(Metabolisim of Protein) 蛋白质分解代谢 (Metabolisim of Protein)

第一节 蛋白质的营养作用

一、 蛋白质的生理功能 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 3. 氧化供能 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 1g 蛋白质 氧化分解 生成17kJ能量

二、蛋白质需要量 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。反映体内蛋白质的代谢概况 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：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。

肠内营养在肝移植术后早期的应用 1.1  PN组：应用8.5%的复方氨基酸注射液(乐凡命)、20%中长链脂肪乳剂(力能)、注射用水溶性维生素(水乐维他)、脂溶性维生素注射液(维他利匹特)、多种微量元素注射液(安达美)，均由华瑞制药(无锡)有限公司生产。 1.2  EN组：应用短肽型肠内营养粉剂百普素(规格为每包125g:500kcal)或整蛋白纤维型肠内营养混悬液能全力(规格为每瓶500 ml:500 kcal)，均由纽迪希亚制药(无锡)有限公司生产。 1.3  MIN组：除应用EN组药物外，加用Gln二肽制剂丙氨酰谷氨酰胺注射液(力肽)、7%的复方氨基酸注射液(凡命)和Arg注射液，前两者均由华瑞制药(无锡)有限公司生产，Arg由成都平原药业有限公司生产。 8.2 氮平衡：术后第1天至第7天计算氮平衡。每日收集受者24小时尿、各种引流液，通过双缩脲法或染料结合法分别测定它们的总蛋白浓度，得出总蛋白含量，进而转换成氮含量，计算氮平衡方法为：氮平衡(g/d)=24小时摄入氮量﹣(24小时尿氮含量+24小时各种引流液氮含量)，并得出7 天累计氮平衡。

2. 生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为30～50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。 考考你,据此,每日摄入的氮元素是多少?

三、 蛋白质的营养价值 (一)蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少 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。

(二)蛋白质的互补作用 把几种营养价值较低的蛋白质混合食用，则必需氨基酸互相补充，从而提高其营养价值，称为食物蛋白质的互补作用。 +

四、蛋白质在肠中的腐败作用 (一)腐败作用定义： 未被消化的蛋白质 肠细菌 无氧分解 分解 未被吸收的消化产物

(二)腐败作用的产物: 1 胺类的生成 蛋白质氨基酸脱羧基胺类 PS: 组胺、色胺、苯乙胺等为假神经递质 肝昏迷

1. 未被吸收的氨基酸在肠道细菌作用下脱氨基而生成。 2 氨的生成 1. 未被吸收的氨基酸在肠道细菌作用下脱氨基而生成。 2. 血中尿素渗入肠道，受肠菌尿素酶水解而成。

氨的生成

3 其他有害物质的生成 苯酚、吲哚、硫化氢等有害物质。

第二节 氨基酸的一般代谢

一、氨基酸代谢概况

氨基酸的代谢包括: 一般代谢途径: AANH3+α-酮酸 特殊代谢途径: AACO2+胺 AA一碳单位 含硫氨基酸的代谢 芳香族氨基酸的代谢 支链氨基酸的代谢

二、氨基酸的脱氨基作用 定义： 氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成α-酮酸 类型： 氧化脱氨基 转氨基 联合脱氨基 嘌呤核苷酸循环

（一） 氧化脱氨基作用 定义：在酶的催化下，氨基酸脱氨基的同时伴有氧化的过程称为氧化脱氨基作用。

生理意义： L-谷氨酸脱氢酶+转氨酶=联合脱氨基 氨基酸分解/合成代谢

（二）转氨基作用 定义：在酶的催化下，一个氨基酸的α-氨基转移至另一个α-酮酸的酮基上，生成相应的α-氨基酸，原来的氨基酸则生成相应的α-酮酸的过程称为转氨基作用。催化此反应的酶称转氨酶或氨基转移酶。

转氨酶的辅酶: 磷酸吡哆醛（维生素B6的磷酸酯） 转氨基作用实际上是在转氨酶的催化下，依靠其辅酶磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺的相互转变来实现的

丙氨酸氨基转移酶（ALT）又称谷丙转氨酶（GPT） 天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT) 生理意义: 丙氨酸氨基转移酶（ALT）又称谷丙转氨酶（GPT） 临床意义：在肝细胞含量最高 急性肝炎患者血清ALT升高 天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT) 临床意义：在心肌细胞中含量最高 心肌梗塞患者血清AST升高

读懂这张化验单!

