30章生物技術(shù).ppt

1、第三十章蛋白質(zhì)降解和氨基酸分解代謝，(1)掌握氨基酸的脫氨方式：氨在體內(nèi)的轉(zhuǎn)運；尿素鳥氨酸循環(huán)的器官和細胞定位、反應(yīng)過程和特點；一個碳單位的概念、載體和生理功能。(2)熟悉蛋白質(zhì)降解的反應(yīng)機理；氨基酸脫羧：氨基酸脫羧酶及其輔酶；谷氨酸、組氨酸和酪氨酸的脫羧產(chǎn)物；尿素合成的調(diào)整；氨基酸碳架的氧化途徑；糖原生成氨基酸和酮生成氨基酸；一個碳單元的類型和形式，產(chǎn)生一個碳單元的氨基酸和一個碳單元的相互轉(zhuǎn)化；氨基酸代謝產(chǎn)生的生物活性物質(zhì)；氨基酸及其重要衍生物的合成；一氧化氮、谷胱甘肽、肌酸、卟啉和血紅素的生物合成。(3)了解蛋白質(zhì)的降解；蛋白質(zhì)降解的特點；人體對外援蛋白的需求及其消化；氨排泄；氨基酸代謝缺

2、乏。第一節(jié)是蛋白質(zhì)的降解和蛋白質(zhì)降解的意義：1 .消除異常蛋白質(zhì)2。細胞調(diào)節(jié)新陳代謝的一種方式。細胞選擇性降解異常蛋白質(zhì)。血紅蛋白在與氨基氯丁酸結(jié)合后被降解。2.處于重要代謝控制位置的酶降解迅速(短命蛋白主要是調(diào)節(jié)蛋白或酶)；管家蛋白的降解速度較慢(長壽蛋白主要是管家蛋白)。3.細胞中蛋白質(zhì)降解的速率與營養(yǎng)和激素狀態(tài)有關(guān)。營養(yǎng)缺乏，周轉(zhuǎn)加快，一是蛋白質(zhì)降解的特點，二是蛋白質(zhì)降解的反應(yīng)機制，溶酶體途徑：蛋白質(zhì)的非選擇性降解，主要降解外源蛋白，膜蛋白和長壽命胞內(nèi)蛋白，自噬抑制劑：氯喹，2。三磷酸腺苷和泛素依賴性降解途徑：在細胞液中進行，主要降解異常蛋白和短命蛋白。泛素需要三磷酸腺苷和泛素，是一種含

3、有76個氨基酸的小分子蛋白質(zhì)，在真核細胞中普遍存在。泛素化蛋白：泛素與降解蛋白形成共價連接，從而激活后者。泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程、蛋白質(zhì)泛素化過程、蛋白酶體降解：泛素蛋白質(zhì)和各種蛋白質(zhì)形成蛋白酶體，蛋白酶體降解蛋白質(zhì)。(1)蛋白質(zhì)營養(yǎng)的重要性，1)維持細胞和組織的生長、更新和修復(fù)，2)參與許多重要的生理活動，如催化(酶)、免疫(抗原和抗體)、運動(肌肉)、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(載體)、凝血(凝血系統(tǒng))等。3.氧化能量供應(yīng)：人體每日能量的18%由蛋白質(zhì)提供。(17kJ/g蛋白質(zhì)，可被糖或脂肪替代)；3.身體對外來蛋白質(zhì)的需求及其消化；2.蛋白質(zhì)需求和營養(yǎng)價值；1.氮平衡)16。食物攝入中的氮含量與糞便(尿

4、液和糞便)中的氮含量之間的關(guān)系。總氮平衡：氮攝入=氮排泄(正常成人)，正氮平衡：氮攝入(兒童、孕婦等)。)，負氮平衡：氮攝入(饑餓、消瘦疾病患者)，氮平衡的意義：它能反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的一般情況。2。生理需求，成人：分解20g/天；最低要求是30-50克/天，中國營養(yǎng)學(xué)會推薦的80克/天。3.蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值，另外12種氨基酸可以在體內(nèi)合成，它們被稱為非必需氨基酸。半必需氨基酸：雖然組氨酸和精氨酸可以在人體內(nèi)合成，但合成量很小，不能滿足人體的需要。如果它們長期缺乏，也會導(dǎo)致負氮平衡，所以我們稱它們?yōu)榘氡匦璋被帷５鞍踪|(zhì)的營養(yǎng)價值，取決于必需氨基酸的數(shù)量、類型和比例。它越接近人類蛋白質(zhì)，其營養(yǎng)價

