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第十一章 蛋白质分解代谢演示稿

2012-05-03 50页 ppt 1MB 107阅读

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第十一章 蛋白质分解代谢演示稿null第十一章 蛋白质的分解代谢第十一章 蛋白质的分解代谢第一节 蛋白质的营养作用 第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败 第三节 氨基酸的一般代谢 第四节 氨基酸的特殊代谢 第五节 激素对蛋白质代谢的调节第一节 蛋白质的营养作用第一节 蛋白质的营养作用一、氮平衡 二、蛋白质的生理需要量 三、蛋白质的营养价值一、氮平衡一、氮平衡 氮平衡是指摄入氮与排出氮之间的平衡关系,反映体内蛋白质代谢状况。 氮平衡的三种情况氮平衡的三种情况氮总平衡(摄入氮 = 排出氮) 氮正平衡(摄入氮 > 排出氮) 氮负平衡(摄入氮 < 排出...
第十一章 蛋白质分解代谢演示稿
null第十一章 蛋白质的分解代谢第十一章 蛋白质的分解代谢第一节 蛋白质的营养作用 第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败 第三节 氨基酸的一般代谢 第四节 氨基酸的特殊代谢 第五节 激素对蛋白质代谢的调节第一节 蛋白质的营养作用第一节 蛋白质的营养作用一、氮平衡 二、蛋白质的生理需要量 三、蛋白质的营养价值一、氮平衡一、氮平衡 氮平衡是指摄入氮与排出氮之间的平衡关系,反映体内蛋白质代谢状况。 氮平衡的三种情况氮平衡的三种情况氮总平衡(摄入氮 = 排出氮) 氮正平衡(摄入氮 > 排出氮) 氮负平衡(摄入氮 < 排出氮)二、蛋白质的生理需要量二、蛋白质的生理需要量根据氮平衡实验测算,在不进食蛋白质时,成人每天最少也要分解约20g蛋白质,这是组织蛋白的最低更新量。 成人每天至少需补充30~50g食物蛋白质才能维持氮的总平衡,这是蛋白质的最低生理需要量。 中国营养学会推荐成人蛋白质的日需要量为70~80g。 null常用食物中蛋白质含量(%) 三、蛋白质的营养价值三、蛋白质的营养价值 蛋白质的营养价值取决于组成蛋白质的必需氨基酸的种类、含量和比例。必需氨基酸必需氨基酸 缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、赖氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸、色氨酸这些体内需要而自身又不能合成的、必须由食物供给的氨基酸,称为必需氨基酸。null成人、儿童和婴儿 必需氨基酸的每天最低需要量(mg/kg 体重) 蛋白质的生理价值蛋白质的生理价值衡量蛋白质营养价值高低的指标称为蛋白质的生理价值; 规定含有全部必需氨基酸而且其比例与人体需求完全一致、能被完全消化吸收和利用的蛋白质的营养价值最高,其生理价值为100; 完全缺少某种必需氨基酸的蛋白质的生理价值为0。非必需氨基酸非必需氨基酸 其余12种氨基酸体内能够合成,不一定由食物提供,在营养上被称为非必需氨基酸。 半必需氨基酸半必需氨基酸 酪氨酸在体内需由苯丙氨酸为原料来合成,半胱氨酸必需以蛋氨酸为原料来合成,故这两种氨基酸被称为半必需氨基酸。 人体合成精氨酸、组氨酸的能力不足于满足自身的需要,需要从食物中摄取一部分,人们称之为半必需氨基酸。 必需氨基酸与非必需氨基酸必需氨基酸与非必需氨基酸食物蛋白质的互补作用食物蛋白质的互补作用 将不同种类的食物蛋白混合食用,可以互相补充所缺少的必需氨基酸,从而提高蛋白质的营养价值,称为蛋白质的互补作用。