《蛋白質的分解代謝》PPT課件.ppt
《《蛋白質的分解代謝》PPT課件.ppt》由會員分享,可在線閱讀,更多相關《《蛋白質的分解代謝》PPT課件.ppt(133頁珍藏版)》請在裝配圖網上搜索。
1、蛋白質的分解代謝Metabolism of Proteins,第 十一 章,本章學習目標,掌握蛋白質的營養(yǎng)作用和氨基酸的一般代謝 熟悉蛋白質的腐敗作用、一碳單位代謝、芳香族氨基酸代謝和含硫氨基酸代謝 了解蛋白質的消化吸收及機制,蛋白質的營養(yǎng)作用Nutritional Function of Protein,第一節(jié),一、 蛋白質營養(yǎng)的重要性,1. 維持細胞、組織的生長、更新和修補,2. 參與多種重要的生理活動,催化、免疫、運動、物質轉運、凝血等,3. 氧化供能 人體每日18%能量由蛋白質提供。,二、蛋白質需要量和營養(yǎng)價值,1. 氮平衡(nitrogen balance) 攝入食物的含氮量與排泄物
2、(尿與糞)中含氮量之間的關系。,氮總平衡:攝入氮 = 排出氮 (正常成人),氮正平衡:攝入氮 排出氮 (嬰幼兒、青少年、孕婦、哺乳期婦女及疾病恢復期的患者),氮平衡有以下三種情況,氮平衡的意義:可以反映體內蛋白質代謝的概況。, 氮負平衡:攝入氮 < 排出氮 (常見于營養(yǎng)不良、饑餓、消耗性疾病、大面積燒傷等情況),最低生理需要量:3050g/天,我國營養(yǎng)學會推薦的需要量:80g/天 (正常成年人每天需要量),2. 生理需要量,1、必需氨基酸(essential amino acid),指體內需要而又不能自身合成,必須由食物供給的氨基酸。,共有8種: Lys(賴)、 Val (纈)、
3、 Ile(異亮)、Leu(亮)、 Phe(苯)、 Met(蛋)、 Trp(色) 、 Thr(蘇) 。,三、蛋白質的營養(yǎng)價值與互補作用,其余12種氨基酸體內可以合成,稱非必需氨基酸。,,記憶口訣,賴色纈亮異亮蘇 甲硫苯丙加精組,主要取決于必需氨基酸的 種類、含量和比例 是否與人體蛋白質的氨基酸組成接近。,2、蛋白質的營養(yǎng)價值(nutrition value),3、蛋白質的互補作用,指將不同種類營養(yǎng)價值較低的蛋白質混合食用,其必需氨基酸可以互相補充而提高營養(yǎng)價值。,谷 類 豆 類 Lys(賴) 較少 較多 Trp (色) 較多 較少,第二節(jié) 蛋白質的消化
4、、吸收和腐敗,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,一、 蛋白質的消化,蛋白質消化的生理意義,便于吸收。 消除種屬特異性和抗原性。,消化過程,(一)胃中的消化作用,蛋白質 多肽,,,(二)小腸中的消化 小腸是蛋白質消化的主要部位。,1. 胰腺分泌的蛋白酶(胰酶)及其作用,胰酶是消化蛋白質的主要酶,包括,內肽酶(endopeptidase) 如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。,外肽酶(exopeptidase) 如羧肽酶A、羧肽酶B,各類胰酶作用結果 胰蛋白酶 靡蛋白酶 彈性蛋白酶
5、 羧肽酶A 羧肽酶B,,食物蛋白質, 寡肽 氨基酸,(1) 腸激酶(enterokinase) 胰蛋白酶原 胰蛋白酶 糜蛋白酶原 糜蛋白酶 彈性蛋白酶原 彈性蛋白酶 羧肽酶原 羧肽酶,,,,,腸激酶,,,,(),,(+),2. 小腸粘膜細胞對蛋白質的消化作用,(2) 寡肽酶(氨肽酶和二肽酶) 寡肽 二肽 氨基酸,,,,氨基酸,氨肽酶,二肽酶,,氨基酸 +,蛋白水解酶作用示意圖,,二、氨基酸的吸收和轉運,吸收部位:主要在小腸 氨基酸的吸收是需要載體蛋白幫助的、耗能、需鈉的主動吸收過程。,氨基酸吸收載體,載體類型,,中性氨基酸載
6、體 堿性氨基酸載體 酸性氨基酸載體 亞氨基酸與甘氨酸載體,ADP+Pi,ATP,氨基酸,Na+,,,,,,K+,,小腸粘膜細胞,腸腔,門靜脈,,吸收機制:,Na+依賴型氨基酸轉運體,刷狀緣,細胞基底膜,,三、 蛋白質的腐敗作用,未被消化、吸收的蛋白質 胺類、氨、酚類、吲哚類、H2S等,蛋白質的腐敗作用(putrefaction),腸菌,(一)胺類(amines)的生成,胺類的毒性(假神經遞質學說),假神經遞質(false neurotransmitter),某些物質結構與神經遞質結構相似,可取代正常神經遞質從而影響腦功能,稱假神經遞質。,-羥酪胺和苯乙醇胺與兒茶酚胺結構類似,-羥酪胺和
