蛋白质分解代谢解读
蛋白质分解原理及氨基酸代谢
R1R1 H
R2O
H2N CH 胰C 蛋N白C酶H 原C
糜O 蛋白R酶2 原
肠激RR酶37或胰蛋H 白R8酶
CH
N二肽酶
N
C
CH
O R15R5
R1H6
C胰蛋白C酶H+六肽N
N
C
COOH CH
H
O OR4 糜蛋H白酶+2O个二肽R6
弹性芳蛋香白族氨酶氨基原酸基酸碱+性氨胰H基蛋酸2N白-酶脂C肪H族-氨C基-N酸弹H性-C蛋H白-C酶OOH
ATP
过小肠粘膜的刷状缘γ-谷上氨的酰载半体胱蛋氨酸白转运AD吸P+收Pi。已证实的
AA AA
AA
AA
① γ-氨谷基氨酸酰转载肽体酶蛋白目前有④6肽种酶。
② γ-谷氨酰环化转移酶 ⑤ γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶
③ 5-氧脯氨酸酶（一）主动⑥转谷胱运甘吸肽收合成酶 蛋白质分解原理及氨基酸代谢
三、蛋白质的腐败
蛋白质分解原理及氨基酸代谢
非必需氨基酸是指体内需要的，但不是必须要从食物中摄 取，可以在体内通过一定的途径合成的氨基酸。
食物蛋白质的营养价值的高低，主要决定于其所含必需氨 基酸的种类、数量以及其相互比例是否与人体内的蛋白质 相似。
实际上评定食物蛋白质的营养价值还应包括食物蛋白质含 量、蛋白质的消化率、蛋白质的利用率三个方面。
蛋白质分解原理及氨基酸代谢
（一）脱羧基生成胺类
蛋白质 蛋白酶 氨基酸 脱羧基作用 胺类
R
组氨酸 赖氨酸
C CO 氨基酸脱羧酶 R
尸胺
酪氨酸 降压 色氨酸
CH2 N H2
酪胺 升压 色胺
蛋白质分解原理及氨基酸代谢
（二）肠道细菌产生氨
蛋白质分解代谢过程
消化系统疾病
消化酶缺乏
蛋白质的消化需要特定的酶来分解，如果缺乏这些酶，蛋白质无 法被有效消化，可能导致消化不良、腹胀、腹泻等症状。
肠道炎症
肠道炎症可能影响蛋白质的消化和吸收，导致营养不足和生长迟缓。
肠易激综合征
肠易激综合征是一种功能性肠道疾病，可能导致腹痛、腹泻和便秘 等症状，影响蛋白质的消化和吸收。
氨基酸代谢异常
苯丙酮尿症
苯丙酮尿症是一种常见的氨基酸代谢异常， 由于缺乏苯丙氨酸羟化酶，导致苯丙氨酸无 法正常代谢，可能出现智力发育迟缓、癫痫 等症状。
枫糖尿症
枫糖尿症是由于支链氨基酸代谢异常引起的 ，可能出现神经系统损害、生长迟缓等症状
。
肥胖与糖尿病
要点一
肥胖
过多的蛋白质摄入可能导致肥胖，肥胖又与多种健康问题 相关，如心血管疾病、糖尿病等。
要点二
糖尿病
蛋白质摄入过多可能增加肾脏负担，长期高蛋白饮食可能 增加患糖尿病的风险。糖尿病患者的蛋白质代谢也可能出 现异常，影响身体健康。
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THANKS
03
主动运输需要消耗能量，能量来源于细胞内的ATP水解。ATP水解后释放的能量 用于驱动载体蛋白的构象变化，从而完成氨基酸的转运。
氨基酸的分类与转运
氨基酸的分类
中性氨基酸
酸性氨基酸
碱性氨基酸
氨基酸根据其侧链基团的性质 可以分为中性、酸性、碱性氨 基酸等不同类型。不同类型氨 基酸在细胞内的转运方式和作 用也有所不同。
蛋白质分解代谢过程
目录
CONTENTS
• 蛋白质的消化 • 氨基酸的吸收 • 蛋白质分解后的代谢途径 • 蛋白质分解代谢过程中的调节 • 蛋白质分解代谢过程中的疾病与健康问
生化教案蛋白质分解代谢
一、教学目标1. 让学生了解蛋白质分解代谢的概念和重要性。
2. 使学生掌握蛋白质分解代谢的过程和途径。
3. 培养学生对生化知识的兴趣和探究能力。
二、教学内容1. 蛋白质分解代谢的概念2. 蛋白质分解代谢的过程3. 蛋白质分解代谢的途径4. 蛋白质分解代谢的意义5. 蛋白质分解代谢与人体健康的关系三、教学重点与难点1. 教学重点：蛋白质分解代谢的过程和途径，蛋白质分解代谢的意义。
2. 教学难点：蛋白质分解代谢的具体步骤和机制。
四、教学方法1. 采用问题驱动法，引导学生思考蛋白质分解代谢的重要性。
2. 使用案例分析法，让学生了解蛋白质分解代谢在实际生活中的应用。
3. 利用多媒体教学，展示蛋白质分解代谢的过程和途径。
4. 开展小组讨论，培养学生合作学习和探究能力。
五、教学过程1. 导入：通过提问方式引导学生思考蛋白质分解代谢的概念和重要性。
2. 讲解：介绍蛋白质分解代谢的过程和途径，解释蛋白质分解代谢的意义。
3. 案例分析：分析实际生活中的蛋白质分解代谢实例，让学生加深理解。
4. 互动环节：开展小组讨论，让学生分享自己的观点和疑问。
6. 作业布置：布置相关练习题，巩固所学知识。
六、教学评估1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对蛋白质分解代谢概念的理解。
2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度和思考深度。
