1、第11章 含氮小分子代谢,Metabolism of Small Molecules Containing N,重点：联合脱氨基、尿素合成、嘌呤 核苷酸体内分解代谢；难点：核苷酸从头合成途径、脱氧核 苷酸合成。,1 蛋白质的营养作用2 氨基酸的一般分解代谢3 氨的代谢4-酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成5 个别氨基酸的代谢6 核苷酸的合成与分解代谢,本章主要内容,1 维持组织细胞的生长、修补和更新。,第一节 蛋白质的营养作用,一、蛋白质的生理功能：,2 转变为生理活性分子。,3 氧化供能。,是反应动物摄入氮和排出氮之间的关系以衡量机体蛋白质代谢概况的指标。,二 氮平衡(nitrogen bala
2、nce),生物从外界摄入的氮与排出的氮，总量相等时的状态称为氮的总平衡。当生物体处于成熟时期，机体的状态稳定，代谢处于相对平衡的状态。,氮的总平衡：摄入氮量=排出氮量（成年动物）氮的正平衡：摄入氮量排出氮量（生长，妊 娠动物）氮的负平衡：摄入氮量排出氮量（营养不良，消耗性疾病，机体损伤等）,在糖和脂肪这类物质能源充分供应的条件下，为维持氮的总平衡，至少必须摄入的蛋白质，称为蛋白质的最低需要量。,蛋白质的最低需要量,成人每日最低需要量:3050g/d,我国营养学会推荐的 成人每日需要量:80g/d,蛋白质的生理价值：指饲料蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率。,三 蛋白质的生理价值与必需氨基酸
3、,蛋白质的生理价值,氮的保留量,氮的吸收量,100,必需氨基酸（essential aninoacid）：动物体内不能合成或合成量不足而需由饲料供给的氨基酸。约有10种，包括赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸、组氨酸和精氨酸。,假 设 来 写 一 两 本 书甲硫 色 赖 缬 异亮 亮 苯丙 苏,为提高饲料蛋白质的生理价值，将生理价值较低的不同蛋白质饲料混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。,蛋白质的互补作用,谷类：赖氨酸较少，色氨酸较多豆类：赖氨酸较多，色氨酸较少,蛋白来源 重量%单食时BV 混食时BV 豆腐干 42 65 77 面 筋 58 67
4、小 麦 39 67 小 米 13 57 89 牛 肉 26 69 大 豆 2 2 64,混合食物蛋白质的互补作用,第二节 氨基酸的一般分解代谢,一 动物体内氨基酸的代谢概况,蛋白质 小肽 氨基酸蛋白酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋 白酶和弹性蛋白酶,1 蛋白质的来源,(1)外源蛋白的消化,内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶（水解蛋白质内部肽键）,外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（从肽链两 端开始水解肽键）,据水解肽键部位的不同分为两类：,氨基酸+,蛋白水解酶作用示意图,（2）内源性蛋白的降解,动物体内蛋白质被组织蛋白酶水解产生和有其它物质合成。处于不断降解和合成的动态平衡。,血液氨基酸
5、,组织氨基酸,食物蛋白质,消化吸收,组织蛋白质（酶、蛋白质和激素等）,合成,分解,(3)体内氨基酸代谢库,内源性氨基酸和外源性氨基酸共同构成体内氨基酸代谢库。,2 氨基酸代谢概况,食物蛋白质,氨基酸,特殊途径,-酮酸,糖及其代谢中间产物,脂肪及其代谢中间产物,TCA,鸟氨酸循环,NH4+,NH4+,NH3,CO2,H2O,体蛋白,尿素,尿酸,激素,卟啉,尼克酰氨衍生物,肌酸胺,嘧啶,嘌呤,CO2,胺,二 氨基酸的脱氨基作用,脱氨基作用(deamination):指氨基酸脱去氨基生成相应的-酸的过程。动物的脱氨基作用主要在肝脏和肾脏中进行，主要有氧化脱氨基作用，转氨基作用，联合脱氨基作用。,1
6、氧化脱氨基作用,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。,L-氨基酸氧化酶(FMN)：分布不广，活性不强。D-氨基酸氧化酶(FAD)：分布广，活性强。L-谷氨酸脱氢酶(NAD)：分布广，活性强。,L-谷氨酸脱氢酶具有较高的专一性，只能催化L-谷氨酸的氧化脱氢,2 转氨基作用,在转氨酶的催化下,-氨基酸的氨基转移到-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的-氨基酸生成相应的-酮酸，而原来的-酮酸则形成了相应的-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。,没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代谢库中各种氨基酸的比例。,催化的反应可逆。,其辅酶都是磷酸吡哆醛。,特点,大多数氨基酸可
7、参与转氨基作用，但甘氨酸、苏氨酸、赖氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸除外。,转氨酶,正常人各组织GOT及GPT活性,血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。,谷丙转氨酶和谷草转氨酶,谷丙转氨酶（GPT）,谷草转氨酶(GOT),(肝脏),(心肌肝脏),3 联合脱氨基作用,(1)定义,是指氨基酸与-酮戊二酸经转氨作用生成-酮酸和谷氨酸，谷氨酸经L-谷氨酸脱氢酶作用生成游离氨和-酮戊二酸的过程。,此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，体内有活泼的转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶，反应可逆，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。,意义,4 嘌呤核苷酸循环,苹果酸,腺苷酸代琥珀酸,次黄嘌呤
8、 核苷酸(IMP),腺苷酸代琥珀酸合成酶,-酮戊 二酸,氨基酸,谷氨酸,-酮酸,转氨酶 1,转氨酶 2,主要在肌肉组织进行,延胡索酸,腺嘌呤核苷酸(AMP),三 氨基酸的脱羧作用(decarboxylation),氨基酸在脱羧酶的作用下形成胺类的反应。,第三节 氨的代谢,1 动物体内氨的来源与去路2 氨的转运3 尿素循环(urea cycle)4 尿酸的生成和排出,1 氨的来源与去路,（1）氨的来源,氨基酸脱氨基,嘌呤、嘧啶和胺类,腺苷酸脱氨,肠道吸收的氨,谷氨酰胺,嘌呤、嘧啶的合成,谷氨酰胺,尿素,非必需氨基酸,尿酸,（2）氨的去路,NH4+,2 氨的转运,（1）谷氨酰胺的运氨作用,NH3,Gln无毒，脑和肌肉组织等可以合成Gln，它是动物血液中最丰富的氨基酸之一。Gln是氨的运载体,积极参与合成代谢。,Gln是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。,生理意义,丙氨酸,葡萄糖,肌肉蛋白质,氨基酸,NH3,谷氨酸,-酮戊 二酸,丙酮酸,糖酵解途径,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH3,尿素,尿素循环,糖异生,肝,葡萄糖,（2）丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle),