關于蛋白質的降解和氨基酸代謝一、蛋白質營養的重要性（生理功用）蛋白質是生命的物質基礎維持細胞、組織的生長、更新與修補參與催化、運輸、免疫作用作為能源物質（僅占總能量需求的18%）

17.19kJ/g蛋白質§1蛋白質的營養價值第2頁,共70頁，星期六，2024年，5月

總平衡

正平衡

負平衡

入=出（正常成人）入>出（兒童、孕婦等)入<出（饑餓、消耗性疾病患者）二、體內蛋白質的代謝狀況可用氮平衡描述

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。氮平衡第3頁,共70頁，星期六，2024年，5月

蛋白質的生理需要量成人每日蛋白質最低生理需要量為30g~50g，我國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為氮平衡的意義可以反映體內蛋白質代謝的概況。80g.第4頁,共70頁，星期六，2024年，5月

要滿足成人每日蛋白質80克的需要量“一把蔬菜一把豆，一個雞蛋加點肉”第5頁,共70頁，星期六，2024年，5月定義：機體需要而又不能自身合成，必需由食物供給的氨基酸。共八種：

Val、Leu、Ile、Met、Thr、

Lys、Phe、Trp三、營養必需氨基酸決定蛋白質的營養價值營養必需氨基酸(essentialaminoacid)第6頁,共70頁，星期六，2024年，5月

半必需氨基酸體內雖然能合成，但量不足以供體內所需；或以必需氨基酸為原料。

His，Arg，Tyr，CysPheTyrMetCys第7頁,共70頁，星期六，2024年，5月

蛋白質的營養價值(nutritionvalue)蛋白質的營養價值是指食物蛋白質在體內的利用率，取決于必需氨基酸的數量、種類、量質比。

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。第8頁,共70頁，星期六，2024年，5月

幾種生理價值較低的蛋白質混合食用，生理價值提高。

例：賴氨酸色氨酸谷類少多豆類多少混合食用，可提高營養價值第9頁,共70頁，星期六，2024年，5月§2蛋白質的消化、吸收與腐敗一、外源性蛋白質消化成氨基酸和寡肽后被吸收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。第10頁,共70頁，星期六，2024年，5月（一）在胃和腸道蛋白質被消化成氨基酸和寡肽

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)1.胃中的消化第11頁,共70頁，星期六，2024年，5月

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。

2.小腸中的消化——小腸是蛋白質消化的主要部位。第12頁,共70頁，星期六，2024年，5月蛋白酶的特異性第13頁,共70頁，星期六，2024年，5月吸收部位：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）氨基酸通過主動轉運過程被吸收第14頁,共70頁，星期六，2024年，5月

氨基酸吸收載體載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯體，由ATP供能將氨基酸、Na+轉入細胞內，Na+再由鈉泵排出細胞。載體類型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與甘氨酸載體β氨基酸轉運蛋白二肽轉運蛋白三肽轉運蛋白第15頁,共70頁，星期六，2024年，5月

耗能的主動吸收第16頁,共70頁，星期六，2024年，5月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。二、蛋白質在腸道發生腐敗作用第17頁,共70頁，星期六，2024年，5月§3氨基酸的一般代謝一、體內蛋白質分解生成氨基酸二、氨基酸的脫氨基作用（一）L-谷氨酸氧化脫氨基作用（二）轉氨基作用（三）聯合脫氨基作用（主）

1.肝腎組織中的聯合脫氨基作用

2.嘌呤核苷酸循環（肌）

三、氨的代謝去路四、

-酮酸的代謝去路第18頁,共70頁，星期六，2024年，5月一、體內蛋白質分解生成氨基酸成人體內的蛋白質每天約有1%~2%被降解，主要是肌肉蛋白質。蛋白質降解產生的氨基酸，大約70%~80%被重新利用合成新的蛋白質。第19頁,共70頁，星期六，2024年，5月

