《生物化学课件cha》PPT课件

生物化学第十章蛋白质分解代谢华东理工大学生物化学精品课程组上海市精品课程第十章蛋白质的分解代谢学习要求蛋白质的营养作用蛋白质的消化吸收氨基酸的分解代谢氨基酸脱氨、脱羧产物的进一步代谢一碳单位与氨基酸代谢章首学习要求了解机体蛋白质的各种作用了解消化道不同部位的蛋白质消化，吸收原理明确下列概念：氮平衡，必需氨基酸，氧化脱氨作用，转氨作用，联合脱氨作用，生糖或生酮氨基酸掌握氨基酸分解产物的代谢途径：氨基氮的排泄及尿素循环了解一碳化合物与氨基酸代谢的关系章首机体蛋白质的作用一、蛋白质的生理功能1、维持组织细胞的生长，更新和修补2、氧化供能（5.6Kcal/g蛋白质）3、氨基酸为含氮化合物的合成提供氮源总氮平衡：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1、氮平衡食物摄入氮-(尿氮+粪氮)反映体内蛋白质合成与分解的动态关系二、氮平衡机体蛋白质的作用节首章首蛋白质的每日需要量2、蛋白质的需要量成人每日最低需要量:30～50g/d我国营养学会推荐的成人每日需要量:80g/d章首节首上一页下一页蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸种类及比例的多少必需氨基酸：机体不能合成的氨基酸，必需从食物中摄取，有八种：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，有两种：组氨酸和精氨酸。三、蛋白质的营养价值章首节首氮的保留量BV=100%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其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将其氨基酸组成与 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 蛋白（鸡蛋或牛奶蛋白）或FAO（世界粮农组织营养委员会）模型进行比较蛋白质营养价值的化学评分:章首节首　　蛋白来源重量%单食时BV混食时BV——————————————————————　豆腐干426577　面筋5867——————————————————————　小麦3967　小米135789　牛肉2669　大豆2264—————————————————混合食物蛋白质的互补作用章首节首一、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）1、主要的酶类：据水解肽键部位的不同分为两类：蛋白质的消化吸收章首胃蛋白酶原H+蛋白质多肽酶原的激活水解2、消化过程（1）胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶蛋白质的消化吸收章首节首胰蛋白酶原肠激酶糜蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶（+）蛋白质肽氨基酸内肽酶外肽酶酶原的激活胰蛋白酶水解（2）小肠内消化（主要部位）蛋白质的消化吸收章首节首肠粘膜细胞胆汁酸肠激酶自我催化胰蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶原蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶几种酶原的活化章首节首章首节首1主要部位：小肠（1）氨基酸载体（运载蛋白）碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸载体（2）-谷氨酰基循环：通过谷胱甘肽转运2吸收 机制 综治信访维稳工作机制反恐怖工作机制企业员工晋升机制公司员工晋升机制员工晋升机制图 中性氨基酸载体：主要载体二、氨基酸的吸收蛋白质的消化吸收章首节首食物蛋白消化吸收体内合成（非必需氨基酸）蛋白质（主）合成酮体氧化供能糖脱羧胺类转变其它含氮化合物经肾排出(1g/d)氨基酸代谢库分解脱氨-酮酸（生成尿素）组织蛋白质分解氨基酸的分解代谢章首氨基酸的分解代谢氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱羧基作用章首氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨作用转氨作用联合脱氨作用章首氨基酸的脱氨作用章首节首氧化脱氨基作用（特点：有氨生成）氨基酸CHCOOHRNH2亚氨基酸氨基酸氧化酶–2HCHCOOHRNH-酮酸+H2O+NH3CCOOHR2OL-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾脏）D-氨基酸氧化酶（活性强，但体内D-氨基酸少）L-谷氨酸脱氢酶活性强，分布于肝、肾及脑组织辅酶为NAD+或NADP+专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应可逆氨基酸氧化脱氨主要酶章首节首氨基酸氧化酶与L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）Hα-氨基酸氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸R-CH-COO-NH+3|R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2章首节首转氨作用氨基酸的脱氨作用在转氨酶的催化下，α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成了相应的α-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。章首节首转氨基作用α-氨基酸1R1-CH-COO-NH+3|α-酮酸1R1-C-COO-O||R2-C-COO-O||α-酮酸2R2-CH-COO-NH+3|α-氨基酸2转氨酶上一页下一页章首节首特点：生理意义：接受氨基的主要酮酸有：*只有氨基的转移，没有氨的生成*催化的反应可逆*其辅酶都是磷酸吡哆醛是体内合成非必氨基酸的重要途径，也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。