蛋白質分解代謝中醫課演示文稿當前第1頁\共有80頁\編于星期六\10點優選蛋白質分解代謝中醫課當前第2頁\共有80頁\編于星期六\10點一、蛋白質營養的重要性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（酶）、免疫（抗原及抗體）、運動（肌肉）、物質轉運（載體）、凝血（凝血系統）等。3.氧化供能人體每日18%能量由蛋白質提供。

當前第3頁\共有80頁\編于星期六\10點二、蛋白質需要量和營養價值1.氮平衡(nitrogenbalance)攝入食物的含氮量與排泄物（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（兒童、孕婦等）氮負平衡：攝入氮<排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）氮平衡的意義：可以反映體內蛋白質代謝的慨況。當前第4頁\共有80頁\編于星期六\10點2.生理需要量成人每日最低蛋白質需要量為30～50g，我國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為80g。3.蛋白質的營養價值①必需氨基酸(essentialaminoacid)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：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其余12種氨基酸體內可以合成，稱非必需氨基酸。當前第5頁\共有80頁\編于星期六\10點②蛋白質的營養價值(nutritionvalue)蛋白質的營養價值取決于必需氨基酸的數量、種類、量質比。③蛋白質的互補作用指營養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價值。當前第6頁\共有80頁\編于星期六\10點（一）消化蛋白質消化的生理意義由大分子轉變為小分子，便于吸收。消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應。四、蛋白質的消化、吸收和腐敗當前第7頁\共有80頁\編于星期六\10點消化過程胃中的消化作用：胃蛋白酶的最適pH為1.5～2.5，對蛋白質肽鍵作用特異性差，產物主要為多肽及少量氨基酸。

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)當前第8頁\共有80頁\編于星期六\10點小腸中的消化：——小腸是蛋白質消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白質的主要酶，最適pH為7.0左右，包括內肽酶和外肽酶。內肽酶(endopeptidase)水解蛋白質肽鏈內部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase)自肽鏈的末段開始每次水解一個氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。當前第9頁\共有80頁\編于星期六\10點腸液中酶原的激活胰蛋白酶原糜蛋白酶原羧基肽酶原彈性蛋白酶原

腸激酶(enterokinase)胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶彈性蛋白酶

(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保護胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。保證酶在其特定的部位和環境發揮催化作用。酶原還可視為酶的貯存形式。酶原激活的意義當前第10頁\共有80頁\編于星期六\10點氨基肽酶內肽酶羧基肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意圖2.小腸粘膜細胞對蛋白質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。當前第11頁\共有80頁\編于星期六\10點吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機制：耗能的主動吸收過程（二）吸收當前第12頁\共有80頁\編于星期六\10點（三）蛋白質的腐敗作用腸道細菌對未被消化和吸收的蛋白質及其消化產物所起的作用腐敗作用的產物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產生少量的脂肪酸及維生素等可被機體利用的物質。蛋白質的腐敗作用(putrefaction)當前第13頁\共有80頁\編于星期六\10點1.胺類(amines)的生成蛋白質

氨基酸胺類蛋白酶

脫羧基作用組氨酸組胺賴氨酸尸胺色氨酸色胺酪氨酸酪胺當前第14頁\共有80頁\編于星期六\10點2.

氨的生成未被吸收的氨基酸滲入腸道的尿素氨(ammonia)腸道細菌脫氨基作用尿素酶降低腸道pH，NH3轉變為NH4+以胺鹽形式排出，可減少氨的吸收，這是酸性灌腸的依據。當前第15頁\共有80頁\編于星期六\10點3.其它有害物質的生成酪氨酸苯酚半胱氨酸硫化氫色氨酸吲哚當前第16頁\共有80頁\編于星期六\10點第二節

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids當前第17頁\共有80頁\編于星期六\10點氨基酸代謝庫(metabolicpool)食物蛋白經消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內組織蛋白降解產生的氨基酸（內源性氨基酸）混在一起，分布于體內各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。當前第18頁\共有80頁\編于星期六\10點氨基酸代謝庫食物蛋白質消化吸收組織蛋白質分解體內合成氨基酸

(非必需氨基酸)一、氨基酸代謝概況

α-酮酸脫氨基作用酮體氧化供能糖胺類脫羧基作用氨尿素代謝轉變其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成當前第19頁\共有80頁\編于星期六\10點二、氨基酸的脫氨基作用定義指氨基酸脫去氨基生成相應α-酮酸的過程。脫氨基方式氧化脫氨基轉氨基作用聯合脫氨基

嘌呤核苷酸循環當前第20頁\共有80頁\編于星期六\10點（一）L-谷氨酸氧化脫氨基作用存在于肝、腦、腎中輔酶為

NAD+或NADP+GTP、ATP為其抑制劑GDP、ADP為其激活劑催化酶：

L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O當前第21頁\共有80頁\編于星期六\10點（二）轉氨基作用(transamination)1.定義在轉氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相應的α-酮酸，而另一種α-酮酸得到此氨基生成相應的氨基酸的過程。當前第22頁\共有80頁\編于星期六\10點

2.反應式當前第23頁\共有80頁\編于星期六\10點

3.轉氨酶

正常人各組織GOT及GPT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。當前第24頁\共有80頁\編于星期六\10點4.轉氨基作用的機制轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸磷酸吡哆醛α-酮酸磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉氨酶當前第25頁\共有80頁\編于星期六\10點轉氨基作用不僅是體內多數氨基酸脫氨基的重要方式，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。通過此種方式并未產生游離的氨。5.轉氨基作用的生理意義當前第26頁\共有80頁\編于星期六\10點氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+轉氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合成非必需氨基酸的主要方式。（三）聯合脫氨基作用兩種脫氨基方式的聯合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。定義:當前第27頁\共有80頁\編于星期六\10點蘋果酸

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α-酮戊二酸氨基酸谷氨酸α-酮酸轉氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉氨酶

2此種方式主要在肌肉組織進行。腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)（四）嘌呤核苷酸循環當前第28頁\共有80頁\編于星期六\10點三、α-酮酸的代謝（一）經氨基化生成非必需氨基酸（二）轉變成糖及脂類當前第29頁\共有80頁\編于星期六\10點（三）氧化供能α-酮酸在體內可通過TAC和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2，同時生成ATP。當前第30頁\共有80頁\編于星期六\10點琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸蛋氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯系TAC當前第31頁\共有80頁\編于星期六\10點第三節

氨的代謝MetabolismofAmmonia當前第32頁\共有80頁\編于星期六\10點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0.6μmol/L。

當前第33頁\共有80頁\編于星期六\10點一、血氨的來源與去路1.血氨的來源①

氨基酸脫氨基作用產生的氨是血氨主要來源,

胺類的分解也可以產生氨

RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②

腸道吸收的氨氨基酸在腸道細菌作用下產生的氨尿素經腸道細菌尿素酶水解產生的氨③腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶當前第34頁\共有80頁\編于星期六\10點2.血氨的去路①在肝內合成尿素，這是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。當前第35頁\共有80頁\編于星期六\10點二、氨的轉運1.丙氨酸-葡萄糖循環(alanine-glucosecycle)反應過程生理意義①肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸到肝。②肝為肌肉提供葡萄糖。當前第36頁\共有80頁\編于星期六\10點丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白質氨基酸NH3谷氨酸α-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α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環葡萄糖當前第37頁\共有80頁\編于星期六\10點2.谷氨酰胺的運氨作用反應過程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在腦、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。當前第38頁\共有80頁\編于星期六\10點三、體內氨的去路1生成部位

