第七章 蛋白质分解和氨基酸代谢

第一节 蛋白质的生理功能与营养问题 一、蛋白质和氨基酸的主要生理功能 1、维持组织的生长、更新与修复 2、产生一些生理活性物质 3、某些蛋白质的特殊生理作用 4、供能 供给的能量占食物总供热量的10-15%

二、人体对蛋白质的需要量和氮平衡 1、氮平衡—人体实验 测定人体每天食物中的含氮量与排泄物 中的含氮量的关系，评价蛋白质在体内的代 谢情况。

2、体内蛋白质的最低分解量： 成人补充30-45g/每日食物蛋白质维持氮平衡 我国蛋白质营养标准： 成人 70g/day(1-1.2g/kg) 婴幼儿/儿童 2-4g/kg

三、必需氨基酸与蛋白质的生理价值 1、必需氨基酸--- 体内需要，但机体不能合 成或合成量不足，必需由食物蛋白质提供 的氨基酸 种类： Lys,Trp,Phe,Met,Leu,Ile,Val,Thr 2、半必需氨基酸---婴幼儿时期 His,Arg 合成量少也必需由食物提供 3、非必需氨基酸

4、 生理价值----衡量蛋白质营养价值高低 食物蛋白质中所含必需氨基酸数量及种类 与人体蛋白质相接近，易于被人体吸收，N的保 留值高，则生理价值高。

四、蛋白质的互补作用 几种生理价值较低的蛋白质混合食用， 生理价值提高。 例如：豆腐（干）+面筋 五、临床静脉补液用的氨基酸制剂 低蛋白血症

第二节  蛋白质的消化、吸收与腐败 一、消化 胃、小肠 食物蛋白质 氨基酸、小肽 （产物） 蛋白水解酶

蛋白水解酶 内肽酶 胃蛋白酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶 弹性蛋白酶 外肽酶 羧基肽酶A 羧基肽酶B 氨基肽酶

二、吸收： 部位：小肠粘膜上皮细胞 形式：氨基酸 机制：①耗能需钠的主动转运 ②γ-谷氨酰循环

三、腐败 1、概念：未被消化的蛋白质 未被吸收的氨基酸及肽 大肠 化学反应（无氧分解） 大肠埃希氏菌

2、化学反应： ① 脱羧基作用：产生胺类 ② 还原脱氨： 产生NH3、 苯酚、乙烷、吲哚、甲烷 3、腐败产物 粪排 肠道吸收入肝处理

4、肠道中的NH3的 （1）来源： ①腐败作用经还原脱氨后产生 ②尿素的肠肝循环渗入肠道 尿素酶 （2）临床应用： 肠道中：H2N-CO-NH2 2NH3+CO2 （2）临床应用： 肝昏迷时 血氨处理能力降低 给予肠道抑菌药、降低肠道pH值 减少肠道中NH3的产生

肝功能受损： 血NH3 抑制肠菌， 可使血NH3 降低肠道pH值，可使血NH3 血液 肠道 渗透 肾 NH2-CO-NH2 (25%)7g 脲酶 （大肠杆菌 ） 肝脏 合成 NH3 肠道吸收 排出 （20g） 2NH3+CO2（4g） 肝功能受损： 血NH3 抑制肠菌， 可使血NH3 降低肠道pH值，可使血NH3

第三节    氨基酸的一般代谢 氨基酸代谢库： 食物蛋白消化吸收产生的氨基酸（外源性） + 组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性） 存在于细胞内液、血液、其他体液 氨基酸代谢库

氨基酸的来源和去路

一.氨基酸的脱氨基作用（deamination) 1、L-谷氨酸脱氢酶氧化脱氨基作用 (oxidative deamination of L-glutamate) NADP+

特点： 不需氧脱氢酶，辅酶：NAD+，NADP+  别构酶： 变构剂激活剂-ADP，GDP  催化可逆反应  特异性强，肝中含量丰富

２、转氨基作用 （1）概念： 在转氨酶的作用下，α-氨基酸的氨基 转移到α-酮酸的位置上，生成相应的氨基 酸，原来的氨基酸则转变为α-酮酸。 该反应为一可逆反应，是体内合成非 必需氨基酸的重要途径。

（alanine transaminase ALT/GPT）： （２）体内重要的转氨酶： 　①丙氨酸氨基转移酶 　（alanine transaminase ALT/GPT）： 　ALT 　Glu+丙酮酸 α—酮戊二酸+Ala 　　肝细胞内酶，肝损伤时ALT升高。

