蛋白質(zhì)降解

和氨基酸代謝ProteinDegradationandMetabolismofAminoAcids生理需要量中國營養(yǎng)學(xué)會推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量是為80g。必需氨基酸體內(nèi)需要但自身又不能合成，必須由食物供應(yīng)的氨基酸。

8種必需氨基酸：甲硫氨酸、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸和蘇氨酸（假設(shè)來寫一兩本書）。蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值食物蛋白組織蛋白[酶、蛋白質(zhì)、激素等]氨基酸庫過剩的氨基酸轉(zhuǎn)氨作用脫氨作用合成新肽、蛋白質(zhì)等非蛋白質(zhì)含氮化合物[嘌呤、嘧啶、膽堿、肌酸、煙酰胺、卟啉、腎上腺素、甲狀腺素、膽汁鹽、黑色素等。-酮酸糖或酮體TCAATPH2O+CO2氨基酸的來源及去路尿氨基酸糖或脂氨尿素蛋白質(zhì)的消化和降解

食物蛋白胃，pepsin作用為小肽小腸，腸trypsin、chymotrypsin作用，變?yōu)楦《屉?，腸粘膜的dipeptidase、aminopeptidase和胰臟分泌的carboxypeptidase徹底水解為各種AA腸壁細(xì)胞肝臟血液組織、細(xì)胞。

消化系統(tǒng)及

蛋白酶的分泌幾種常見的蛋白水解酶

酶位點(diǎn)（或底物）胰蛋白酶(Trypsin）Lys,Arg的羧基端胰凝乳(糜)蛋白酶Phe,Trp,Tyr的羧基端

(Chymotrypsin)胃蛋白酶(Pepsin)Phe,Trp,Tyr的氨基端氨肽酶(aminopeptidase)肽的氨基端羧肽酶(carboxypeptidase)肽的羧基端二肽酶(dipeptidase)二肽彈性蛋白酶(elastase)各種脂肪族AA形成的肽腸激酶(Enterokinase)對胰酶的激活胰蛋白酶原(trypsinogen)胰蛋白酶(trypsin)腸激酶糜蛋白酶原糜蛋白酶羧肽酶原[A和B]羧肽酶[A和B]彈性蛋白酶原彈性蛋白酶

胰腺最初分泌出來的各種蛋白酶和肽酶均以無活性的酶原形式存在，胰液中還存在胰蛋白酶抑制劑，能保護(hù)胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。胃液,胰液中蛋白酶水解蛋白質(zhì)的產(chǎn)物為：1/3氨基酸，2/3寡肽小腸粘膜細(xì)胞中存在寡肽酶，把寡肽水解成氨基酸。多肽的吸收機(jī)制

過去認(rèn)為，蛋白質(zhì)經(jīng)消化道酶促水解后，主要以氨基酸的形式吸收。近年的研究結(jié)果表明，人體吸收蛋白質(zhì)的主要形式不是以氨基酸的形式吸收的，而是以多肽的形式吸收的，這是人體吸收蛋白質(zhì)機(jī)制的重大突破?？茖W(xué)試驗(yàn)證明，多肽的吸收機(jī)制具有十大特點(diǎn)：多肽吸收機(jī)制的特點(diǎn)不需消化，直接吸收吸收快速吸收時(shí)，多肽體不會被破壞多肽具有100%被人體吸收的特點(diǎn)多肽具有主動吸收的特點(diǎn)多肽具有優(yōu)先被人體吸收的特點(diǎn)人體對多肽的吸收不需耗費(fèi)能量和增加消化道，特別是胃腸功能負(fù)擔(dān)的特點(diǎn)多肽在人體表現(xiàn)出載體作用多肽可在人體起運(yùn)輸工具的作用多肽被人體吸收后，可在人體中起信使作用體腔（腹腔）疾病

（乳糜瀉，Celiacdisease）

消化酶不能分解小麥面粉中的水不溶性蛋白（麥角蛋白gliadin），先天免疫性障礙造成對小腸黏膜的炎癥和萎縮，對腸襯細(xì)胞產(chǎn)生不利作用，引起體腔（腹腔）疾病。