一般在下列3種代謝狀況下，氨基酸會氧化降解：①細胞的蛋白質進行正常的合成和降解時，蛋白質合成并不需要蛋白質降解釋放出的某些氨基酸，這些氨基酸會進行氧化分解。②食物富含蛋白質，消化產生的氨基酸超過了蛋白質合成的需要，由于氨基酸不能在體內儲存，過量的氨基酸在體內被氧化降解。第20頁,共70頁，星期六，2024年，5月③機體處于饑餓狀態或未控制的糖尿病狀態時，機體不能利用或不能合適地利用糖作為能源，細胞的蛋白質被用做重要的能源。第21頁,共70頁，星期六，2024年，5月

分布于體內各處，參與代謝的所有游離AA的總稱

分布不均：肌50%，肝10%，腎4%，血漿1%~6%氨基酸代謝庫的

三條來源四條去路氨基酸代謝庫(metabolicpool)第22頁,共70頁，星期六，2024年，5月

氨基酸代謝庫食物蛋白體內合成

體內蛋白來源去路α-酮酸氨

尿素某些含氮物胺類CO2氧化供能酮體糖脫氨第23頁,共70頁，星期六，2024年，5月（一）L-谷氨酸氧化脫氨基作用反應過程包括脫氫和水解兩步第24頁,共70頁，星期六，2024年，5月

L-谷氨酸脫氫酶(L-glutamatedehydro-genase)是一種不需氧脫氫酶，以NAD+或NADP+為輔酶，生成的NADH可進入呼吸鏈進行氧化磷酸化。該酶活性高，分布廣泛，因而作用較大。該酶屬于變構酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。上述兩步反應是可逆的，通過該途徑可以合成谷氨酸。第25頁,共70頁，星期六，2024年，5月1.氨基酸氧化酶（需氧脫氫酶）

L-氨基酸氧化酶（輔酶為FMN）分布差（限于肝、腎）、活性低，作用小

D-氨基酸氧化酶（輔酶為FAD）分布廣、活性大，可作用于D-氨基酸；體內作用不明

2.L-谷氨酸脫氫酶（輔酶為NAD+或NADP+）

分布廣（肌肉除外）、活性強，十分重要；尤其是在聯合脫氨基作用中催化氨基酸氧化脫氨基的酶類第26頁,共70頁，星期六，2024年，5月R’-CH(NH2)COOH

R”-COCOOHR’-COCOOH

R”-CHCOOH

（二）轉氨基作用轉氨酶1.定義：

一個α-氨基酸的氨基轉移到另一個α-酮酸酮基的位置上，生成相應的α-氨基酸，而原來的α-氨基酸則轉變為相應的α-酮酸。催化這類反應的酶為轉氨酶(transaminase)。NH2NH2第27頁,共70頁，星期六，2024年，5月體內有多種轉氨酶，具有特異性：不同氨基酸與轉氨酶之間的轉氨基作用只能由專一的轉氨酶催化α-酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸作為氨基接受體的轉氨酶體系常見谷氨酸與α-酮酸的轉氨酶最為重要轉氨酶的輔酶為磷酸吡哆醛2.轉氨酶第28頁,共70頁，星期六，2024年，5月

丙氨酸氨基轉移酶ALT

（alaninetransaminase）又稱為谷丙轉氨酶（GPT）。催化丙氨酸與α-酮戊二酸之間的氨基移換反應，為可逆反應。該酶在肝臟中活性較高，在肝臟疾病時，可引起血清中ALT活性明顯升高。丙氨酸+α-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸3.重要的轉氨酶及所催化的反應ALT第29頁,共70頁，星期六，2024年，5月COOHCH-NH2CH2CH2COOHALT/GPT

CH3H-C-NH2COOHNH2CH3H-C=OCOOHNH2丙氨酸丙酮酸α-酮戊二酸谷氨酸COOHC=OCH2CH2COOH第30頁,共70頁，星期六，2024年，5月天冬氨酸氨基轉移酶AST