5、值就越高。蛋白質(zhì)互補意味著低營養(yǎng)價值的蛋白質(zhì)可以一起食用，它們的必需氨基酸可以相互補充以提高它們的營養(yǎng)價值。比如：谷類蛋白質(zhì)：賴氨酸少，色氨酸多；豆類蛋白質(zhì)：賴氨酸多，色氨酸少；(3)蛋白質(zhì)消化，胃蛋白酶將食物蛋白水解成多肽、寡肽和少量氨基酸。胃蛋白酶能凝結(jié)牛奶中的酪蛋白，并在小腸中消化。消化酶有兩種類型：外肽酶，如羧肽酶A、羧肽酶B、氨肽酶、二肽酶等。內(nèi)肽酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶。2.所產(chǎn)生的寡肽被寡肽酶如氨肽酶和二肽酶水解成氨基酸。95%的食物蛋白質(zhì)在腸道中完全水解成氨基酸。氨基酸，蛋白水解酶作用示意圖，可以保護胰腺組織免受蛋白酶自消化。確保酶在其特定位置和環(huán)境中發(fā)揮催化作用。

6、酶原也可以被認為是酶的儲存形式。酶原激活的意義；(4)氨基酸的吸收，吸收部位：主要在小腸：氨基酸、寡肽和二肽的吸收機制：能量消耗的主動吸收過程；1.氨基酸吸收載體、載體蛋白、氨基酸和鈉形成三重態(tài)，通過三磷酸腺苷的供給將三重態(tài)的氨基酸轉(zhuǎn)移到細胞中，然后通過鈉泵將鈉從細胞中排出。載體類型、中性氨基酸載體(主載體)、堿性氨基酸載體、酸性氨基酸載體、亞氨基酸和甘氨酸載體、氨基酸進入組織和細胞的主動轉(zhuǎn)運機制、ADP、Pi、三磷酸腺苷、鉀、鉀、鈉、鈉、外、膜、內(nèi)、2。-谷氨酰循環(huán)轉(zhuǎn)運氨基酸，-谷氨酰循環(huán)過程：谷胱甘肽轉(zhuǎn)運氨基酸，谷胱甘肽再合成，Cys-Gly，胞外，-谷氨酰轉(zhuǎn)移酶，細胞膜，谷胱甘肽，胞內(nèi)，

7、-谷氨酰循環(huán)過程，氨基酸，內(nèi)容物，利用腸粘膜細胞上的二肽，3。肽吸收，(5)蛋白質(zhì)腐敗，腸道細菌對未消化和吸收的蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的影響，而腐敗產(chǎn)物大多是有害的，如胺、氨、酚、吲哚等；它還能產(chǎn)生少量的脂肪酸、維生素和其他身體可以利用的物質(zhì)。蛋白質(zhì)腐敗。產(chǎn)生胺，假神經(jīng)遞質(zhì)，一些物質(zhì)具有類似于神經(jīng)遞質(zhì)的結(jié)構(gòu)，可以替代正常的神經(jīng)遞質(zhì)并影響大腦功能，因此它們被稱為假神經(jīng)遞質(zhì)。-羥基酪胺和苯乙醇胺在結(jié)構(gòu)上類似于兒茶酚胺。它們可以取代兒茶酚胺并與腦細胞結(jié)合，但不能傳遞神經(jīng)沖動，從而導(dǎo)致大腦異常抑制。2。氨的產(chǎn)生，(2)臨床應(yīng)用：當肝昏迷發(fā)生時，治療血氨的能力降低。給予腸道抑菌藥物，降低腸道酸堿度，減少腸道

