8.蛋白质消化吸收和氨基酸代谢

第十章氨基酸代谢植物、微生物从环境中吸收氨、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等无机氮，合成各种氨基酸、蛋白质、含氮化合物。

人和动物消化吸收动、植物蛋白质，得到氨基酸，合成蛋白质及含氮物质。

有些微生物能把空气中的N2转变成氨态氮，合成氨基酸。

第一节蛋白质消化、降解及氮平衡一、 蛋白质消化吸收哺乳动物的胃、小肠中含有胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、弹性蛋白酶。

经上述酶的作用，蛋白质水解成游离氨基酸，在小肠被吸收。

被吸收的氨基酸（与糖、脂一样）一般不能直接排出体外，需经历各种代谢途径。

肠粘膜细胞还可吸收二肽或三肽，吸收作用在小肠的近端较强，因此肽的吸收先于游离氨基酸。

二、 蛋白质的降解人及动物体内蛋白质处于不断降解和合成的动态平衡。

成人每天有总体蛋白的1%～2%被降解、更新。

不同蛋白的半寿期差异很大，人血浆蛋白质的t1/2约10天，肝脏的t1/2约1～8天，结缔组织蛋白的t1/2约180天，许多关键性的调节酶的t1/2均很短。

真核细胞中蛋白质的降解有两条途径：一条是不依赖A TP的途径，在溶酶体中进行，主要降解外源蛋白、膜蛋白及长寿命的细胞内蛋白。

另一条是依赖A TP和泛素的途径，在胞质中进行，主要降解异常蛋白和短寿命蛋白，此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。

泛素是一种8.5KD（76a.a.残基）的小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞内。

一级结构高度保守，酵母与人只相差3个a.a残基，它能与被降解的蛋白质共价结合，使后者活化，然后被蛋白酶降解。

三、 氨基酸代谢库食物蛋白中，经消化而被吸收的氨基酸（外源性a.a）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性a.a）混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库。

氨基酸代谢库以游离a.a总量计算。

肌肉中a.a占代谢库的50％以上。

肝脏中a.a占代谢库的10％。

肾中a.a占代谢库的4％。

血浆中a.a占代谢库的1～6％。

肝、肾体积小，它们所含的a.a浓度很高，血浆a.a是体内各组织之间a.a转运的主要形式。

氨基酸代谢一、教学大纲基本要求蛋白质的消化、吸收，氨基酸代谢库，必需氨基酸，氮平衡，氨基酸代谢概论，氨基酸的脱氨基、转氨基、联合脱氨基作用；蛋白质降解，尿素循环，氨基酸合成代谢；氨基酸的脱羧基作用，氨基酸的碳链代谢，氨的排出、转运。

二、本章知识要点（一）氨基酸代谢概述蛋白质作为动物体的主要组成成分，总是在不断地进行着新陈代谢。

而蛋白质的基本组成单位是氨基酸，所以氨基酸代谢是蛋白质代谢的重要内容。

1．蛋白质的消化、吸收（1）蛋白质的消化动物的唾液中虽有少量唾液蛋白质酶能分解蛋白质，但在整个消化过程中，其作用不大。

蛋白质食物主要是在胃和小肠中进行消化的。

胃粘膜主细胞可分泌胃蛋白酶原，胰液能提供胰蛋白酶原、糜蛋白酶原、弹性蛋白酶原和羧基肽酶原，这些酶原激活后可转变成有活性的酶，在这些酶以及动物体所含的氨肽酶、羧肽酶和二肽酶等共同作用下，来完成日粮中蛋白质的消化过程。

