第九章蛋白質代謝當前1頁，總共93頁。目的與要求1.熟記聯合脫氨基作用的過程和意義2.敘述尿素合成的部位和全過程3.熟記一碳單位的概念、來源、載體和功能4.結合α-酮酸去路解釋生糖、生酮和生糖兼生酮氨基酸；聯系糖代謝途徑復述丙氨酸、天冬氨酸與谷氨酸如何氧化成水和CO2，如何異生為糖5.重要概念：必需氨基酸；蛋白質的互補作用；氨基酸庫；聯合脫氨基作用；一碳單位；當前2頁，總共93頁。氨基酸代謝概況食物蛋白質氨基酸特殊途徑-酮酸糖及其代謝中間產物脂肪及其代謝中間產物TCA鳥氨酸循環NH4+NH4+NH3CO2H2O體蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤SO42

-生物固氮硝酸還原（次生物質代謝）CO2胺當前3頁，總共93頁。食物蛋白質尿素體內合成氨基酸（非必需氨基酸）氨酮體－酮酸氧化供能組織蛋白質葡萄糖其他含氮化合物（嘌呤、嘧啶等）胺類氨基酸代謝概況氨基酸代謝庫氨基酸代謝概況當前4頁，總共93頁。一、蛋白質的營養作用

1、營養必需氨基酸(essentialaminoacid)：人體不能合成但機體不可缺少，必需由食物供給的氨基酸（8種），包括：纈、異亮（支鏈）、亮、苯丙、蛋（含硫非極性）、色（芳香族非極性）、蘇、賴。半必需氨基酸：酪氨酸、半胱氨酸

2、食物蛋白質的互補作用：食物蛋白質合理搭配、混合食用，從而互補必需氨基酸的不足，提高營養價值。如：谷類蛋白質：賴氨酸少，色氨酸多豆類蛋白質：賴氨酸多，色氨酸少第一節蛋白質的營養作用當前5頁，總共93頁。二、蛋白質的生物學功能1、催化功能：酶，生物體內的反應都在酶的作用下進行2、調節功能：胰島素，調節血糖代謝，糖尿病。3、轉運功能：轉運蛋白，如血紅蛋白、血清清蛋白；還有一類膜轉運蛋白通過滲透屏障轉運養分和代謝廢物。★當前6頁，總共93頁。4、貯存蛋白：蛋白質是氨基酸的聚合物，可以提供氮源，如卵清蛋白為鳥類胚胎發育提供氮源，植物種子中的蛋白為種子發芽提供氮源，特殊蛋白如鐵蛋白提供鐵元素合成血紅蛋白。5、運動功能：肌肉收縮和細胞游動，肌球蛋白和肌動蛋白。6、結構功能：建造和維持生物體的結構，給細胞和組織提供強度和保護，如角蛋白和膠原蛋白。7、支架功能：接頭蛋白。8、防御和進攻功能：免疫球蛋白（抗體）、血液凝固蛋白、抗凍蛋白、神經蛋白和溶血蛋白（蛇毒和蜂毒）。9、異常功能：應樂果甜蛋白、昆蟲的節肢彈性蛋白、海洋貝類的膠質蛋白。甜度以蔗糖為參照，蔗糖設為100，糖精為50000，應樂果甜蛋白為20000，糖醇類物質。氧化功能和調節滲透壓當前7頁，總共93頁。三、蛋白質的需要量氮平衡(nitrogenbalance)：攝入氮=排出氮，即氮的“收支”平衡，反映正常成人的蛋白質代謝情況。當前8頁，總共93頁。當前9頁，總共93頁。當前10頁，總共93頁。2、氮平衡氮的總平衡：攝入氮=排出氮（正常成人）1、生理需要量成人：分解20g/日 最低需30-50g/日 我國營養學會推薦80g/日氮的負平衡：攝入氮<排出氮(饑餓、消耗性疾病)正氮平衡：攝入氮>排出氮(兒童、孕婦和恢復期病人)當前11頁，總共93頁。四、蛋白質的消化：特異蛋白水解酶作用

胃蛋白酶：色、苯丙、酪、蛋、亮胰蛋白酶：精、賴糜蛋白酶：苯丙、酪、色彈性蛋白酶：脂肪族氨基酸殘基氨基肽酶：除脯氨酸外任何氨基酸殘基（氨基端）羧基肽酶A：除精、賴、脯外氨基酸殘基（羧基端）羧基肽酶B：精、賴（羧基端）

