1、生 物 化 学 Biochemistry 第七章 氨基酸代谢 Amino Acid Metabolism 第一节 蛋白质的消化、吸收与腐败 Digestion, Absorption and Putrefaction of proteins 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。 蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸 胃蛋白酶的 最适 pH为 1.52.5，对蛋白质肽键的作用 特异性较差 ，产物主要为 多肽及少量氨基酸 。 胃蛋白酶具有 凝乳作用 ，使乳汁凝聚成乳块在胃内停留时间延长， 利于消化乳汁蛋白质 。 胃蛋白酶原 胃蛋白酶 +
2、多肽碎片 胃酸、胃蛋白酶 (pepsinogen) (pepsin) 蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸 小肠是蛋白质消化的主要部位 胰酶及其作用 胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适 pH为 7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。 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。 产物为小分子肽类。 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。 产物为氨基酸。 蛋白水解酶作用示意图 氨基酸 二肽酶 氨基肽酶 内肽酶 氨基酸 + NH NH 羧基肽酶 5 6 肠液中酶原的激活 胰
3、蛋白酶(trypsin) 肠激酶(enterokinase) 胰蛋白酶原 弹性蛋白酶(elastase) 弹性蛋白酶原 糜蛋白酶(chymotrypsin) 糜蛋白酶原 羧基肽酶 (A或 B) (carboxypeptidase) 羧基肽酶原(A或 B) 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 ,最终产物为氨基酸。 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。 酶原还可视为酶的贮存形式。 酶原激活的意义 氨基酸通过主动转运过程
4、被吸收 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 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 。 七种转运蛋白 (transporter) 中性氨基酸转运蛋白 酸性氨基酸转运蛋白 碱性氨基酸转运蛋白 亚氨基酸 转运蛋白 氨基酸 转运蛋白 二肽 转运蛋白 三肽转运蛋白 高度特异性 饱和性 竞争性 -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 谷氨酸 5-氧脯 氨酸酶 ATP AD
5、P+Pi 半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly) 半胱氨酸 甘氨酸 肽酶 -谷氨 酰环化 转移酶 氨基酸 H 2NCHCOO HR5-氧脯氨酸 -谷氨酰半胱氨酸 -谷氨酰 半胱氨酸 合成酶 ADP+Pi ATP 谷胱甘肽 合成酶 ATP ADP+Pi 细胞外 -谷 氨酰 基转 移酶 细胞膜 谷胱甘肽 GSH 细胞内 -谷氨酰 氨基酸 COOHCHNH2CH2CH2CONH CHCOOHRCHH 2NCOOHR氨基酸 蛋白质在肠道发生腐败作用 肠道细菌对未被消化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
6、质的腐败作用 (putrefaction) 正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。 第二节 蛋白质的营养作用 Nutritional Function of Proteins 一、蛋白质的主要功能 维持组织细胞的生长、更新和修补； 参与催化、运输和代谢调节； 提供能源。 每克蛋白质在体内分解可释放 17.19kJ (4.1 kcal)的能量，人体每日 18%能量由蛋白质提供。 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 排出氮（儿童、孕妇等） 氮负平衡：
7、摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾病患者） 二、氮平衡（ nitrogen balance） 蛋白质的生理需要量 成人每日蛋白质最低生理需要量为 30g50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为 80g。 氮平衡的意义 可以反映体内蛋白质代谢的概况。 营养必需氨基酸 (essential amino acid) 指体内需要而又不能自身合成 ， 必须由食物供给的氨基酸 ， 共有 8种： Val、 Ile、 Leu、Thr、 Met、 Lys、 Phe、 Trp。 其余 12种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需 氨基酸。 三、营养必需氨基酸 蛋白质的营养价值 (nutrition value) 蛋
8、白质的营养价值是指食物蛋白质在体内的利用率，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。 第三节 氨基酸的一般代谢 General Metabolism of Amino Acid 氨基酸代谢库 食物蛋白质经消化吸收的氨基酸 （ 外源性氨基酸 ） 与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸 （ 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 (metabolic pool) 。 氨基酸的来源和去路 氨 基 酸 代 谢 库脱氨基作用脱羧基作用N H3 - 酮 酸酮
9、体氧 化 供 能糖尿 素肝胺 类C O2转 变其 他 含 氮 化 合 物消化吸收分 解合 成食 物 蛋 白 质组 织 蛋 白 质体 内 合 成 的非 必 需 氨 基 酸一、氨基酸的脱氨基作用 转氨基 氧化脱氨基 联合脱氨基 脱氨基作用 指氨基酸脱去 -氨基生成相应 -酮酸的过程。 （一）转氨基作用 （ transamination） 在转氨酶的作用下， -氨基酸的氨基转移到 -酮酸的 -碳上，生成相应的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成 -酮酸。 C H N H 2R 1C O O HCR 2C O O HO CR 1C O O HO C H N H 2R 2C O O H+ +转 氨 酶要点：
10、反应可逆。 体内除 赖氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸 外，大多数氨基酸都可进行转氨基作用。 转氨酶均以 磷酸吡哆醛 为辅酶。磷酸吡哆醛是 VB6的衍生物。反应中起传递氨基的作用。 转氨基作用机制 体内重要的转氨酶 丙氨酸氨基转移酶（ alanine amino-transferase, ALT或 glutamic pyruvic transaminase, GPT）：肝 中活性最高 天冬氨酸氨基转移酶（ aspartate amino-transferase, AST或 glutamic oxalo-acetic transaminase, GOT）： 心肌 中活性最高 A l a - 酮 戊 二 酸 - 酮 戊 二 酸丙 酮 酸 G l uA L T草 酰 乙 酸A s pG l uA S T正常情况下，转氨酶活性较低；组织细胞受损时，酶活性则明显升高 丙氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 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。 转氨基作用的生理意义
