第三章        蛋白质
第一节              蛋白质的营养作用
恩格斯的《反社林论》中指出“生命是蛋白质体的存在方式”
从蛋白质的营养作用可以看出
第一蛋白质的生命的物质基础
第二生命是物质运动的特殊形式是蛋白质存在方式
第三这种存在方式的本质就是蛋白质与其外部自然界不断的新陈代谢
一、蛋白质是构成生物体的基本成分
蛋白质存在与所有的生物细胞中含量最丰富的组合
二、蛋白质具有多样性的生物学功能
1、催化作用:酶的化学本质是蛋白质,有效的化学反应快速稳定有序
2、调节作用:激素 蛋白
3、免疫作用:抗体是高度专一的蛋白质,蛋白质可能是能够区分自身和非自身的唯一分子蛋白质和多肽是机体免疫系统的绝对主力.
4、运载和储存---载体通道、泵等
氧气在血液中有血红蛋白运输，在肌肉组织中由肌红蛋白运输，铁在血浆中由转铁蛋白运输，在肝细胞内由铁蛋白储存。
5、运动与支持
蛋白质是肌肉的主要成分
皮肤骨骼的高抗张强度主要依靠其所含的胶原纤维蛋白
6、控制生长和分化
7、接受和传递信息作用
视网膜杆细胞中的光受体蛋白
8、生物膜的功能
9、保护功能—毛发、皮膜、粘蛋白、毒蛋白等
三、蛋白质营养的重要性
1、维持细胞组织的生长、更新和修补
2、参与多种重要的生理活动催化酶、免疫（抗原及抗体）运动（肌肉）物质转运（载体）凝血（凝血系统）
3、氧化功能
人体每日18%能量由蛋白质提供
第二节        组成和分类
一、蛋白质的元素组成
1、是一类含氮高分子有机化合物大量有C.H.O.N外还有少量的硫和磷。某些还含有微量元素
2、蛋白质的含氮量
（1）氮占生物组织中所含氮物质的绝大部分
（2）由于大多数蛋白质含氮量接近16%
（3）蛋白质含量（克%）
（4）每克生物样品中含氮的克数（N）/16%
每克生物样品中含氮是克数（N）Х6.25
二、分类
（一）依据蛋白质的外形分类
1球状蛋白质：功能蛋白
2纤维状蛋白质；结构中的多为纤维状
（二）依据蛋白质的组成分类
1简单蛋白质由氨基酸组成
2结合蛋白质由简单的与其他非蛋白成分结合而成
（三）按蛋白质的营养价值分类
  1完全蛋白
  2半完全蛋白
  3不完全蛋白
第三节        氨基酸
一、 氨基酸蛋白质结构的基本单位
蛋白质 →蛋白胨→多肽→二肽→氨基酸
1、在天然蛋白质中用于合成蛋白质的氨基酸有20种它们与其他氨基酸的区别都是有遗传密码称为编码氨基酸
2、20种以外后衍生
（一）氨基酸的结构                   
编码氨基酸的共同特点
1.组成
2.不同的a-氨基酸其侧链不同
3.氨基酸具有手性
  互为镜像,不能重叠,称为手性.
