第七蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢PPT课件.ppt
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1、本章主要内容本章主要内容4 概述概述4 蛋白蛋白质的的酶促降解促降解4 氨基酸的一般分解代氨基酸的一般分解代谢谢4 个个别别氨基酸代氨基酸代谢谢4 非必需氨基酸非必需氨基酸的合成代的合成代谢谢4 糖、脂糖、脂类、蛋白、蛋白质之之间的代的代谢关系关系 1.氮的氮的总总平衡:平衡:摄摄入氮量入氮量=排出氮量(成年排出氮量(成年动动物)物)氮的正平衡:氮的正平衡:摄摄入氮量排出氮量(生入氮量排出氮量(生长长,妊娠,妊娠动动物)物)氮的氮的负负平衡:平衡:摄摄入氮量排出氮量(入氮量排出氮量(营营养不良,消耗性疾病,机养不良,消耗性疾病,机体体损伤损伤等)等)第一第一节 概述概述一、一、蛋白蛋白质质的生
2、理的生理作用作用Z 组织细组织细胞的生胞的生长长、修、修补补和更新和更新Z 转变为转变为生理活性分子生理活性分子Z 氧化供能氧化供能Z 转变为糖或脂肪糖或脂肪二、二、氮平衡氮平衡(nitrogen balance)2.三、必需氨基酸与蛋白三、必需氨基酸与蛋白质的生物学价的生物学价值 1.1.必需氨基酸(必需氨基酸(essential amino acidessential amino acid)动动物体内不能合成或合成量不足而需要由物体内不能合成或合成量不足而需要由饲饲料供料供给给的氨基酸。的氨基酸。约约有有1010种,包括种,包括苏苏氨酸、氨酸、缬缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、氨酸、亮氨
3、酸、异亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、苯丙氨酸、赖赖氨酸、蛋氨酸、氨酸、蛋氨酸、组组氨酸和精氨酸氨酸和精氨酸。对雏鸡还对雏鸡还有有甘氨酸甘氨酸。3.饲饲料蛋白之所以有不同的生理价料蛋白之所以有不同的生理价值值是因是因为为其氨基酸的其氨基酸的组组成成不同,并且主要是其必需氨基酸的种不同,并且主要是其必需氨基酸的种类类和比例不同。因和比例不同。因为为非必非必需氨基酸是可以通需氨基酸是可以通过过糖代糖代谢谢的中的中间产间产物在机体中自己合成的。物在机体中自己合成的。饲饲料蛋白的氨基酸料蛋白的氨基酸组组成与成与动动物机体蛋白的氨基酸物机体蛋白的氨基酸组组成越接成越接近,其生理价近,其生理价值值也越高。如果其
4、必需氨基酸的含量、比例与机也越高。如果其必需氨基酸的含量、比例与机体蛋白体蛋白组组成完全一成完全一样样,则则生理价生理价值值达到达到100100。把不同生理价把不同生理价值值的的饲饲料蛋白料蛋白质质混合使用,其必需氨基酸可混合使用,其必需氨基酸可以互相以互相补补充以提高充以提高饲饲料蛋白料蛋白质质的生理价的生理价值值,称,称为为蛋白蛋白质质的互的互补补作用作用。蛋白蛋白质质的互的互补补作用作用4.第二第二节 蛋白蛋白质的的酶促降解促降解一、蛋白一、蛋白质质水解水解酶酶 (一)蛋白(一)蛋白酶酶:蛋白蛋白酶酶是指作用于多是指作用于多肽链肽链内部的内部的肽键肽键,将,将蛋白蛋白质质或高或高级级多多
5、肽肽水解水解为为小分子多小分子多肽肽的的酶酶,又称,又称肽链肽链内切内切酶酶或或内内肽肽酶酶。(二)外(二)外肽肽酶酶:指能从多指能从多肽链肽链的一端水解的一端水解肽键肽键,每次切下,每次切下一个氨基酸或一个二一个氨基酸或一个二肽肽的的酶酶,又称,又称肽链肽链端切端切酶酶。二肽酶蛋白质内肽酶多肽外肽酶氨基酸氨基酸二肽5.二二、蛋白、蛋白质质的消化和吸收的消化和吸收 饲饲料中蛋白料中蛋白质质的消化和吸收是的消化和吸收是动动物机体氨基酸的主要来源。物机体氨基酸的主要来源。蛋白蛋白质质的化学性消化始于胃,小的化学性消化始于胃,小肠肠中蛋白中蛋白质质的消化主要靠胰的消化主要靠胰酶酶来完成来完成。蛋白蛋
