蛋白質未經(jīng)消化不易吸收，有時某些抗原、毒素蛋白可少量通過黏膜細胞進入體內，會產(chǎn)生過敏、毒性反應。一般情況下，食物蛋白質水解成氨基酸及短肽后方能被吸收。由于唾液中不含水解蛋白質的酶，所以食物蛋白質的消化從胃開始，但主要在小腸。

蛋白質消化后形成的氨基酸或2～3個氨基酸構成的短肽在小腸內吸收，吸收入血的氨基酸主要與體內組織蛋白質分解產(chǎn)生的氨基酸共同參與體內蛋白質的合成和分解的代謝；此外，部分氨基酸還可合成體內其他含氮物質，如激素、神經(jīng)遞質等；攝入蛋白質過量時，多余的氨基酸可用來合成葡萄糖和脂肪。

一、蛋白質的消化

（一）胃內消化

胃內消化蛋白質的酶是胃蛋白酶（pepsin）。胃蛋白酶是由胃黏膜主細胞合成并分泌的胃蛋白酶原（pepsinogen）經(jīng)胃酸激活而生成的；胃蛋白酶也能激活胃蛋白酶原生成胃蛋白酶。胃蛋白酶分解蛋白質生成蛋白胨以及少量多肽和氨基酸。

胃蛋白酶在對蛋白或多肽進行剪切時，具有一定的氨基酸序列特異性。例如，它傾向于剪切氨基端或羧基端為芳香族氨基酸（如苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸）或亮氨酸的肽鍵；如果某一肽

鍵氨基端第三個氨基酸為堿性氨基酸（如賴氨酸、精氨酸和組氨酸）或者該肽鍵的氨基端為精氨酸時，則不能有效剪切此肽鍵。這種剪切特異性在pH為1.3時表現(xiàn)得更為明顯，只傾向于剪切氨基端為苯丙氨酸或亮氨酸的肽鍵。胃蛋白酶發(fā)揮作用的最適宜pH為1.8～3.5。胃蛋白酶對乳中的酪蛋白有凝乳作用，這對嬰兒較為重要，因為乳液凝成乳塊后在胃中停留時間延長，有利于充分消化。

（二）小腸內消化

小腸消化的蛋白質包括食物的外源性蛋白質和來自消化道本身的內源性蛋白質兩類。內源性蛋白質主要是來自消化道每日脫落的上皮細胞中蛋白質以及每日滲透進入腸腔的一部分血漿蛋白。小腸內蛋白質的消化主要由胰腺分泌的蛋白酶所完成。胰腺細胞最初分泌出來的各種蛋白酶和肽酶是無活性的蛋白酶原，分泌到十二指腸后迅速被腸激酶激活成有活性的蛋白酶，如胰蛋白酶原激活成胰蛋白酶。胰蛋白酶的自身激活作用較弱，但它能迅速將胰液中其他酶原激活。

胰蛋白酶的消化作用很強，在整個消化吸收過程中，此酶在空腸和回腸中均保持很高的濃度。在進食后的很短時間內，十二指腸中就含有200～800pg胰蛋白酶，這些酶在10分鐘內就足以把十二指腸內容物中50%的蛋白質轉化為三氯醋酸可溶的物質。

胰腺分泌的蛋白酶可分為兩類：

1.內肽酶

內肽酶可以水解蛋白質分子內部的肽鍵，包括胰蛋白酶、糜蛋白酶和彈性蛋白酶。其中，胰蛋白酶僅水解堿性支鏈氨基酸殘基的羧基肽鍵，產(chǎn)生堿性氨基酸作為羧基末端的肽；糜蛋白酶主要水解芳香族氨基酸的羧基肽鍵，產(chǎn)生具有以芳香族氨基酸作為羧基末端的肽，有時也可作用于亮氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺及蛋氨酸等殘基的羧基肽鍵；彈性蛋白酶主要水解脂肪族氨基酸組成的肽鍵，如纈氨酸、亮氨酸、丙氨酸等，作用的特異性較差。

2.外肽酶

外肽酶可將肽鏈末端的氨基酸逐個水解，包括羧肽酶A、B和亮氨羧肽酶。羧肽酶A分解多肽鏈C末端的脂肪族或芳香族氨基酸殘基，羧肽酶B則從C端切下精氨酸和賴氨酸的殘基。

此外，胰液中還有其他酶如膠原酶、氨基肽酶、血管舒緩素等，膠原酶-和彈性蛋白酶主要參與消化結締組織中的相應的纖維蛋白；血管舒緩素主要作用將血液中的激肽原分解為具有活性的激肽，激肽能擴張血管，增加血管的通透性，降低血壓。