（三）联合脱氨基作用 定义:转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶联合催化使氨基酸的α-氨基脱下并产生游离氨的过程称为联合脱氨基作用。 定位:肝,肾

联合脱氨基作用的全过程都是可逆的，因此这一过程既是氨基酸脱氨的主要方式，又是体内合成非必需氨基酸的主要途径。

（四） 嘌呤核苷酸循环 在骨骼肌和心肌中，L-谷氨酸脱氢酶活性很低，联合脱氨基作用难于进行。 肌肉中通过嘌呤核苷酸循环脱氨基. 嘌呤核苷酸循环可以看成是另一种形式的联合脱氨基作用。 定位: 肌肉组织

三、-酮酸的代谢 （一） 再生成非必需氨基酸 （二）转变成糖或脂肪 1.生酮氨基酸：亮氨酸、赖氨酸 2.生糖氨基酸：甘、丝、丙…等多种氨基酸 3.生酮兼生糖氨基酸：异亮、苯丙、酪、苏、 （三）经三羧酸循环氧化供能

（一） 再生成非必需氨基酸 联合脱氨基的逆反应

(二)转变成糖或脂肪 1.生酮氨基酸

2.生酮兼生糖氨基酸

小结

（三）经三羧酸循环氧化供能

课后练习 1.名词解释 必需氨基酸 蛋白质的互补作用 转氨基作用 联合脱氨基作用 2.何谓氮平衡，有哪几种情况？ 1.名词解释 必需氨基酸 蛋白质的互补作用 转氨基作用 联合脱氨基作用 2.何谓氮平衡，有哪几种情况？ 3.蛋白质的营养价值取决于什么？ 4.氨基酸的脱氨基作用的方式有哪几种. 各有什么生理意义? 5.α-酮酸的去路有哪几条？

第三节 血 氨

氨是机体正常代谢产物，具有毒性 正常人血氨浓度一般不超过 60μmol/L 体内有一系列清除氨的机制，使氨的来源与去路之间保持动态平衡 三部分内容：氨的来源、转运、去路

一、体内氨的来源 （一）脱氨基 1.氨基酸脱氨基 2.胺类物质的分解 3.核苷酸碱基的代谢 血氨主要来源

1.氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨（蛋白质的腐败作用） 2.血中的尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 （二）肠道吸收的氨 1.氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨（蛋白质的腐败作用） 2.血中的尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肠道 pH<6 NH3+H+ NH4+，而减少氨的吸收 PS:临床上对高血氨病人采用弱酸性透析液作结肠透析就是为了减少氨的吸收，促进氨的排泄

（三） 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酸 + NH3 谷氨酰胺酶

二、体内氨的转运 （一）丙氨酸-葡萄糖循环

二、体内氨的转运 （一）丙氨酸-葡萄糖循环

（二）谷氨酰胺 的运氨作用

三、体内氨的去路 1 合成非必需氨基酸 2 合成其它含氮化合物 3 在肝内合成尿素，这是最主要的去路 4 肾小管泌氨,随尿排出

1 合成非必需氨基酸 e.g. 合成谷氨酰胺

2 合成其它含氮化合物 e.g. 核苷酸的从头合成

鸟氨酸循环 （一）生成部位 （二）生成过程 3 合成尿素 主要在肝细胞的线粒体及胞液中。 尿素生成的过程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称尿素循环(urea cycle)或Krebs- Henseleit循环。

1. 氨基甲酰磷酸的合成 反应在线粒体中进行

反应消耗2分子ATP,由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoyl phosphate synthetaseⅠ, CPS-Ⅰ)催化,。 N-乙酰谷氨酸(AGA)

2. 瓜氨酸的合成 鸟氨酸氨基甲酰转移酶 + H3PO4 氨基甲酰磷酸

由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)催化，OCT常与CPS-Ⅰ构成复合体。 反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。

3. 精氨酸的合成 反应在胞液中进行。 + 精氨酸代琥珀酸合成酶 ATP AMP+PPi H2O Mg2+ 天冬氨酸 精氨酸代琥珀酸

精氨酸代琥珀酸裂解酶 精氨酸代琥珀酸 精氨酸 延胡索酸

4. 精氨酸水解生成尿素 反应在胞液中进行 尿素 鸟氨酸 精氨酸

请根据动画说出相应的反应步骤 线粒体 胞液 尿素 2ATP 2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸 NH3+CO2+H2O 鸟氨酸 Pi 瓜氨酸 精氨酸代琥珀酸 瓜氨酸 ATP AMP+PPi 天冬氨酸 尿素 H2O 谷氨酸 -酮戊二酸 氨基酸 精氨酸 草酰乙酸 延胡索酸 苹果酸 -酮酸