  称为L构形和D构形(同分异构体)
编码氨都是L-构形,故称为a-L-氨基酸
甘氨酸不含手性C原子
(二)氨基酸的分类
20种基本氨基酸按R的极性(与水的关系)分为
1.八种非极性(疏水性)氨基酸、脂肪族氨基酸
2.七种极中性氨基酸
O
‖
H2N-CH-C=OH
|
CH2
|
<

| 
OH    (羟基-OH)
3.三种碱性氨基酸：精氨酸  赖氨酸  组氨酸
4.两种酸性氨基酸：天冬氨酸  谷氨酸
5.支链氨基酸：缬氨酸  亮氨酸 异亮氨酸
6.含羟基的氨基酸：丝氨酸  苏氨酸
7.含硫氨基酸：半胱氨酸（含硫基）
              甲硫氨酸（含硫甲基）
（三）肽键与肽链
1肽键
一个氨基酸的氨基与另一个氨基酸的羧基相连
2肽
氨基酸通过肽链相连称为肽
第四节      蛋白质的消化、吸收和腐败
一、蛋白质的消化
  （一）生理意义 ：1由大分子转变为小分子便于吸收
2消除种属特异性防止过敏毒性反应
  （二）主要的酶类
据水解肽部位不同分为两类
内肽酶：胃蛋白酶  胰蛋白酶  靡蛋白酶  弹性蛋白
外肽酶
  （三）消化过程
1.胃中消化
2.小肠内消化
蛋白水解酶：包括胰蛋红酶，糜蛋白酶，弹性蛋白酶和羟基肽酶、氨肽酶
①产生的肽在小肠黏膜刷状缘在经容肽酶如氨基肽酶
②及二肽酶的 作用水解为氨基酸
③95%的食物蛋白质在肠中完全水解
二、氨基酸的吸收继发性的转运完成，多种载体
三、蛋白质的腐败（芳香族氨基酸对肝腹水病人少用）
1、主要在大肠中进行是细菌对蛋白质及其他消化产物的分解作用
2、腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧脱氨 脱氨基等反应，可产生有毒物质如胺类（腐氨）酚类、吲哚类、氨基硫化氢等
3、这些有毒物质被吸收后由肝进行解毒。
氨基酸的一般代谢
一、氨基酸在体内的代谢动态
二、氨基酸代谢库
1、食品蛋白经消化吸收的氨基酸(外源性氨基酸)与体内组织蛋白降解产生的氨基酸(内源性氨基酸)混在一起分布于体内各处参与代谢称为氨基酸代谢库
  食物蛋白的消化吸收 ↘              ↗合成蛋白质和多肽
  组织蛋白质分解------- →氨基酸代谢库  →脱氢基作用
  非必须氨基酸合成  ↗                ↘脱羧基作用
↘转变为其他含氮物
2、氨基酸的分解代谢概况
特殊分解代谢→特殊侧链的分解代谢
一般分解代谢→脱羧基作用:CO2和胺
3、脱氨基作用:氨化脱氨基、非氨化脱氨基、联合脱氨基
（一）氨化脱氨基作用
1．      2H        H2O
        ↗            ↘
R—CH—COOH←→R—C—COOH←→R—C—COOH+NH
∣            ‖            ‖
NH2            NH            O
2．L—谷氨酸脱氢酶，是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+

COOH                        COOH
|        L谷氨酸脱氢酶                  |
（CH2）2←———————→  （CH2）2
|          ↙    ↘          |
CHNH2      NAD      NAPH+H    C ‖ NH
|                            |
COOH                            COOH
L谷氨酸
（二）转氨作用
由转氨酶催化，将а氨基酸的氨基转移到а酮酸上，各种转氨酶均以磷酸吡哆醛为辅酶（VB6参与）
重要的转氨酶：
（1）丙氨酸氨基转移酶，又称谷丙转氨酶（GPT）
该酶在肝中活性较高，在肝的疾病时，引起血清中的ATP大量升高
（2）天冬氨酸氨基转移酶又称谷草转氨酶（GOT）
特点：a:只有氨基移，没有氨的生成
b：催化的反应可逆
c：其辅酶都是磷酸吡哆醛
（三）联合脱氨基作用
是体内主要的脱氨基方式
特点：有氨生成，反应过程可逆
三、      氨的代谢
1．氨有毒性，血氨过高，可引起脑功能紊乱与肝性脑病发病有关。
2．体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在肝合成尿素而解毒
（一）血氨的来源和去路
          ↗合成尿素
血氨→合成非氨基酸及其他
↘合成谷氨酰胺
          ↘经肾脏以铵盐形成排出
（二）谷氨酰胺的运氨作用
肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌。在谷氨酰胺合成酶的催化
（三）尿素的生成
      合成尿素的途径称为鸟氨酸循环
ATP+CO2+NH+H2O