（2）蛋白质的吸收在正常情况下，只有氨基酸及少量二肽、三肽能被动物体吸收进入血液。

这种吸收主要在小肠粘膜细胞上进行，肾小管细胞和肌肉细胞也能吸收，这是一个耗能、需氧的主动运输过程。

关于氨基酸吸收的机理，目前仍未完全解决。

A.Meister在1968-1969年，从肾脏研究中，提出关于氨基酸吸收的“γ-谷氨酰基循环”假说，具有一定理论意义。

他认为氨基酸吸收或向各组织、细胞内转移是通过谷胱甘肽起作用，这个过程由六步连续的酶促反应完成。

2．氨基酸的代谢库动物体吸收进入血液的氨基酸与体内游离的氨基酸构成了氨基酸代谢库。

在正常情况下，氨基酸代谢库中的氨基酸维持在一个动态平衡中。

一方面，氨基酸被消耗，或用来合成蛋白质，或合成其它含氮物质，或氧化分解提供能量；另一方面，可由体外吸收、体内合成或体内蛋白质分解所产生的氨基酸补充。

3．必需氨基酸必需AA是指机动物体内不能合成或合成量不足，必须由日粮提供的一类氨基酸，构成天然蛋白质的20种氨基酸中有10种氨基酸是多数动物的必需氨基酸：3种碱性AA（赖AA、精AA、组AA），3种支链AA（亮AA、异亮AA、缬AA），2种芳香AA（苯丙AA、色AA），1种含硫AA（甲硫AA），1种羟基AA（苏AA）。

【生物化学】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门静脉进入体内,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、膜蛋白和胞内长寿命蛋白质，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骨骼肌中进行●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。

