蛋白质及氨基酸代谢
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氨基酸和蛋白质代谢试验1. (靛基质)实验 (1)原理:某些细菌具有色,能分解培养基中的色氨酸产生吲哚,吲哚与试剂()作用,形成玫瑰吲哚而呈红色。
(2)办法:将待检细菌接种于蛋白胨水培养基中,35℃孵育1~2天,沿管壁渐渐加入试剂0.5 mL,即可观看结果。
(3)结果推断:两液面交界处呈红色反应者为阳性,无色为阴性。
(4)注重事项:蛋白陈中应含有丰盛的色氨酸,否则不能应用。
2.尿素实验 (1)原理:某些细菌能产生N酶,分解尿素形成氨,使培养基变为碱性,酚红指示剂变为红色。
(2)办法:将待检细菌接种于尿素培养基中,35℃孵育1~4天。
(3)结果推断:呈红色者为尿素实验阳性。
(4)注重事项:尿素培养基色彩的变幻是依赖浮现碱性来实现的,故对尿素不是特异的。
某些细菌如铜绿假单胞菌利用培养基中的蛋白胨可分解为大量氨基酸,使pH值上升而呈碱性,造成假阳性。
因此,必需用无尿素的相同培养基作为对比。
3.氨基酸脱羧酶实验 (1)原理:有些细菌能产生某种氨基酸脱羧酶,使该种氨基酸脱去羧基,产生胺(如赖氨酸→尸胺、→腐胺、→精胺),从而使培养基变为碱性的,使指示剂变色。
(2)办法:挑取纯菌落接种于含有及不含氨基酸的对比培养基中,加无菌石蜡油笼罩,35℃孵育4天,每日观看结果。
(3)结果推断:若仅发酵显黄色,为阴性;由黄色变为紫色,为阳性。
对比管(不含氨基酸)为黄色。
(4)注重事项:①因为脱羧酶培养基含有蛋白胨,培养基表面的蛋白胨氧化和脱氨基作用可产生碱性反应,所以培养基应封闭,隔绝空气,以消退假阳性反应;②不含氨基酸的空白对比管,孵育18~24 h后,仍应保持黄色(发酵葡萄糖)。
4.苯丙氨酸脱氨酶实验 (1)原理:有些细菌产生,使脱去氨基产生苯丙酮酸,与作用形成绿色化合物。
(2)办法:将待检细菌接种于苯丙氨酸凉脂斜面上,3 5℃孵育18~24 h,在生长的菌苔上滴加试剂,立刻观看结果。
(3)结果推断:斜面呈绿色为阳性。
氨基酸代谢与蛋白质功能的关系每个人都知道蛋白质是由氨基酸组成的,但对于氨基酸代谢如何影响蛋白质的功能,很少有人深入探究。
在这篇文章中,我将探讨氨基酸代谢与蛋白质功能之间的关系。
氨基酸是生物合成蛋白质的基本单位。
它们还参与产生其他生物分子,如神经递质、核酸和许多令人难以置信的化合物。
然而,氨基酸在体内不能以原始形式存在,因此它们必须在体内代谢,以制造其他生物分子。
氨基酸代谢是指在体内转换氨基酸的过程。
这个过程分为两个阶段。
在第一个阶段中,氨基酸分解为α-酮酸和氨基基团。
在第二个阶段中,这些代谢产物被利用并合成其他生物分子。
这些步骤中的酶和能量都是必要的,这些资源从食物中摄取的氨基酸中获得。
食物中不同种类的氨基酸含量不同,这使得它们的代谢产物也不同。
对氨基酸的差异处理可以改变人体中蛋白质的组成,从而影响蛋白质的结构和功能。
例如,鸟氨酸是一种氨基酸,它代谢产生一种非必需氨基酸--半胱氨酸,半胱氨酸在蛋白质中起支撑结构的作用。
这说明如果缺乏鸟氨酸,将会导致半胱氨酸的不足,从而对蛋白质的功能产生负面影响。
其他氨基酸也可以通过氨基酸代谢途径和其他生物分子联系起来,从而影响蛋白质的功能。