急性胰腺炎

（AcutePancteatitis）

胰液分泌到腸內(nèi)的分泌途徑障礙，蛋白水解酶酶原預(yù)先成熟轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋幕钚孕问?，這些活性水解酶在胰腺細(xì)胞內(nèi)攻擊自身組織，損傷器官。嚴(yán)重時(shí)可致命，死亡率為20%，有并發(fā)癥者可達(dá)50%。食物蛋白過敏

有時(shí)體內(nèi)蛋白酶受抑制或缺失，少量蛋白可直接被吸收進(jìn)入血液，導(dǎo)致食物蛋白過敏。

蛋白質(zhì)的腐敗I腸道細(xì)菌對未被消化的蛋白質(zhì)及蛋白質(zhì)的消化產(chǎn)物起的作用稱為腐敗作用。（一）胺類的生成

細(xì)菌蛋白酶脫羧基蛋白質(zhì)氨基酸胺類

脫羧基

組氨酸組胺

脫羧基賴氨酸尸胺

脫羧基色氨酸色胺

脫羧基酪氨酸酪胺

脫羧基笨丙氨酸苯乙胺

蛋白質(zhì)的腐敗II(二)氨的生成腸道氨的兩個(gè)來源1.未被吸收的氨基酸在腸道細(xì)菌作用下脫氨基生成.2.血液中尿素深入腸道,受腸菌尿素酶的水解生成氨可被吸收入血液。降低腸道pH,可減少氨的吸收。(三)其它有害物質(zhì)生成腐敗作用還可產(chǎn)生其它有害物質(zhì)。如:苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氫，大部分有害物質(zhì)隨糞便排出，只有小部分被吸收經(jīng)肝代謝解毒，正常情況下不會發(fā)生中毒現(xiàn)象。食物蛋白組織蛋白[酶、蛋白質(zhì)、激素等]氨基酸庫過剩的氨基酸轉(zhuǎn)氨作用脫氨作用合成新肽、蛋白質(zhì)等非蛋白質(zhì)含氮化合物[嘌呤、嘧啶、膽堿、肌酸、煙酰胺、卟啉、腎上腺素、甲狀腺素、膽汁鹽、黑色素等。-酮酸糖或酮體TCAATPH2O+CO2氨基酸的來源及去路尿氨基酸糖或脂氨尿素氮平衡蛋白質(zhì)的平均含氮量為16%，食物中含氮物絕大部分為蛋白質(zhì)，因此，測定食物中的含氮量、以及測定尿與糞中的含氮量可以反映人體蛋白質(zhì)的代謝概況。

1.氮的總平衡

攝入氮=排出氮,收支平衡反映正常成人的蛋白質(zhì)代謝情況。

2.氮的正平衡

攝入氮>排出氮反應(yīng)兒童，孕婦及恢復(fù)期病人的代謝情況。3.氮的負(fù)平衡

攝入氮<排出氮

反映饑餓或消耗性疾病患者。氮素循環(huán)是生物的氮庫

空氣是最重要的氮源，含有近4/5的氮?dú)夥肿?。但極少生物可以轉(zhuǎn)化氮?dú)鉃樯矬w可利用的氮素，不同生物在氮素循環(huán)中通過補(bǔ)救或再利用獲得氮素。循環(huán)中第一步是固氮細(xì)菌固定[還原]空氣氮生成氨（或銨）。雖然多數(shù)有機(jī)體可以利用氨，但土壤細(xì)菌通過氧化氨生成亞硝酸鹽和最終的硝酸鹽獲得能量，幾乎所有到達(dá)土壤的氨都被氧化為硝酸鹽，這一過程為硝化作用。氮素循環(huán)是生物氮的庫(續(xù))

