蛋白质组学

蛋白质的分解与代谢

蛋白质的分解与代谢

上一次的课程预习提到,蛋白质经过胃与小肠中的消化之后,被分解为氨基酸与部分寡肽。而这一次,就来看一下蛋白质的吸收与代谢的过程。

 【7.29课程预习】蛋白质的分解与代谢

蛋白质的吸收

 

蛋白质的吸收主要是在小肠中进行,吸收过程是需要耗能的主动过程。实验证明,在肠黏膜细胞上有转运氨基酸的载体蛋白质,它能与小肠中的氨基酸及金属离子(如钠离子或钾离子等)形成三联体。载体蛋白质作为载体将氨基酸与钠离子转入小肠上皮细胞,钠离子再借助钠泵排出细胞外。目前在小肠黏膜细胞的纹状缘上已发现至少7中氨基酸载体,这些载体分别将不同种类的氨基酸运至细胞内。在细胞的基底侧模上,存在着不同于纹状缘的载体,可将细胞质中的氨基酸转运至细胞外,再进入血液。

小肠中的寡肽也可以被小肠粘膜上皮细胞摄取,目前认为纹状缘上存在H+-肽同向转运系统,它能够顺浓度梯度将H+从肠腔运至细胞内,同时逆浓度梯度将寡肽带入细胞内。寡肽进入细胞后,被胞质的寡肽酶水解为氨基酸,再经基底侧模上的氨基酸载体转运出细胞。这一转运过程需要钠泵的活动以维持钠离子的跨模势能,进而维持H+的浓度差,因此也是一种耗能的过程。

氨基酸进入血液循环后,可被体内不同组织细胞迅速吸收并利用,用于各种组织的生长与更新。组织蛋白更新的速率随组织性质不同而异,肠粘膜蛋白更新只需要1~3天,肝脏组织蛋白更新亦较快,肌肉组织蛋白更新较慢但数量较大。

 

蛋白质的代谢

 

一、  氨基酸合成蛋白质

 

食物中蛋白质被水解之后,其产物氨基酸在人体各个组织细胞中开始进行合成蛋白质的过程。在人体中蛋白质的合成大体可分为五个阶段:氨基酰-tRNA合成阶段、肽链合成起始阶段、肽链延长阶段、肽链合成终止阶段、肽链合成后加工阶段。

就在氨基酸合成蛋白质合成的同时,人体中的蛋白质也在不断地分解。事实上,动物体内蛋白质的分解与合成是同时进行的,这种分解与合成同时存在的动态过程成为更新转换。在相对稳定状态时,总转换中的分解与合成约各占一半。

一般来讲,人体中蛋白质的运转过程是这样的:外源性蛋白质(来自于食物)与内源性蛋白质(来源于肠道脱落的黏膜细胞和分泌的消化液)在消化道内经过消化吸收,形成游离氨基酸,随血液进入人体各个组织器官。之后这些氨基酸在组织器官中进行蛋白质的合成,同时人体中的组织蛋白质也在不断的分解。最后,未被利用的游离氨基酸与组织蛋白质分解后未被利用的氨基酸在人体内进行分解代谢并排出。

 

二、  氨基酸的分解代谢

人体内氨基酸分解代谢的主要反应是脱氨基作用。脱氨基的方式有:氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基和非氧化脱氨基等,其中,以联合脱氨基最为重要。氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸会进一步代谢,可以经氨基化生成非必需氨基酸;或转变成碳水化合物和脂类;或氧化供给能量。

除了一般代谢过程之外,有些氨基酸还有特殊代谢途径,包括:氨基酸的脱羧基作用;产生一碳单位;含硫氨基酸的特殊代谢;芳香氨基酸的特殊代谢;支链氨基酸的代谢。下表是氨基酸在人体中可以转变为哪些含氮的生理活性物质:


 

进食正常膳食的正常人每日从尿中排出的氮约12g。若摄入的膳食蛋白质增多,随尿排出的氮也增多;若减少,则随尿排出的氮也减少。完全不摄入蛋白质或禁食一切食物时,每日仍随尿排出氮2~4g。所以,蛋白质不断在体内分解成为含氮废物,随尿排出体外。

每天进入人体消化道的外源性蛋白质和内源性蛋白质除了被消化吸收的部分之外,其余未被利用的部分会以尿素、肌酐、氨、尿酸等含氮物质由尿排出体外。(还会有很少一部分未被吸收的蛋白质随粪排出)







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