丙酮酸-酮戊二酸草酰乙酸转氨基作用特点及意义章首节首谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清GPT升高谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗患者血清GOT升高GPT谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸GOT谷氨酸+草酰乙酸-酮戊二酸+天冬氨酸重要的转氨酶联合脱氨作用转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式节首章首氨基酸的脱氨作用A.转氨偶联氧化脱氨B.转氨偶联AMP循环脱氨转氨偶联氧化脱氨转氨酶L-谷氨酸脱氢酶H20+NAD+NH3+NADHα-酮酸α-氨基酸α-酮戊二酸L-谷氨酸章首节首转氨偶联AMP循环脱氨α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸苹果酸延胡索酸腺苷酸次黄苷酸NH3章首节首氨基酸在氨基酸脱羧酶（辅酶为磷酸吡哆醛）作用下脱羧基生成相应的胺。+H2OCO2H2OR-CH2-NH2氨基酸的脱羧基作用OCR'-PHRCHHNCHR'-PRCCOOHHNH2OCR'-PHRCCOOHHNCHR'-P章首节首几种生物胺的生成章首2.组氨酸的脱羧基生成组胺1、谷氨酸脱羧生成-氨基丁酸（GABA）3、色氨酸脱羧基生成5-羟色胺（5-HT）4.酪氨酸脱羧生成儿茶酚胺节首氨基酸脱氨、脱羧产物的进一步代谢氨的代谢α－酮酸的代谢CO2的代谢胺的代谢章首(一)血氨的来源及去路来源：①氨基酸脱氨②肾脏产生的氨③胺的氧化去路：①合成尿素排出②与谷氨酸合成谷氨酰胺③合成非必需氨基酸及含氮物④经肾脏以铵盐形式排出氨的代谢节首章首（二）氨的毒性血液中1%的氨就可引起中枢神经系统中毒。其机理是：高浓度的氨使TCA中间产物α-酮戊二酸转变成L-Glu，使大脑内α-酮戊二酸大量减少，甚至缺乏，而导致TCA无法运转，ATP生成受到严重的阻碍，引起脑功能受损。以上反应还使NADPH大量消耗，严重地影响需要还原力(NADPH+H+)反应的正常进行。因此动物体内游离氨形成后需立即进行代谢节首章首（三）氨的转运丙氨酸葡萄糖循环1、实现了氨的无毒转运2、肝组织为肌肉活动提供能量节首章首（三）氨的转运谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺是中性无毒物质，容易透过细胞膜，是氨的主要运输形式，也是体内氨的储存形式尿素、铵盐等(脑、肌肉)(肝、肾)临床上用谷氨酸盐降低血氨章首节首谷氨酰胺谷氨酸AspAsnH2ONH3天冬酰胺酶白血病细胞不能临床上用此酶分解血的Asn治疗白血病COOHCH2CHNH2COOHCONH2CH2CHNH2COOH章首节首（四）尿素的形成在排尿动物体内由NH3合成尿素是在肝脏中通过一个循环机制完成的，这一个循环称为尿素循环，又称Krebs循环或鸟氨酸循环节首章首（四）尿素的形成在排尿动物体内由NH3合成尿素是在肝脏中通过一个循环机制完成的，这一个循环称为尿素循环，又称Krebs循环或鸟氨酸循环节首章首尿素循环示意图节首章首（NH3）1)主要器官：肝脏（肝细胞线粒体和胞浆）CO22NH3（其中1分子来自于天冬氨酸）3个ATP的4个高能磷酸键4)生理意义：是体内氨的主要去路，解氨毒的重要途径。3)总反应方程式：尿素+2ADP+AMP+2Pi+PPi2)原料：合成1分子尿素需：2NH3+CO2+3ATP+H2O尿素合成小结章首节首α－酮酸的代谢氨基酸脱去氨基后生成α-酮酸即氨基酸的碳骨架，可以有三条代谢途径。1．再合成氨基酸－－非必需氨基酸2．进入三羧酸循环，氧化成CO2和水3．转化成糖及脂肪转化条件：当体内不需要将α-酮酸再合成氨基酸，并且体内的能量供给充足时，α-酮酸可以转化成糖和脂肪而贮存起来。章首节首氨基酸碳骨架进入三羧酸循环章首节首氨基酸的三种类型章首节首CO2的代谢1、氨基酸脱羧后形成的CO2大部分直接排出细胞外2、小部分可通过丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或苹果酸。这些有机酸的生成对于三羧酸循环及通过三羧酸循环产生发酵产物有促进作用。章首节首胺的代谢氨基酸脱羧形成的胺可在胺氧化酶的催化下生成醛。醛在醛脱氢酶的催化下，加水脱氢生成有机酸。有机酸再经β－氧化生成乙酰CoA。乙酰CoA进入三羧酸循环，最后被氧化成CO2和H2O。章首节首一碳单位与氨基酸代谢1.概念：氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的基团（不包括CO2）。2.种类：甲基（-CH3）亚甲基（-CH2-甲烯基）次甲革（=CH-甲炔基）甲酰基（-CHO）亚氨甲基（-CH=NH）3.特点：不能游离存在，一般以四氢叶酸为载体参与反应章首四氢叶酸（FH4）的结构与合成蝶呤+对氨基苯甲酸+L-谷氨酸二氢叶酸四氢叶酸二氢叶酸合成酶二氢叶酸还原酶章首一碳基团的来源与转变S-腺苷蛋氨酸（SAM）参与甲基化反应N5-CH2-FH4NAD+NDAH+H+N5，N10-CH2-FH4还原酶N5N10-CH2-FH4为胸腺嘧啶合成提供甲基FH4丝氨酸NAD+NDAH+H+N5，N10-CH2-FH4脱氢酶组氨酸甘氨酸FH4N5，N10=CH-FH4参与嘌呤合成H2OH+环水化酶N10-CHO-FH4FH4HCOOH参与嘌呤合成章首节首参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。将氨基酸与核苷酸代谢密切相连。一碳单位代谢障碍会影响DNA、蛋白质的合成，引起巨幼红细胞性贫血。磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用。参与许多物质的甲基化过程。一碳单位的生理功用章首节首