植物和許多微生物通過硝酸或亞硝酸還原酶作用吸收硝酸鹽或亞硝酸鹽。氨被植物固定為氨基酸，動物可利用植物作為氨基酸源合成蛋白質(zhì)。有機(jī)體死亡時(shí)，微生物分解其蛋白質(zhì)，將氨回放到土壤，消化細(xì)菌再次把氨轉(zhuǎn)化為硝酸鹽和亞硝酸鹽。無氧條件下，細(xì)菌還可以把硝酸鹽轉(zhuǎn)變?yōu)镹2回到空氣，這一過程被稱為反硝化作用。氮的循環(huán)(TheNitrogenCycle)生物圈每年固氮的總量超過1011Kg固氮細(xì)菌硝化細(xì)菌去硝化細(xì)菌生物固氮

（BiologicalNitrogenFixation）

固氮生物將空氣中的N2還原為NH3的過程，一切生物含N的最初來源都是大氣中的N2。

一．脫氨基作用 二．轉(zhuǎn)氨基作用 三．聯(lián)合脫氨作用 四．脫羧作用 五．氨的去路—尿素循環(huán)六.個(gè)別氨基酸代謝

氨基酸的分解代謝脫氨（基）作用

（Deamination）

氨基酸失去氨基的作用，包括：

氧化脫氨，動、植物中普遍存在；

非氧化脫氨，微生物中，不普遍。 氨基酸的脫氨基作用由氨基酸氧化酶催化。

動物的脫氨主要發(fā)生在肝臟中。

脫氨（基）作用

AAoxidaseAA+?O2Ketoacid+?NH3氨基酸的氧化脫氨由氨基酸氧化酶催化，酶是一種黃素蛋白:1．L-aaoxidase，分布不廣、活力低，一類以FAD為輔基、另一類以FMN為輔基（人和動物）。對Gly;L-Ser,L-Thr;L-Glu,L-Asp;Lys,Arg,Ornithine（鳥氨酸）無作用。2．D-aaoxidase，以FAD為輔基，分布廣，但作用不大。3．氧化專一aa的酶。氧化專一氨基酸的酶

GlyOxidase：

Gly+1/2O2Glyoxylate+NH3

AspOxidase：

Asp+1/2O2Oxaloacetate+NH3L-谷氨酸脫氫酶L-GluDehydrogenase

L-GludHE

L-Glu+NAD(P)+-ketoglutarate+NH3+NAD(P)H+H+

味精生產(chǎn)發(fā)酵菌的L-GludHE活力非常高，利用糖代謝的中間產(chǎn)物-ketoglutarate發(fā)酵生產(chǎn)味精，NADPH來自于異檸檬酸脫氫。

L-GludHE的調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)氨(基)作用（Transamination）

Transaminase催化，一個(gè)L-aa的-NH2轉(zhuǎn)移到一個(gè)-酮酸上使之變成相應(yīng)的-aa，自身轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄬?yīng)的-酮酸。酶均以磷酸吡哆醛為輔基。體內(nèi)除Lys、Pro和羥脯氨酸外，大多數(shù)氨基酸都可進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基作用。

GPTGlu+PyAla+-ketoglutaricacid

GOTGlu+oxaloacetateAsp+-ketoglutaricacid體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶①谷丙轉(zhuǎn)氨酶（glutamicpyruvictransaminase,GPT）或丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（alanineamino-transferase,ALT）：肝中活性最高②谷草轉(zhuǎn)氨酶（glutamicoxalo-acetictransaminase,GOT）或天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（aspartateamino-transferase,AST）：

心肌中活性最高GPTGOT磷酸吡哆醛參與氨基向酮基的轉(zhuǎn)移

所有的氨基轉(zhuǎn)移酶都是一個(gè)共同的輔基和作用機(jī)理，輔基是磷酸吡哆醛[PLP]。PLP作為轉(zhuǎn)氨酶活性位點(diǎn)的氨基載體起作用，在磷酸吡哆醛的受氨形式與磷酸吡哆胺的供氨形式間進(jìn)行可逆轉(zhuǎn)換。PLP通常共價(jià)結(jié)合到酶的活性位點(diǎn)（與酶的Lys的-氨基結(jié)合）。PLP，氨基酸轉(zhuǎn)氨酶的輔基一些氨基酸-碳原子上的轉(zhuǎn)化受到磷酸吡哆醛的促進(jìn)轉(zhuǎn)氨外消旋脫羧聯(lián)合脫氨作用