當前12頁，總共93頁。

（一）胃中的消化胃蛋白酶原（Pepsinogen）胃蛋白酶（Pepsin）（胃粘膜主細胞分泌）當前13頁，總共93頁。

胃蛋白酶原（MW40000）

糜蛋白酶（MW23500）圖8-1一些蛋白水解酶原的激活

胃蛋白酶、HCl氨基末端

胃蛋白酶（MW33000）

胰蛋白酶原（MW24000）

胰蛋白酶（MW23200）胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶原（MW24000）SSSSS—SS--S--腸激酶（或胰蛋白酶）42aa當前14頁，總共93頁。（二）小腸中的消化1、胰液中的蛋白酶及其作用內肽酶(endopeptidase)：胰蛋白酶(trypsin)糜蛋白酶(chymotrypsin)彈性蛋白酶(elastase)外肽酶(exopeptidase)羧肽酶A(carboxypeptidaseA)羧肽酶B(carboxypeptidaseB)氨肽酶(aminopeptidase)當前15頁，總共93頁。2.腸液中腸激酶的作用和小腸粘膜細胞的消化作用(1)腸激酶(enterokinase)對胰酶的激活(2)小腸粘膜細胞對蛋白質的消化作用當前16頁，總共93頁。五、氨基酸的吸收Γ-谷氨酰基循環：需谷胱甘肽氨基酸的吸收(一)氨基酸吸收的載體（carrierprotein)當前17頁，總共93頁。中性氨基酸載體堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸和甘氨酸載體氨基酸Na+氨基酸Na+Na+氨基酸載體蛋白腸粘膜細胞ATP腸粘膜細胞氨基酸載體蛋白的作用外內

鈉泵當前18頁，總共93頁。（二）γ-谷氨酰基循環對氨基酸的轉運作用Γ-谷氨酰基循環(γ-glutamylcycleorMeistercycle)（三）肽的吸收二肽或三肽轉運體系當前19頁，總共93頁。六、蛋白質的腐敗作用腐敗作用(putrefaction)：腸道細菌對部分末消化的蛋白質及部分消化產物所發生的作用，稱為蛋白質的腐敗作用。因此，蛋白質的腐敗作用是細菌的代謝過程，以無氧分解為主。氧化酶醛脂肪當前20頁，總共93頁。苯丙氨酸當前21頁，總共93頁。（二）氨的生成-氨基酸脫氨、尿素分解食醋灌腸當前22頁，總共93頁。苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氫當前23頁，總共93頁。第二節氨基酸的一般代謝1-2%/總蛋白質/天被降解(degradation)

蛋白質T1/2：人血漿蛋白質10天肝蛋白質1-8天結締組織180天當前24頁，總共93頁。溶酶體外來蛋白質、膜蛋白、長壽命蛋白質胞漿異常蛋白質酶短壽命蛋白質降解泛素ATPMW：8.5x103

76aa

蛋白質降解途徑：當前25頁，總共93頁。

氨基酸代謝庫(metabolicpool)：體內所有游離氨基酸的總稱肌肉50%肝臟10%腎臟4%血漿1-6%當前26頁，總共93頁。（一）轉氨基作用1、轉氨酶與轉氨基作用R1|H-C-NH2+|COOHR2|H-C-NH2|COOHR2|C=O|COOHR1|C=O+|COOH轉氨酶一、氨基酸的脫氨基作用當前27頁，總共93頁。谷丙轉氨酶：glutamicpyruvictransaminase(GPT)

（丙氨酸轉氨酶alaninetransaminase,ALT)谷草轉氨酶：glutamicoxaloacetictransaminase(GOT)(天冬氨酸轉氨酶aspartatetransaminase,AST)

ＧＰＴ谷氨酸＋丙酮酸ａ－酮戊二酸＋丙氨酸ＧＯＴ谷氨酸＋草酰乙酸ａ－酮戊二酸＋天冬氨酸

當前28頁，總共93頁。2、轉氨基作用的機理－NH3＋NH3轉氨酶的特點：輔酶為磷酸吡哆醛（維生素Ｂ６的磷酸酯），只能催化L－氨基酸和α－酮酸的轉氨作用。當前29頁，總共93頁。3、轉氨基作用的特點氨基酸脫下的氨基轉移到α－酮酸上，產生一個新的酮酸和新的氨基酸，僅僅是氨基的轉移并未將NH3釋放出來，α－酮戊二酸可以優先接受NH3。當前30頁，總共93頁。(二)L-谷氨酸氧化脫氨基作用