3. 作业批改：检查学生对蛋白质分解代谢过程和途径的掌握情况。
4. 期中考试：设置有关蛋白质分解代谢的试题，评估学生的综合运用能力。
七、教学拓展1. 邀请生化专家进行讲座，让学生更加深入地了解蛋白质分解代谢的研究动态。
2. 组织学生参观实验室，实际操作蛋白质分解代谢的相关实验。
3. 推荐阅读资料，让学生拓展知识面，了解蛋白质分解代谢在其他领域的应用。
八、教学反思1. 反思教学内容：检查教学内容是否全面、深入，是否符合学生的认知水平。
2. 反思教学方法：评估所采用的教学方法是否有效，是否有利于学生的学习。
第九章 蛋白质的分解代谢 PPT课件
原子交给O2，生成H2O2。该酶活性不高，在各
组织器官中分布局限，因此作用不大。
L-谷氨酸脱氢酶(L-glutamate dehydrogenase)是 一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶，生
成的NADH或NADPH可进入呼吸链进行氧化磷酸化
。该酶活性高，分布广泛，因而作用较大；该酶属
起血清中ALT活性明显升高。
丙氨酸 + -酮戊二酸
ALT 丙酮酸 + 谷氨酸
⑵ 天冬氨酸氨基转移酶（aspartate transaminase, AST），又称为谷草转氨酶（GOT）。催化天冬 氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反 应。该酶在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血 清中AST活性明显升高。
神经系统有抑制作用，临床已用作镇静剂。
4. 牛磺酸
（1）生成 半胱氨酸 （2）功能 ① 在脑内有抑制神经递质的作用 ② 在肝细胞中，与胆汁酸结合生成结合胆汁酸
3（O）
牛磺丙氨酸
脱羧酶
牛磺酸
CO2
5.多胺（包括精脒精胺）
（1）生成
鸟氨酸 蛋氨酸
CO2
CO2
多胺(精脒、精胺)
精胺与精脒：是调节细胞生长的重要物质。凡生长
② 必需氨基酸的种类；
③ 必需氨基酸的比例，即具有与人体需求相符的
氨基酸组成。
将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食 用，以提高其营养价值的作用称为食物蛋白质的 互补作用。 例如，谷类蛋白质含Lys较少而Trp较多，而豆
类蛋白质含Trp较少而Lys较多，二者混合后食用
，即可提高营养价值。
3、氮平衡：
体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日 氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态 平衡就称为氮平衡(nitrogen balance)。
生物化学第十一章蛋白质的分解代谢
目录
（三）蛋白酶体： 存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白
质
26S蛋白 质酶体
20S的核心 2个α环：7个α亚基 颗粒(CP) 2个β环：7个β亚基
19S的调节颗粒(RP) : 18个亚基, 6 个亚基具有ATP酶活性
目录
目录
三、细胞内蛋白质降解过程
泛素介导的蛋白质降解过程
泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使 其激活,即泛素化，包括三种酶参与的3步反应， 并需消耗ATP。
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酰环化 转移酶
氨基酸 COOH
H2NCH R
COOH
H2NCH R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸酶
ATP ADP+Pi
γ-谷氨酰
通过此种方式并未产生游离的氨。
目录
（三）联合脱氨基作用 定义 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸 脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。
目录
转氨基偶联氧化脱氨基作用
氨基酸
转氨酶
α-酮酸
α-酮戊二酸
谷氨酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
H2O+NAD+
此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也 是体内合成非必需氨基酸的主要方式。
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
催化酶：
存在于肝、脑、肾中 辅酶为 NAD+ 或NADP+
生化教案蛋白质分解代谢
生化教案蛋白质分解代谢一、教学目标：1. 让学生了解蛋白质分解代谢的概念和重要性。