7、苯乙醇胺結構類似兒茶酚胺,它們可取代兒茶酚胺與腦細胞結合,但不能傳遞神經沖動,使大腦發(fā)生異常抑制。,苯丙氨酸 酪氨酸,,腸菌,,,苯乙胺 酪胺,,,肝臟,正常,代謝,,肝病,-羥化酶,腦組織,,苯乙醇胺 羥酪胺,假神經遞質,,肝性腦昏迷,胺類的毒性(假神經遞質學說),(二) 氨的生成,(三)其它有害物質的生成,第三節(jié)氨基酸的代謝概況,一、氨基酸代謝庫(amino acid pool),體內各種來源(外源性與內源性)的氨基酸混合在一起,分布于全身各組織細胞內外參與代謝。,氨基酸代謝庫,,,,,目 錄,二、氨基酸的代謝概況,第四節(jié)氨基酸的一般代謝,General Metabolism of Ami
8、no Acids,定義: 氨基酸脫去氨基生成相應-酮酸和氨的過程,1.轉氨基作用 2.氧化脫氨基作用 3.聯合脫氨基作用 4.其它脫氨基作用,氨基酸,,氨,-酮酸,一、 氨基酸的脫氨基作用,(一)轉氨基作用(transamination),1、定義,氨基酸,-酮酸,常見的氨基酸和相應的-酮酸,谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸 草酰乙酸 丙氨酸 丙酮酸,大多數氨基酸可參與轉氨基作用,但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。,轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺,來自于何種維生素?,2、體內重要的轉氨酶,丙氨酸氨基轉移酶(ALT或GPT),天冬氨酸氨基轉移酶(AST或GOT),,(alanine am
9、inotransferase),(aspartate aminotransferase),正常人各組織ALT及AST活性 (單位/克濕組織),血清轉氨酶活性,臨床上可作為疾病診斷和預后的指標之一。,AST ALT,AST ALT,ALT、AST的臨床意義,ALT常用于急性肝炎的輔助診斷,AST常用于心肌梗塞的輔助診斷,3、轉氨基作用的生理意義 是體內多數氨基酸脫氨基的重要方式 是機體合成非必需氨基酸的重要途徑 4、特點: 只有氨基的轉移,沒有氨的生成;反應是可逆的,,,水解脫氨,氧化脫氫,(二)氧化脫氨基作用,1、L-谷氨酸脫氫酶(輔酶NAD+/NADP+),活性高、分布廣(肌肉中活性很低
10、),催化的反應可逆,逆過程可合成谷氨酸,3.氧化脫氨基作用的局限性:,僅谷氨酸經此方式脫氨基,2.谷氨酸脫氫酶的特點:,(三)聯合脫氨基作用(conjunct deamination),兩種脫氨基方式的聯合作用,使氨基酸脫下-氨基生成-酮酸的過程。,2. 類型, 轉氨基聯合氧化脫氨基作用,1. 定義, 轉氨基聯合嘌呤核苷酸循環(huán), 轉氨基聯合氧化脫氨基作用,主要在肝、腎組織進行。,使體內許多氨基酸能真正脫氨基 其逆反應是合成非必需AA的主要途徑, 轉氨基聯合嘌呤核苷酸循環(huán),蘋果酸,腺苷酸 代琥珀酸,次黃嘌呤 核苷酸 (IMP),腺苷酸代琥 珀酸合成酶,,轉氨酶 2,此種方式主要在肌肉組織進行
11、。,延胡索酸,腺嘌呤 核苷酸 (AMP),氨是機體正常代謝產物,具有毒性。 體內的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。 正常人血氨濃度一般不超過 65mol/L。,,二、氨 的 代 謝,,,(一)血氨的來源與去路,腸道PH,NH4+NH3,腸道氨吸收,高血氨病人禁用堿性肥皂液灌腸,肝硬化腹水病人,不宜使用堿性利尿藥,腸道對氨的吸收取決于腸道pH值:,(二)氨的轉運,轉運形式:谷氨酰胺 丙氨酸 特點: 無毒 轉運方式: 1. 谷氨酰胺的運氨作用 2. 葡萄糖-丙氨酸循環(huán),1. 谷氨酰胺的運氨作用,反應過程,合成部位:腦、肌肉; 轉運至:肝、腎,,H2O,臨床上用谷氨酸鹽降低
