蛋白质消化吸收和氨基酸代谢

大学生物化学第八章蛋白质消化吸收和氨基酸代谢笔记，包括蛋白质的营养价值与消化、吸收、氨基酸的一般代谢、氨的代谢、个别氨基酸的代谢等内容。

蛋白质消化吸收和氨基酸代谢

• 蛋白质的营养价值与消化吸收
  • 蛋白质每天最低30-50，推荐8每天
  • 营养必须氨基酸：甲硫氨酸，色氨酸，赖氨酸，组氨酸，颉氨酸，异亮氨酸，亮氨酸，苯丙氨酸，苏氨酸
  • 食物蛋白质互补作用：多种营养价值较低 的蛋白质混合食用来提高营养价值
  • 内源性蛋白：胃蛋白酶（胃黏膜主细胞，水解芳香族氨基酸）胰蛋白酶（碱性氨基酸），胰凝乳蛋白酶（芳香族氨基酸又叫糜蛋白酶），弹性蛋白酶（脂肪族氨基酸）
  • 外肽酶：羧肽酶（A水解脯氨酸，精氨酸，赖氨酸B碱性氨基酸）氨肽酶
  • 肠激酶激活胰蛋白酶——胰蛋白酶激活胰凝乳蛋白，弹性蛋白酶，羧肽酶
  • 蛋白质水解为氨基酸和寡肽后主动运输进细胞
  • 腐败作用：未被消化的蛋白质及消化产物在结肠下部受到肠道细菌的分解
    • 脱氨基：肠道氨氮来源之一，可进入血液合成尿素
    • 脱羧基：引起肝性脑病
• 氨基酸的一般代谢
  • 蛋白质代谢速率——半寿期：浓度减少到开始值的一半
  • 蛋白质可在溶酶体水解，不消耗ATP
  • 通过蛋白酶体消耗ATP降解
    • 先进行泛素化，一种蛋白质的降解需要多次泛素化，形成泛素链
    • 蛋白酶体：在胞质和核内，26S=20S（核心颗粒）+19S（调节颗粒）水解成寡肽，后有寡肽酶水解成氨基酸
  • 外源性氨基酸：食物蛋白消化吸收（主要在肝中分解）。内源性氨基酸：组织蛋白降解及体内合成的非必需氨基酸。骨骼肌中氨基酸占50%以上，支链氨基酸在骨骼肌中分解
  • 脱氨基
    • 转氨酶的转氨基作用。
      • 反应可逆
      • 赖氨酸，脯氨酸，羟脯氨酸，苏氨酸不能转氨基
      • 谷草转氨酶(GOT,AST心中多)，谷丙转氨酶（GPT,ALT肝中多）正常主要存在在细胞中，血清中含量少
      • 氨基转移酶辅基：维生素B6，磷酸吡哆醛（传递氨基）
    • L-谷氨酸脱氢酶（唯一一种高速率氧化脱氨，唯一能利用NADPH和NADP）催化L-谷氨酸氧化脱氢生成α酮戊二酸消耗NADPH
      • 别构抑制剂ATPGTP,别构激活剂ADPGDP
    • 联合脱氨作用，最主要的脱氨方式
    • 氨基酸氧化酶脱氨基
      • 肝肾中，黄素酶类，辅基：FMN或FAD
      • 可形成过氧化氢
  • 氨基酸骨链的转换或分解
    • α酮酸可分解供能
    • 氨基化生成营养非必需氨基酸
    • 可变成糖或脂
      • 生糖氨基酸：剩余的其他氨基酸
      • 生酮氨基酸：亮氨酸，赖氨酸
      • 生糖兼生酮氨基酸：异亮氨酸，苯丙氨酸，酪氨酸，苏氨酸，色氨酸
• 氨的代谢
  • 血氨的三个来源
    • 1氨基酸脱氨基作用和胺类分解2肠道细菌产氨（高血氨用用弱酸性溶液结肠透析3肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺（氨和氢离子结合铵根离子以铵盐形式排出，酸性有利于排出，碱性不利于排出）
  • 氨在血液中以丙氨酸和谷氨酰胺运输
    • 骨骼肌中丙酮酸（骨骼肌中氨的主要受体）转氨作用生成丙氨酸和α酮戊二酸———丙氨酸经血液运输进肝和α酮戊二酸转氨作用生成丙酮酸和谷氨酸——丙酮酸生成葡萄糖，谷氨酸脱氨生成尿素——葡萄糖进入骨骼肌生成丙酮酸
    • 谷氨酰胺从脑和肾向肝运氨
      • L谷氨酸+氨+ATP在谷氨酰胺合成酶作用下合成谷氨酰胺
      • 谷氨酰胺在谷氨酰胺酶作用下分解成谷氨酸和氨
      • 谷氨酰胺既是氨的解毒形式又是氨储存和运输形式
    • 鸟苷酸循环（第一个被发现的循环）
      • 1氨+CO2+ATP（在镁离子，ATP，N-乙酰谷氨酸存在时可合成）氨基甲酰磷酸合成酶1催化生成氨基甲酰磷酸——氨基甲酰磷酸+鸟苷酸生成瓜氨酸——瓜氨酸+天冬氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶催化下合成精氨酸代琥珀酸——精氨酸带琥珀酸分解生成精氨酸和延胡索酸——延胡索酸经三羧酸循环生和转氨基作用生成天冬氨酸，精氨酸在精氨酸酶作用下生成鸟氨酸和尿素（尿素N来源——1游离氨2天冬氨酸）