2. 使学生掌握蛋白质分解代谢的过程和途径。
3. 培养学生对蛋白质分解代谢在生命活动中的作用的理解。
二、教学内容：1. 蛋白质分解代谢的概念2. 蛋白质分解代谢的重要性3. 蛋白质分解代谢的过程4. 蛋白质分解代谢的途径5. 蛋白质分解代谢在生命活动中的作用三、教学重点与难点：1. 教学重点：蛋白质分解代谢的概念、过程、途径及其在生命活动中的作用。
2. 教学难点：蛋白质分解代谢的具体过程和途径。
四、教学方法：1. 采用问题导入法，激发学生的学习兴趣和思考能力。
2. 使用多媒体教学，展示蛋白质分解代谢的相关图像和动画，帮助学生形象理解。
3. 通过案例分析，使学生了解蛋白质分解代谢在实际生活中的应用。
4. 开展小组讨论，培养学生的合作能力和口头表达能力。
五、教学过程：1. 引入新课：通过提问方式引导学生思考蛋白质分解代谢的概念及其重要性。
2. 讲解概念：讲解蛋白质分解代谢的概念，解释其在生命活动中的作用。
3. 展示图像：利用多媒体展示蛋白质分解代谢的过程和途径的图像，帮助学生理解。
4. 讲解过程：详细讲解蛋白质分解代谢的具体过程和途径。
5. 案例分析：分析实际案例，使学生了解蛋白质分解代谢在生活中的应用。
6. 小组讨论：学生分组讨论，分享对蛋白质分解代谢的理解和看法。
7. 总结：对蛋白质分解代谢的概念、过程、途径及其作用进行总结。
8. 布置作业：布置相关练习题，巩固学生对蛋白质分解代谢的理解。
六、教学评估：1. 课堂问答：通过提问方式检查学生对蛋白质分解代谢概念的理解。
2. 小组讨论：评估学生在小组讨论中的参与程度和理解深度。
3. 案例分析报告：评估学生对案例分析的理解和分析能力。
4. 作业完成情况：检查学生对蛋白质分解代谢过程和途径的掌握程度。
七、拓展与延伸：1. 蛋白质分解代谢与其他代谢途径的联系与区别。
2. 蛋白质分解代谢在疾病发生和发展中的作用。
蛋白质降解和代谢通路解析
蛋白质降解和代谢通路解析蛋白质是生物体中重要的组成部分，参与了许多生理过程，包括细胞信号传导、分子运输以及酶的催化作用等。
为了保持细胞正常的功能和代谢水平，不再需要的或受损的蛋白质必须被降解和清除。
蛋白质的降解和代谢通路是细胞中的重要过程，对于维持细胞内平衡和生命的正常功能至关重要。
蛋白质降解是指细胞内无用或损坏的蛋白质被分解成较小的肽段或氨基酸，然后通过相关通路进行清除。
这个过程一般由两个主要的通路参与，即泛素-蛋白酶体通路和泛素-蛋白酶体系统。
泛素-蛋白酶体通路是蛋白质降解的主要途径之一。
它包括了泛素化、泛素连接、蛋白质废弃物的识别和蛋白酶体的结合等步骤。
首先，泛素激活酶将泛素与一个特定的泛素激活酶连接，然后通过泛素连接酶将泛素转移至目标蛋白质上。
接下来，蛋白质废弃物被特定泛素连接的酶识别并与之结合。
最后，蛋白酶体作为降解组织和裂解蛋白质为小肽酶的多聚体结合并降解蛋白质。
泛素-蛋白酶体系统是蛋白质降解的另一个主要途径。
这个系统通过全身蛋白酶体的存在来分解蛋白质。
与泛素-蛋白酶体通路不同，泛素-蛋白酶体系统无需泛素连接步骤。
相反，它通过蛋白酶体直接识别特定蛋白质废物并对其进行降解。
这个过程可在任何时间和任何细胞内进行。
另外，细胞还有其他一些与蛋白质降解途径相关的通路。
其中包括线粒体蛋白质降解通路，质膜蛋白质降解通路和内质网蛋白质质量控制通路等。
线粒体蛋白质降解通路通过线粒体酶复合体来分解蛋白质。
质膜蛋白质降解通路参与质膜蛋白质的分解和清除。
内质网蛋白质质量控制通路通过选择性降解受损或错误折叠的蛋白质，以保持内质网稳定。
而蛋白质的代谢通路则涉及到蛋白质的合成和氨基酸的分解。
蛋白质的合成通过蛋白质合成酶和氨基酸酶等参与的途径进行。
在细胞中，通过核糖体合成蛋白质的过程中，DNA序列通过转录成mRNA，然后mRNA被翻译成氨基酸链，最终形成蛋白质。
而氨基酸的分解主要通过氨基酸转氨酶和蛋白质酶降解通路完成。
第九章蛋白质分解代谢
• 两种重要的转氨酶
草酰乙酸 酸
谷氨酸
GOT
天冬氨酸 氨酸
α-酮戊二酸
丙酮
GPT 丙
A 谷丙转氨酶（GPT，ALT） 急性肝炎患者血清GPT↑↑
B 谷草转氨酶（GOT，AST） 心肌梗死患者血清GOT↑↑
（三）联合脱氨基作用
定义：转氨酶与L-谷氨酸脱氢 酶联合催化使氨基酸的α-氨 基脱下并产生游离氨的过程 称为联合脱氨基作用
我国营养学会推荐80g/日
三、蛋白质的营养价值
➢ 必需氨基酸： 人体需要，但体内不能合成，
必须由食物供给的氨基酸
共有8种：苏、亮、色、苯丙、 蛋、赖、异亮、缬
• 组氨酸、精氨酸
➢ 非必需氨基酸：
人体需要但能合成，不一定由 食物供给的氨基酸
➢ 食物蛋白质的营养价值
取决于所含必需氨基酸的种类、 数量及比例，愈接近人体蛋白质者， 营养价值愈高
瓜氨酸
氨基甲酰磷酸+鸟氨酸 OCT
瓜氨酸
• 反应不可逆
（3）精氨酸的合成 • 部位：胞浆
反应分2步进行
NH2 | C=O | NH | （CH2)2 | CH-NH2 | COOH
