肠道抑菌药物给予Glu使其与氨结合为Gln、氨的转运Gln合成酶γ谷氨酰磷酸Gln合成酶以中性Gln形式转运肝脏水生生物直接扩散脱氨(NH)哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、价廉的原则排氨直接排氨不消耗能量排氨形式越复杂、越耗能?体内水循环迅速NH浓度低扩散流失快毒性小。?体内水循环较慢NH浓度较高需要消耗能量使其转化为较简单低毒的尿素形式。、氨的排泄鸟类、爬虫排尿酸鸟类、爬虫排尿酸均来自转氨不溶于水毒性很小需更多能量为什么这类生物如此排氨?水循环太慢保留水分同时不中毒付出高能量代价。高等植物以GlnAsn形式储存氨不排氨。、尿素(urea)的生成、尿素(urea)的生成年HansKrebs提出尿素循环(ureacycle)鸟氨酸循环(ornithinecycle)UreaBiosynthesisUreaBiosynthesis氨基甲酰磷酸(Carbamoylphosphate)CPSⅠAGA促进()氨基甲酰磷酸的合成:氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphophatesynthetaseⅠ,CPSⅠ)(Nacetylglutamaticacid,AGA)UreaBiosynthesisUreaBiosynthesis()瓜氨酸的合成(Carbamoylphosphate)(Ornithine)(Citrulline)UreaBiosynthesisUreaBiosynthesis()精氨酸的合成(胞质)UreaBiosynthesisUreaBiosynthesis()精氨酸水解生成尿素尿素生成的要点亚细胞定位:线粒体与细胞质限速酶:氨甲酰磷酸合成酶耗能过程:ATPureaN与C来源:氨基酸脱氨和CO尿素合成的调节食物蛋白质的影响CPSⅠ的调节尿素合成酶系的调节尿素循环尿素循环部位肝脏细胞氨基酸(外来的或自身的)α酮戊二酸(转氨作用)谷氨酸谷氨酸α酮戊二酸NHCOADPPiHATPPi鸟氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸Pi瓜氨酸天冬氨酸精氨琥珀酸ATPAMPPPi延胡索酸鸟氨酸精氨酸HO尿素消耗ATP能量三、氨基酸碳骨架的氧化途径三、氨基酸碳骨架的氧化途径生成nonessentialaminoacid转变成Carbohydrate及Lipids生糖氨基酸(glucogenicaminoacid)生酮氨基酸(ketogenicaminoacid)生糖兼生酮氨基酸(glucogenicandketogenicaminoacid)氧化供能碳骨架的氧化碳骨架的氧化乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸丙酮酸精氨酸组氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺氧化供能或转变成糖类及脂类氧化供能或转变成糖类及脂类生糖氨基酸:甘、丝、丙……等多种氨基酸生酮氨基酸:亮、赖、苯丙、色、酪生酮兼生糖氨基酸:苯丙、酪(一)形成乙酰CoA色氨酸丝氨酸甘氨酸苏氨酸丝苏氨酸转羟甲基酶丝氨酸转羟甲基酶乙酰CoA苏氨酸丝氨酸半胱氨酸精氨酸谷氨酸脯氨酸(二)形成α酮戊二酸谷氨酸γ半醛羧基吡咯啉组氨酸α酮戊二酸谷氨酰胺谷氨酸同型高半胱氨酸甲硫氨酸苏氨酸(三)形成琥珀酸CoAα羟丁酸琥珀酸CoA苏氨酸缬氨酸异亮氨酸支链氨基酸的代谢缬氨酸亮氨酸异亮氨酸支链氨基酸的代谢()形成延胡索酸乙酰乙酸()形成草酰乙酸(一)一碳单位(onecarbonunit,OCU)代谢(一)一碳单位(onecarbonunit,OCU)代谢概念:含一个碳原子的基团四、由氨基酸产生的其他重要物质methylmethylenemethenylformylformimino一碳单位的产生一碳单位的产生OCU与AminoAcidMetablismOCU与AminoAcidMetablismOCU与AminoAcidMetablismOCU与AminoAcidMetablismOCU相互转变与生理功能OCU相互转变与生理功能(二)含硫氨基酸的代谢、Met、Cys(三)肌酸(creatine)的合成(四)Phe、Tyr和Trp的代谢(四)Phe、Tyr和Trp的代谢(五)多胺(polyamines)腐胺、精眯精胺脱羧SAM脱羧SAM

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