（UnitedDeamination）

氨基酸脫氨通過轉(zhuǎn)氨作用和L-谷氨酸dHE催化的L-谷氨酸氧化脫氨作用聯(lián)合完成。它是體內(nèi)各種氨基酸脫氨基的主要形式。彌補(bǔ)L-aaoxidase分布少、活力低的缺陷。其逆反應(yīng)也是體內(nèi)生成非必需氨基酸的途徑。通過轉(zhuǎn)氨和脫氫酶聯(lián)合脫氨

（UnitedDeamination)通過嘌呤核苷酸循環(huán)聯(lián)合脫氨

（UnitedDeamination）

嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨作用，次黃嘌呤核苷一磷酸(IMP)與Asp形成腺苷酸代琥珀酸(adenylosuccinate)，再經(jīng)裂合酶分解產(chǎn)生AMP和延胡索酸，AMP在腺苷酸脫氨酶作用下生成NH3和IMP。骨骼肌、心肌、肝臟及腦中主要的脫氨方式。

嘌呤核苷酸循環(huán)裂解酶GOT-酮酸的代謝

氨基酸脫羧酶的輔酶也是磷酸吡哆醛。氨基酸的脫羧基作用

胺是體內(nèi)的生理活性物質(zhì)，主要在肝中滅活Hishistamine（擴(kuò)展血管、降血壓）

Tyrtyramine(升高血壓）Glu-氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì),強(qiáng)神經(jīng)抑制性氨基酸，具有鎮(zhèn)靜、催眠、抗驚厥、降血壓等。

）血氨的來源①氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是血氨的主要來源,胺類的分解也可以產(chǎn)生氨；RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②腸道吸收的氨；氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨尿素經(jīng)腸道細(xì)菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨③腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶血氨的去路①在肝內(nèi)合成尿素，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。血氨升高的原因（l）氨清除不足：鳥氨酸循環(huán)障礙

（2）氨的產(chǎn)生過多：

①上消化道出血→蛋白質(zhì)在腸道內(nèi)細(xì)菌作用下產(chǎn)氨↑。

②肝硬化(門靜脈血流受阻、膽汁分泌↓）

→細(xì)菌↑→分解蛋白質(zhì)↑→產(chǎn)氨↑↑。

③肝腎綜合征→氮質(zhì)血癥(azotemia)→胃腸道的尿素↑↑→腸內(nèi)細(xì)菌尿素酶作用→產(chǎn)氨↑↑。

④肌肉中腺苷酸分解↑←肌肉收縮血氨↑（3）腸道pH的影響：pH,NH3NH4+；pH,NH4+NH3氨的轉(zhuǎn)運(yùn)-通過Gln帶到肝臟

通過Gln，多數(shù)動物細(xì)胞有谷氨酰胺合成酶Glnsynthetase，催化NH3+Glu+ATPGln+ADP+Pi。Gln運(yùn)送到肝臟或腎臟，谷氨酰胺酶（glutaminase）催化其水解，釋放NH4+。谷氨酰胺在

血液中轉(zhuǎn)移氨氨的轉(zhuǎn)運(yùn)-Glc-Ala循環(huán)是肌肉與肝之間氨的轉(zhuǎn)運(yùn)形式。意義：既使肌肉中的氨以無毒的Ala形式運(yùn)到肝，肝又為肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。GPTGPT葡萄糖-丙氨酸循環(huán)氨的排泄1.

