07 第七章 蛋 白 质 代 谢.ppt

第1页：第七章蛋白质代谢

• 第一节 蛋白质的营养作用
• 第二节 氨基酸的一般代谢
• 第三节 个别氨基酸代谢
• 四、α-酮酸的代谢

第2页：蛋白质的生理功能

• 维持组织细胞的生长、更新和修补
• 参与众多重要的生理活动：酶、生理活性物质（抗体、多肽类激素、神经递质、肌肉收缩、物质运输、血液凝固等）
• 氧化供能

第3页：蛋白质的营养价值与必需氨基酸

必需氨基酸

机体需要但不能自身合成，必须依赖食物供应的氨基酸，包括缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苏氨酸、赖氨酸（组氨酸）。

• 营养价值取决于食物蛋白所含必需氨基酸的种类、数量和配比，与机体所需愈接近营养价值愈高
• 动物蛋白质营养价值高于植物蛋白质
• 分为完全蛋白、半完全蛋白和不完全蛋白

第4页：氨基酸代谢概况

氨基酸代谢库

凡在体内参加代谢的氨基酸统称氨基酸代谢库，包括血液氨基酸和组织氨基酸。

• 来源：食物蛋白质、组织蛋白质分解、体内自身合成的氨基酸
• 去路：合成组织蛋白、分解代谢（脱氨基、脱羧基）、转化为含氮其他化合物

第5页：转氨基作用

转氨基作用

在酶促作用下，氨基酸之间进行的氨基移换作用。

• 酶及辅酶：转氨酶、磷酸吡哆醛／磷酸吡哆胺
• 特征：广泛进行（尤其在肝），但只转氨而没有真正脱氨，反应可逆

第6页：转氨基作用模式

• 谷氨酸 ＋ 丙酮酸 → α-酮戊二酸 ＋ 丙氨酸（ALT／磷酸吡哆醛）
• 谷氨酸 ＋ 草酰乙酸 → α-酮戊二酸 ＋ 天冬氨酸（AST／磷酸吡哆醛）

第7页：氧化脱氨基作用

氧化脱氨基作用

在酶促作用下，伴有脱氢（氧化）的脱氨基作用。

• 参与的酶及辅酶：谷氨酸脱氢酶（肝）、NAD⁺
• 意义及特征：真正脱氨，且为氨基酸产能方式之一（约3ATP），但只限于谷氨酸，反应可逆

第8页：谷氨酸的氧化脱氨基反应

• 谷氨酸经谷氨酸脱氢酶（NAD⁺）脱氢氧化生成亚谷氨酸与NADH
• 亚谷氨酸加水水解生成α-酮戊二酸与NH₃

第9页：谷氨酸氧化脱氨基的反应式

• 谷氨酸 → 亚谷氨酸（脱氢，NAD⁺→NADH）
• 亚谷氨酸 → α-酮戊二酸（加水、脱氨，生成NH₃）
• 总结果：谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸与氨

第10页：联合脱氨基作用

联合脱氨基作用

转氨基和氧化脱氨基两种作用的协同效应，主要在肝脏进行。

• 酶与辅酶：转氨酶（磷酸吡哆醛）和谷氨酸脱氢酶（NAD⁺）
• 是体内氨基酸脱氨基的主要途径
• 反应可逆，其逆过程是合成非必需氨基酸的主要途径
• 为氨基酸氧化产能方式之一（约3ATP）
• 临床诊断意义：ALT（肝）、AST（心肌、肝）

第11页：联合脱氨基作用模式

• 丙氨酸 ＋ α-酮戊二酸 → 丙酮酸 ＋ 谷氨酸（ALT／磷酸吡哆醛）
• 谷氨酸经谷氨酸脱氢酶（NAD⁺）脱氨生成α-酮戊二酸 ＋ NH₃
• 总结果：氨基酸脱去氨基生成相应的α-酮酸与氨

第12页：脱氨基作用小结

• 脱氨基作用的类型：转氨基作用、氧化脱氨基作用、联合脱氨基作用
• 脱氨基作用的产物：α-酮酸 ＋ NH₃

第13页：氨的来源和去路

血氨

正常血氨浓度低于0.06 mmol/L。

• 来源：氨基酸脱氨基、肠内腐败产氨、肾脏泌氨
• 去路：在肝内合成尿素、合成谷氨酰胺（肝、脑）、参与其他含氮化合物的合成（氨基酸、嘌呤和嘧啶）

第14页：尿素的合成

尿素的合成

合成部位为肝细胞（胞液和线粒体）；总反应式：CO₂＋2NH₃＋3ATP → 尿素（鸟氨酸循环，肝）。

• 合成途径：鸟氨酸循环
• 意义：将有毒的氨转化为无毒的尿素随尿排出，是体内解除氨毒的最主要方式，也是氨在体内的主要代谢去路

第15页：鸟氨酸循环

• NH₃＋CO₂＋H₂O＋2ATP → 氨基甲酰磷酸（氨甲酰磷酸合成酶，需N-乙酰谷氨酸、Mg²⁺，线粒体）
• 氨基甲酰磷酸 ＋ 鸟氨酸 → 瓜氨酸
• 瓜氨酸 ＋ 天冬氨酸 → 精氨酸代琥珀酸 → 精氨酸 ＋ 琥珀酸
• 精氨酸 ＋ H₂O → 尿素 ＋ 鸟氨酸
• 每合成一分子尿素共解除2分子氨毒：一分子来自氨基酸的脱氨基作用，另一分子来自天冬氨酸