經(jīng)過胃液和胰液中酶的消化后，蛋白質水解為游離氨基酸和較小的肽，肽類可被存在于腸黏膜紋狀緣膜上的肽酶或胞質中的肽酶水解，但兩者在水解肽類時因所含氨基酸殘基不同而異，如含有脯氨酸、甘氨酸、谷氨酸和天門冬氨酸殘基的肽類可完全被胞質內的肽酶所水解；含有精氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、亮氨酸殘基的肽類則在紋狀緣處被水解。

二、蛋白質的吸收

（一）氨基酸和寡肽的吸收

1.氨基酸的轉運體

氨基酸轉運體根據(jù)對Na + 的依賴性可分為Na + 依賴和Na + 不依賴的轉運體。Na + 依賴的轉運體利用質膜上以Na + 電化學梯度形式儲存的自由能逆濃度梯度從胞外轉運氨基酸底物入胞內。Na + 依賴的氨基酸轉運體包括A型、ASC型、B 0 型、X AG- 型、B 0+ 型和β型等；Na + 不依賴的氨基酸轉運體包括轉運中性氨基酸的L型、轉運小型中性氨基酸的asc型、選擇性轉運芳香族氨基酸的T型、選擇性轉運堿性氨基酸的y + 型、轉運堿性和中性氨基酸的b 0+ 和y +L 型以及轉運胱氨酸和谷氨酸的X c- 型等。

（1）紋狀緣的氨基酸轉運系統(tǒng)：

成年人微絨毛腸上皮細胞轉運氨基酸的機制有主動轉運、易化擴散以及單純擴散，其中主動轉運和易化擴散需要轉運體介導。小腸黏膜上皮細胞膜上存在能轉運中性氨基酸、堿性氨基酸、酸性氨基酸和亞氨基酸及甘氨酸的轉運體。

目前已知4種轉運中性氨基酸經(jīng)過細胞頂端膜的主動轉運機制：對很多中性氨基酸有廣泛特異性的NBB系統(tǒng)、介導苯丙氨酸和甲硫氨酸吸收的PHE系統(tǒng)、介導亞氨酸吸收的IMINO系統(tǒng)以及介導β-氨基酸吸收的系統(tǒng)。

由于氨基酸的結構有較大差異，理化特性也不相同，因此它們通過細胞膜的轉運需要更復雜的轉運系統(tǒng)。下表列出了紋狀緣與氨基酸轉運有關的轉運體。氨基酸的吸收是一種繼發(fā)性主動轉

運過程，必須依賴鈉泵并以ATP作為能量來源來維持細胞膜兩側的離子濃度差和電位差。

（2）細胞基底側膜氨基酸載體/轉運體系統(tǒng)：

目前已知細胞基底側膜上有五種氨基酸載體/轉運體系統(tǒng)，可分成Na +依賴和Na + 不依賴的兩類。前者可能與兩餐之間黏膜細胞由血液攝取氨基酸有關，后者與氨基酸由細胞內向血液轉運有關。

2.寡肽載體/轉運體及轉運過程

（1）寡肽載體/轉運體：

以二肽和三肽為主的寡肽可被小腸上皮細胞攝取，其載體/轉運體主要有肽轉運體1型（PepT-1）和肽轉運體2型（PepT-2）。這兩種肽轉運體在組織中的分布不同，PepT-1主要是腸肽轉運體，PepT-2主要是腎臟肽轉運體。寡肽轉運體識別和結合底物分子的親和力以及底物通過膜被轉運的容量和速度是寡肽轉運體的重要生理特性。

一般情況下，對底物有較低親和力的轉運系統(tǒng)有較大的轉運容量，有較高親和力的轉運系統(tǒng)則有較低的轉運容量。PepT-1是低親和力、高容量的肽轉運體，PepT-2則為高親和力、低容量的肽轉運體；PepT-1能轉運2～5肽，其中轉運二肽的速度最快；不管寡肽分子結構、大小、電荷和極性，它們都能被PepT-1和PepT-2轉運。因此大約有400種二肽和8000種三肽為轉運體底物。