null 蛋白质的生理价值及互补作用第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败一、蛋白质的消化 二、氨基酸的吸收和运转 三、蛋白质的腐败一、蛋白质的消化一、蛋白质的消化 胃内消化 小肠内消化二、氨基酸的吸收和转运二、氨基酸的吸收和转运中性氨基酸载体 碱性氨基酸载体 酸性氨基酸载体 亚氨基酸和甘氨酸载体三、蛋白质的腐败作用三、蛋白质的腐败作用 未被消化的蛋白质和未被吸收的消化产物在大肠下部受肠道菌作用,产生一系列对人体有害的物质,如胺类、酚类、吲哚类、H2S、NH3和CH4等,这一过程称为腐败。 null第三节 氨基酸的一般代谢第三节 氨基酸的一般代谢一、氨基酸代谢库的作用 二、氨基酸脱氨基 三、氨的代谢 四、 酮酸的代谢 五、氨基酸的脱羧基作用氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢一般代谢 特殊代谢氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢脱氨基代谢 脱羧基代谢一、氨基酸代谢库一、氨基酸代谢库 分布于全身的游离氨基酸统称为氨基酸代谢库。氨基酸的来源和去路氨基酸的来源和去路二、氨基酸的脱氨基作用二、氨基酸的脱氨基作用氨基酸 –酮酸 + 氨脱氨基方式脱氨基方式 转氨基作用 氧化脱氨基作用 联合脱氨基作用 其他脱氨基作用二、氨的代谢二、氨的代谢 氨的来源和去路 氨的转运 尿素的合成——鸟氨酸循环三、-酮酸的代谢三、-酮酸的代谢四、氨基酸的脱羧基作用四、氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶氨基酸 胺 + CO2第四节 一些氨基酸的特殊代谢第四节 一些氨基酸的特殊代谢一、一碳单位代谢 二、含硫氨基酸代谢 三、芳香族氨基酸代谢 四、支链氨基酸代谢一、一碳单位代谢一、一碳单位代谢一碳单位一碳单位有些氨基酸在体内分解过程中,可产生含1个碳原子的活性基团,称为一碳单位(one carbon unit)。 CO2不属于一碳单位。 一碳单位不能游离存在于体内,常与四氢叶酸(FH4)等结合转运并参加代谢。一碳单位的种类一碳单位的种类 甲基(-CH3) 甲炔基(CH ) 甲烯基(=CH2) 甲酰基(-COH) 亚氨甲基(-CH=NH)一碳单位的存在形式 一碳单位的存在形式 一碳单位的来源一碳单位的来源一碳单位的生成一碳单位的生成 CH2OH | HC–NH2 | COOHHC2–NH2 | COOHCO2+NH3H2O NAD+ NADH+H+四氢叶酸 N5,N10 –甲烯四氢叶酸四氢叶酸 N5,N10 –甲烯四氢叶酸丝氨酸 甘氨酸一碳单位的互相转化一碳单位的互相转化一碳单位代谢的生理意义一碳单位代谢的生理意义一碳单位是合成嘌呤和嘧啶的原料,在核酸合成中占重要地位,它将氨基酸与核酸代谢密切联系起来。 当一碳单位代谢发生障碍时,核酸代谢会受影响。二、含硫氨基酸的代谢二、含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸包括甲硫氨酸(蛋氨酸)、半胱氨酸和胱氨酸3种; 甲硫氨酸为半胱氨酸的合成提供硫,半胱氨酸与胱氨酸可以互变; 半胱氨酸与胱氨酸不能逆转变为甲硫氨酸,甲硫氨酸是必需氨基酸。甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环 甲硫氨酸循环是甲基硫酸供出甲基后生成同型半胱氨酸、同型半胱氨酸获得甲基再生甲硫氨酸的过程,也是N5-甲基四氢叶酸为生物合成提供活性甲基的必由之路。有四氢叶酸、维生素B12和ATP参与。甲硫氨酸循环过程甲硫氨酸循环过程 甲硫氨酸的活化 S-腺苷甲硫氨酸(SAM)转甲基 甲硫氨酸再生null甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环的生理意义甲硫氨酸循环的生理意义甲硫氨酸循环提供活性甲基,用于合成许多重要甲基化合物; N5-甲基四氢叶酸通过甲硫氨酸循环转移出甲基,使四氢叶酸得到再生,参与其他一碳单位代谢; 维生素B12是N5-甲基四氢叶酸甲基转移酶的辅酶。当缺乏维生素B12时,N5-甲基四氢叶酸的甲基不能转移出去,既影响甲硫氨酸的再生,又影响四氢叶酸的游离,进而影响一碳单位的代谢,导致核酸合成减少,细胞分裂速度下降。