↙ ↘
氨基甲酰磷酸  2ADP+P
尿素合成的特点：
1．合成主要在肝细胞的线粒体和胞液中进行
2．合成1分子尿素需消耗1分子CO2，来自3个ATP的4分子ATP。
尿素生成的调节：
1．食物蛋白影响：高蛋白膳食    合成增加
低蛋白膳食    合成下降
2．CPS-1的调节
AGA其变构激活剂
（四）高血氨症与肝昏迷
1．正常值：5.54-6.5
2．引起高血氨症的主要原因：肝功能严重损伤，尿素合成障碍
3．机制
4．降低血氨的措施：
限制蛋白质进食，给于肠道抑菌药物，给予谷氨酸使其与氨结合为谷氨酰胺。
四、a-酮酸的代谢：经三羧酸循环氧化供能，由转氨基作用合成非必需氨基酸，转变为糖类或脂类。
生成酮氨基酸：亮氨酸，赖氨酸
生糖氨基酸：甘、丝、丙……等多种氨基酸
生酮兼生糖氨基酸：异亮、苯丙、酪、苏、色。
一、个别氨基酸代谢
1．谷氨酸脱羧生成r-氨基丁酸
2．组氨酸
牛磺酸是胆汁酸的重要组成部分。
二、一碳单位与氨基酸代谢
1．概念：P25
2．常见一碳单位种类：甲基-CH3
亚甲基（-CH2-甲烯基）
次甲基（=CH-）
3．一碳单位的载体
不能游离存在，以四氢叶酸为载体参与反应。一碳单位代谢障碍会影响维生素A、蛋白质的合成，引起巨幼红细胞性贫血。
4．磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用。
      孕妇服叶酸，协助DNA合成，减小畸形。
三、硫氨基酸代谢
1．蛋氨酸的代谢
是体内合成许多重要化合物，如肾上腺素、胆碱
肌酸和核酸等到的甲基提供
N5-CH3-FH4  四氢叶酸
生理意义：再生四氢叶酸，提供甲基，减少蛋氨酸的净消耗
2．半胱氨酸与胱氨酸的代谢
硫酸根的代谢
PAPS硫酸根的活化形式
3．谷胱苷肽的生理作用
作为抗氧化剂，维持酶-SH还原性和膜的完整性
2GSH+H2O2→CSSG+2HO
2GSH+2HB-FE→CSSG+2HB-FE+2H2O
参与生物转化，参与氨基酸转运，参与解毒的作用。
四、          芳香族氨基酸
（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢
（二）色氨酸代谢
      生成：5-羟色胺，一碳单位等
五、肌酸的代谢：是能量的贮存形式
六、支链氨基酸的代谢
包括亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸
第五节        蛋白质的营养评价
一、食物蛋白质含量
1.甲氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量
二、蛋白质消化率
1.表观消化率：不计内源粪氮的蛋白消化率
2.蛋白质真消化率：考虑粪代谢时的消化率
三、食物蛋白的利用率
1.蛋白质的功效比值：动物每摄入1g蛋白质所增加的体重克数
2.生物价：指食物蛋白的利用率（P28）
   
第六节      蛋白质的互补作用
1.概念：将几种营养价值较低的食物蛋白质混合食用，以提高其营养价值的作用。
2.例：谷类蛋白质含 LYS较少而TRP较多，而豆类蛋白质含 TRP较少，而LYS较多，二者混合后食用，即可提高营养价值。
第七节
一、          氮平衡
1.人体每日需分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产物的形成排出体外。同时须从食物中摄取一定量的蛋白质。
2.每日氮摄入量与排出量保持动态平衡，称氮平衡。
    氮平衡类型
    1.氮总平衡    摄入量=排出量
    2.氮正平衡    摄入量>排出量
                  此情况见于儿童、孕妇、产妇、产后恢复期
    3.氮负平衡    摄入量<排出量
                  见于消耗性疾病患者（结核、肿瘤）、饥饿者
一、          蛋白质的营养价值
1.必需氨基酸
      ①体内不能合成，必须由食物蛋白质供给的氨基酸，称为营养必需氨基酸。
②体内能自行合成，不必由食物供给的氨基酸，称为非必须氨基酸。
③必需氨基酸有8种
④酪、半胱，称为半必需氨基酸。
2.蛋白质营养的评价
决定食物蛋白质营养价值高低的因素有：①必需氨基酸的含量（丰富）②必需氨基酸的种类（全）③必需氨基酸的比例：即具有与人体需求相符的氨基酸组成。
    3.生理需要量
      正常人在禁食含氮食物14天后，每日的排氮量恒定为54mg/kg。
若成人60kg
60ⅹ54ⅹ6.25=20g最低
成人最低需要量30-50g/d

第八节    蛋白质的营养状况评价
一、膳食蛋白质摄入量
二、身体测量：重要依据，包括身高、体重、臂围、胸围、生长发育指数
三、生化检验：血液蛋白，悄液指标