②天冬氨酸氨基转移酶 （aspartate transaminase AST/GOT）： AST Glu+草酰乙酸 α—酮戊二酸+ASP 　　心肌细胞内酶心肌损伤时AST升高

（３）转氨酶的辅酶： 磷酸吡哆醛／磷酸吡哆胺，起传递氨基的作用

3、 联合脱氨基作用 （1） 概念： 是转氨基作用和谷氨酸的氧化脱氨基 作用的偶联的过程，是体内主要的脱氨基 方式，反应可逆，是体内合成非必需氨基 酸的重要途径。

4、嘌呤核苷酸循环 骨胳肌中氨基酸的主要脱氨基方式

5、非氧化脱氨基作用 （1）脱水脱氨基 （2）直接脱氨基

二、氨的代谢（metabolism of ammonia) 2 1 2 1 2 3 1 3

1、氨的来源（source of ammonia) （1）各组织氨基酸脱氨基 （2）肾小管上皮细胞分泌 （3）肠道吸收的氨: 腐败+尿素扩散 （来源） 碱性尿时：吸收入血 肾小管 NH4+ H+ （去路） （肝、肾）

2、氨在体内的运输 （1） 谷氨酰胺 ---氨的暂时储存形式和运输形式 ①生成 （脑、肌肉）

②水解: 血循环 谷氨酰胺酶 谷氨酰胺 肝 氨 尿素 肾 铵盐 嘌呤\嘧啶合成

③特点: 是机体解除氨毒的方式之一。 （NH3的去路之一） 氨的暂时储存形式（用于某些N化合 物的生物合成）和运输形式 作为蛋白质生物合成的原料 调节体内酸碱平衡 临床上补充谷氨酸盐以降低氨浓度

（2）葡萄糖-丙氨酸循环 ---NH3 的另一种运输形式和暂时储存形式

3、  NH3最主要的去路---尿素的合成 (formation of urea) （1）生成部位： 肝（主要）肾（甚微） （2）合成过程： 鸟氨酸循环（ornithine cycle） （3）原料： NH3 （游离的氨和来自天冬氨酸的氨） CO2

（4）合成过程： ①氨基甲酰磷酸化合成:(线粒体) AGA：N-乙酰谷氨酸 作用：氨基甲酰磷酸合成酶I的别构激活剂 N-乙酰谷氨酸合成酶 生成：乙酰CoA+Glu N-乙酰谷氨酸

②瓜氨酸的合成(线粒体):

③精氨酸的合成(胞浆)：

特点： 所用的氨基来自天冬氨酸 需有两个酶催化: 精氨酸代琥珀酸合成酶（argininosuccinate synthetase ASAS）ASAS是尿素合成的限速酶 精氨酸代琥珀酸裂解酶(argininosuccinate lyase ASAL)

④精氨酸的水解(胞浆)：

⑤总反应：NH3+CO2+天冬氨酸+3ATP+H2O NH2-CO-NH2+延胡索酸+2ADP+AMP+4Pi ASAS

（5）尿素合成的调节 ①食物 ②氨基甲酰磷酸合成酶I的影响 AGA是其变构激活剂 Arg可激活AGA合成酶 补充Arg可加快尿素生成 ③鸟氨酸循环中间物的影响 ④酶的影响--ASAS

（6）尿素合成的生理意义 将有毒的氨转变为无毒的尿素从肾排 出（解除氨毒）

三、α-酮酸的代谢 1、合成非必需A、A （1） 还原加氨/转氨基 α酮酸 非必需氨基酸 （2） 三羧酸循环 （1） 还原加氨/转氨基 α酮酸 非必需氨基酸 （2） 三羧酸循环 谷氨酸 α酮戊二酸 草酰乙酸 天冬氨酸

2、转变为糖或脂肪 （1）生糖氨基酸（glycogenic amino acid） 某些氨基酸脱去NH3后所生成的α-酮酸 可转变为糖。 如Ala、Arg、Asp等（共14种） （2）生酮氨基酸 (ketogenic amino acid) 可转变为乙酰CoA进而生成脂肪或酮体。 如Leu (共1种)