（aspartatetransaminase,）又稱為谷草轉氨酶（GOT）。催化天冬氨酸與α-酮戊二酸之間的氨基移換反應，為可逆反應。該酶在心肌中活性較高，故在心肌疾患時，血清中AST活性明顯升高。天冬氨酸+α-酮戊二酸草酰乙酸

+谷氨酸

AST第31頁,共70頁，星期六，2024年，5月COOHCH-NH2CH2CH2COOHAST/GOTNH2天冬氨酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸COOHC=OCH2CH2COOH

COOHCH2H-C-NH2COOH

COOHCH2H-C＝OCOOHNH2第32頁,共70頁，星期六，2024年，5月4.

輔酶作用機制

吡哆醇:R=-CH2OH

維生素B6吡哆醛:R=-CHO

吡哆胺:R=-CH2NH2

維生素B6的輔酶形式

P磷酸吡哆醇:R=-CH2OH磷酸吡哆醛:R=-CHO磷酸吡哆胺:R=-CH2NH2第33頁,共70頁，星期六，2024年，5月轉氨機制第34頁,共70頁，星期六，2024年，5月5.轉氨基作用特點：1.反應可逆2.沒有游離NH3

產生3.部分氨基酸可以直接或間接以α-酮戊二酸為受氨體生成谷氨酸4.輔酶為維生素B6的磷酸酯第35頁,共70頁，星期六，2024年，5月（三）聯合脫氨基作用

轉氨基作用與氧化脫氨基作用聯合進行，從而使氨基酸脫去氨基并氧化為α-酮酸(α-ketoacid)的過程，稱為聯合脫氨基作用。

第36頁,共70頁，星期六，2024年，5月

轉氨酶L-谷氨酸脫氫酶

谷氨酸α-酮戊二酸α-酮酸++NH3NADH+H+H2O+NAD+COOHC=OCH2CH2COOHCOOHCH-NH2CH2CH2COOHNH2

RH-C=OCOOH

RH-C-NH2COOHNH2第37頁,共70頁，星期六，2024年，5月聯合脫氨基作用的特點：

轉氨基與氧化脫氨基作用偶聯聯合脫氨基作用是氨基酸脫氨基的主要方式。3.產生游離NH34.合成非必需氨基酸的重要途徑5.肝、腎、腦中最活躍第38頁,共70頁，星期六，2024年，5月這是存在于骨骼肌和心肌中的一種特殊的聯合脫氨基作用方式。在骨骼肌和心肌中，由于谷氨酸脫氫酶的活性較低，而腺苷酸脫氨酶的活性較高，故采用此方式進行脫氨基。

聯合嘌呤核苷酸循環

Purinenucleotidecycle轉氨基作用核苷酸參與的脫氨基作用第39頁,共70頁，星期六，2024年，5月AMPNH2│α-氨基酸α-酮戊二酸α-酮酸谷氨酸天冬氨酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸腺苷酸脫氨酶

H2ONH3NH2NH2NH2NH2NH2蘋果酸草酰乙酸IMPO‖第40頁,共70頁，星期六，2024年，5月三、氨的代謝去路（一）體內有毒性的氨有三個重要來源（二）氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉運（三）氨在肝合成尿素是氨的主要去路第41頁,共70頁，星期六，2024年，5月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。

第42頁,共70頁，星期六，2024年，5月（一）體內有毒性的氨有三個重要來源氨基酸脫氨基作用和胺類分解均可產生氨腸道細菌腐敗作用產生氨腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺第43頁,共70頁，星期六，2024年，5月

體內氨的來源(血氨正常值<0.1mg/100ml)NH3腎小管上皮細胞分泌分解AA及胺類吸收腸道毒

AA(脫氨基)胺(氧化)

（GlnGlu+NH3）GlnE

腸內AA腐敗脫氨尿素水解尿素酶氨第44頁,共70頁，星期六，2024年，5月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。第45頁,共70頁，星期六，2024年，5月NH3（易彌散）

