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    第三节  蛋白质、氨基酸的代谢

    网友笑熬浆糊收集整理


      一、一般代谢


        (一)氨基酸的代谢 

        经肠道吸收的氨基酸在体内可用于蛋白质的合成，包括体蛋白和产品蛋白分解供能或转化为其它物质。在氨基酸的代谢中主要有转氨基、脱氨基及脱羧基反应。参与转氨基反应的酶主要有谷氨酸转氨酶、α-酮戊二酸转氨酶、谷氨酸丙酮酸转氨酶(GDT)和谷氨酸草酰乙酸转氨酶(GOT)；参与脱氨基反应的主要是L-谷氨酸脱氢酶；氨基酸脱羧酶 也有多种，且大多数氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。通过上述代谢反应使氨基酸转变成酮酸、氨、胺化物和非必需氨基酸。酮酸可用于合成葡萄糖和脂肪， 也可进入三羧酸循环氧化供能。氨可在肝脏中形成尿素或尿酸。胺则可用于核蛋白体、激素及辅酶的合成。
        肠道吸收的氨基酸，有一半左右是机体进入肠道的内源物含氮物质的消化产物。吸收的氨基酸、体蛋白质降解和体内合成的氨基酸均可用于蛋白质的合成。图4-2是体内氨基酸代谢的示意图。体内的氨基酸库汇合了来自各方面的氨基酸，氨基酸不断地进入也不断输出。

        (二)蛋白质的合成 

        蛋白质的合成是一系列十分复杂的过程，几乎涉及细胞内所有种类的RNA和几十种蛋白因子。蛋白质合成的场所在核糖体内，合成的基本原料为氨基酸，合成反应所需的能量由ATP和GTP提供。
       蛋白质的生物合成可以如下描述:以携带细胞核内DNA遗传信息的mRNA为模板，以tRNA为运载工具，在核糖体内，按mRNA特定的核苷酸序列(遗传密码)将各种氨基酸连接形成多肽链的过程。肽链的形成包括活化、起始、延长和终止几个阶段。新合成的多肽链多数没有生物活性，需经一定的加工修饰，才能成为各种各样有生物活性的蛋白质分子。体内蛋白质的合成受多种因素调控。各组织蛋白质的氨基酸比例不同(见表4-2)，既是这种调控的结果，也是生物进化过程中各组织、器官分工合作的体现。


        二、蛋白质代谢的动态平衡
     
         机体蛋白质是一个动态平衡体系，体蛋白质沉积是其合成和降解的结果，生长猪平均沉积1克蛋白质需要合成5-6克。生长动物蛋白质合成率大于降解率，成年动物两个过程的速率相等，蛋白质摄入严重不足的动物，体蛋白质降解率则大于合成率。不同组织器官，蛋白质合成和降解的速度不一样。用同位素标记氨基酸测得的一些组织器官蛋白质合成的速度列在表4-3
                                                                 表4-2   猪不同组织蛋白的氨基酸组成（%）

    名 称
    骨骼肌
    骨
    皮毛
    脂肪组织
    肝
    血
    消化道
    整体
    赖氨酸
    8.4
    4.2
    4.3
    5.5
    7.4
    9.5
    6.4
    7.2
    蛋氨酸
    2.7
    1.0
    1.1
    1.5
    2.3
    0.8
    2.1
    2.1
    半胱氨酸
    1.3
    0.6
    2.1
    1.1
    2.1
    1.4
    1.5
    1.3
    精氨酸
    6.5
    7.4
    7.6
    6.8
    6.2
    4.5
    6.4
    6.6
    组氨酸
    3.6
    1.2
    1.1
    1.9
    2.6
    7.2
    2.0
    3.1
    异亮氨酸
    4.9
    1.3
    2.1
    2.9
    4.8
    1.4
    3.9
    3.8
    亮氨酸
    8.4
    4.4
    4.6
    5.9
    9.5
    14.2
    7.5
    7.6
    苯丙氨酸
    3.9
    2.7
    2.6
    3.3
    5.1
    7.3
    3.9
    3.8
    酪氨酸
    3.3
    1.3
    1.6
    2.3
    3.7
    2.9
    3.4
    2.8
    苏氨酸
    4.6
    2.5
    2.7
    3.1
    4.7
    3.7
    4.2
    4.0
    缬氨酸
    4.9
    3.1
    3.3
    4.2
    5.8
    9.1
    4.8
    4.7
    丙氨酸
    6.3
    7.9
    8.0
    7.6
    6.1
    8.4
    6.5
    6.9
    谷氨酰胺
    15.7
    19.4
    11.4
    11.8
    13.1
    9.7
    13.0
    13.8
    甘氨酸
    5.9
    20.1
    18.6
    14.3
    6.2
    5.0
    9.2
    9.7
    脯氨酸
    4.8
    10.9
    11.3
    8.7
    5.1
    3.8
    6.3
    6.5
    丝氨酸
    4.0
    3.4
    4.3
    3.8
    4.5
    4.7
    4.3
    4.0
    天冬氨酸
    8.8
    6.1
    6.4
    7.3
    9.4
    12.1
    8.0
    8.2
    组织N占整体N
    56
    12
    10
    8
    3
    5
    4
    100