（三）反应小结 原料：2 分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。 过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。 耗能：3 个ATP，4 个高能磷酸键。

（二）鸟氨酸循环的 一氧化氮合酶支路 L-精氨酸通过一氧化氮合酶(NOS)的作用生成瓜氨酸并释放出NO。 NO兼有信使物质和神经递质的功能，既能舒张血管，抗血小板和白细胞粘附、聚集，又具有细胞毒性作用，还能充当一种新型信息分子，发挥递质功能。在脑缺血-再灌注过程中，不同类型的NOS产生的NO对缺血脑组织产生复杂的影响 多年来人们一直认为氧化亚氮(nitric oxide，NO)是有害气体，但是在1987年从血管内皮细胞中发现有NO的合成，后来大量的试验证据表明，NO在人体多种活动中起着重要的信息传递作用，其分布遍及脑、血管、免疫、肝、胰腺、肺、生殖等多种器官，从消化、血压调节到阴茎勃起等多种作用。美国一家杂志曾将NO冠以“1992年度分子”之称。无独有偶，1998年10月揭晓的诺贝尔医学奖获奖的三位美国药理学家，就是因他们发现NO为新的神经传导物质，这三位美国科学家是82岁的Robert F. Forchgott,57岁的Louis J Ignarro以及62岁的Ferid Murard。

（三）高氨血症和氨中毒 血氨浓度升高称高氨血症( hyperammonemia)，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。 高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammonia poisoning)。

氨中毒的可能机制 α-酮戊二酸 谷氨酸 谷氨酰胺 NH3 脑内 α-酮戊二酸↓ 脑供能不足 TAC ↓

肝昏迷机制与对策?

氨被分泌到肾小管腔中与H+ 结合生成NH4+， 4 肾小管泌氨,随尿排出 肾小管上皮细胞内谷氨酰胺分解 谷氨酰胺 谷氨酸 + NH3 谷氨酰胺酶 氨被分泌到肾小管腔中与H+ 结合生成NH4+， 以铵盐的形式随尿排出。 PS:当尿液呈酸性时有利于肾小管上皮细胞氨的分泌， 减少氨的吸收，这对维持机体酸碱平衡起到重要作用。

肝硬化腹水患者利尿剂的选择.

小结 血氨的来源与去路

课后练习 1.简述氨的来源和去路？ 2.概述尿素合成的部位、过程和意义。 3.阐述临床高血氨导致肝昏迷的机理。

Individual Metabolism of Amino Acids 第四节 氨基酸的特殊代谢 Individual Metabolism of Amino Acids

一、氨基酸的脱羧基作用 氨基酸脱羧酶(decarboxylase) 辅酶为磷酸吡哆醛 VB6 高生物活性 氨基酸在酶的催化下脱去CO2生成相应胺的过程称为氨基酸的脱羧基作用。 氨基酸脱羧酶(decarboxylase) 辅酶为磷酸吡哆醛 VB6 高生物活性

（一）组胺 (histamine) 组胺具有强烈的扩血管作用，并能增加毛细血管的通透性，引起血压下降，严重时会产生休克。 组胺对血管以外的平滑肌有兴奋作用，可引起支气管哮喘。 组胺可刺激胃蛋白酶和胃酸分泌，被用作研究胃动力。

（二）5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT)

(γ-aminobutyric acid, GABA) （三）γ-氨基丁酸 (γ-aminobutyric acid, GABA) GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。 VB6治疗孕妇呕吐和小儿抽搐

（四）牛磺酸(taurine) 婴儿奶粉 牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分，与游离胆汁酸结合生成结合型胆汁酸。 脑组织中含量高

（五）多胺(polyamines) 多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高 临床上测定其浓度,作为辅助诊断肿瘤的指标

二、一碳单位的代谢 （一）一碳单位的概述及特征 定义 某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位(one carbon unit)。

种类 甲基 (methyl) -CH3 甲烯基 (methylene) -CH2- 甲炔基 (methenyl) -CH= 甲酰基 (formyl) -CHO 亚胺甲基 (formimino) -CH=NH

一碳单位的生理功用 是嘌呤和嘧啶的合成原料 2．参于体内的甲基化反应 N5-CH3-FH4可参与蛋氨酸循环，是体内甲基化反应的间接供体。

（二）一碳单位的载体及运转形式 四氢叶酸是一碳单位的载体 一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上 FH4的生成 F FH2 FH4 NADPH+H+ NADP+