主要在肝細胞的線粒體及胞液中。2生成過程尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，稱為鳥氨酸循環(orinithinecycle)，又稱尿素循環(ureacycle)或Krebs-Henseleit循環。（一）尿素的生成（鳥氨酸循環）當前第39頁\共有80頁\編于星期六\10點（1）氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應在線粒體中進行當前第40頁\共有80頁\編于星期六\10點反應由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)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)當前第41頁\共有80頁\編于星期六\10點（2）瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸當前第42頁\共有80頁\編于星期六\10點由鳥氨酸氨基甲酰轉移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化，OCT常與CPS-Ⅰ構成復合體。反應在線粒體中進行，瓜氨酸生成后進入胞液。當前第43頁\共有80頁\編于星期六\10點（3）精氨酸的合成反應在胞液中進行。精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸當前第44頁\共有80頁\編于星期六\10點精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸當前第45頁\共有80頁\編于星期六\10點（4）精氨酸水解生成尿素反應在胞液中進行尿素鳥氨酸精氨酸當前第46頁\共有80頁\編于星期六\10點鳥氨酸循環2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液當前第47頁\共有80頁\編于星期六\10點反應小結：原料：2分子氨，一個來自于游離氨，另一個來自天冬氨酸。過程：先在線粒體中進行，再在胞液中進行。耗能：3個ATP，4個高能磷酸鍵。當前第48頁\共有80頁\編于星期六\10點當前第49頁\共有80頁\編于星期六\10點（三）高氨血癥和氨中毒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(ammoniapoisoning)。當前第50頁\共有80頁\編于星期六\10點TAC↓

腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3腦內α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機制當前第51頁\共有80頁\編于星期六\10點第四節

個別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids當前第52頁\共有80頁\編于星期六\10點

一、氨基酸脫羧基作用脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛當前第53頁\共有80頁\編于星期六\10點（一）組胺(histamine)L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。當前第54頁\共有80頁\編于星期六\10點（二）γ-氨基丁酸

(γ-aminobutyricacid,GABA)

L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脫酶GABA是抑制性神經遞質，對中樞神經有抑制作用。當前第55頁\共有80頁\編于星期六\10點（三）5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO25-HT在腦內作為神經遞質，起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。當前第56頁\共有80頁\編于星期六\10點

二、一碳單位的代謝定義（一）概述及特性某些氨基酸代謝過程中產生的只含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位(onecarbonunit)。

當前第57頁\共有80頁\編于星期六\10點種類甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲酰基

(formyl)-CHO亞胺甲基

(formimino)-CH=NH

當前第58頁\共有80頁\編于星期六\10點一碳單位的生理功能作為合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代謝和核酸代謝聯系起來當前第59頁\共有80頁\編于星期六\10點（二）四氫葉酸是一碳單位的載體FH4的生成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+當前第60頁\共有80頁\編于星期六\10點

FH4攜帶一碳單位的形式（一碳單位通常是結合在FH4分子的N5、N10位上）N5—CH3—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4當前第61頁\共有80頁\編于星期六\10點一碳單位主要來源于氨基酸代謝絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸

N10—CHO—FH4（三）一碳單位的生成及互變當前第62頁\共有80頁\編于星期六\10點一碳單位的互相轉變N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3當前第63頁\共有80頁\編于星期六\10點

三、含硫氨基酸的代謝胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸當前第64頁\共有80頁\編于星期六\10點（一）甲硫氨酸與轉甲基作用腺苷轉移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)當前第65頁\共有80頁\編于星期六\10點甲基轉移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內甲基的直接供體當前第66頁\共有80頁\編于星期六\10點2.甲硫氨酸循環(methioninecycle)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FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3當前第67頁\共有80頁\編于星期六\10點3.肌酸的合成肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量儲存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，轉變為磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代謝的終產物為肌酸酐(creatinine)。當前第68頁\共有80頁\編于星期六\10點H2O+當前第69頁\共有80頁\編于星期六\10點（二）半胱氨酸與胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2當前第70頁\共有80頁\編于星期六\10點2.硫酸根的代謝含硫氨基酸分解可產生硫酸根，半胱氨酸是主要來源。SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5′-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸，PAPS）PAPS為活性硫酸，是體內硫酸基的供體當前第71頁\共有80頁\編于星期六\10點

四、芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸當前第72頁\共有80頁\編于星期六\10點（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝苯丙氨酸+O2酪氨酸+H2O苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADPH+H+NADP+此反應為苯丙氨酸的主要代謝途徑。當前第73頁\共有80頁\編于星期六\10點1.兒茶酚胺(catecholamine)與黑色素(melanin