關(guān)于蛋白質(zhì)的酶促降解和氨基酸代謝本章主要內(nèi)容

概述蛋白質(zhì)的酶促降解氨基酸的一般分解代謝個別氨基酸代謝

非必需氨基酸的合成代謝

糖、脂類、蛋白質(zhì)之間的代謝關(guān)系

第2頁,共51頁，2024年2月25日，星期天氮的總平衡：攝入氮量=排出氮量（成年動物）氮的正平衡：攝入氮量＞排出氮量（生長，妊娠動物）氮的負平衡：攝入氮量＜排出氮量（營養(yǎng)不良，消耗性疾病，機體損傷等）第一節(jié)概述一、蛋白質(zhì)的生理作用組織細胞的生長、修補和更新轉(zhuǎn)變?yōu)樯砘钚苑肿友趸┠苻D(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑径?、氮平衡（nitrogenbalance）第3頁,共51頁，2024年2月25日，星期天三、必需氨基酸與蛋白質(zhì)的生物學價值

1.必需氨基酸（essentialaminoacid）

動物體內(nèi)不能合成或合成量不足而需要由飼料供給的氨基酸。約有10種，包括蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、組氨酸和精氨酸。對雛雞還有甘氨酸。第4頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

飼料蛋白之所以有不同的生理價值是因為其氨基酸的組成不同，并且主要是其必需氨基酸的種類和比例不同。因為非必需氨基酸是可以通過糖代謝的中間產(chǎn)物在機體中自己合成的。飼料蛋白的氨基酸組成與動物機體蛋白的氨基酸組成越接近，其生理價值也越高。如果其必需氨基酸的含量、比例與機體蛋白組成完全一樣，則生理價值達到100。把不同生理價值的飼料蛋白質(zhì)混合使用，其必需氨基酸可以互相補充以提高飼料蛋白質(zhì)的生理價值，稱為蛋白質(zhì)的互補作用。蛋白質(zhì)的互補作用第5頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解一、蛋白質(zhì)水解酶

（一）蛋白酶：蛋白酶是指作用于多肽鏈內(nèi)部的肽鍵，將蛋白質(zhì)或高級多肽水解為小分子多肽的酶，又稱肽鏈內(nèi)切酶或內(nèi)肽酶。

（二）外肽酶：指能從多肽鏈的一端水解肽鍵，每次切下一個氨基酸或一個二肽的酶，又稱肽鏈端切酶。二肽酶蛋白質(zhì)內(nèi)肽酶多肽外肽酶氨基酸氨基酸二肽第6頁,共51頁，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的消化和吸收

飼料中蛋白質(zhì)的消化和吸收是動物機體氨基酸的主要來源。

蛋白質(zhì)的化學性消化始于胃，小腸中蛋白質(zhì)的消化主要靠胰酶來完成。

蛋白質(zhì)在胰液的作用下，被逐步水解為氨基酸和寡肽。寡肽的水解是在小腸粘膜的細胞內(nèi)，在氨肽酶和羧肽酶的作用下分解為氨基酸和二肽，二肽再被二肽酶最終分解為氨基酸。

氨基酸的吸收主要在小腸中進行，是主動轉(zhuǎn)運過程，需要消耗能量，吸收后的氨基酸經(jīng)門靜脈進入肝臟，再通過血液循環(huán)運送到全身組織進行代謝。第7頁,共51頁，2024年2月25日，星期天三、動物體內(nèi)氨基酸的一般代謝概況第8頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

指氨基酸脫去氨基生成相應的α-酮酸的過程。動物的脫氨基作用主要在肝臟和腎臟中進行。脫氨基方式

轉(zhuǎn)氨基作用氧化脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用一、氨基酸的脫氨基作用（deamination）第三節(jié)氨基酸的一般分解代謝第9頁,共51頁，2024年2月25日，星期天（一）氧化脫氨基作用

動物體內(nèi)有L-氨基酸和D-氨基酸的氧化酶，它們屬于需氧脫氫酶，其輔基分別是FMN和FAD。由于酶的活性低或缺乏可利用底物，一般作用不大。第10頁,共51頁，2024年2月25日，星期天而L-谷氨酸脫氫酶能專一地使L-谷氨酸實現(xiàn)氧化脫氨,生成α-酮戊二酸，且活性強、分布廣反應如下:第11頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的催化下，一種氨基酸的α-氨基轉(zhuǎn)移到另一種α-酮酸的酮基上，生成相應的氨基酸和α-酮酸，這種作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用.轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛。α-酮戊二酸常是氨基的受體而轉(zhuǎn)變成L-谷氨酸。（二）轉(zhuǎn)氨作用第12頁,共51頁，2024年2月25日，星期天α-酮戊二酸+天冬氨酸谷氨酸+草酰乙酸α-酮戊二酸+丙氨酸谷氨酸+丙酮酸

谷草轉(zhuǎn)氨酶GOT(心肌,肝臟)

谷丙轉(zhuǎn)氨酶GPT(肝臟)在臨床診斷上有廣泛應用的酶GOTGPT第13頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