第8章蛋白质的消化吸收与氨基酸代谢一、选择题A型题1．人体必需氨基酸是A．谷氨酸B．半胱氨酸C．天冬氨酸D．异亮氨酸E．丙氨酸2．哺乳类动物体内氨的主要代谢去路是A．合成非必需氨基酸B．合成重要的含氮化合物C．合成尿素D．合成谷氨酰胺E．合成核苷酸3．ALT(GPT)活性最高的组织是A．心肌B．骨骼肌C．脑D．肝E．肾5．1mol尿素的合成需消耗ATP摩尔数是A．2 B．3 C．1 D．5 E．66．参与尿素循环的氨基酸是A．蛋氨酸B．脯氨酸C．鸟氨酸D．丙氨酸E．谷氨酸7．γ氨基丁酸由哪种氨基酸脱羧生成A．Ala B．Val C．His D．Gln E．Glu9．氨基酸脱羧酶的辅酶中含下列哪种维生素A．维生素B1 B．维生素B2C．维生素B6D．维生素B12E．硫辛酸11．肾中产生的氨主要来自A．嘌呤核苷酸循环B．谷氨酰胺的水解C．胺的氧化D．尿素的水解E．转氨基作用12．在体内能够转变成儿茶酚胺的氨基酸是A．谷氨酸B．天冬氨酸C．组氨酸D．酪氨酸E．苏氨酸14．可提供一碳单位的氨基酸是A．色氨酸B．组氨酸C．甘氨酸D．丝氨酸E．以上都是16．苯丙酮酸尿症患者缺乏A．多巴脱羧酶B．酪氨酸羟化酶C．苯丙氨酸羟化酶D．苯丙氨酸转氨酶E．酪氨酸酶19．在体内能够生成黑色素的氨基酸是A．色氨酸B．组氨酸C．谷氨酸D．甲硫氨酸E．酪氨酸23．能促进鸟氨酸循环的氨基酸是A．甘氨酸B．丙氨酸C．天冬氨酸D．谷氨酸E．精氨酸24．苯丙氨酸和酪氨酸代谢缺陷时可引起A．苯丙酮酸尿症、蚕豆黄B．白化病、蚕豆黄C．尿黑酸尿症、蚕豆黄D．苯丙酮酸尿症、白化病E．巨幼细胞贫血、白化病31．营养充足的婴儿、孕妇、恢复期病人常保持A．氮平衡B．氮的负平衡C．氮的正平衡D．氮的总平衡E．以上都不是32．糖、脂肪酸与氨基酸三者代谢的交叉点是A．磷酸烯醇式丙酮酸B．丙酮酸C．延胡索酸D．琥珀酸E．乙酰辅酶A 33．氨由肌肉组织通过血液向肝进行转运的过程是A．三羧酸循环B．鸟氨酸循环C．丙氨酸-葡萄糖循环D．蛋氨酸循环E．γ谷氨酰基循环34．合成尿素首步反应的产物是A．鸟氨酸B．氨基甲酰磷酸C．瓜氨酸D．精氨酸E．天冬氨酸35．转氨酶的辅酶中含有的维生素是A．维生素B1B．维生素B2C．维生素B12D．维生素B6E．维生素C 36．下列哪一种不属于一碳单位A．CO2B．-CH3C．=CH2D．-CH= E．-CHO38．有关氮平衡的正确叙述是A．每日摄入的氮量少于排出的氮量，为氮负平衡B．氮总平衡多见于健康韵孕妇C．氮平衡实质上是表示每日氨基酸进出人体的量D．氮总平衡常见于儿童E．氮正平衡、氮负平衡均见于正常成人39．人体营养必需氨基酸是指A．在体内可由糖转变生成B．在体内能由其他氨基酸转变生成C．在体内不能合成，必须从食物获得D．在体内可由脂肪酸转变生成E．在体内可由固醇类物质转变生成40．关于蛋白质营养价值的错误说法是A．明胶由于缺乏色氨酸而营养价值低B．大豆与玉米的混合食物，营养价值低于每个单一组分的C．一般说来，植物蛋白的营养价值不及动物蛋白的高D．蛋白质的营养价值与其所含必需氨基酸的质和量都有关E．一个健康成人每天至少输入30～45克蛋白质才能维持氮的总平衡47．关于腐败作用叙述正确的是A．主要在大肠进行B．是细菌对蛋白质或蛋白质消化产物的作用C．主要是氨基酸脱羧基、脱氨基的分解作用D．腐败作用产生的多是有害物质E．以上都正确48．下列肠道中主要腐败产物中对人体有益无害的是A．吲哚B．腐胺C．羟胺D．维生素K E．酪胺49．下列哪种作用是人体内最有效的氨基酸脱氨基方式A．转氨基作用B．氧化脱氨基作用C．联合脱氨基作用D．核苷酸循环脱氨基作用E．脱水脱氨基作用50．可经脱氨基作用直接生成α-酮戊二酸的氨基酸是A．谷氨酸B．甘氨酸C．丝氨酸D．苏氨酸E．天冬氨酸51．经转氨作用可生成草酰乙酸的氨基酸是A．Ala B．Asp C．Glu D．Thr E．Trp52．AST活性最高的组织是A．心肌B．骨骼肌C．肝D．脑E．肾53．丙氨酸转氨酶的缩写是A．AST(GOT) B．ALT(GPT) C．SAST(SGOT)D．SALT(SGPT) E．以上都不对55．肝中能直接进行氧化脱氨基作用的氨基酸是A．天冬氨酸B．缬氨酸C．谷氨酸D．丝氨酸E．丙氨酸57．催化α-酮戊二酸和NH3生成相应含氮化合物的酶是A．谷丙转氨酶B．谷草转氨酶C．谷氨酰转肽酶D．谷氨酸脱氢酶E．谷氨酰胺合成酶58．L谷氨酸脱氢酶的辅酶是A．NAD+B．FAD C．FMN D．TPP E．CoA-SH61．与氨基酸代谢有关的途径中，下列哪项对氨基酸分解和合成都起着主要作用A．联合脱氨基作用B．嘌呤核苷酸循环C．鸟氨酸循环D．蛋氨酸循环E．葡萄糖--丙氨酸循环附：近年研考及执考试题A型题1．下列那种氨基酸体内不能合成，必需靠食物供给(2006研考)A．缬氨酸B．精氨酸C．半胱氨酸D．组氨酸E．丝氨酸2．下列氨基酸中，属于生糖兼生酮的是（2009研考）A．亮氨酸B．组氨酸C．赖氨酸D．苏氨酸4．与下列α氨基酸相应的α酮酸，何者是三羧酸循环的中间产物（1994研考）A．丙氨酸B．鸟氨酸C．缬氨酸D．赖氨酸E．谷氨酸9．脑中氨的主要解毒方式是生成（2008研考）A．尿素B．丙氨酸C．谷氨酰胺D．天冬酰胺11．在鸟氨酸循环中，直接生成尿素的中间产物是（2010研考）A．精氨酸B．瓜氨酸C．鸟氨酸D．精氨酸代琥珀酸12．通过鸟氨酸循环生成尿素时，其分子中的两个氮原子一个直接来自游离的氨，另一个直接来源于（1998研考）A．鸟氨酸B．瓜氨酸C．精氨酸D．天冬氨酸E．甘氨酸附：近年研考及执考试题14．经脱羧基作用生成γ-氨基丁酸的是（2001研考）A．酪氨酸B．半胱氨酸C．天冬氨酸D．谷氨酸E．谷氨酰胺15．体内转运一碳单位的载体是（2005研考、2001执考）A．叶酸B．生物素C．维生素B12D．四氢叶酸E．S-腺苷甲硫氨酸16．可作为一碳单位来源的氨基酸的（2013研考）A．丝氨酸B．丙氨酸C．亮氨酸D．甲硫氨酸17．下列氨基酸哪一种不能提供一碳单位（1999研考）A．甘氨酸B．丝氨酸C．组氨酸D．色氨酸E．酪氨酸18．酪氨酸在体内不能转变生成的是（2006研考）A．肾上腺素B．黑色素C．延胡索酸D．苯丙氨酸E．乙酰乙酸20．王某，5岁，偏食，瘦小。