     

                                                                表4-3  生长猪一些器官蛋白质合成速度
    示踪氨基酸
    肝脏
    胰脏
    十二指肠
    空肠
    回肠
    结肠
    肾脏
    肌肉
    心脏
    皮肤
    L-[14C]亮氨酸
    103
    141
    71
    45
    35
    34
    37
    8
    9
    13
    L-[14C]赖氨酸
    123
    81
    44
    68
    39
    32
    17
    9
    7
    20

        *每日合成量占组织器官蛋白总量的百分比。 引自Kirchgessner，M.（1987）p.77

    中。肝脏和胰腺合成速度最快，小肠次之，大肠和肾较慢，肌肉和心脏最慢。 蛋白质、氨基酸在体内的贮存是很有限的，且主要是在肝脏。肝脏蛋白质含量随进食而增加，在短时间内可贮存食入蛋白质总量的50%， 但这个量也只占构成机体蛋白质总量的5%左右。因此，过量蛋白质只能转化为碳水化合物和脂肪，或分解产热。饲喂氨基酸不平衡的饲粮，在24小时以后补给所缺氨基酸，已不能发挥其互补作用，提高饲粮蛋白质的利用率。对于猪，这个期限可放宽到36小时。蛋白质的贮存还有一些特殊情况，如强力工作,肌肉的增多、妊娠期和康复期内贮存蛋白质的增加。在合成机体组织新的蛋白质的同时，老组织的蛋白质也在不断更新，使动物能很好地适应内、外环境的变化。被更新的组织蛋白质降解成氨基酸进入机体氨基酸代谢库，相当一部分又可重新用于合成蛋白质，只有少部分转化为其它物质。这种老组织不断更新，被更新的组织蛋白降解为氨基酸，而又重新用于合成组织蛋白质的过程称为蛋白质的周转代谢(Turn-over)。据测定，每天机体合成的蛋白质总量远远超过消化吸收的饲粮蛋白，约为吸收蛋白的5－10倍。
     
        蛋白质周转受年龄的影响，随着年龄的增长，单位体重蛋白质的周转率降低。机体每日被更新的蛋白质占总合成量的60%。
        蛋白质的合成、分解也受激素的调控。从表4-4可见，胰岛素和生长激素促进氨基酸的摄入和蛋白质的合成，儿茶酚胺、胰高血糖素和糖皮质激素基本上是促进蛋白质的分解。

                                                            表4-4  激素对骨胳肌蛋白质合成的影响a

    激素
    刺激氨基酸摄入
    蛋白质合成
    蛋白质分解
    儿苯酚胺
    ↓
    无影响
    ↑
    胰高血糖素
    ？
    ↓
    ？
    糖皮质激素
    ↓
    ↓
    ↑
    胰岛素
    ↑
    ↑
    ↓
    生长激素
    ↑
    ↑
    无影响


     a“↓”表示降低， “↑”表示增加， “?”不清楚。   引自 Kirchgessner,M.（1987）p.77
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