（2）寡肽轉運的過程：

寡肽進入腸上皮細胞的過程主要是與其他正離子，特別是H + 的同向跨

膜轉運相耦聯(lián)的。腸上皮細胞紋狀緣膜表面比大多數(shù)腸道液酸性強，人

體或實驗動物微環(huán)境pH在5.4～6.2之間，而細胞內為7.0～7.2。當外部

pH在3～10之間變化時，微環(huán)境pH能夠保持穩(wěn)定，這與紋狀緣膜中的Na

+ -H + 交換體的作用有關。Na + -H + 交換體使Na + 從腸腔進入細胞，并且

使H + 從細胞進入腸腔，同時肽采取易化擴散方式經(jīng)由肽轉運體與H + 耦

聯(lián)轉運入細胞。Na + -H + 交換體產(chǎn)生并維持向內的質子濃度梯度，基底

側膜上的Na + ，K + -ATP酶則維持細胞內低鈉水平。

3.氨基酸吸收的部位

經(jīng)過消化后蛋白質被水解為可以吸收的氨基酸和2～3個氨基酸的短肽，主要在小腸吸收，但小腸不同部位的吸收能力有差別，近端小腸對氨基酸吸收能力較遠端小腸弱，但對寡肽的吸收能力則較強，這與黏膜紋狀緣寡肽酶在回腸內的活性比在空腸內高的特點相適應。結腸上皮細胞也擁有吸收氨基酸的能力，可能在新生兒和回腸切除患者的蛋白質吸收中起重要作用。

（二）完整蛋白質的吸收

在低等動物，吞噬是攝入大分子物質的基本方式。而在高等動物，只有在胚胎動物和新生動物仍保持這種原始機制。例如，母乳中的抗體可通過腸黏膜細胞的吞噬作用傳遞給嬰兒。在牛進行的實驗也發(fā)現(xiàn)，給新生小牛十二指腸灌注人初乳60～120分鐘后在胸導管中可出現(xiàn)初乳蛋白。

這種直接攝取蛋白的功能在出生后持續(xù)時間的長短因動物種屬而異，一般為1～18天。

關于成年人或成年動物腸道對完整蛋白質的吸收已進行了許多研究。有人將胰島素和胰蛋白酶抑制劑同時注入大鼠的隔離腸袢，發(fā)現(xiàn)可引起血糖降低，提示有一定量的完整胰島素被吸收。用酶標法研究辣根過氧化物酶的吸收，也獲得相同的結果。此外，人的血液中存在食物蛋白質抗體，提示食物蛋白質可進入血液而起抗原的作用。但一般認為，大分子蛋白質的吸收是極其微量的，無任何營養(yǎng)學意義，而腸內細菌的毒素、食物抗原等可能會進入血液而成為致病因子。

三、蛋白質的代謝

（一）蛋白質的分解與合成

1.蛋白質的分解

體內蛋白質處于不斷合成和分解的動態(tài)平衡中。成人體內的蛋白質每天有1%～2%分解，其中主要是肌肉蛋白。蛋白質分解產(chǎn)生的氨基酸中大約70%～80%又被重新利用合成新的蛋白質。不同蛋白質分解的速率不同，如人體血漿蛋白質半衰期約為10天，肝中大部分蛋白質半衰期為1～8天，而結締組織中一些蛋白質半衰期可達180天以上。

2.蛋白質的合成

在蛋白質分解的同時也不斷在體內合成，以補償分解。體內蛋白質的分解與合成同時進行，在相對穩(wěn)定狀態(tài)時，總轉換中的分解與合成約各占一半。蛋白質的生物合成是一個多種分子參與的復雜過程，其中包括以下幾種重要的分子：

（1）mRNA：

mRNA （messenger RNA，信使RNA）是蛋白質合成的直接模板。遺傳信息雖然存在于DNA分子中，但DNA并不直接指導蛋白質的生物合成。DNA通過轉錄生成mRNA后，mRNA就含有與DNA分子中某些功能片段相對應的堿基序列，以mRNA為模板合成蛋白質的多肽鏈時，這些

堿基序列信息就轉化為多肽鏈中氨基酸的排列順序。

（2）核糖體：

核糖體是由rRNA（ribosomal RNA，核蛋白體RNA）和蛋白質組成的復合體，參與蛋白質生物合成的各種成分最終都要在核糖體上將氨基酸合成多肽鏈，因此核糖體是蛋白質生物合成的場所。