（3）生糖兼生酮氨基酸 某些氨基酸脱去NH3后所生成的α-酮酸 可转变为糖，也可转变为脂肪或酮体。 如Ile、Phe、Trp、Tyr Lys(共5种) TCA cycle是联系糖、脂、蛋白质 三类物质相互转变的重要枢纽。

3、氧化供能 非必需氨基酸 脱 NH3 α-酮酸 TCA cycle 氧化分解 氨基酸 转变为糖、脂 脱 CO2 胺类

四. 氨基酸的脱羧基作用(decarboxylation) 酶 -- 氨基酸脱羧酶类 辅酶 -- 磷酸吡哆醛（VitB6）

几种氨基酸脱羧基作用后生成的重要物质 1、γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid GABA） ①生成 ②作用：抑制性神经传递的介质 ③应用：临床给呕吐病人服B6之机理

2、5-羟色胺 （5-hydroxytrptamine ） ①生成 ②作用：神经递质 强烈缩血管作用/ 刺激平滑肌收缩

3、牛磺酸（taurine） ①生成： ②作用：是结合胆汁酸的组成成分

4、组胺（histamine） ①生成： ②作用：扩血管作用 刺激胃酸分泌

5、多胺（polyamine） ①概念：一类具有3个或3个以上氨基的化合物。 ②生成： ③作用：促进细胞增殖是促进核酸与蛋白质 的合成，常见于肿瘤患者的血液、尿 液中。

第四节 个别氨基酸的代谢 一、一碳单位（one carbon group) 1、概念: 在某些氨基酸的代谢过程中，所生成的由辅酶四氢叶酸携带的一个碳原子的有机基团。 包括：1甲基、2甲烯基、3甲炔基、4甲酰基、5亚氨甲基。

2、一碳单位的载体-----FH4（四氢叶酸） ①携带位置：N5、N10 ②一碳单位+FH4 活性一碳单位 在核酸的生物合成中起重要作用 ③FH4 不是活性甲基的唯一载体， S-腺苷甲硫氨酸是更重要的活性甲基的载体。

3、来源与互变及利用： 原料 载体 一碳单位 合成核苷酸 甲硫氨酸代谢

4、一碳单位在体内的生理作用 （1）参与嘌呤环的生物合成 （2）甲硫氨酸合成时甲基的供给者

二、含硫氨基酸（Met 、Cys）的代谢 1、Met和转甲基作用 （1）Met 是必需氨基酸，重要的甲基供体 以S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的形式提供甲基 （2）SAM是体内最重要的甲基直接供体

活性甲基 甲硫氨酸 S-腺苷甲硫氨酸 S-腺苷甲硫氨酸 （SAM） 甲硫氨酸循环

（3）SAM的作用： ①参与合成重要的甲基化合物 ②修饰蛋白质和核酸，影响其功能 ③消除活性或毒性，参与生物转化 （4）甲硫氨酸循环的生理意义： ①补充甲硫氨酸 ②维生素B12与甲硫氨酸循环 及巨幼细胞性贫血

2、半胱氨酸与胱氨酸代谢 （1） 氧化 ① 2半胱氨酸 胱氨酸 还原 ② 半胱氨酸含有巯基--巯基酶活性 胱氨酸含有二硫键—维持蛋白质三级结构

（2） 氧化脱羧 半胱氨酸 牛磺酸 （结合胆汁酸的成份） （3）谷胱甘肽（glutathione,GSH）

（4）Cys的分解代谢 Cys -SH -NH2 丙酮酸 NH3 H2S 提供活性硫酸根，合成硫酸酯 SO42- 2ATP O2 随尿排出 PAPS（活性硫酸根）

三、支链氨基酸的代谢 1、种类：Val、Ile、Leu 肝外组织中降解 2、降解过程：转氨、脱氢

四、芳香族氨基酸的代谢 1、种类：Phe、Trp、Tyr 肝内代谢 2、Phe和Tyr的代谢 3、缺乏症： 苯丙氨酸羟化酶缺乏------ 苯丙酮尿症 黑色素合成酶系缺乏------ 白化症 尿黑酸的氧化酶系缺乏---- 尿黑酸症 4、Trp的代谢

若先天缺乏 加强

1 酶系先天缺乏 3 4 先天性缺乏 氧化酶系 2

衡量肝功能衰竭的一个指标： 血液中支链氨基酸/芳香族氨基酸比例 正常时： BCAA/ACAA 3.0-3.5 肝功能受损： BCAA/ACAA 1.5-2.0