8、中NH3的生成。NH3被轉(zhuǎn)化為NH4，并以胺鹽的形式排出，這可以減少氨的吸收。這是酸灌腸的基礎(chǔ)。血液、浸潤、腸道、腎臟、排泄(20g)、NH2-CO-NH2、肝臟合成、NH3(25%)7g、NH2-CO-NH2、脲酶(大腸桿菌)、2NH3 CO2(4g)、腸道吸收、肝功能損害：血液NH3抑制腸道細菌、第2節(jié)氨基酸分解代謝、氨基酸的一般代謝、1-2%/總蛋白質(zhì)/蛋白質(zhì)半衰期/天降解、蛋白質(zhì)將其原始濃度降低一半所需的時間，用t1/2表示，氨基酸代謝池、 被食物蛋白吸收的氨基酸(外源氨基酸)與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨基酸(內(nèi)源氨基酸)混合，分布于全身參與代謝，稱為氨基酸代謝文庫。氨基酸代謝文庫，氨基

9、酸代謝概況，內(nèi)容，氨基酸分解代謝概況，1。氨基酸脫氨基的關(guān)鍵內(nèi)容，定義為氨基酸脫氨基生成相應(yīng)酮酸的過程。脫氨方式，氧化脫氨和轉(zhuǎn)氨結(jié)合脫氨和非氧化脫氨，(1)轉(zhuǎn)氨，1。定義為在轉(zhuǎn)氨酶的作用下，一個氨基酸除去-氨基生成相應(yīng)的-酮酸，而另一個-酮酸得到這個氨基生成相應(yīng)的氨基酸。2.反應(yīng)式中，除賴氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸外，大多數(shù)氨基酸都可以參與轉(zhuǎn)氨作用。正常組織(單位/克濕重組織)的轉(zhuǎn)氨酶、谷草轉(zhuǎn)氨酶和GPT活性以及血清轉(zhuǎn)氨酶活性可作為臨床疾病診斷和預(yù)后的指標之一。轉(zhuǎn)氨作用的機制。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛(vitb6)，o=ch，ch2op 3h 2，ohch3，h2n-ch，ch2op 3h 2，o

10、hch3，磷酸鹽。5。轉(zhuǎn)氨作用的生理意義，(2)氧化脫氨作用：L-谷氨酸氧化脫氨作用，存在于肝、腦和腎中。輔酶是NAD或NADP GTP，三磷酸腺苷是它的抑制劑，腺苷二磷酸是它的激活劑，催化酶是谷氨酸脫氫酶，谷氨酸，NH3，-酮戊二酸，NAD (P)，NAD()。對于其它脫氨基作用，左旋氨基酸氧化酶是一種需氧脫氫酶，以FAD或FMN為輔助基團，被去除的氫原子被轉(zhuǎn)移到O2中生成H2O2。這種酶的活性不高，在各種組織和器官中的分布有限，所以作用不大。(4)聯(lián)合脫氨，氨基酸的脫氨過程通過兩種脫氨方法的組合產(chǎn)生酮酸。2。型，轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨，1。定義，氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)，氨基偶聯(lián)氧化脫氨，H2O

11、 NAD，轉(zhuǎn)氨酶，它不僅是氨基酸脫氨的主要途徑，也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要途徑。主要在肝和腎組織。轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)，蘋果酸，腺苷酸琥珀酸，次黃嘌呤核苷酸(IMP)，腺苷酸琥珀酸合成酶，主要在肌肉組織中。脫羧；(5)氨基酸脫羧；(6)氨的命運(關(guān)鍵內(nèi)容)；氨的代謝氨是人體的正常代謝產(chǎn)物，具有毒性。人體內(nèi)的氨主要在肝臟中合成尿素并解毒。正常人血液中的氨濃度一般不超過0.6摩爾/升.生物世界排泄氨的方式如下：1 .許多水生動物。尿酸排泄：鳥類和陸生爬行動物。尿素排泄：大多數(shù)脊椎動物。血氨的來源和途徑。血氨的來源氨基酸脫氨產(chǎn)生的氨是血氨的主要來源，而胺的分解也能產(chǎn)生氨，氨被腸道吸收并由腎小