（3）tRNA：

tRNA（transfer RNA，轉運RNA）是氨基酸的運載工具及蛋白質合成的適配器，它有兩個關鍵部位，一個是氨基酸結合部位，另一個是mRNA結合部位。分散存在于胞液中的氨基酸需要由tRNA搬運至核糖體上組裝成多肽鏈，同時mRNA序列中密碼子的排列順序通過tRNA分子的反密碼環(huán)配對，保證了從核酸到蛋白質信息傳遞的準確性。

（4）蛋白質合成需要的酶類和蛋白質因子：

參與蛋白質合成的重要酶有氨基酰-tRNA合成酶、轉肽酶和轉位酶。主要的蛋白質因子有起始因子、延長因子、終止因子。此外，蛋白質生物合成的能源物質ATP和GTP，以及無機離子Mg 2+ 和K + 等都是蛋白質合成所必需的。

總之，各種蛋白質合成的具體過程是相當復雜的，需要有數(shù)以百計的物質和細胞成分參與，但大體上可以分為三個階段：

①氨基酸的活化過程，即各種氨基酸分別加載到各自的tRNA分子上，形成氨基酰-tRNA；

②肽鏈的生物合成過程，即將mRNA的堿基排列順序轉換成肽鏈中氨基酸的排列順序，并通過肽鍵將氨基酸連接起來；

③肽鏈形成后的加工過程，即肽鏈合成后通過折疊形成天然蛋白質的三維構象，并對一級結構

和空間結構進行修飾等，才成為有生物學功能的天然蛋白質。

在這三個階段中都會受到多種因素的調節(jié)，其中至少在兩個水平上受到調節(jié)，一是轉錄水平的調節(jié)，控制合成mRNA的種類和數(shù)量；二是翻譯水平的調節(jié)，控制合成蛋白質的種類和數(shù)量。轉錄和翻譯過程都很復雜，特別是翻譯過程，參與因子很多，不僅mRNA壽命會影響翻譯，核糖體的結構與功能，tRNA含量及其能否及時轉運必要的氨基酸，乃至氨基酸供應等均會影響翻譯，從而影響蛋白質的生物合成。

（二）氨基酸的分解代謝

1.氨基酸的一般代謝

食物蛋白質經(jīng)消化而被吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內組織蛋白質分解產(chǎn)生的氨基酸（內源性氨基酸）混在一起，分布于體內，參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。氨基酸代謝庫通常以游離氨基酸總量計算。由于氨基酸不能自由通過細胞膜，所以在體內的分布也是不均勻的。例如，肌肉中的氨基酸占總代謝庫的50%以上，肝臟約占10%，腎臟約占4%，血漿約占1%～6%。由于肝、腎的體積較小，實際上所含游離氨基酸的濃度很高，氨基酸的代謝很旺盛。消化吸收的大多數(shù)氨基酸，例如，丙氨酸、芳香族氨基酸（苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸）等主要在肝臟分解，但支鏈氨基酸（亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸）的分解代謝主要在骨骼肌中進行。血漿氨基酸是體內各組織之間氨基酸轉運的主要形式。

體內氨基酸的主要功能是合成蛋白質和多肽。此外，也可以轉變成某些生理活性物質，如嘌呤、嘧啶、腎上腺素等。正常人尿中排出的氨基酸極少。各種氨基酸在結構上具有共同特點，所以存在一些共同的代謝途徑；但不同的氨基酸由于結構的差異，也各有其特殊的代謝方式。

氨基酸的分解代謝主要是脫氨基作用及由此而產(chǎn)生的α-酮酸及氨的代謝，其中最主要的反應是脫氨基作用。脫氨基方式有：氧化脫氨基、轉氨基、聯(lián)合脫氨基和非氧化脫氨基等，其中以聯(lián)合脫氨基最為重要。氨基酸脫氨基后生成的α-酮酸進一步代謝：①經(jīng)氨基化生成非必需氨基

酸；②轉變成碳水化合物及脂類；③氧化供給能量。

氨基酸經(jīng)脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內氨的主要來源，其他來源還有腸道吸收的氨以及腎小管上皮細胞分泌的氨等。氨是有毒物質，在正常情況下體內產(chǎn)生的氨主要在肝臟合成尿素而解毒；只有少部分氨在腎臟以銨鹽的形式由尿排出。正常成人尿素占尿排氮總量的80%～90%，可見肝臟在氨解毒中的重要作用。體內氨的來源和去路保持動態(tài)平衡，使血氨相對穩(wěn)定，平均水平在47～65μmol/L。

