蛋白质代谢

生物化学 蛋白质代谢，内容有蛋白质的营养价值与消化吸收、蛋白质一→氨基酸、氨基酸的一般代谢、氨、个别氨基酸的代谢、氨基酸衍生的重要含氮化合物。

蛋白质代谢

• 蛋白质的营养价值与消化吸收
  • 氮平衡
    • 每日氮的摄入量与排出量之间的关系 ①氮的总平衡: 摄入＝排出→正常人 ②氮的正平衡: 摄入＞排出→儿童孕妇恢复期病人 ③氮的负平衡: 摄入＜排出→饥饿烧伤出血及慢耗病人
  • 蛋白质营养价值→食物蛋白质体内利用率→取决于必需氨基酸的种类比例
    • ①EAA(9): 写一两本黄色书来+组；精氨酸(人体能合成但不多) ②蛋白质的互补作用: 多种营养价值较低的蛋白质混合食用，谷类(赖少色多)+豆类(赖多色少)
  • 外源性蛋白质的消化吸收
    • 1.胃: 胃蛋白酶→消化蛋白质/凝乳作用，酸性胃液使蛋白质变性
    • 2.小肠(主要): 胰液 ①内肽酶(蛋白质内部肽键)→具有专一性→胰蛋白酶(碱性氨基酸残基形成的肽键)；胰凝乳酶/糜蛋白酶(芳香族)；弹性蛋白酶(脂肪族) ②外肽酶(蛋白质或多肽末端的肽键)→羧肽酶A/B 3.小肠黏膜细胞: 寡肽酶，二肽酶
    • 4.食物蛋白质被消化成氨基酸和寡肽后在小肠通过主动转运机制吸收→载体蛋白+氨基酸/寡肽+Na
  • 蛋白质的腐败作用
    • 未被消化的蛋白质及未被吸收的消化产物在结肠下部会受到肠道细菌的分界作用 ①脱羧基→胺 ②脱氨基→氨 ③其它物质→酚类，吲哚，硫化氢
• 蛋白质→氨基酸
  • 体内蛋白质每天有1-2%降解(主要是骨骼肌中)→氨基酸(70-80%重新合成新蛋白质)
  • 不同速率降解
    • 降解速率用半寿期表示: 浓度减少到开始值50%所需要的时间→①肝1-8d ②血浆蛋白10d ③结缔组织180d ④关键酶很短
  • 2条降解途径
    • ①ATP非依赖途径: 溶酶体(组织蛋白酶)；PH偏酸；外来蛋白/膜蛋白/长寿蛋白 ②ATP依赖/泛素化途径: 蛋白酶体(胞质胞核中)；PH偏碱；异常蛋白/短寿蛋白 泛素化广泛存在于真核细胞中: 泛素与被降解蛋白质形成共价连接标记→蛋白酶体降解；泛素化的3种酶→泛素激活酶/泛素结合酶/泛素蛋白连接酶
  • 氨基酸代谢库
    • 骨骼肌中的AA占50%，肝占10%，肾占4%，血浆占1-6% ①内源性AA: 组织蛋白质降解+体内合成 ②外源性: 食物蛋白质消化吸收
• 氨基酸的一般代谢
  • AA→α-酮酸+氨
  • AA分解代谢首先脱氨基
    • 1.氨基转移酶转氨作用；磷酸吡哆醛(VitB6) ①转氨酶心肌中含量最高 ②既是AA分解代谢过程，也是某些AA合成的重要途径 ③赖/苏/脯/羟脯不能进行转氨 ④谷丙转氨酶GPT/ALT→肝中最高；谷草转氨酶GOT/AST→心肌中最高
    • 2.L-谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸脱氨作用；NAD和NADPH(唯一同时) ①L-谷氨酸脱氢酶广泛存在于肝肾脑组织中
    • 3.联合作用-转氨脱氨作用→体内脱氨基最主要的方式
    • 4.嘌呤核苷酸循环-转氨酶和腺苷酸脱氨酶 ①好发于肌肉组织，因为肌肉中L-谷氨酸脱氢酶活性很弱
    • 5.氨基酸氧化酶脱氨基；FMN或FAD
    • 总结
  • α-酮酸
    • ①彻底氧化分解提供能量 ②氨基化生成非必需AA: 丙酮酸→丙；草酰乙酸→天冬；α-酮戊二酸→谷 ③转变为糖和脂质: 生糖AA；生酮AA(亮/赖)；生糖兼生酮AA(异亮/苯丙/酪/色/苏)
• 氨
  • 代谢和消化吸收产生的氨进入血液→血氨→具有毒性特别是对脑→所以大部分氨会在肝中转变为尿素