举例来说,色氨酸是一种人体不能合成的氨基酸,颤抖症是与色氨酸缺乏相关的疾病。
还有一个例子是苯丙氨酸代谢异常,容易导致苯丙酮尿症,影响神经系统正常发育。
另一方面,饮食中的不良选择可能导致人体中某些氨基酸的缺乏。
例如,素食者需要特别注意摄取充足的蛋白质和必需氨基酸。
如果缺乏必需氨基酸,会影响蛋白质的合成,从而影响身体发育和修复组织的能力。
总之,氨基酸代谢对蛋白质功能具有重要的影响。
通过理解不同类型氨基酸的代谢产物如何影响蛋白质,人们可以更好地保持身体健康,从而提高人体的功能表现。
一、一般代谢( 一) 氨基酸的代谢经肠道吸收的氨基酸在体内可用于蛋白质的合成,包括体蛋白和产品蛋白分解供能或转化为其它物质。
在氨基酸的代谢中主要有转氨基、脱氨基及脱羧基反应。
参与转氨基反应的酶主要有谷氨酸转氨酶、α - 酮戊二酸转氨酶、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GDT) 和谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT) ;参与脱氨基反应的主要是L- 谷氨酸脱氢酶;氨基酸脱羧酶也有多种,且大多数氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。
通过上述代谢反应使氨基酸转变成酮酸、氨、胺化物和非必需氨基酸。
酮酸可用于合成葡萄糖和脂肪,也可进入三羧酸循环氧化供能。
氨可在肝脏中形成尿素或尿酸。
胺则可用于核蛋白体、激素及辅酶的合成。
肠道吸收的氨基酸,有一半左右是机体进入肠道的内源物含氮物质的消化产物。
吸收的氨基酸、体蛋白质降解和体内合成的氨基酸均可用于蛋白质的合成。
图1 是体内氨基酸代谢的示意图。
体内的氨基酸库汇合了来自各方面的氨基酸,氨基酸不断地进入也不断输出。
消化道―→氨基酸库←→体蛋白的合成和分解―→特殊化合物的合成(嘌呤、卟啉、激素等)―→产品物质合成(奶、蛋、毛)←→氨基酸的分解和合成(转化为碳水化合物和脂类物质,进入尿素循环)图1 机体氨基酸的代谢( 二) 蛋白质的合成蛋白质的合成是一系列十分复杂的过程,几乎涉及细胞内所有种类的RNA 和几十种蛋白因子。
蛋白质合成的场所在核糖体内,合成的基本原料为氨基酸,合成反应所需的能量由A TP 和GTP 提供。
蛋白质的生物合成可以如下描述: 以携带细胞核内DNA 遗传信息的mRNA 为模板,以tRNA 为运载工具,在核糖体内,按mRNA 特定的核苷酸序列( 遗传密码) 将各种氨基酸连接形成多肽链的过程。
肽链的形成包括活化、起始、延长和终止几个阶段。
新合成的多肽链多数没有生物活性,需经一定的加工修饰,才能成为各种各样有生物活性的蛋白质分子。
体内蛋白质的合成受多种因素调控。
各组织蛋白质的氨基酸比例不同,既是这种调控的结果,也是生物进化过程中各组织、器官分工合作的体现。
氨基酸的代谢途径
氨基酸的代谢途径包括蛋白质降解、蛋白质合成和氨基酸转化途径。
1. 蛋白质降解:细胞通过蛋白酶将蛋白质降解为氨基酸。
蛋白质降解的主要途径包括泛素-蛋白酶体途径和自噬途径。
2. 蛋白质合成:细胞利用氨基酸合成蛋白质。
蛋白质合成的过程中,氨基酸与转移RNA(tRNA)结合,通过转导酶和核糖体的参与,合成蛋白质。