12、血氨,氨在腦、肌肉合成谷氨酰胺,運輸到肝和腎后再 分解為氨和谷氨酸,從而對氨進行解毒。,生理意義:,谷氨酰胺是氨的解毒產物,也是氨的儲存及運輸形式,2. 葡萄糖-丙氨酸循環(huán)(alanine-glucose cycle),反應過程,,丙 氨 酸,葡 萄 糖,肌肉 蛋白質,,氨基酸,NH3,,谷氨酸,,-酮戊 二酸,丙酮酸,,糖酵解途徑,肌肉,,丙氨酸,,血液,,丙氨酸,葡萄糖,-酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH3,尿素,,,尿素循環(huán),,糖異生,肝,葡萄糖-丙氨酸循環(huán),葡萄糖,,,,,,,目 錄,(三)尿素的生成,(一)生成部位 主要在肝細胞的線粒體及胞質,(三)生成過程,尿素生成的過程由Krebs
13、 和 Henseleit 提出,稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithine cycle),又稱尿素循環(huán)(urea cycle)或Krebs- Henseleit循環(huán)。,(二)原料:氨和CO2,尿素的結構式,1. 氨甲酰磷酸的合成,,CO2 + NH3 + H2O + 2ATP,,氨甲酰磷酸合成酶,C,,,O,,,H2N,O PO32-,+ 2ADP + Pi,氨基甲酰磷酸,,反應部位:線粒體,反應由氨甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase, CPS-)催化。 N-乙酰谷氨酸為其激活劑,反應消耗2分子ATP。,N-乙酰谷氨酸(AGA),2. 瓜氨酸的合成,,鳥氨酸
14、氨甲酰轉移酶,,H3PO4,+,氨甲酰磷酸,,反應部位:線粒體,進入胞質,3. 精氨酸的合成,+,天冬氨酸,精氨酸代琥珀酸,,,,,反應部位:胞質,精氨酸,延胡索酸,,精氨酸代琥珀酸裂解酶,精氨酸代琥珀酸,4. 精氨酸水解生成尿素,精氨酸,尿素,鳥氨酸,,,H2O,反應部位:胞質,,鳥氨酸循環(huán),2ADP+Pi,CO2 + NH3 + H2O,氨甲酰磷酸,,2ATP,,氨基酸,線粒體,胞 質,,,,,目 錄,,H2O,反應小結,原料:2 個氮,直接來自于游離氨和天冬氨酸。 過程:先在線粒體中進行,再在胞質中進行。 耗能:3 個ATP,4 個高能磷酸鍵。 意義:是肝臟解除氨毒的主要方式 鳥氨酸循環(huán)
15、與三羧酸循環(huán)有代謝上聯系。,高血氨癥與肝昏迷,* 血氨正常參考值:5.5465mol/L,*原因:肝功能嚴重損傷,尿素合成障礙,血氨濃度升高稱高氨血癥 ( hyperammonemia),常見于肝功能嚴重損傷時,尿素合成酶的遺傳缺陷也可導致高氨血癥。,高氨血癥時可引起腦功能障礙,稱氨中毒(ammonia poisoning)或肝昏迷。,肝功能受損 尿素合成障礙 血氨 (高血氨癥) 大量氨進入腦組織 NH3 + -酮戊二酸 谷氨酸 谷氨酰胺 嚴重發(fā)展 NADH+H+、ATP 能源物質消耗 -酮戊二酸 TCA循環(huán)受抑ATP生成,NADH+H+,ATP,,,,,腦組織 供能不足
16、,,肝昏迷,氨中毒的可能機制(肝昏迷學說),谷氨酸(神經遞質),,*降低血氨的措施: 限制蛋白進食量,給腸道抑菌藥物, 給谷氨酸使其與氨結合為谷氨酰胺,三、-酮酸的代謝,(一)經氨基化生成非必需氨基酸,(二)轉變成糖及脂類,,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,檸檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,PEP,磷酸二羥丙酮,葡萄糖或糖原,糖,,3-磷酸甘油,脂肪酸,脂肪,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,,,,,,,,,,酮體,,,,,CO2,,,CO2,,,,,,,氨基酸、糖及脂肪代謝的聯系,T A C,,,,,目 錄,(三)氧化供能,-酮酸在體內可通過TCA循環(huán)和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和C
17、O2,同時生成ATP。,,四、氨基酸脫羧基作用,脫羧基作用(decarboxylation),,生物活性,(一)-氨基丁酸 (-aminobutyric acid, GABA),L-谷氨酸,,,GABA,CO2,L- 谷氨酸脫羧酶,GABA是抑制性神經遞質,對中樞神經有抑制作用。,(二)5-羥色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT),5-HT在腦內作為神經遞質,起抑制作用 在松果體生成褪黑素 在外周組織有收縮血管的作用,(三)牛磺酸(taurine),?;撬崾墙Y合膽汁酸的組成成分。 腦內具有抑制性遞質作用,(四)組胺 (histamine),強烈的血管舒張劑,可增加毛細血
18、管的通透性,起到擴張血管、降低血壓作用 支氣管平滑肌收縮,引起支氣管痙攣,產生哮喘 可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,(五)多胺(polyamines),鳥氨酸,腐胺,S-腺苷甲硫氨酸 (SAM ),脫羧基SAM,,鳥氨酸脫羧酶,,CO2,,SAM脫羧酶,,CO2,亞精胺 (spermidine),丙胺轉移酶,,5-甲硫腺苷,,,精胺 (spermine),調節(jié)細胞生長、促進細胞增殖。在生長旺盛的組織(如胚胎、再生肝、腫瘤組織)含量較高,其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強。,5-甲硫腺苷,,幾種重要的生物活性胺類(小結),谷氨酸 -氨基丁酸(GABA),色氨酸 5-羥色胺(5-HT),組氨酸
19、 組胺,半胱氨酸 牛磺酸,鳥氨酸、甲硫氨酸 多胺,,,,,,第五節(jié) 個別氨基酸的特殊代謝,Metabolism of Individual Amino Acids,1. 一碳單位代謝,2. 含硫氨基酸代謝,3. 芳香族氨基酸代謝,4. 支鏈氨基酸代謝,個別氨基酸特殊代謝,一、一碳單位的代謝,,分解,含一個碳原子的活性基團,概念:氨基酸,載體:四氫葉酸(FH4),(一)一碳單位的種類和來源,一碳單位的種類:,(二)一碳單位的生成與FH4,例如:,(三)一碳單位的生成和互相轉變,一碳單位主要來源于氨基酸代謝,,嘌呤環(huán)C-2,C-8,,胸腺嘧啶,,甲硫氨酸,甲硫氨酸循環(huán),,(四)一碳單位
20、的生理意義,一碳單位為嘌呤及嘧啶合成提供原料 參與活性甲基的合成 是聯系氨基酸代謝與核苷酸代謝的樞紐 一碳單位代謝障礙可造成某些疾病, 如巨幼紅細胞性貧血等,二、含硫氨基酸的代謝,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,(一) 甲硫氨酸的代謝,1.甲硫氨酸循環(huán)過程,+,SAM為體內甲基的直接供體,甲硫氨酸循環(huán)(methionine cycle),,甲硫氨酸,S-腺苷同型 半胱氨酸,S-腺苷甲硫氨酸,同型半胱氨酸,FH4,N5CH3FH4,N5CH3FH4 轉甲基酶,(VitB12),H2O,腺苷,RH,ATP,PPi+Pi,,,,,3、甲硫氨酸循環(huán)的生理意義,1)為體內合成甲基化合物提供甲基,
21、2)使四氫葉酸得到再生, B12不足也會出現類似于葉酸缺乏的癥狀 巨幼紅細胞性貧血 同型半胱氨酸堆積 動脈粥樣硬化及心血管疾病,,,(二)半胱氨酸與胱氨酸的代謝,1. 半胱氨酸與胱氨酸的互變,2,2.半胱氨酸氧化分解為硫酸根,PAPS是活性硫酸根,是體內硫酸基的直接供體, 參與生物轉化反應,參與粘多糖的合成,3. 半胱氨酸參與合成谷胱甘肽,,谷胱甘肽的生理功用:,抗氧化作用:作為抗氧化劑,維持酶-SH的 還原性和膜的完整性, 參與生物轉化,保護蛋白質分子中的活性巰基,參與氨基酸轉運,半胱氨酸與胱氨酸代謝小結,胱氨酸,半胱氨酸,氧化脫羧,牛磺酸 膽鹽,,氧化脫氨,,丙酮酸 + H2
22、SO4 (糖代謝) 生物轉化 ),GSH,合成,,,,互變,抗氧化作用 參與生物轉化等,,,,三、芳香族氨基酸的代謝,苯丙氨酸,,酪氨酸,,,甲狀腺激素,,黑色素,,兒茶酚胺,,氧化分解,,苯丙酮酸,,苯丙氨酸和酪氨酸的代謝,(一)苯丙氨酸羥化成酪氨酸,此反應為苯丙氨酸的主要代謝途徑,反應不可逆,苯丙氨酸,,苯丙氨酸羥化酶,酪氨酸,苯丙酮酸,,轉氨 基,苯丙酮酸尿癥(PKU),,對中樞神經系統有毒性,智力發(fā)育障礙,,(缺乏),,,PKU患者,智力低下,60%患兒有腦電圖異常,頭發(fā)細黃,皮膚色淡和虹膜淡黃色,驚厥,尿有“發(fā)霉”臭味或鼠尿味。,(二)酪氨酸轉變?yōu)榧谞钕偌に兀═3、T4),甲狀
23、腺激素(T3、T4)的作用 1) 促進糖、脂和蛋白質代謝以及能量代謝 2) 促進機體生長、發(fā)育(尤其腦和長骨) 嬰幼兒缺乏甲狀腺激素: 影響中樞神經系統發(fā)育 和長骨生長,,呆小癥,(三)酪氨酸轉變?yōu)楹谏?皮膚乳白色,毛發(fā)淡黃或銀白色,瞳孔淡紅,虹膜淡灰或淡紅,半透明視網膜缺乏色素。,白化病,帕金森病,合成不足,兒茶酚胺 (catecholamines, CAs),,(DOPA),(DA),(NE),(E),(四)酪氨酸轉變?yōu)閮翰璺影?尿黑酸氧化酶,(五) 酪氨酸的分解代謝,體內代謝尿黑酸的酶(尿黑酸氧化酶)先天缺陷時,尿黑酸分解受阻,可出現尿黑酸癥。,酪氨酸代謝總結:,,,,
24、四、支鏈氨基酸的代謝,纈氨酸,亮氨酸,異亮氨酸,纈氨酸,亮氨酸,異亮氨酸,-酮酸,脂酰CoA,琥珀酰CoA,乙酰CoA,,,-酮戊二酸,谷氨酸,轉氨酶,,,CoA-SH,氧化脫羧基作用,,-氧化,,琥珀酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酸,,課題習題,1、食物蛋白質的互補作用是 A.脂肪,糖與蛋白質混合食用,提高營養(yǎng)價值 B.脂肪與蛋白質混合食用,提高營養(yǎng)價值 C.幾種蛋白質混合食用,提高營養(yǎng)價值 D.幾種氨基酸混合食用,提高營養(yǎng)價值,,2、不是人體營養(yǎng)必須氨基酸是 A.苯丙氨酸 B.甲硫氨酸 C.瓜氨酸 D.亮氨酸,,3、生物體內氨基酸主要的脫氨
25、基方式為 A.還原脫氨基 B.氧化脫氨基 C.直接脫氨基 D.聯合脫氨基,,4、心肌中氨基酸脫氨的主要方式是 A.嘌呤核苷酸循環(huán) B.氧化脫氨作用 C.轉氨基作用 D.鳥氨酸循環(huán),,5、腦中氨的主要去路是 A.合成尿素 B.合成谷氨酰胺 C.合成核苷酸 D.合成激素,,6、糖、脂肪酸與氨基酸代謝的交叉點是 A.磷酸烯醇式丙酮酸 B.丙酮酸 C.延胡索酸 D.乙酰CoA,,7、氨基酸脫羧酶的輔酶是 A.CoQ B.N-乙酰谷氨酸 C.輔酶II D.磷酸吡哆醛,,8、哪一種不屬于一碳單
26、位 A.-COOH B.-CH3 C.=CH2 D.-CHO,,9、甲基的直接供體是 A.N5 甲基四氫葉酸 B.四氫葉酸 C.膽堿 D.S-腺苷甲硫氨酸,,10、轉氨酶的輔酶中含有的維生素是 A.維生素B1 B.維生素B2 C.維生素B12 D.維生素B6,,11、PAPS可由下列那一種氨基酸產生 A.甲硫氨酸 B.半胱氨酸 C.蘇氨酸 D.甘氨酸,,12、下列化合物屬于兒茶酚胺類的是 A.甲狀腺素 B.5-羥色胺 C.組胺 D.多巴胺,,13、氨中毒學說的基礎是 A.精氨酸和中樞神經遞質結合 B.大量消耗三羧酸循環(huán)的中間產物 C.抑制氧化呼吸鏈 D.使氧化磷酸化解偶聯,,14、ALT活性最高的組織是 A.心肌 B.腦 C.腎 D.肝,
- 溫馨提示:
1: 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
2: 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
3.本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
5. 裝配圖網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。