組織：肝、腎NH2NH|||CH-COOHC-COOH|NAD+NADH+H+|(CH2)2-COOH(CH2)2-COOH

L-谷氨酸

+H2O-H2O

O||C-COOH+NH3

|(CH2)2-COOHa-酮戊二酸L-谷氨酸脫氫酶GTP，ATPGDP，ADP抑制激活L-谷氨酸脫氫酶只存在于細胞溶膠中當前31頁，總共93頁。（三）聯合脫氨基作用1、轉氨基偶聯氧化脫氨基的聯合脫氨基作用當前32頁，總共93頁。2、轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環的聯合脫氨基作用組織：骨骼肌、心肌、肝臟、腦谷草轉氨酶當前33頁，總共93頁。二、氨基酸的脫羧基作用機體內的氨基酸可脫羧形成一級胺。催化脫羧反應的酶為脫羧酶，脫羧酶的專一性高，一種氨基酸一種脫羧酶，而且只對L－氨基酸起作用，在脫羧酶中只有組氨酸的脫羧酶不需要輔酶，輔酶為磷酸吡哆醛。脫羧胺氧化酶氨基酸一級胺醛和氨脂肪酸尿素當前34頁，總共93頁。NH3氨基酸脫氨基作用腸道蛋白質的腐敗谷氨酰胺（腎）尿素合成谷氨酰胺合成核苷酸、非必需氨基酸NH4+

尿第三節氨的代謝血氨：<0.1mg/dl(0.6mol/L)體內氨的來源與去路：當前35頁，總共93頁。當前36頁，總共93頁。一、體內氨的來源1.氨基酸脫氨基以及胺、嘌呤、嘧啶的分解胺氧化酶

RCH2NH2RCHO+NH32.腸道吸收堿性NH4NH3

吸收酸性+3.腎臟產生

腎小管H+NH4

尿谷氨酰胺谷氨酸+NH3OH-

血+當前37頁，總共93頁。二、各類生物排氨的方式1、微生物：氨基酸脫下的氨一部分用于生物合成，多于的氨排放到周圍的環境中。2、水生或海洋動物：以氨的形式將氨基氮排出體外，排氨動物。3、陸生動物：鳥類和爬蟲因體內水分少，它們排氨的方式是形成固體尿酸的懸浮液排出體外，又稱為排尿酸動物；兩棲類幼蟲為排氨動物，變態時肝臟產生必要的酶，成蛙后排泄尿素。當前38頁，總共93頁。三、氨的代謝去向(一)重新合成氨基酸糖謝的中間產物α-酮酸可以與氨結合反應生成氨基酸（二）形成銨鹽生物體內代謝產生的檸檬酸、蘋果酸、延胡索酸、草酰乙酸等大量有機酸均可與氨結合成銨鹽。一方面中和了氨，另一方面也參與調解細胞緩沖體系的pH。當前39頁，總共93頁。（三）氨的轉運氨在血液中的運輸形式：丙氨酸和谷氨酰胺1、丙氨酸-葡萄糖循環意義：使肌肉的氨以無毒的丙氨酸形式運輸到肝臟當前40頁，總共93頁。

肌肉GGG尿素蛋白質

糖分解尿素循環氨基酸

丙酮酸糖異生

NH3NH3

谷氨酸丙酮酸谷氨酸

轉氨酶

a-酮戊丙氨酸丙氨酸丙氨酸a-酮戊二酸二酸肌肉血液肝臟圖8-8丙氨酸-葡萄糖循環當前41頁，總共93頁。2、谷氨酰胺的運氨形式COOHCONH2||（CH2）2NH3+ATPADP+Pi（CH2）2|谷氨酰胺合成酶

|CHNH2CHNH2|

谷氨酰胺酶

|COOHNH3H2OCOOHL-谷氨酸谷氨酰胺腦，肌肉肝，腎谷氨酰胺：中性無毒，易透過膜，是氨的主要運輸方式，氨的解毒產物，氨的貯存和運輸形式。當前42頁，總共93頁。當前43頁，總共93頁。當前44頁，總共93頁。當前45頁，總共93頁。（四）尿素的生成Krebs向有懸浮肝臟的緩沖液中加入鳥氨酸、瓜氨酸或精氨酸都可使肝臟加快尿素的合成，而其它任何氨基酸或含氮化合物都不起作用。精氨酸＋H2O鳥氨酸＋尿素1、合成部位：肝臟2、合成機理:鳥氨酸循環當前46頁，總共93頁。當前47頁，總共93頁。NH2NH2||C=OC=NH||NH2NHNH|||（CH2）3