3. 氨基酸转化途径:氨基酸可以参与各种代谢途径,包括三羧酸循环、糖原代谢、脂肪酸合成和胺基酸互容转化等。
例如,一些氨基酸可以进入三羧酸循环进行能量代谢,经过一系列反应产生能量。
此外,氨基酸还可以通过转氨酶催化作用与其他氨基酸进行转化,形成新的氨基酸。
这些转化途径包括氨基酸转氨酶途径,如谷氨酸转氨酶和丙氨酸转氨酶等。
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1、正常成⼈每⽇蛋⽩质的最低⽣理需要量为30~50g2、必需氨基酸:苯丙氨酸,甲硫氨酸,赖氨酸,异亮氨酸,组氨酸,苏氨酸,⾊氨酸,缬氨酸,亮氨酸【笨蛋来⼀组,宿舍凄凉】蛋⽩质⽣物学价值的⾼低主要取决于所含必需氨基酸的数量和⽐例3、⾕类蛋⽩质含赖氨酸较少含⾊氨酸较多,⽽⾖类氨基酸含赖氨酸较多含⾊氨酸较少【⾕⾊赖⾖】4、外源性蛋⽩质消化成寡肽和氨基酸后被吸收:①蛋⽩质在胃和⼩肠被消化成寡肽和氨基酸:主要在⼩肠进⾏(i)蛋⽩质在胃中被⽔解成多肽和氨基酸:胃蛋⽩酶(胃蛋⽩酶原——胃黏膜主细胞分泌)(ii)蛋⽩质在⼩肠被⽔解成寡肽和氨基酸:内肽酶——⽔解蛋⽩质内部的⼀些肽键;外肽酶——⽔解蛋⽩质末端的肽键(iii)寡肽的⽔解主要在⼩肠黏膜细胞内进⾏,⼩肠黏膜细胞内存在两种寡肽酶,氨肽酶和⼆肽酶②氨基酸和寡肽通过主动转运机制被吸收:⾄少有7种载体蛋⽩参与氨基酸和寡肽的吸收5、未消化吸收的蛋⽩质在结肠下段发⽣腐败:肠道细菌分解①肠道细菌通过脱羧基作⽤产⽣胺类:例如组氨酸赖氨酸、⾊氨酸、酪氨酸及苯丙氨酸通过脱羧基作⽤分别⽣成组胺⼫胺、⾊胺酪胺及苯⼄胺。
这些腐败产物⼤多具有毒性,如组胺和⼫胺具有降低⾎压的作⽤,酪胺具有升⾼⾎压的作⽤。
这些毒性物质如果经⻔静脉进⼊体内,通常经肝代谢转化为⽆毒形式排出体外。
但在肝功能受损时,酪胺和苯⼄胺不能在肝内及时转化,极易进⼊脑组织,经β-羟化酶作⽤,分别转化为β-羟酪胺和苯⼄醇胺。
因其结构类似于⼉茶酚胺,故被称为假神经递质(falseneurotransmitter)。
假神经递质增多时,可竞争性地⼲扰⼉茶酚胺的正常功能,阻碍神经冲动传递,使⼤脑发⽣异常抑制,这可能是肝性脑病发⽣的原因之⼀②肠道细菌通过脱氨基作⽤产⽣氨:NH3转变为NH4+以铵盐形式排出,可减少NH3的吸收,这是酸性灌肠的依据氨基酸的⼀般代谢体内蛋⽩质分解⽣成氨基酸1、蛋⽩质以不同的速率进⾏降解2、真核细胞内蛋⽩质的降解有两条重要途径:蛋⽩质⾸先被蛋⽩酶⽔解成肽,然后肽被肽酶降解成游离的氨基酸①蛋⽩质在溶酶体通过ATP⾮依赖途径被降解:主要降解细胞外来的蛋⽩质、膜蛋⽩和胞内⻓寿命蛋⽩质,不耗能②蛋⽩质在蛋⽩酶体通过ATP依赖途径被降解:需泛素参与(存在于真核细胞),蛋⽩酶体存在于细胞核和胞质内,主要降解异常蛋⽩质和短寿命蛋⽩质外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库:⽀链氨基酸的分解代谢主要在⻣骼肌中进⾏氨基酸分解代谢⾸先脱氨基1、氨基酸通过转氨基作⽤脱去氨基①转氨基作⽤由转氨酶催化完成:转氨基作⽤是在氨基转移酶的催化下,可逆地将α~氨基酸的氨基转移给α-酮酸,结果是氨基酸脱去氨基⽣成相应的α-酮酸,⽽原来的α-酮酸则转变成另⼀种氨基酸。