第09章氨基酸.ppt
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1、氨 基 酸 代 谢 Metabolism of Amino Acids,第 七 章,蛋白质的营养作用 Nutritional Function of Protein,第一节,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。,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),氮正平衡:摄入氮
2、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。,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。,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、吸收和腐败,Digestion, Absorption and Putrefact
3、ion of Proteins,一、 蛋白质的消化,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。,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。,(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。,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
4、证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。 酶原还可视为酶的贮存形式。,酶原激活的意义,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。,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,(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,(
5、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,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,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,三、 蛋白质的腐败作用,肠道细菌对未被消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(putrefact
6、ion),(一)胺类(amines)的生成,组氨酸,组胺,赖氨酸,尸胺,色氨酸,色胺,酪氨酸,酪胺,降压,升压,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。,-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。,(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 蛋白质的降解,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
7、间,用t1/2表示,蛋白质转换(protein turnover),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,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,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,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,氨基酸代谢库(metaboli
8、c 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。,氨基酸代谢库,氨基酸代谢概况,第四节 氨基酸的分解代谢,一、 氨基酸的脱氨基作用,定义 指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。,脱氨基方式,转氨基作用 氧化脱氨基 联合脱氨基 非氧化脱氨基,(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。,2. 反应式,大多数氨基酸可参与转氨基作用,但赖氨酸、脯
9、氨酸、羟脯氨酸除外。,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。,4. 转氨基作用的机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,目 录,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,(二)L-谷氨酸氧化脱氨基作用(主要在肝,肾;骨骼肌无),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(P)+,NAD(P)H
10、+H+,H2O,(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-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,H2O+NAD+,转氨酶,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,苹果酸,腺苷酸 代琥珀酸,次黄嘌呤 核苷酸 (IMP),腺苷酸代琥 珀酸合成酶,此种方式主要在肌肉组织进行。,三、-酮酸的代谢,(一)经氨基化生成非必需氨基酸,(二)转变成糖及脂类,(三)氧化供能,-酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化彻
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