（CH2）3

（CH2）3|||CH-NH2CH-NH2CH-NH2|||COOHCOOHCOOH鳥氨酸瓜氨酸精氨酸

當前48頁，總共93頁。3、合成過程當前49頁，總共93頁。鳥氨酸瓜氨酸精氨酸尿素+H2O-H2O+天冬氨酸H2O+NH3+CO2

圖8-9尿素生成的鳥氨酸循環當前50頁，總共93頁。當前51頁，總共93頁。

O

氨基甲酰磷酸合成酶I||CO2+NH3H2N-C-O-P+H2O+2ATP

N-乙酰谷氨酸，Mg2++2ADP+Pi

氨基甲酰磷酸

COOH|CH3C-NH-CH|||O（CH2）2|COOHN-乙酰谷氨酸（AGA）1、氨基甲酰磷酸的合成部位：線粒體氨基甲酰磷酸合成酶IcarbamoylphosphatesynthetaseI,CPS-I當前52頁，總共93頁。

鳥氨酸氨基甲酰轉移酶瓜氨酸尿素

(線粒體)氨基甲酰磷酸天冬氨酸氨基甲酰轉移酶氨甲酰天冬氨酸嘧啶

(胞液)

當前53頁，總共93頁。NH2|C=O|NH2NH||（CH2）3+NH2

鳥氨酸氨基（CH2）3||甲酰轉移酶

|

CH-NH2C=OCH-NH2+H3PO4

|||COOHO-PCOOH鳥氨酸氨基甲酰磷酸瓜氨酸

2、瓜氨酸的合成部位：線粒體當前54頁，總共93頁。3、精氨酸的合成部位：胞液當前55頁，總共93頁。當前56頁，總共93頁。當前57頁，總共93頁。

NH2NH2COOH|||C=OC==N—CH|||NHCOOHNHCH2||||（CH2)2H2N-C-H（CH2)2COOH||精氨酸代瑚珀酸合成酶

|CH-NH2+CH2CH-NH2||

ATPMg2+AMP+PPi|COOHCOOHCOOH瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸

NH2|C=NHCOOH||NHCH|||

精氨酸代瑚珀酸裂解酶

(CH2)2CH||CH-NH2+HOOC|COOH延胡索酸精氨酸當前58頁，總共93頁。NH2|C=NH|NHNH2||(CH2)3NH2(CH2)3|精氨酸酶

||CH-NH2+H2OC=O+CH-NH2

|||COOHNH2COOH精氨酸尿素鳥氨酸4、尿素生成部位：胞液當前59頁，總共93頁。當前60頁，總共93頁。

NH2|2NH3+CO2+3ATP+3H2OC=O+2ADP+AMP+4Pi|NH2尿素合成總反應：尿素循環小結：1、消耗了4個ATP2、尿素中的兩個氨基一個來自氨，一個來自天冬氨酸3、一個碳原子來自HCO3－4、尿素循環發生在線粒體和細胞溶膠。當前61頁，總共93頁。（五）

尿素合成的調節1、食物的影響當前62頁，總共93頁。

表8-4正常人肝尿素合成酶的相對活性------------------------------------------------------------------------------