  • 来源和去路
    • 三大来源 ①氨基酸脱氨基，胺类分解(胺氧化酶) ②肠道细菌作用产生氨: 蛋白质氨基酸尿素→氨，4g/d，结肠吸收入血，碱性环境下NH4+→NH3(易吸收)→高血氨要用酸不能用碱 ③肾小管上皮细胞分泌氨: 酸性尿利于肾小管细胞中的氨扩散入尿，碱性尿妨碍氨分泌→氨吸收入血；肝硬化腹水→不能用碱性利尿剂
  • 转运
    • 丙氨酸-G循环(骨骼肌-肝)
      • 氨以丙酮酸为载体形成丙氨酸的形式运往肝并合成尿素，同时肝又为骨骼肌提供生成丙酮酸的G
    • 谷氨酰胺(脑骨骼肌-肝肾)
      • ①是氨的解毒物又是氨的储存和运输形式→氨中毒病人可服用谷氨酸盐 ②谷氨酰胺提供氨基使使天冬氨酸变为天冬酰胺，但白血病细胞不能合成只能血液中获取→用天冬酰胺酶使血中天冬酰胺↓→白血病细胞不能获取而抑制
  • 在肝中合成尿素(鸟氨酸循环)
    • 特点 ①在肝脏，前两步在线粒体中后面在胞质 ②消耗3ATP，4个高能磷酸键 ③CPS-1(AGA是必须激活剂)和精氨酸代琥珀酸合成酶是关键酶 ③尿素中两个N的来源→游离氨+天冬氨酸
    • 调节 ①高蛋白质膳食→分解增多→尿素合成加速(尿素可占排出氮的90%)；低蛋白相反 ②CPS-1启动的关键酶→AGA是必须激活剂→乙酰CoA+谷氨酸(AGA合酶催化)→精氨酸是激活剂；精氨酸浓度增高→尿素合成增加 ③精氨酸代琥珀酸合成酶活性最低→是启动后的关键酶调节合成速度
    • 肝功能严重受损/尿素合成相关酶遗传缺陷→尿素合成障碍→血氨↑→高血氨症→肝性脑病(消耗α-酮戊二酸使ATP合成减少)；脑水肿(谷氨酸谷氨酰胺使渗透压增大)
• 个别氨基酸的代谢
  • 氨基酸脱羧产生胺
  • 丝甘色组氨基酸分解代谢产生一碳单位
    • 一碳单位: 含有一个碳原子的有机基团，不能游离存在与FH4结合
    • FH4: 是一碳单位的载体
    • 一碳单位可以相互转变，除N5甲基不可逆 ①甲基/亚氨甲基→FH4的N5 ②亚甲基/次甲基→FH4的N5和N10 ③甲酰基→FH4的N5或N10
    • 一碳单位的功能 ①是嘌呤嘧啶合成的原料→核酸的生物合成 ②将氨基酸代谢和核苷酸代谢紧密联系
    • 临床 ①一碳单位代谢障碍或FH4合成不足→巨幼贫 ②磺胺类→抑制细菌合成FH2→抑菌 ③叶酸类→抑制FH4合成→抗肿瘤
  • 含硫氨基酸
    • 含硫氨基酸: 甲硫氨酸，半胱氨酸，胱氨酸
    • 甲硫氨酸
      • 甲硫氨酸循环: 甲硫氨酸活化生成SAM→甲基化反应提供甲基 ①甲硫氨酸→甲基供体 ②SAM→甲基直接供体 ③N5-CH3-FH4→甲基间接供体 ④甲基受体→同型半胱氨酸 VitB12缺乏→影响甲硫胺酸合成 VitB12缺乏→游离FH4↓→一碳单位参与核酸代谢受影响→巨幼贫
      • 甲硫胺酸为肌酸提供甲基生成磷酸肌酸
    • 半胱氨酸
      • 半胱氨酸与胱氨酸互变: ①2S键对于维持蛋白质空间构象稳定及其功能具有重要作用 ②巯基酶与重金属结合后抑制活性 ③还原型谷胱甘肽能保护酶分子上的巯基
      • 半胱氨酸转变为牛磺酸
      • 半胱氨酸变为PAPS ①PAPS化学性质活泼，在肝生物转换中提供硫酸根使某些物质生成硫酸酯而灭活 ②参与硫酸角质素和硫酸软骨素等分子中硫酸化氨基糖的形成
  • 芳香族氨基酸
    • 芳香族氨基酸: 苯丙氨酸，酪氨酸，色氨酸
    • 酪氨酸
    • 色氨酸→5H-T，一碳单位，丙酮酸，乙酰乙酰CoA，少量烟酸
  • 支链氨基酸
    • 支链氨基酸: 缬基酸，亮氨酸，异亮氨酸
• 氨基酸衍生的重要含氮化合物