轉(zhuǎn)氨作用氧化脫氨基作用（三）聯(lián)合脫氨基作用（symphysisdeamination）

指轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合反應.氨基酸與α-酮戊二酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成α-酮酸和L-谷氨酸，后者經(jīng)L-谷氨酸脫氫酶作用脫去氨生成α-酮戊二酸。大部分氨基酸的脫氨借助于轉(zhuǎn)氨酶和L-谷氨酸脫氫酶的協(xié)同作用或稱聯(lián)合轉(zhuǎn)氨基作用完成。第14頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

嘌呤核苷酸循環(huán)(purinenucleotidecycle)

骨骼肌和心肌中存在的一種氨基酸的聯(lián)合脫氨基作用第15頁,共51頁，2024年2月25日，星期天氨的來源

脫氨基作用嘌呤和嘧啶的分解飼料添加腸道細菌分解氨基酸

高水平的血氨是有毒性的，可以引起腦功能紊亂氨的去路再與α-酮酸合成氨基酸轉(zhuǎn)變成無毒的谷氨酰胺合成尿素合成嘌呤,再分解成尿酸排出直接排氨二、氨的代謝（一）氨的來源和去路第16頁,共51頁，2024年2月25日，星期天1.谷氨酰胺的運氨作用

Gln無毒，腦和肌肉組織等可以合成Gln，它是動物血液中最豐富的氨基酸之一，氨的運載體,積極參與合成代謝。在腎中，Gln在谷氨酰胺酶的作用下釋放氨,然后與質(zhì)子結(jié)合隨尿排出。（二）氨的轉(zhuǎn)運第17頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

丙氨酸也是氨的運載體,它把氨從肌肉運送到肝臟,脫氨后生成的丙酮酸又異生轉(zhuǎn)變成葡萄糖運回到肌肉第18頁,共51頁，2024年2月25日，星期天（三）尿素的合成第19頁,共51頁，2024年2月25日，星期天1.氨甲酰磷酸的生成（線粒體中進行）2.瓜氨酸的生成（線粒體中進行）第20頁,共51頁，2024年2月25日，星期天3.精氨酸的生成（胞液中進行）

第21頁,共51頁，2024年2月25日，星期天4.精氨酸的水解和尿素的生成（胞液中進行）

尿素循環(huán)的總反應第22頁,共51頁，2024年2月25日，星期天尿素的生成

鳥氨酸/精氨酸循環(huán)第23頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第24頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

氨在家禽體內(nèi)也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和含氮物質(zhì)的合成，但不能合成尿素，而是首先利用氨基酸提供的氨基合成嘌呤，再由嘌呤分解產(chǎn)生出尿酸。尿酸為微溶于水的白色粉狀物，可在禽類排泄物中見到。嘌呤合成代謝異常，引起血液尿酸水平過高，在人類導致痛風。動物以何種方式排除氨與其胚胎期的水環(huán)境有關(guān)。（四）尿酸的生成和排出第25頁,共51頁，2024年2月25日，星期天三、α-酮酸的代謝

1.生成非必須氨基酸

氨基酸脫氨生成的α-酮酸還可以經(jīng)氨基化再轉(zhuǎn)變成相應的氨基酸或轉(zhuǎn)變成糖脂代謝的中間物,再進而異生成糖或轉(zhuǎn)變?yōu)橥w或進入糖代謝途徑分解供能

與必需氨基酸相對應的α-酮酸不能在體內(nèi)合成，所以必需氨基酸依賴于食物的供應。第26頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

2.轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭镜?7頁,共51頁，2024年2月25日，星期天氨基酸碳骨架的代謝去向

3.生成二氧化碳和水第28頁,共51頁，2024年2月25日，星期天氨基酸在脫羧酶的作用下形成胺類的反應。磷酸吡哆醛是脫羧酶的輔酶。生成的胺類常有特殊的生理和藥理作用。

四、氨基酸的脫羧作用（decarboxylation）第29頁,共51頁，2024年2月25日，星期天胺類的來源與功能第30頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一、提供一碳基團的氨基酸代謝

1）亞氨甲基（-CH=NH，formimino-）

2）甲?；?CHO，formyl-）

3）羥甲基（-CH2OH，hydroxymethyl-）

4）甲烯基（-CH2-，methylene）

5）甲炔基或次甲基（-CH=，methenyl-）

6）甲基（-CH3-methyl-）第四節(jié)個別氨基酸的代謝

某些氨基酸在代謝過程中能產(chǎn)生含有一個碳原子的有機基團，稱為一碳基團。這些一碳基團可經(jīng)過轉(zhuǎn)移參與生物合成過程，有重要的生理功能。第31頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一碳基團的的載體---四氫葉酸,FH4FH4是一碳單位的運載體，攜帶甲基的部位是在N5,N10

位

葉酸在葉酸還原酶作用下利用NADPH還原得到FH4第32頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一碳基團與四氫葉酸的連接方式第33頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一碳基團的來源