酶相對活性------------------------------------------------------------------------------氨基甲酰磷酸合成酶4.5鳥氨酸氨基甲酰轉移酶163.0精氨酸代琥珀酸合成酶1.0精氨酸代琥珀酸裂解酶3.3精氨酸酶149.0------------------------------------------------------------------------------高蛋白飲食，氨基酸含量高，產生的氨類高，尿素合成增加。當前63頁，總共93頁。2、氨基甲酰磷酸合成酶I對尿素合成的影響該酶催化尿素合成的關鍵的第一步反應，活性由底物控制，當該酶欠缺時，底物濃度增加，尿素循環逆行至產生氨途徑，產生大量氨。乙酰CoA谷氨酸N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸合成酶精氨酸激活氨基甲酰磷酸合成酶I變構激活氨基酸降解加劇，轉氨反應加速。當前64頁，總共93頁。3、其他物質對尿素合成的調節物質代謝相互聯系的影響氨代謝的其他途徑可影響尿素的合成：如谷氨酰胺和谷氨酸的生成當前65頁，總共93頁。（六）高氨血癥和氨中毒正常血氨濃度：<0.1mg/dl(0.6mol/L)肝功損傷尿素合成血氨腦a酮戊二酸（與氨生成谷氨酸）肝昏迷腦功能ATP生成三羧酸循環當前66頁，總共93頁。第五節個別氨基酸的代謝一、氨基酸的脫羧基作用酶：氨基酸脫羧酶輔酶：磷酸吡哆醛當前67頁，總共93頁。COOH|(CH2)2COOH|L-谷氨酸脫羧酶|CH-NH2(CH2)2|CO2

|

COOHCH2NH2L-谷氨酸γ-氨基丁酸（一）γ-氨基丁酸γ-氨基丁酸:γ-aminobutyricacid,GABA

抑制性神經遞質當前68頁，總共93頁。當前69頁，總共93頁。當前70頁，總共93頁。二、一碳單位的代謝（一）定義：某些氨基酸代謝過程中所產生的含有一個碳原子基團的總稱。包括：甲基(-CH3)，甲烯基(-CH2-)，甲炔基(-CH=)，甲酰基(-CHO)，亞氨甲基(-CH=NH)等。當前71頁，總共93頁。（二）載體四氫葉酸是攜帶一碳單位的載體當前72頁，總共93頁。

二氫葉酸還原酶二氫葉酸還原酶葉酸二氫葉酸四氫葉酸

NADPHNADP+NADPHNADP++H++H+

當前73頁，總共93頁。（三）生理功能嘌呤、嘧啶合成的原料當前74頁，總共93頁。三、含硫氨基酸的代謝蛋氨酸半胱氨酸胱氨酸當前75頁，總共93頁。（一）蛋氨酸的代謝1、蛋氨酸與轉甲基作用蛋氨酸+ATPS腺苷蛋氨酸

(S-adenosylmethionine,SAM)SAM是體內最重要的甲基供體當前76頁，總共93頁。當前77頁，總共93頁。2、蛋氨酸循環methioninecycle同型半胱氨酸由N5-CH3-FH4提供甲基而合成蛋氨酸，由N5甲基四氫葉酸轉甲基酶催化，輔酶是維生素B12當前78頁，總共93頁。臨床意義：維生素B12缺乏時，四氫葉酸再生受到影響，體內游離四氫葉酸減少，一碳單位代謝障礙，核酸合成抑制，而產生巨幼紅細胞性貧血。當前79頁，總共93頁。四、芳香族氨基酸的代謝當前80頁，總共93頁。COOHCOOH||苯丙氨酸羥化酶

CHNH2CHNH2+O2||四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤CH2+H2OCH2||NADP+NADPH+H+

苯丙氨酸酪氨酸（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝當前81頁，總共93頁。1.兒茶酚胺與黑色素的合成兒茶酚胺：多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素當前82頁，總共93頁。

酪氨酸Dopa（多巴）多巴胺OHCOOHCOOHCH2NH2

||CO2|CHNH2酪氨酸羥化酶CHNH2CH2|||CH2CH2

||OHHOHOOH限速酶當前83頁，總共93頁。CH2NH2CH2NH——CH3

|S腺苷蛋氨酸S腺苷同型半胱氨酸

|CHOH

CHOH||

HOHOOHOH去甲腎上腺素腎上腺素當前84頁，總共93頁。當前85頁，總共93頁。2、酪氨酸的分解代謝尿黑酸氧化酶當前86頁，總共93頁。當前87頁，總共93頁。

苯丙氨酸轉氨酶（正常時極少）苯丙氨酸苯丙酮酸苯乙酸

酪氨酸多巴多巴胺去甲腎上腺素腎上腺素

酪氨酸轉氨酶COOHCOOH||C=O

CHNH2||CH2

CH2|OH