（三）一碳单位的生成与互变 主要来源于氨基酸代谢 丝氨酸 N5, N10—CH2—FH4 组氨酸 N5—CH=NH—FH4 色氨酸 N10—CHO—FH4 甘氨酸 N5, N10—CH2—FH4

三、含硫氨基酸的代谢 体内含硫氨基酸包括甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸。 甲硫氨酸可转变为半胱氨酸和胱氨酸。 半胱氨酸与胱氨酸可以互变，但不能转变成甲硫氨酸。

(一)蛋氨酸与转甲基作用

蛋氨酸循环

SAM是体内最主要的甲基供体 SAM可在不同甲基转移酶(methyl transferase)的催化下，将甲基转移给各种甲基接受体而形成许多甲基化合物 如肾上腺素、胆碱、甜菜碱、肉毒碱、肌酸等都是从sam中获得甲基的。

(二)半胱氨酸及硫的代谢 1.谷胱甘肽的合成 与功能

细胞中GSH与GSSG的比例为100：1 GSH可保护某些蛋白质及酶分子的巯基不被氧化，从而维持其生物活性。如红细胞中含有较多GSH，对保护红细胞膜完整性及促使高铁血红蛋白还原为血红蛋白均有重要作用 体内产生的过氧化物及自由基，亦可通过含硒的GSH过氧化酶而被清除，e.g.

2.活性硫酸根代谢 半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源， 半胱氨酸分解代谢产生丙酮酸、NH3、H2S H2S迅速氧化生成硫酸根。 体内的硫酸根可与ATP反应，活化成活性硫酸根，即3＇-磷酸腺苷－5＇磷酸硫酸（PAPS）

四、芳香氨基酸的代谢 1 苯丙氨酸 苯丙氨酸在体内一般先转变为酪氨酸  苯丙氨酸在体内一般先转变为酪氨酸 由苯丙氨酸羟化酶(phenylalamine hyolroxylase)催化引入羟基完成，

PKU 苯丙氨酸羟化酶遗传缺失

2 酪氨酸 1）酪氨酸的代谢产物：多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚胺 酪氨酸经酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase)催化生成3,4二羟苯丙氨酸(3,4 dihydroxyphenylalanine L-DOPA)(多巴)。此酶也是以四氢生物喋呤为辅酶的加单氧酶，多巴经多巴脱羧酶催化生成多巴胺(dopamine)。多巴胺在多巴胺β-氧化酶(dopamine β-oxidase)催化下使β碳原子羟化，生成去甲肾上腺素(norepinephrine)。而后由SAM提供甲基使去甲肾上腺素甲基化生成肾上腺素(epinephrine)。多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚胺(catecholamine)。酪氨酸羟化酶是儿茶酚胺合成的限速酶，受终产物的反馈调节，合成过程见右图。

2）酪氨酸在黑色素细胞中的代谢 多巴转变为多巴醌，进入黑色素合成代谢 在黑色素细胞中，酪氨酸在酪氨酸酶催化下羟化生成多巴，多巴再经氧化生成多巴醌而进入合成黑色素的途径(见下图)。所形成的多巴醌进一步环化和脱羧生成吲哚醌。黑色素即是吲哚醌的聚合物。人体若缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发发“白”，称为白化病(albinism)。

白化病 酪氨酸酶遗传缺陷 香港白化病女孩Chiu幸运地成为时尚模特

3）酪氨酸的转氨基反应 生成对羟基苯丙酮酸，进一步分解成乙酰乙酸和延胡索酸，进入糖异生或脂代谢

尿黑酸症 尿黑酸氧化酶遗传缺陷

五、支链氨基酸的代谢 支链氨基酸(branched amino acid, BCAA)包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。 三者均为必需氨基酸。 亮氨酸为生酮氨基酸，缬氨酸为生糖氨基酸，异亮氨酸为生糖兼生酮氨基酸。

亮氨酸产生乙酰CoA及乙酰乙酰CoA 缬氨酸产生琥珀酸单酰CoA 异亮氨酸产生乙酰CoA及琥珀酸单酰CoA 分别纳入生糖或生酮的代谢

课后练习 1.名词解释:一碳单位 蛋氨酸循环 2.组胺、GABA、牛磺酸、多胺分别是哪些氨基酸脱羧的产物？ 3.一碳单位的载体、来源和功能。 4.蛋氨酸循环有何生理意义？

总结

三大代谢的总结 乙酰辅酶A TAC