因此,维生素B12不足也会出现类似于叶酸缺乏的症状——巨幼红细胞性贫血。半胱氨酸与胱氨酸代谢半胱氨酸与胱氨酸代谢三、芳香族氨基酸代谢三、芳香族氨基酸代谢四、支链氨基酸代谢四、支链氨基酸代谢缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 支链氨基酸代谢反应支链氨基酸代谢反应槭糖尿病槭糖尿病 如果先天性缺乏支链酮酸脱氢酶系活性,可引起血中这3种酮酸堆积而随尿排出,因这些酮酸具有甜味,故这种酮酸尿称为“槭糖尿病”。第五节 激素对蛋白质代谢的调节第五节 激素对蛋白质代谢的调节促进蛋白质合成的激素促进蛋白质合成的激素促进蛋白质分解的激素促进蛋白质分解的激素大量甲状腺素 肾上腺素 肾上腺皮质素胃内消化胃内消化小肠内消化小肠内消化 胰腺分泌的蛋白酶 肠粘膜细胞分泌的蛋白酶小肠内消化过程胰蛋白酶原肠激酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶羧基肽酶原A及B羧基肽酶A及B小肠内消化过程小肠内消化过程小肠内消化过程null 内肽酶 外肽酶各类胰酶作用的特异性及其产物 各类胰酶作用的特异性及其产物 内肽酶内肽酶 内肽酶是指水解肽链非末端肽键产生寡肽的酶。null 胰蛋白酶 糜蛋白酶 弹性蛋白酶外肽酶外肽酶 外肽酶是指水解肽链末端肽键产生氨基酸的酶。nullnull 肠激酶 氨基肽酶和二肽酶null胺类的生成null苯丙氨酸 苯乙胺 苯乙醇胺肠菌  –羟化酶酪氨酸 酪胺 -羟酪胺肠菌 –羟化酶假神经递质假神经递质 酪胺和苯乙胺,如果不能在肝内及时转化,易进入脑组织,经β-羟化酶作用,转化为β-羟酪胺或苯乙醇胺,其结构类似于儿茶酚胺,故称为假神经递质(false neurotrans- mitter)。 神经递质和假神经递质神经递质和假神经递质肝昏迷的假神经递质学说肝昏迷的假神经递质学说 假神经递质增多时,可以竞争性干扰儿茶酚胺,但并不能传递兴奋,导致大脑功能障碍,发生深度抑制而昏迷,临床称为肝性脑昏迷,简称肝昏迷。这就是肝昏迷的假神经递质学说。 null酚类的生成酚类的生成吲哚及甲基吲哚的生成吲哚及甲基吲哚的生成氨的生成氨的生成转氨基转氨基 氨基转移作用是指氨基酸在氨基转移酶(aminotransferase)或称转氨酶(transaminase)催化下,将α-氨基转移到1个α-酮酸的酮基位置上,从而生成相应的α-酮酸和1个新的α-氨基酸,此过程只发生了氨基的转移,而无游离氨产生。 转氨基反应转氨基反应转氨酶(transaminase)以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。 转氨基作用(transamination)可以在各种氨基酸与α-酮酸之间普遍进行。除Gly,Lys,Thr,Pro外,均可参加转氨基作用。 null丙氨酸氨基转移酶(谷丙转氨酶,ALT或GPT)null丙氨酸氨基转移酶(alanine trans-aminase,ALT),又称为谷丙转氨酶(GPT)。 催化丙氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。 该酶在肝脏中活性较高,在肝脏疾病时,可引起血清中ALT活性明显升高。天冬氨酸氨基转移酶(谷草转氨酶,AST或GOT)天冬氨酸氨基转移酶(谷草转氨酶,AST或GOT)null天冬氨酸氨基转移酶(aspartate transaminase,AST),又称为谷草转氨酶(GOT)。 催化天冬氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。 该酶在心肌中活性较高,故在心肌疾患时,血清中AST活性明显升高。null正常成人各组织中AST和ALT活性(单位/g湿组织)氧化脱氨基氧化脱氨基 氧化脱氨基是指氨基酸在酶的作用下,氧化脱氢,水解脱氨,产生游离氨和α-酮酸。