11 蛋白质分解和氨基酸代谢1．蛋白质在细胞内不断地降解又合成有何生物学意义?解答：细胞不停地将氨基酸合成蛋白质，并又将蛋白质降解为氨基酸。

这种看似浪费的过程对于生命活动是非常必要的。

首先可去除那些不正常的蛋白质，它们的积累对细胞有害。

其次，通过降解多余的酶和调节蛋白来调节物质在细胞中的代谢。

研究表明降解最迅速的酶都位于重要的代谢调控位点上，这样细胞才能有效地应答环境变化和代谢的需求。

另外细胞也可以蛋白质的形式贮存养分，在代谢需要时将其降解产生能量供机体需要。

2．何谓氨基酸代谢库?解答：所谓氨基酸代谢库即指体内氨基酸的总量。

3．氨基酸脱氨基作用有哪几种方式?为什么说联合脱氨基作用是生物体主要的脱氨基方式?解答：氨基酸的脱氨基作用主要有氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用和非氧化脱氨基作用。

生物体内L-氨基酸氧化酶活力不高，而L-谷氨酸脱氢酶的活力却很强，转氨酶虽普遍存在，但转氨酶的作用仅仅使氨基酸的氨基发生转移并不能使氨基酸真正脱去氨基。

故一般认为L-氨基酸在体内往往不是直接氧化脱去氨基，主要以联合脱氨基的方式脱氨。

详见11.2.1氨基酸的脱氨基作用。

4．试述磷酸吡哆醛在转氨基过程中的作用。

解答：转氨酶的种类虽多，但其辅酶只有一种，即吡哆醛-5'-磷酸，它是维生素B6的磷酸酯。

吡哆醛-5'-磷酸能接受氨基酸分子中的氨基而变成吡哆胺-5'-磷酸，同时氨基酸则变成α-酮酸。

吡哆胺-5'-磷酸再将其氨基转移给另一分子α-酮酸，生成另一种氨基酸，而其本身又变成吡哆醛-5'-磷酸，吡哆醛-5'-磷酸在转氨基作用中起到转移氨基的作用。

5．假如给因氨中毒导致肝昏迷的病人注射鸟氨酸、谷氨酸和抗生素，请解释注射这几种物质的用意何在?解答：人和哺乳类动物是在肝中依靠鸟氨酸循环将氨转变为无毒的尿素。

鸟氨酸作为C 和N的载体，可以促进鸟氨酸循环。

谷氨酸可以和氨生成无毒的谷氨酰胺。

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。