      • 合成一个尿素消耗3ATP生成1AMP（生成精氨酸代琥珀酸时生成）+2ADP
      • 调节因素
        • 1高蛋白质膳食曾加
        • 2AGA（别构激活剂）激活CPS1（关键酶）启动尿素生成——AGA有乙酰辅酶A和谷氨酸经AGA合酶（精氨酸是激活剂，精氨酸浓度升高时，尿素合成曾加）催化生成
        • 3精氨酸带琥珀酸——精氨酸带琥珀酸合成酶（限速酶）
        • 4尿素生成障碍引起高血氨症或氨中毒
• 个别氨基酸的代谢
  • 子主题
    • 氨基酸脱羧作用需要脱羧酶
      • 辅酶是磷酸吡哆醛
    • L-谷氨酸经L-谷氨酸脱羧酶（脑和肾活性高）催化脱羧生成γ-羟丁酸（脑组织浓度高）
    • 组氨酸脱羧生成祖胺（主要存在于肥大细胞中）血管扩张剂引起哮喘，促进胃蛋白酶原和胃酸
    • 色氨酸经色氨酸羟化酶羟化后生成5-羟色氨酸——脱羧生成5羟色胺（脑组织中是抑制性神经递质。外周组织可强烈血管收缩作用）
    • 多胺：含多个氨基的化合物
      • 鸟氨酸脱羧基生成腐胺——腐胺可生成精胺和亚精胺（调节细胞生长）
  • 某些氨基酸分解生成一碳单位
    • 甲基CH3-，亚甲基-CH2-，次甲基-CH=，甲酰基-CHO，亚胺甲基-CH=NH
    • 四氢叶酸是一碳单位的运载体
      • 叶酸经二氢叶酸还原酶消耗NADPH还原两次生成四氢叶酸
    • 一碳单位主要来自丝氨酸，甘氨酸，组氨酸色氨酸（苏氨酸通过间接转变成甘氨酸也可以）
    • N5结合甲基或亚氨甲基
    • N10结合亚甲基或次甲基
    • N5或N10结合甲酰基
    • 主要功能：参与嘧啶和嘌呤——一碳单位或四氢叶酸不足时引起巨幼细胞性贫血
      • 磺胺类药物可抑制细菌合成二氢叶酸，叶酸类似物如甲氨蝶呤可抑制四氢叶酸
  • 含硫氨基酸
    • 甲硫氨酸可变成胱氨酸和半胱氨酸，半胱氨酸和胱氨酸可互变但不能合成甲硫氨酸
    • 甲硫氨酸经腺苷转移酶和ATP反应生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM）——SAM经甲基转移酶将甲基转移给其他物质生成S-腺苷同性半胱氨酸——同性半胱氨酸接受N5-CH3-FH4（可看成甲基的间接供体）提供的甲基生成甲硫氨酸
    • N5-CH3-FH4和同性半胱氨酸生成甲硫氨酸由N5-甲基四氢叶酸转甲基酶（甲硫氨酸合酶家）催化，辅酶维生素B12 维生素B12缺乏巨幼红细胞性贫血
    • 甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基
      • 子主题
      • 子主题
      • 子主题
      • 子主题
    • 半胱氨酸和胱氨酸可互变
    • 半胱氨酸可变成牛磺酸（胆汁成分之一）
    • 半胱氨酸是体内活性硫酸根的主要来源——半胱氨酸可直接脱去氨基和硫基生成丙酮酸，氨和H2S----H2S氧化生成硫酸-----一部分硫酸根随尿排出，另一部分活化生成活性硫酸根（PAPS）
  • 芳香族氨基酸
    • 酪氨酸可由苯丙氨酸羟化生成（苯丙氨酸羟化酶，辅酶四氢生物蝶呤，耗NADPH。——少量苯丙氨酸可变成苯丙酮酸引起苯丙酮尿症）——苯丙氨酸色氨酸是营养必须氨基酸
    • 酪氨酸在肾上腺髓质和神经组织中经酪氨酸羟化酶（关键酶，受产物反馈调节）生成3，4-二羟苯丙氨酸（DOPA，多巴，辅酶四氢生物蝶呤）——多巴经多巴脱氢酶生成多巴胺——多巴胺在肾上腺髓质生产去甲肾腺上素——后甲基化生成肾上腺素
    • 多巴胺，去甲肾上腺素肾上腺素统称为，儿茶酚胺
    • 黑色素细胞中经酪氨酸酶生成黑色素
    • 转氨酶作用下生成对羟苯丙酮酸——进一步转变成胡延索酸和乙酰乙酸
    • 色氨酸分解生成丙酮酸和乙酰乙酰辅酶A
  • 支链氨基酸