第16页：谷氨酰胺的合成

• E1 谷氨酰胺合成酶（脑、肝）：谷氨酸 ＋ NH₃ ＋ ATP → 谷氨酰胺 ＋ ADP＋Pi
• E2 谷氨酰胺酶（肾）：谷氨酰胺 ＋ H₂O → 谷氨酸 ＋ NH₃
• 意义：谷氨酰胺是氨在体内的利用、贮存和运输形式，也是体内（脑）暂缓氨毒的重要方式

第17页：高血氨和氨中毒

• 肝功能严重受损 → 尿素合成障碍 → 血氨浓度升高 → 高血氨症
• 血氨入脑：谷氨酸 ＋ NH₃ → 谷氨酰胺，α-酮戊二酸被大量消耗
• 三羧酸循环受阻（柠檬酸、琥珀酸、草酰乙酸减少），脑组织中ATP生成减少 → 大脑功能障碍 → 昏迷
• 即肝昏迷学说

第18页：α-酮酸的代谢

• 还原氨基化作用：生成非必需氨基酸（脱氨基作用的逆过程）
• 转变为糖和酮体：丙氨酸、天冬氨酸、谷氨酸等为生糖氨基酸；亮氨酸、赖氨酸为生酮氨基酸；苯丙氨酸、异亮氨酸等兼具
• 氧化产能：α-酮酸经丙酮酸、乙酰辅酶A进入三羧酸循环氧化供能

第19页：氨基酸的脱羧基作用与组胺

脱羧基作用

α-氨基酸在脱羧酶（磷酸吡哆醛）作用下脱去CO₂生成生物胺类。

• 组氨酸 → 组胺
• 组胺作用：扩血管（降血压）、收缩平滑肌（易诱发哮喘）、促进胃液分泌

第20页：几种重要胺类物质的生成

• 色氨酸 → 5-羟色胺：收缩血管（升血压）、抑制性神经递质
• 谷氨酸 → γ-氨基丁酸：抑制性神经递质（常作镇静剂）
• 鸟氨酸 → 腐胺 → 精脒、精胺（多胺）：调节细胞生长的重要物质，可作肿瘤标志物
• 苯丙氨酸 → 多巴 → 多巴胺 → 儿茶酚胺（肾上腺髓质激素）

第21页：一碳单位的概念、种类与转运

一碳单位

个别氨基酸特殊代谢中含有一个碳原子的有机基团。

• 来源：丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸的分解代谢
• 种类：-CH₃甲基、-CH＝次甲基、-CH₂-亚甲基、-CH＝NH亚氨甲基、-CHO甲酰基
• 载体：四氢叶酸（FH₄），转运形式为一碳单位-FH₄，FH₄上的N⁵、N¹⁰是携带位点

第22页：蛋氨酸代谢与S-腺苷蛋氨酸循环

• 蛋氨酸 ＋ ATP → S-腺苷蛋氨酸（活性甲基供体）→ S-腺苷同型半胱氨酸 → 同型半胱氨酸
• 同型半胱氨酸在VitB₁₂与N⁵-CH₃-FH₄参与下重新甲基化生成蛋氨酸
• 循环意义：将其他来源的一碳单位转变为活性甲基

第23页：芳香族氨基酸的代谢

• 苯丙氨酸 → 酪氨酸 → 甲状腺激素（T₃、T₄）、肾上腺激素（多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素）
• 酪氨酸经酪氨酸酶生成黑色素，该酶先天性缺乏导致白化病
• 色氨酸 → 5-羟色胺、VitPP（尼克酰胺）
• 半胱氨酸 → 牛磺酸、谷胱甘肽（维持巯基酶类的活性）

第24页：氨基酸、糖和脂肪在代谢上的联系

• 氨基酸和糖：生糖氨基酸经糖异生转变为糖或糖原；糖可转变为非必需氨基酸
• 氨基酸和脂肪：生糖、生酮氨基酸经乙酰辅酶A、α-磷酸甘油、脂酰辅酶A合成脂肪；脂肪中的α-磷酸甘油可转变为少部分非必需氨基酸