排氨，氨經(jīng)Gln運(yùn)送到排泄部位（如魚鰓），Gln酶裂解出游離氨借助擴(kuò)散運(yùn)動排出體外。2.排尿素—尿素（鳥氨酸）循環(huán)。3.排尿酸，爬蟲類和鳥類以尿酸作為氨的主要排泄形式（靈長類、鳥類和陸生爬蟲類嘌呤代謝的產(chǎn)物也是尿酸）。4.自然界還有許多其他排氨方式，蜘蛛以鳥嘌呤作為氨基氮的排泄方式；許多魚類以氧化三甲胺排氮；高等植物則以Gln和Asn的形式把氨基氮儲存于體內(nèi)。氨的去路—尿素循環(huán)

（UreaCycle,鳥氨酸循環(huán)）

HansKrebs,KurtHenseleit[1932]發(fā)現(xiàn)，氨基酸代謝產(chǎn)生的氨在肝臟中代謝為尿素解毒，必須有精氨酸酶[Arginase]，水解精氨酸為尿素而實(shí)現(xiàn)在肝臟中解除氨的毒性，被稱為尿素循環(huán)[鳥氨酸循環(huán)或Krebs-Henseleit

Cycle]。尿素循環(huán)簡圖尿素循環(huán)的詳細(xì)步驟1.線粒體內(nèi)的反應(yīng)步驟氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(carbamoylphos-phatesynthetaseⅠ，CPS-Ⅰ)N-乙酰谷氨酸(N-Acetylglutamicacid,N-AGA)的合成及對氨甲酰磷酸合成酶I的激活。N-乙酰谷氨酸合成酶是植物及微生物中精氨酸由谷氨酸全程合成的第一步反應(yīng)的催化酶。哺乳動物的肝臟中存在此酶的活性，但缺乏其他轉(zhuǎn)化Glu合成Arg的酶。2.胞液內(nèi)反應(yīng)步驟總反應(yīng)式：NH3+CO2+3ATP+Asp+2H2O→尿素+2ADP+2Pi+AMP+PPi+延胡索酸

尿素循環(huán)尿素循環(huán)要點(diǎn)①尿素分子中的氮，一個(gè)來自氨甲酰磷酸（或游離的NH3），另一個(gè)來自Asp；②每合成1分子尿素需消耗4個(gè)~

P；③循環(huán)中消耗的Asp可通過延胡索酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜幔偻ㄟ^轉(zhuǎn)氨基作用，從其他-氨基酸獲得氨基而再生；④氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ為尿素合成的關(guān)鍵酶，被N-乙酰谷氨酸變構(gòu)激活。尿素循環(huán)的遺傳缺陷危及生命

任何尿素循環(huán)酶遺傳缺陷的人都不能耐受蛋白質(zhì)豐富的食物，超過蛋白質(zhì)合成需要的過多的氨基酸在肝中脫氨，產(chǎn)生的氨不能被轉(zhuǎn)化為尿素而進(jìn)入血液引起氨的毒性。人類不能離開無蛋白質(zhì)的食物生存，我們不能合成20種氨基酸中近一半的氨基酸，必須由食物中獲得。尿素循環(huán)缺陷的個(gè)體治療，服食含芳香酸苯甲酸或苯乙酸的食物可以降低血漿中氨的水平。氨甲酰磷酸合成酶缺失的治療N-苯甲?；拾彼?，馬尿酸苯乙酰谷氨酸尿素循環(huán)與TCA尿素循環(huán)與TCA的連接尿素循環(huán)的調(diào)節(jié)食物的影響尿素循環(huán)的五個(gè)酶在饑餓的動物和高蛋白質(zhì)食物動物肝臟的合成速率更高，尿素產(chǎn)生多，缺乏蛋白質(zhì)食物的動物的尿素循環(huán)活性低。關(guān)鍵酶氨甲酰磷酸合成酶I被N-乙酰谷氨酸變構(gòu)激活。高血氨癥與氨中毒血氨氨基酸脫氨腸道吸收腎小管分泌合成尿素合成合成氨基酸等含氮化合物銨鹽生成排出合成谷氨酰胺高血氨癥與肝昏迷氨中毒尿素脲酶高血氨癥和氨中毒血氨濃度↑高血氨癥常見原因：肝功能嚴(yán)重?fù)p害、尿素循環(huán)中的酶缺陷正常血氨濃度：<0.1mg/dL(0.6umol/L)肝昏迷(Hepaticcoma)的氨中毒機(jī)理