6、白质质在胰液的作用下,被逐步水解在胰液的作用下,被逐步水解为为氨基酸和寡氨基酸和寡肽肽。寡。寡肽肽的的水解是在小水解是在小肠肠粘膜的粘膜的细细胞内,在氨胞内,在氨肽肽酶酶和和羧肽羧肽酶酶的作用下分解的作用下分解为为氨氨基酸和二基酸和二肽肽,二,二肽肽再被二再被二肽肽酶酶最最终终分解分解为为氨基酸。氨基酸。氨基酸的吸收主要在小氨基酸的吸收主要在小肠肠中中进进行,是主行,是主动转动转运运过过程,需要消耗程,需要消耗能量,吸收后的氨基酸能量,吸收后的氨基酸经门经门静脉静脉进进入肝入肝脏脏,再通,再通过过血液循血液循环环运送到运送到全身全身组织进组织进行代行代谢谢。6.三、三、动动物体内氨基酸的一般代
7、物体内氨基酸的一般代谢谢概况概况7.指氨基酸脱去氨基生成相指氨基酸脱去氨基生成相应应的的-酮酮酸的酸的过过程程。动动物的脱氨基作用主要在物的脱氨基作用主要在肝肝脏脏和和肾脏肾脏中中进进行。行。脱氨基方式脱氨基方式 转转氨基作用氨基作用 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 联联合脱氨基作用合脱氨基作用一、一、氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用(deamination)第三第三节 氨基酸的氨基酸的一般分解代一般分解代谢8.(一)(一)氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 动动物体内有物体内有L-L-氨基酸和氨基酸和D-D-氨基酸的氨基酸的氧化氧化酶酶,它,它们们属于需氧脱属于需氧脱氢氢酶酶,其,其辅辅基分基分
8、别别是是FMNFMN和和FADFAD。由于。由于酶酶的活性低或缺乏可利用底物,的活性低或缺乏可利用底物,一般作用不大。一般作用不大。9.而而L-谷氨酸脱谷氨酸脱氢氢酶酶能能专专一地一地使使L-谷氨酸谷氨酸实现实现氧化脱氨氧化脱氨,生成生成-酮酮戊二酸,且活性戊二酸,且活性强强、分布广、分布广 反反应应如下如下:10.在在转转氨氨酶酶(transaminase)的催化下,一种氨基酸的的催化下,一种氨基酸的-氨基氨基转转移到移到另一种另一种-酮酮酸的酸的酮酮基上,生成相基上,生成相应应的氨基酸和的氨基酸和-酮酮酸,酸,这这种作用称种作用称为为转转氨基作用氨基作用.转转氨氨酶酶的的辅辅酶酶是磷酸吡哆
9、是磷酸吡哆醛醛。-酮酮戊二酸戊二酸常是氨基的受常是氨基的受体而体而转变转变成成L-谷氨酸。谷氨酸。(二)(二)转转氨作用氨作用11.-酮酮戊二酸戊二酸+天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸+草草酰酰乙酸乙酸-酮酮戊二酸戊二酸+丙氨酸丙氨酸 谷氨酸谷氨酸+丙丙酮酮酸酸 谷草谷草转转氨氨酶酶GOT(心肌心肌,肝肝脏脏)谷丙谷丙转转氨氨酶酶GPT(肝肝脏脏)在在临临床床诊诊断上有广泛断上有广泛应应用的用的酶酶GOTGPT12.转转氨作用氨作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用(三)(三)联联合脱氨基作用(合脱氨基作用(symphysis deamination)指指转转氨基作用和氧化脱氨基作用氨基作用和氧化脱氨
