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国家“双高计划”水产养殖技术高水平专业群课程资源

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食品生物化学

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电子教材

《食品生物化学》课程-电子教材

单元（任务）编号

10-4

单元（任务）名称

蛋白质代谢

所属模块（项目）

10生物氧化与物质代谢

关键词

氨基酸；蛋白质；生物合成；降解；代谢调节

学习目标

1、掌握氨基酸和蛋白质的生物合成；

2、掌握蛋白质的生物降解；

3、了解氨基酸的分解过程；

4、熟练掌握蛋白质代谢的调节过程。

教学内容

知识点

1、蛋白质酶促降解

2、氨基酸分解代谢

3、氨基酸合成代谢

4、蛋白质的生物合成

教学重点

氨基酸、蛋白质的分解代谢和生物合成

教学难点

蛋白质代谢的调节过程

蛋白质代谢

一、蛋白质酶促降解

人体从食物中摄取的蛋白质不能直接进入细胞，必须在消化道内经蛋白酶水解为小分子的氨基酸才能被吸收利用。水解蛋白质的酶统称为蛋白酶，广泛地存在于生物体内。按照作用部位，蛋白酶可以分为内肽酶、外肽酶和二肽酶。内肽酶水解蛋白质多肽链内部的肽键，对组成肽键的氨基酸有特异性，水解蛋白质的产物是长度不等的肽链；外肽酶从肽链的一端水解肽键，将氨基酸逐一从肽链上切下来，又可以分为氨肽酶（从N-端水解肽键）和羧肽酶（从C-端水解肽键）；二肽酶水解二肽中的肽键，把二肽水解为氨基酸（见图10-17）。食品加工中常用的蛋白酶主要来自于植物和微生物体内。

(+)

(+)

蛋白质

胃蛋白酶

多肽

胰酶

肠激酶

寡肽

(氨基酸)

氨基酸

氨基肽酶

二肽酶

图10-17蛋白质的消化示意图

人体从食物中获得的氨基酸为外源氨基酸；组织蛋白质降解产生的氨基酸和体内合成的氨基酸为内源氨基酸。通常把分布于血液及各个组织中的游离氨基酸称为氨基酸代谢库。氨基酸代谢在蛋白质代谢中处于枢纽位置。

一部分未被消化的小部分蛋白质和多肽，在大肠内被腐败菌分解，产生胺、酚、吲哚、硫化氢等有毒有害物质及一些低级脂肪酸、维生素等有用物质。正常时，腐败产物大部分随粪便排出体外，少量被肠黏膜吸收后经肝脏解毒。当严重胃肠疾病时，如肠梗阻，由于肠内容物在肠道停留时间过长，腐败产物增多，大量腐败产物被吸收，在肝内解毒不完全，则引起自体中毒。

图10-18氨基酸在体内的转化示意图

二、氨基酸分解代谢

（一）氨基酸分解代谢的一般途径

氨基酸分解代谢的途径有两条：脱氨基作用和脱羧基作用。脱氨基作用是氨基酸分解代谢的主要途径。

1.氨基酸的脱氨基作用氨基酸脱去氨基的过程称为脱氨基作用，是氨基酸的分解代谢的主要途径，产物是氨和α-酮酸。氨基酸脱氨基作用的方式主要有氧化脱氨基作用、转氨基作用和联合脱氨基作用等（见图10-19）。人和动物体中，脱氨基作用主要在肝脏中进行。

1.氧化脱氨基作用

1.氧化脱氨基作用

2.转氨基作用

3.联合脱氨基作用

4.嘌呤核苷酸循环

氨基酸

氨

α-酮酸

图10-19氨基酸在体内的脱氨基作用示意图

(1)氧化脱氨基作用氨基酸在酶的催化下，发生脱氨、水解两步反应，脱去氨基后生成α-酮酸的过程，称为氧化脱氨基作用。催化氨基酸氧化脱氨基作用的酶有两类，即氨基酸氧化酶和L-谷氨酸脱氢酶。

①氨基酸氧化酶催化的反应：氨基酸氧化酶属于需氧脱氢酶，以FAD或FMN为辅基，有L-氨基酸氧化酶和D-氨基酸氧化酶两类。氨基酸氧化酶催化的反应如下：

氨基酸α-酮酸

氨基酸氧化酶不是催化氨基酸氧化脱氨基作用的主要酶类，因为L-氨基酸氧化酶在体内分布不广，生理条件下活性不高（其最适PH为10）；D-氨基酸氧化酶虽然分布广，活性高，但体内的D-氨基酸很少。

②L-谷氨酸脱氢酶催化的反应：L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶是NAD（或NADP），其催化的反应如下：

L-谷氨酸α-酮戊二酸

L-谷氨酸脱氢酶广泛存在于动植物体和微生物体内，且活性很强，是催化氨基酸氧化脱氨基作用的主要酶类。

食品工业上可以利用此反应的逆反应生产味精。

（2）转氨基作用在转氨酶的作用下，氨基酸分子的α-氨基转移到α-酮酸的羰基位置上，α-酮酸转变为新的α-氨基酸，原来的氨基酸转变为相应的α-酮酸，这一过程称为转氨基作用。

α-氨基酸（1）α-酮酸（1）α-酮酸（2）α-氨基酸（2）

转氨基作用普遍存在于生物体内，除个别氨基酸外（如赖氨酸），其他的氨基酸都可以参加转氨基作用。转氨酶种类很多，分布广泛，其辅酶是磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛起氨基传递体的作用。