肝臟病變不能解除AA代謝產(chǎn)生的氨的毒性，一般通過在腦中與Glu形成Gln實(shí)現(xiàn)解毒，Glu用于解毒，須消耗TCA的中間產(chǎn)物-酮戊二酸而導(dǎo)致TCA中間產(chǎn)物的流失，阻滯TCA的進(jìn)行，影響腦中能量代謝，造成昏迷－肝昏迷。肝損傷尿素合成↓血NH3↑α-酮戊二酸↓ATP↓腦功能障礙NH3↑血腦屏障血液腦組織TCA↓個(gè)別氨基酸代謝MetabolismofSomeIndividualAminoAcidsGly及Ser的代謝蛋白質(zhì)絲氨酸與甘氨酸分枝氨基酸代謝槭糖尿病

[MapleSugar(Syrup)UrineDisease,MSUD]

遺傳性疾病，三個(gè)分枝氨基酸分解代謝障礙所致，患者智力發(fā)育不全、尿中出現(xiàn)三個(gè)分枝氨基酸及其相應(yīng)的酮酸。尿液呈焦糖味，每22.5萬人中會有一例發(fā)生。先天缺乏-ketoaciddecarboxylase(也叫dHE)（催化-ketoacid的氧化脫羧），還說明分枝氨基酸生成酮酸后只有氧化脫羧途徑可走。

Trp作為前體

血清素吲哚乙酸煙酸Phe羥化為Tyr苯丙酮尿癥

（Phenylketonuria,PKU）

患者血及尿中Phe及苯丙酮酸濃度高，患者智力低下，多停留在兒童階段，膚發(fā)顏色較淺，血中Adrenalin也低。先天缺乏Phehydroxylase。酪氨酸的代謝

白化?。ˋlbinism）

缺乏Tyrosinase(酪氨酸酶)，Tyr不能生成黑色素。

黑尿癥

（Alkaptonuria）

1902年英國醫(yī)生加羅德發(fā)現(xiàn)尿黑酸癥。

缺乏尿黑酸酶。氨基酸來源的生物活性物質(zhì)His合成組胺組胺是一種強(qiáng)烈的血管舒張劑，能增加毛細(xì)血管的通透性，可引起血壓下降和局部水腫，組胺的釋放與過敏反應(yīng)密切癥狀相關(guān)?？纱碳の傅鞍酌负臀杆岱置?，常被用于胃分泌功能研究。鳥氨酸合成多胺[腐胺、

亞精胺、精胺]Glu合成GABAGABA是一種使大腦細(xì)胞之間的信息傳遞達(dá)到最優(yōu)化所必需的傳導(dǎo)物質(zhì)，具有抑制有害的大腦信號的作用。老年人患上語言能力、視力及身體靈活性下降等老年疾病的原因，有可能在于其大腦無法得到足夠量的化學(xué)物伽馬氨基丁酸（ＧＡＢＡ）。Cys合成?；撬崤；撬岬纳砉δ?/p>

氨基乙磺酸[牛膽堿或牛膽素]，為非蛋白質(zhì)氨基酸，以游離形式存在或和膽汁酸形成復(fù)合物，大量攝取牛磺酸未見有任何副作用。主要分布在興奮性較高的組織如神經(jīng)系統(tǒng)、肌肉組織、視網(wǎng)膜及淋巴細(xì)胞和血小板中。?；撬嶂饕墒澄锕┙o，也可在體內(nèi)合成。人體內(nèi)若缺乏?；撬?，各器官系統(tǒng)都會受到影響。特別是嬰幼兒，會出現(xiàn)生長及發(fā)育遲緩、視網(wǎng)膜功能紊亂等，成年人或老年人缺乏則與心血管系統(tǒng)如高血壓、糖尿病等密切相關(guān)