10、基作用联联合反合反应应.氨基酸与氨基酸与-酮酮戊二酸戊二酸经转经转氨作用生成氨作用生成-酮酮酸和酸和L-L-谷氨酸,后者谷氨酸,后者经经L-L-谷氨酸脱谷氨酸脱氢氢酶酶作用作用脱去氨生成脱去氨生成-酮酮戊二酸。大部分氨基酸的脱氨借助于戊二酸。大部分氨基酸的脱氨借助于转转氨氨酶酶和和L-L-谷氨酸脱谷氨酸脱氢氢酶酶的的协协同作用或称同作用或称联联合合转转氨基作用完成。氨基作用完成。13.嘌嘌呤核苷酸循呤核苷酸循环环(purine nucleotide cycle)骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸的骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸的联联合脱氨基作用合脱氨基作用14.氨的来源氨的来源 脱氨基作用脱氨基作
11、用 嘌嘌呤和呤和嘧啶嘧啶的分解的分解 饲饲料添加料添加 肠肠道道细细菌分解氨基酸菌分解氨基酸 高水平的血氨是有毒性的高水平的血氨是有毒性的,可以引起,可以引起脑脑功能紊乱功能紊乱氨的去路氨的去路 再与再与-酮酮酸合成氨基酸酸合成氨基酸 转变转变成无毒的成无毒的谷氨谷氨酰酰胺胺 合成合成尿素尿素 合成合成嘌嘌呤呤,再分解成再分解成尿酸尿酸排出排出 直接排氨直接排氨二、二、氨的代氨的代谢谢(一)(一)氨的来源和去路氨的来源和去路15.1.1.谷氨谷氨酰酰胺的运氨作用胺的运氨作用 Gln无毒,无毒,脑脑和肌肉和肌肉组织组织等可以合成等可以合成Gln,它是,它是动动物血液中物血液中最丰富的氨基酸之一,
12、氨的运最丰富的氨基酸之一,氨的运载载体体,积积极参与合成代极参与合成代谢谢。在。在肾肾中,中,Gln在谷氨在谷氨酰酰胺胺酶酶的作用下的作用下释释放氨放氨,然后与然后与质质子子结结合合随尿排出。随尿排出。(二)(二)氨的氨的转转运运16.2.丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循葡萄糖循环环(alanine-giucose cycle)丙氨酸也是氨的运丙氨酸也是氨的运载载体体,它把氨从肌肉运送到肝它把氨从肌肉运送到肝脏脏,脱氨后生成的丙脱氨后生成的丙酮酮酸又异生酸又异生转变转变成葡萄糖运回成葡萄糖运回到肌肉到肌肉17.Krebs的的实验证据据 切除肝切除肝脏的狗的血液和尿中的尿素的狗的血液和尿中的尿素浓度度显著
13、下降。著下降。切除狗的切除狗的肾而保留肝,血液中的尿素而保留肝,血液中的尿素浓度度显著增加。著增加。同同时切除切除肾和肝和肝脏,狗的血液氨,狗的血液氨浓度度显著上升。著上升。此外,此外,临床上急性肝坏死的患者,血液和尿中几乎不含尿素,而含床上急性肝坏死的患者,血液和尿中几乎不含尿素,而含高高浓度的氨。度的氨。(三)(三)尿素的合成尿素的合成18.尿素合成尿素合成过程程1.1.氨甲氨甲酰酰磷酸的生成(磷酸的生成(线线粒体中粒体中进进行)行)2.2.瓜氨酸的生成(瓜氨酸的生成(线线粒体中粒体中进进行)行)19.3.3.精氨酸的生成(胞液中精氨酸的生成(胞液中进进行)行)20.4.4.精氨酸的水解和
14、尿素的生成(胞液中精氨酸的水解和尿素的生成(胞液中进进行)行)尿素循尿素循环环的的总总反反应应21.尿素的生成尿素的生成鸟氨酸氨酸/精氨酸循精氨酸循环22.尿素合成的小尿素合成的小结 尿素的生成是一个耗能的尿素的生成是一个耗能的过程。氨甲程。氨甲酰磷酸合成磷酸合成酶I(线粒体粒体)是关是关键酶。每生成。每生成1分子的尿素消耗分子的尿素消耗4个高能磷酸个高能磷酸键的能量。尿素分子中的的能量。尿素分子中的1个氨基来自游离氨,另一个氨基个氨基来自游离氨,另一个氨基来自天冬氨酸(来自天冬氨酸(实际上由其他氨基酸通上由其他氨基酸通过转氨作用提供),氨作用提供),碳原子来自碳原子来自CO2 尿素循尿素循环
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