12、管上皮細胞分泌。血氨的途徑是在肝臟合成尿素，這是最重要的途徑。合成非必需氨基酸和其他含氮化合物，并合成谷氨酰胺。腎小管分泌氨，分泌的NH3在酸性條件下產(chǎn)生NH4，隨尿液排出。NH3、氨基酸脫氨、腸道蛋白質(zhì)的谷氨酰胺(腎)、尿素合成谷氨酰胺合成核苷酸、尿中非必需氨基酸NH4、體內(nèi)氨的來源和途徑：1。氨轉(zhuǎn)運谷氨酰胺，反應(yīng)過程中，谷氨酰胺在大腦和肌肉中合成，轉(zhuǎn)運到肝臟和腎臟，然后分解成氨和谷氨酸進行解毒。(2)氨運輸，2。丙氨酸-葡萄糖循環(huán)，反應(yīng)過程，丙氨酸，葡萄糖，肌肉蛋白，氨基酸，NH3，谷氨酸，酮戊酸，丙酮酸，糖酵解途徑，肌肉，丙氨酸，血液，丙氨酸。尿素循環(huán)，糖異生，肝臟，丙氨酸-葡萄糖循環(huán)，

13、葡萄糖，內(nèi)容，第三節(jié)尿素的形成，(1)尿素循環(huán)的發(fā)現(xiàn)是最早的代謝循環(huán)。1932年，漢斯克雷布斯和他的學(xué)生發(fā)現(xiàn)鳥氨酸、精氨酸、瓜氨酸、兩個氨分子與一個CO2分子結(jié)合形成一個分子。這種生成過程，即漢斯克雷布斯和庫爾特亨斯利特提出的尿素生成過程，被稱為鳥氨酸循環(huán)，也稱為尿素循環(huán)或克雷布斯-亨斯利特循環(huán)。它可以分為四個步驟：反應(yīng)在線粒體中進行，1。氨甲酰磷酸合成酶催化氨甲酰磷酸的合成。N-乙酰谷氨酸是它的激活劑，反應(yīng)消耗2分子三磷酸腺苷。N-乙酰谷氨酸，2。鳥氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶(OCT)催化瓜氨酸的合成，該酶通常與CPS-形成復(fù)合物。這種反應(yīng)發(fā)生在線粒體中，產(chǎn)生瓜氨酸，然后進入細胞液。3.精氨酸的合成，

14、反應(yīng)是在細胞液中進行的。精氨酸琥珀酸的裂解，4。精氨酸水解，鳥氨酸循環(huán)，線粒體，細胞液，含量，(3)反應(yīng)概述，原料：2分子氨，一個來自游離氨，另一個來自天冬氨酸。過程：首先在線粒體中，然后在細胞質(zhì)中。能量消耗：3個三磷酸腺苷和4個高能磷酸鍵。尿素合成的總反應(yīng)：尿素合成概述，主要器官：肝臟，CO2 2NH3(一分子來自天冬氨酸*) 4ATP，生理意義：它是氨在體內(nèi)的主要途徑和解毒氨的重要途徑?？偡磻?yīng)方程式：原料：合成一分子尿素：2nh3co23apth2o，限速酶：精氨酸琥珀酸合成酶，no，o2，NADPH NADP，一氧化氮合酶(NOS)，精氨酸，瓜氨酸，一氧化氮，含量，4，鳥氨酸循環(huán)的一氧化氮合酶分支，重要的生理活性(4)尿素合成的調(diào)節(jié)：1。食物蛋白的作用高蛋白飲食加快了尿素的合成速度，尿素占排出的含氮物質(zhì)的90%；3.精氨酸琥珀酸合酶也是尿素合成的限速酶，可以調(diào)節(jié)尿素合成。2.CPS- 1精氨酸的調(diào)節(jié)激活A(yù)GA合成酶，促進AGA合成，AGA激活CPS-1，加速尿素合成。(5)高氨血癥和氨中毒，血氨濃