COOH
|
H2N-C-H |
精氨酸代琥珀酸合成酶
+ CH2 |
Mg2+
COOH
NH2
COOH
|
|
C===N—CH
|
谷氨酸
NAD+ L-谷氨酸脱氢酶
NADH+H+
亚氨基戊二酸
H2O NH3
α-酮戊二酸
• L-谷氨酸脱氢酶
(1) 辅酶是NAD+或NADP+ (2) 特点：分布广、活性高、特异 性强、反应可逆 (3) 专一性高
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肠液中酶原的激活
胰蛋白酶原 糜蛋白酶原 羧基肽酶原 弹性蛋白酶原
肠激酶(enterokinase)
胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶 弹性蛋白酶 (trypsin) (exopeptidase) (carboxypeptidase) (elastase)
酶原激活的意义 • 可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。 • 保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。 • 酶原还可视为酶的贮存形式。
食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性 氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸 （内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各 处参与代谢，称为氨基酸代谢库。
氨基酸代谢概况
食物蛋白质
组织
分解
蛋白质
合成
体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)
氨基酸 代谢库
尿素 氨
α-酮酸
酮体 氧化供能
糖
代谢转变
其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)
（三）其它有害物质的生成
酪氨酸 半胱氨酸
色氨酸
苯酚 硫化氢 吲哚
第三节
氨基酸的一般代谢
General Metabolism of Amino Acids
一、概 述
• 蛋白质的半寿期(half-life) 蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，
用t1/2表示
•氨基酸代谢库(metabolic pool)
二、蛋白质需要量和营养价值
1. 氮平衡(nitrogen balance)
摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮 量之间的关系。
氮总平衡：摄入氮 = 排出氮（正常成人）
氮正平衡：摄入氮 > 排出氮（儿童、孕妇等）
氮负平衡：摄入氮 < 排出氮（饥饿、消耗性疾 病患者）
•氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。
第一节
蛋白质的营养作用
Nutritional Function of Protein
一、 蛋白质营养的重要性
1. 维持细胞、组织的生长、更新和修补
2. 参与多种重要的生理活动
催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运 动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝 血系统）等。
3. 氧化供能
人体每日18%能量由蛋白质提供。
2. 生理需要量
成人每日最低蛋白质需要量为30～50g，我 国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。
3. 蛋白质的营养价值
①必需氨基酸(essential amino acid) 指体内需要而又不能自身合成，必须由食
物供给的氨基酸，共有8种：Val、Ile、Leu、 Thr、Met、Lys、Phe、Trp。
三、 蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败作用(putrefaction) 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其
消化产物所起的作用
•腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、 吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可 被机体利用的物质。
（一）胺类(amines)的生成
蛋白质 蛋白酶 氨基酸 脱羧基作用 胺类
一、 蛋白质的消化
•蛋白质消化的生理意义
• 由大分子转变为小分子，便于吸收。 • 消除种属特异性和抗原性，防止过敏、
毒性反应。
•消化过程 （一）胃中的消化作用
胃酸、胃蛋白酶
胃蛋白酶原
胃蛋白酶 + 多肽碎片
(pepsinogen)
(pepsin)
• 胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.5，对蛋白质肽键作 用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。
2. 小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用
主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨 基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
氨基酸 + 蛋白水解酶作用示意图
二肽酶 氨基酸
二、氨基酸的吸收
• 吸收部位：主要在小肠 • 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 • 吸收机制：耗能的主动吸收过程
（二）小肠中的消化
——小肠是蛋白质消化的主要部位。
1. 胰酶及其作用
胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH 为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。
•内肽酶(endopeptidase) 水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋
白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。
•外肽酶(exopeptidase) 自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残
OH 酪胺
OH β-羟酪胺
• β-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺， 它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不 能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。
（二） 氨的生成
未被吸收的氨基酸 渗入肠道的尿素
肠道细菌 脱氨基作用
尿素酶
氨 (ammonia)
• 降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出， 可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。
组氨酸 色氨酸 酪氨酸 赖氨酸
组胺 色胺 酪胺 尸胺
• 假神经递质(false neurotransmitter)
某些物质结构与神经递质结构相似，可取代 正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。
CH2NH2 CH2
CH2NH2 H C OH
CH2NH2 CH2
CH2NH2 H C OH
苯乙胺
苯乙醇胺
胺类
目录
二、 氨基酸的脱氨基作用
（一组成三联体， 由 ATP 供 能 将 氨 基 酸 、 Na+ 转 入 细 胞 内 ， Na+再由钠泵排出细胞。
载体类型
中性氨基酸载体 碱性氨基酸载体 酸性氨基酸载体 亚氨基酸与甘氨酸载体
（二）肽的吸收
利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转 运体系
此种转运也是耗能的主动吸收过程 吸收作用在小肠近端较强
•其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。
②蛋白质的营养价值(nutrition value) 蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的
数量、种类、量质比。
③蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其
必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。
第二节
蛋白质的消化、吸收和腐败
Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins
第九章 蛋白质分解
代谢
Metabolism of Amino Acids
【教学目标】
❖ 掌握蛋白质的营养作用，氨基酸的脱氨基作 用，氨的来源、去路及α-酮酸的去路。
❖ 掌握一碳单位的概念、种类、载体、来源和 生物学意义。
❖ 熟悉氨基酸代谢概况，氨基酸的脱羧基作用 及含硫氨基酸代谢。
❖ 了解芳香族氨基酸代谢。