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蛋白质代谢

基本概述

蛋白质代谢指蛋白质在细胞内的代谢途径。各种生物均含有水解蛋白质的蛋白酶或肽酶,这些酶的专一性不同,但均能破坏肽键,使各种蛋白质水解成其氨基酸成分的混合物。

蛋白质代谢过程

实现途径

1. 蛋白质代谢以氨基酸为核心,细胞内外液中所有游离氨基酸称为游离氨基酸库,其含量不足氨基酸总量的1%,却可反映机体氮代谢的概况。食物中的蛋白都要降解为氨基酸才能被机体利用,体内蛋白也要先分解为氨基酸才能继续化分解或转化。

2. 游离氨基酸可合成自身蛋白,可氧化分解放出能量,可转化为糖类或脂类,也可合成其他生物活性物质。合成蛋白是主要用途,约占75%,而蛋白质提供的能量约占人体所需总能量的10-15%。蛋白质的代谢平衡称氮平衡,一般每天排出5克氮,相当于30克蛋白质。

3. 氨基酸通过特殊代谢可合成体内重要的含氮化合物,如神经递质、嘌呤、嘧啶、磷脂、卟啉、辅酶等。磷脂的合成需S-腺苷甲硫氨酸,氨基酸脱羧产生的胺类常有特殊作用,如5-羟色胺是神经递质,缺少则易发生抑郁、自杀;组胺与过敏反应有密切联系。

消化过程

外源蛋白有抗原性,需降解为氨基酸才能被吸收利用。只有婴儿可直接吸收乳汁中的抗体。可分为以下两步:

1. 胃中的消化:胃分泌的盐酸可使蛋白变性,容易消化,还可激活胃蛋白酶,保持其最适pH,并能杀菌。胃蛋白酶可自催化激活,分解蛋白产生蛋白胨。胃的消化作用很重要,但不是必须的,胃全切除的人仍可消化蛋白。

2. 肠是消化的主要场所。肠分泌的碳酸氢根可中和胃酸,为胰蛋白酶糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等提供合适环境。肠激酶激活胰蛋白酶,再激活其他酶,所以胰蛋白酶起核心作用,胰液中有抑制其活性的小肽,防止在细胞中或导管中过早激活。外源蛋白在肠道分解为氨基酸和小肽,经特异的氨基酸、小肽转运系统进入肠上皮细胞,小肽再被氨肽酶、羧肽酶和二肽酶彻底水解,进入血液。所以饭后门静脉中只有氨基酸。

内源蛋白的降解

1. 内源蛋白降解速度不同,一般代谢中关键酶半衰期短,如多胺合成的限速酶-鸟氨酸脱羧酶半衰期只有11分钟,而血浆蛋白约为10天,胶原为1000天。体重70千克的成人每天约有400克蛋白更新,进入游离氨基酸库。

2. 内源蛋白主要在溶酶体降解,少量随消化液进入消化道降解,某些细胞器也有蛋白酶活性。内源蛋白是选择性降解,半衰期与其组成和结构有关。有人认为N-末端组成对半衰期有重要影响(N-末端规则),也有人提出半衰期短的蛋白都含有一个富含脯氨酸谷氨酸丝氨酸苏氨酸的区域(PEST区域)。如研究清楚,就可能得到稳定的蛋白质产品。

氨基酸的吸收

食用蛋白质后15分钟就有氨基酸进入血液,30到50分钟达到最大。氨基酸的吸收与葡萄糖类似,有以下方式:

1. 需要载体的主动转运,需要钠,消耗离子梯度的势能。已发现6种载体,运载不同侧链种类的氨基酸。

2. 基团转运,需要谷胱甘肽,每转运一个氨基酸消耗3个ATP,而用载体转运只需三分之一个。此途径为备用的旁路,一般无用。

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