第25页：鸟氨酸循环示意图

• 氨基甲酰磷酸（NH₃＋CO₂＋H₂O＋2ATP，氨甲酰磷酸合成酶）→ 瓜氨酸（线粒体）
• 瓜氨酸 ＋ 天冬氨酸 → 精氨酸代琥珀酸（-ATP）→ 精氨酸 ＋ 琥珀酸
• 精氨酸 ＋ H₂O → 尿素 ＋ 鸟氨酸
• 每合成一分子尿素共解除2分子氨毒：一分子来自氨基酸脱氨基，另一分子来自天冬氨酸

第26页：第八章含氮化合物代谢（2）

第八章 含氮化合物代谢（2）：核苷酸代谢、血红素代谢。

第27页：核苷酸的组成、作用与命名

• 核苷酸的作用：组成核酸的基本单位；供应能量、活性载体、构成辅酶、参与代谢调控
• 种类：嘧啶核苷酸、嘌呤核苷酸；一磷、二磷酸、三磷酸核苷酸
• 命名符号：NMP、NDP、NTP（N为A、U、C、G）；dNMP、dNDP、dNTP（N为A、T、C、G）

第28页：嘌呤核苷酸的合成

• 合成原料：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、CO₂、一碳单位、R-5-P
• 共同前体：次黄嘌呤核苷酸（IMP）→ AMP、GMP → ADP、GDP、ATP、GTP
• 从头合成途径：以氨基酸、一碳单位、磷酸核糖等简单物质为原料合成核苷酸
• 补救合成途径

第29页：嘧啶核苷酸的合成

• 合成原料：氨甲酰基磷酸（NH₃、CO₂）、天冬氨酸、谷氨酰胺、R-5-P
• 共同前体：尿嘧啶核苷酸（UMP）→ CMP、UDP、CDP、UTP、dTDP、dTMP、dTTP
• 从头合成途径与补救合成途径

第30页：两类核苷酸合成的比较

第31页：脱氧核糖核苷酸的生成与核苷酸的分解

• 脱氧核糖核苷酸的合成：NDP经二磷酸核糖核苷酸还原酶（NADPH供氢）还原为dNDP，N为A、U、C、G
• 嘌呤核苷酸（A、G）分解生成尿酸，痛风、肾功能下降时可升高
• 嘧啶核苷酸（U、C、T）分解生成β-氨基酸、NH₃、CO₂

第32页：血红素的合成代谢

血红素

一种铁卟啉化合物，是血红蛋白等重要色素蛋白的辅基（Hb、Mb、细胞色素酶类、过氧化氢酶等）。

• 原料：甘氨酸、琥珀酰辅酶A和Fe²⁺
• 限速酶：ALA合成酶
• 细胞部位：线粒体和胞液

第33页：血红素的合成过程

• 甘氨酸＋琥珀酰辅酶A → ALA（ALA合成酶）
• ALA → 卟啉原 → 原卟啉
• 原卟啉 ＋ Fe²⁺ → 血红素
• 血红素与珠蛋白结合生成血红蛋白

第34页：血红素的分解代谢（胆色素代谢）

胆色素

血红素在体内分解代谢所产生的代谢产物的通称，包括胆绿素、胆红素、胆原和胆素。

• 胆红素的生成部位、来源及过程
• 胆红素在血中的运输形式及去向
• 胆红素在肝内的转化（肝在胆色素代谢中的三大作用）
• 胆红素在肠管中的转变与胆色素的肠肝循环
• 两类胆红素特性的比较

第35页：胆色素代谢与黄疸

• 按黄疸的程度分：隐性黄疸、显性黄疸
• 按黄疸发生的机理分：溶血性黄疸、阻塞性黄疸、肝原性黄疸

第36页：胆色素代谢流程

• 衰老红细胞 → Hb → 血红素 → 胆绿素 → 胆红素（血胆红素，与清蛋白结合运输）
• 肝内：胆红素 ＋ UDPGA → 葡萄糖醛酸胆红素（肝胆红素／结合胆红素）
• 肠内：胆（素）原族 → 粪胆原、粪胆素（粪便排出）与尿胆原、尿胆素（尿排出）

第37页：胆红素的生成

• 衰老的红细胞在网状内皮系统中分解
• 血红蛋白 → 血红素 → 胆绿素 → 胆红素

第38页：胆红素在肝内的转化

• 胆红素在肝细胞内与Y-蛋白结合转运
• 在葡萄糖醛酸转移酶作用下，与UDPGA提供的葡萄糖醛酸结合
• 生成葡萄糖醛酸胆红素（肝胆红素／结合胆红素）

第39页：肝脏在胆色素代谢中的作用

• 特异地摄取：Z-蛋白＋胆红素 → Z-蛋白-胆红素
• 高效率转换：胆红素 ＋ UDPGA → 葡萄糖醛酸胆红素（GA转移酶）
• 定向地排泄：通过胆道排入肠腔，正常时不返流入血

第40页：两类胆红素特性的比较