氧化脱氨基反应氧化脱氨基反应催化氧化脱氨基的酶催化氧化脱氨基的酶L-氨基酸氧化酶 ( L-amino acid oxidase) L-谷氨酸脱氢酶 (L-glutamate dehydrogenase)L-氨基酸氧化酶L-氨基酸氧化酶L-氨基酸氧化酶(L-amino acid oxidase)是一种需氧脱氢酶,以FAD或FMN为辅基,脱下的氢原子交给O2,生成H2O2。 该酶活性不高,在各组织器官中分布局限,因此作用不大。L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸脱氢酶(L-glutamate dehydro-genase)是一种不需氧脱氢酶,以NAD+或NADP+为辅酶,生成的NADH或NADPH可进入呼吸链进行氧化磷酸化。 该酶活性高,分布广泛,因而作用较大。 该酶属于变构酶,其活性受ATP,GTP的抑制,受ADP,GDP的激活。 L-谷氨酸脱氢酶所催化的反应可逆,其逆反应是细胞内合成谷氨酸的反应。L-谷氨酸脱氢酶催化的反应L-谷氨酸脱氢酶催化的反应联合脱氨基联合脱氨基 联合脱氨基作用是指氨基酸与–酮戊二酸在转氨酶的作用下生成相应的–酮酸和谷氨酸,后者经L–谷氨酸脱氢酶的作用,脱去氨基生成氨及–酮戊二酸。联合脱氨基反应联合脱氨基反应肝脏和肾脏null氨基转移酶与L-谷氨酸脱氢酶在体内普遍存在,所以联合脱氨基是体内大多数氨基酸脱氨基的主要途径; 联合脱氨基作用主要在肝、肾组织中进行。null在肌肉组织中谷氨酸脱氢酶活性很弱,难以进行上述联合脱氨基作用。主要通过嘌呤核苷酸循环过程脱去氨基。 所以实际上嘌呤核苷酸循环也可看作为是另一种形式的联合脱氨基作用。嘌呤核苷酸循环 在嘌呤核苷酸循环中,首先1个氨基酸通过2次连续的转氨基作用,将氨基转移给草酰乙酸生成天冬氨酸。然后由天冬氨酸与次黄嘌呤核苷酸(IMP)进行缩合反应,生成腺苷酸代琥珀酸。后者进一步裂解为延胡索酸和AMP,AMP在腺苷酸脱氨酶催化下水解脱氨,又回到IMP,从而完成氨基酸的脱氨基作用。 嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环反应嘌呤核苷酸循环反应null氨基酸脱氨基产氨 胺类物质氧化产氨 肠道内未吸收氨基酸的腐败作用和尿素分解产氨氨的来源氨的去路氨的去路在肝脏合成尿素 合成非必需氨基酸和嘌呤、嘧啶碱等其他含氮物 部分合成谷氨酰胺运输到肾氨的转运氨的转运 谷氨酰胺的运氨作用 葡萄糖—丙氨酸循环谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用葡萄糖—丙氨酸循环葡萄糖—丙氨酸循环 葡萄糖通过血液循环运送到肌肉组织,经糖酵解途径转变成丙酮酸,丙酮酸再接受氨基又生成丙氨酸,从而构成一个循环过程,称为葡萄糖-丙氨酸循环 。葡萄糖—丙氨酸循环途径葡萄糖—丙氨酸循环途径尿素的合成 ——鸟氨酸循环尿素的合成 ——鸟氨酸循环 鸟氨酸与氨及CO2结合生成瓜氨酸,然后瓜氨酸再接受1分子氨生成精氨酸,最后精氨酸水解产生1分子尿素和又重新生成鸟氨酸,后者进入下一轮循环,此循环过程称为鸟氨酸循环或称尿素循环。null尿素的合成过程尿素的合成过程null尿素合成的详细过程及其在细胞内的定位 尿素合成的化学方程式尿素合成的化学方程式尿素的合成的意义尿素的合成的意义氨是含氮化合物分解的有毒产物; 尿素是氨的主要排泄形式。高氨血症高氨血症 肝功能严重受损时,尿素合成障碍, 可致血氨增高,称为高血氨症。肝昏迷的氨中毒学说肝昏迷的氨中毒学说大量的氨进入脑组织,将与脑细胞中的α-酮戊二酸结合生成谷氨酸,并进一步生成谷氨酰胺。一方面消耗较多的NADH和ATP等能源物质,另一方面消耗大量的α-酮戊二酸,使三羧酸循环速率降低,影响ATP的生成,使脑组织供能不足;此外,谷氨酸是神经递质。 能量及神经递质严重缺乏时将影响到脑功能直至昏迷,临床称为氨中毒或肝昏迷。这就是目前肝昏迷的氨中毒学说。临床应用临床应用 鸟氨酸循环的中间产物如鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸的浓度可以影响尿素合成速度,所以,临床上常输注精氨酸以促进尿素合成,降低血氨浓度。氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成精氨酸的合成精氨酸的合成精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素null 氨基酸大多数氨基酸在体内经脱氨基作用后生成的-酮酸可以通过糖异生合成葡萄糖,使尿糖增加,这些氨基酸称为生糖氨基酸; 少数几种可同时增加葡萄糖和酮体的排出,称为生糖兼生酮氨基酸; 亮氨酸和赖氨酸只能使酮体排出量增加,称为生酮氨基酸。生糖和生酮氨基酸种类生糖和生酮氨基酸种类分类 氨基酸 生糖氨基酸生糖兼生酮氨基酸 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、异亮氨酸生酮氨基酸 亮氨酸、赖氨酸甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、精氨酸、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、苏氨酸、缬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺γ-氨基丁酸(GABA)γ-氨基丁酸(GABA)5-羟色胺(5-HT)、褪黑激素5-羟色胺(5-HT)、褪黑激素多胺多胺甲硫氨酸的活化甲硫氨酸的活化SAM转甲基SAM转甲基甲硫氨酸再生甲硫氨酸再生半胱氨酸和胱氨酸的相互转化半胱氨酸和胱氨酸的相互转化半胱氨酸 胱氨酸 半胱氨酸氧化分解为活性硫酸半胱氨酸氧化分解为活性硫酸半胱氨酸参与合成谷胱甘肽半胱氨酸参与合成谷胱甘肽苯丙氨酸羟化成酪氨酸苯丙氨酸羟化成酪氨酸苯丙酮酸尿症苯丙酮酸尿症苯丙酮酸 苯丙酮酸尿症(PKU)PKU患者PKU患者 中枢神经系统受损,智力低下,60%患儿有脑电图异常,头发细黄,皮肤色淡和虹膜淡黄色,惊厥,尿有“发霉”臭味或鼠尿味。酪氨酸代谢酪氨酸代谢酪氨酸代谢图酪氨酸代谢图酪氨酸转变为甲状腺素酪氨酸转变为甲状腺素甲状腺激素的主要作用甲状腺激素的主要作用甲状腺激素的主要作用是促进糖、脂和蛋白质代谢以及能量代谢,促进机体生长、发育; 特别对骨和脑的发育尤为重要。甲状腺激素的缺乏病甲状腺激素的缺乏病防治碘缺乏病日防治碘缺乏病日 我国将每年5月15日定为“防治碘缺乏病日”。酪氨酸转变为黑色素酪氨酸转变为黑色素白化病白化病先天性缺乏酪氨酸酶的患者,因黑色素合成障碍,使毛发、皮肤等组织由于缺乏色素而呈白色,称此为白化病。 皮肤乳白色,毛发淡黄或银白色,瞳孔淡红,虹膜淡灰或淡红,半透明视网膜缺乏色素。酪氨酸转变为儿茶酚胺酪氨酸转变为儿茶酚胺儿茶酚胺儿茶酚胺 由酪氨酸代谢转变生成的多巴胺、去甲肾上腺素和甲肾上腺素都是具有儿茶酚结构的胺类物质,故统称为儿茶酚胺类。儿茶酚胺的作用儿茶酚胺的作用儿茶酚胺是重要生物活性物质。多巴胺和去甲肾上腺素是重要的神经递质, 多巴胺的生成不足是帕金森病(Parkinsons disease)又称震颤麻痹(Paralysis agitans)发生的重要原因。 肾上腺素主要作为外周重要的激素物质。酪氨酸氧化分解酪氨酸氧化分解尿黑酸氧化酶尿黑酸症尿黑酸症 当先天性缺乏尿黑酸氧化酶时,因尿黑酸不能氧化分解,从而使大量尿黑酸随尿排出,在碱性条件下易被空气中的氧氧化为醌类化合物,并进一步生成黑色化合物,称此为尿黑酸症。null 一碳单位的种类和来源 一碳单位的生成 一碳单位的互相转变 一碳单位的的生理功能null 甲硫氨酸循环 半胱氨酸与胱氨酸代谢nullnull ATP PPi + Pi 蛋氨酸 SAM 蛋氨酰腺苷转移酶 FH4 甲基受体 蛋氨酸合成酶 甲基转移酶 N5-CH3 FH4 甲基受体-CH3 S-腺苷同型半胱氨酸裂解酶 同型半胱氨酸 S-腺苷同型半胱氨酸 腺苷 H2O 甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环 甲硫氨酸循环过程 甲硫氨酸循环的生理意义
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