一碳基團主要來源于色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、組氨酸和蛋氨酸的代謝甘氨酸與一碳單位色氨酸與一碳單位第34頁,共51頁，2024年2月25日，星期天絲氨酸與一碳單位組氨酸與一碳單位第35頁,共51頁，2024年2月25日，星期天二、含硫氨基酸代謝

體內(nèi)的含硫氨基酸有三種，即甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸。

第36頁,共51頁，2024年2月25日，星期天甲硫氨酸也是一個重要的甲基供體，其活性形式是S-腺苷甲硫氨酸（SAM）第37頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

甲硫氨酸在體內(nèi)最主要的分解代謝途徑是通過上述轉(zhuǎn)甲基作用而提供甲基，與此同時產(chǎn)生的S-腺苷同型半胱氨酸（SAH）進一步轉(zhuǎn)變成同型半胱氨酸。同型半胱氨酸可以接受N5-甲基四氫葉酸提供的甲基，重新生成甲硫氨酸，形成一個循環(huán)過程，稱為甲硫氨酸循環(huán)第38頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

肌酸(creatine)，即甲基胍乙酸，存在于動物的肌肉、腦和血液，特別在骨骼肌中含量高。既可以游離存在，也可以磷酸化形式存在。后者稱為磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸在儲存和轉(zhuǎn)移高能磷酸鍵中起重要作用。

肌酸的代謝第39頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

谷胱甘肽(Glutathion)有還原(GSH)和氧化(GS-SG)兩種形式,是動物細胞中抗氧化系統(tǒng)的重要成分,是過氧化物酶的輔酶,也是重要的生物活性肽.對于保持血紅蛋白的亞鐵離子的還原狀態(tài),防止細胞膜受自由基的攻擊等有重要作用.它由谷氨酸,半胱氨酸和甘氨酸通過谷氨酰胺循環(huán)合成.第40頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

谷氨酰胺循環(huán)循環(huán)在合成GSH的同時實現(xiàn)對氨基酸的轉(zhuǎn)運第41頁,共51頁，2024年2月25日，星期天三、芳香族氨基酸的代謝包括Phe（F）;Tyr（Y）;Trp（W）第42頁,共51頁，2024年2月25日，星期天苯丙氨酸和酪氨酸的代謝兒茶酚胺第43頁,共51頁，2024年2月25日，星期天芳香族氨基酸的代謝轉(zhuǎn)變及代謝異常酪氨酸經(jīng)碘化轉(zhuǎn)變?yōu)榧谞钕偌に豑3和T4。苯丙氨酸羥化酶缺陷引起苯丙酮酸尿癥。酪氨酸脫羧生成酪胺。黑色素細胞中酪氨酸酶缺陷引起白化病。酪氨酸經(jīng)酪氨酸羥化酶作用轉(zhuǎn)變成多巴，再進一步轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影奉惣に?，如多巴胺、腎上腺素和去甲腎上腺素。酪氨酸代謝中間物二羥基苯丙酮酸脫羧酶缺陷引起尿黑酸癥。第44頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第五節(jié)非必需氨基的合成一、由α-酮酸氨基化生成（舉例：絲氨酸的合成）第45頁,共51頁，2024年2月25日，星期天二、由氨基酸之間相互轉(zhuǎn)變生成

第46頁,共51頁，2024年2月25日，星期天1.糖代謝與氨基酸代謝

糖分解代謝的中間產(chǎn)物，α-酮酸可以作為“碳架”，通過轉(zhuǎn)氨基或氨基化作用進而轉(zhuǎn)變成非必需氨基酸。

但是當動物缺乏糖的攝入（如饑餓）時，體蛋白的分解加強。已知組成蛋白質(zhì)的20種氨基酸中，除賴氨酸和亮氨酸以外，其余的都可以通過脫氨基作用直接地或間接地轉(zhuǎn)變成糖異生途徑中的某種中間產(chǎn)物，再沿異生途徑合成糖，以滿足機體對葡萄糖的需要和維持血糖水平的穩(wěn)定。糖的供應不足，不僅非必需氨基酸合成減少，而且由于細胞的能量水平下降，使需要消耗大量高能磷酸化合物（ATP和GTP）的蛋白質(zhì)的合成速率受到明顯抑制。

第六節(jié)糖、脂類、蛋白質(zhì)之間的代謝關(guān)系一、相互聯(lián)系第47頁,共51頁，2024年2月25日，星期天2.糖代謝與脂代謝

糖與脂類的聯(lián)系最為密切，糖可以轉(zhuǎn)變成脂類。當有過量葡萄糖攝入時，糖分解代謝的產(chǎn)物磷酸二羥丙酮還原成α-磷酸甘油。丙酮酸氧化脫羧轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA，在線粒體中合成脂酰COA。α-磷酸甘油與脂酰CoA再用來合成甘油三酯。乙酰COA也是合成膽固醇的原料。磷酸戊糖途徑還為脂肪酸、膽固醇合成提供了所需NADPH。在動物體內(nèi)脂肪轉(zhuǎn)變成葡萄糖是