銨NH4+

（不易彌散）（排出）酸性環境H++NH3NH4+第46頁,共70頁，星期六，2024年，5月（二）通過谷氨酰胺氨從腦和肌肉等組織運往肝或腎（一）通過丙氨酸-葡萄糖循環氨從肌肉運往肝（二）氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉運第47頁,共70頁，星期六，2024年，5月

肌肉中的氨基酸將氨基轉給丙酮酸生成丙氨酸，后者經血液循環轉運至肝臟再脫氨基，生成的丙酮酸經糖異生合成葡萄糖后再經血液循環轉運至肌肉重新分解產生丙酮酸，通過這一循環反應過程即可將肌肉中氨基酸的氨基轉移到肝臟進行處理。這一循環反應過程就稱為丙氨酸-葡萄糖循環。

丙氨酸-葡萄糖循環(alanine-glucosecycle)：

第48頁,共70頁，星期六，2024年，5月丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質氨基酸谷氨酸α-KG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NH3第49頁,共70頁，星期六，2024年，5月生理意義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。第50頁,共70頁，星期六，2024年，5月

谷氨酰胺(glutamine)的運氨作用

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。谷氨酸谷氨酰胺NH3+ATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶H2ONH3谷氨酰胺酶

腦、肌肉肝、腎第51頁,共70頁，星期六，2024年，5月生理意義：

谷氨酰胺是氨的解毒產物，也是氨的儲存及運輸形式。第52頁,共70頁，星期六，2024年，5月

谷氨酰胺的生物學意義

天門冬酰胺、核苷酸谷氨酰胺谷氨酸

運氨、儲氨、解氨毒NH3

蛋白質異生成糖供氨體氧化供能第53頁,共70頁，星期六，2024年，5月（三）氨在肝合成尿素是氨的主要去路Krebs提出尿素是通過鳥氨酸循環合成的學說肝中鳥氨酸循環合成尿素的詳細步驟尿素合成受膳食蛋白質和兩種限速酶活性的調節尿素合成障礙可引起高血氨癥與氨中毒第54頁,共70頁，星期六，2024年，5月鳥氨酸循環與尿素的合成

ornithinecycleandureasynthesis

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)。第55頁,共70頁，星期六，2024年，5月

1.反應起始物CO2、NH3Asp中的氨基

2.反應場所肝胞液線粒體

3.反應條件ATP4.反應過程鳥氨酸循環

5.能量消耗

6.限速酶

7.調控

8.高血氨和氨中毒

鳥氨酸循環過程第56頁,共70頁，星期六，2024年，5月NH3

NH2CONH2

實驗：小鼠肝切片＋銨鹽銨鹽

尿素

O2尿素說明：肝第57頁,共70頁，星期六，2024年，5月

肝是合成尿素的主要器官

血中尿素含量

血NH3尿中尿素含量正常動物

升高升高升高切除肝降低升高降低切除腎升高升高降低同時切除肝腎降低升高降低第58頁,共70頁，星期六，2024年，5月

1.反應起始物CO2、NH3Asp中的氨基

2.反應場所肝胞液線粒體

3.反應條件ATP4.反應過程鳥氨酸循環

5.能量消耗

6.限速酶

7.調控

8.高血氨和氨中毒

鳥氨酸循環過程第59頁,共70頁，星期六，2024年，5月4.反應過程------鳥氨酸循環

⑴.氨基甲酰磷酸的合成線粒體⑵.瓜氨酸的合成線粒體⑶.精氨酸的合成胞液⑷.精氨酸水解成尿素胞液

第60頁,共70頁，星期六，2024年，5月4.反應過程------鳥氨酸循環

第61頁,共70頁，星期六，2024年，5月鳥氨酸循環第62頁,共70頁，星期六，2024年，5月鳥氨酸循環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草酰乙酸蘋果酸α