2.個別氨基酸代謝

氨基酸代謝除共有的代謝途徑外，因其側鏈不同，有些氨基酸還有其特殊的代謝途徑，并具有重要的生理意義。

（1）氨基酸的脫羧基作用：

除了脫氨基作用，動物體內部分氨基酸也可以進行脫羧基作用生成相應的胺。生成的胺類含量雖然不高，但具有重要生理意義。例如，谷氨酸脫羧基生成的γ-氨基丁酸在腦組織中含量較多，是抑制性神經(jīng)遞質，對中樞神經(jīng)有抑制作用；組氨酸脫羧基生成的組胺在體內分布廣泛，在乳腺、肺、肝、肌肉及胃黏膜中含量較高，組胺是一種強烈的血管舒張劑，并能增加毛細血管的通透性；色氨酸脫羧基生成的5-羥色胺廣泛分布體內各組織，除神經(jīng)組織外，還存在于胃腸道、血小板及乳腺細胞中，腦中的5-羥色胺作為神經(jīng)遞質，具有抑制作用，在外周組織中的5-羥色胺有收縮血管的作用等。

（2）一碳單位的代謝：

某些氨基酸在分解代謝過程中可以產(chǎn)生含有一碳原子的基團，稱一碳單位。體內重要的一碳單位有：甲基（—CH 3 ）、甲烯基（—CH 2 ）、甲炔基（CH=）、甲?；ā狢HO）、亞甲氨基（—CH=NH）等。

一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸結合而轉運和參加代謝。一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色氨酸的代謝。一碳單位的主要生理功能是作為合成嘌呤及嘧啶的原料，故在核酸的生物合成中占有重地位。

（3）含硫氨基酸的代謝：

體內的含硫氨基酸有蛋氨酸、半胱氨酸及胱氨酸。這三種氨基酸的代謝是相互聯(lián)系的，蛋氨酸可以轉變?yōu)榘腚装彼岷碗装彼?，半胱氨酸和胱氨酸也可以相互轉換，但半胱氨酸及胱氨酸不能轉變?yōu)榈鞍彼?。蛋氨酸分子中含有S-甲基，通過各種轉甲基作用可以生成多種含甲基的重要生理活性物質，如腎上腺素、肌酸、肉堿等。半胱氨酸含有巰基（—SH），胱氨酸含有二硫鍵（—S—S—），二者可以相互轉換。

蛋白質兩個半胱氨酸殘基之間形成的二硫鍵對維持蛋白質空間結構的穩(wěn)定具有重要作用。體內許多重要的酶，例如琥珀酸脫氫酶、乳酸脫氫酶等的活性均與其分子中半胱氨酸殘基上的巰基存在直接關系。

（4）芳香氨基酸的代謝：

芳香氨基酸包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。苯丙氨酸和酪氨酸在結構上相似，在正常情況下苯丙氨酸的主要代謝途徑是經(jīng)苯丙氨酸羥化酶的作用生成酪氨酸；當苯丙氨酸羥化酶先天性缺乏時，苯丙氨酸不能正常轉變成酪氨酸，體內的苯丙氨酸蓄積，并可經(jīng)轉氨基作用生成苯丙酮

酸，后者進一步轉變成苯乙酸等衍生物，尿中出現(xiàn)大量苯丙酮酸等代謝產(chǎn)物，稱為苯丙酮尿癥（phenyl ketonuria，PKU）。

苯丙酮酸的堆積對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性，故患兒的智力發(fā)育障礙。對此種患兒的治療原則

是早期發(fā)現(xiàn)，并適當控制膳食苯丙氨酸含量。酪氨酸經(jīng)酪氨酸羥化酶的作用，生成多巴（3，4-二羥苯丙氨酸）；再經(jīng)多巴脫羧酶的作用生成多巴胺。多巴胺是腦中的一種神經(jīng)遞質，帕金

森?。≒arkinson’s disease）患者，多巴胺生成減少。多巴胺在腎上腺髓質中可再被羥化，生成去甲腎上腺素，再經(jīng)甲基化轉變成腎上腺素。多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素統(tǒng)稱為兒茶酚胺。

酪氨酸的另一條代謝途徑是經(jīng)酪氨酸酶合成黑色素，當人體缺乏酪氨酸酶時，黑色素合成障

礙，皮膚、毛發(fā)等發(fā)白，稱白化?。╝lbinism）。酪氨酸還可經(jīng)酪氨酸轉移酶的作用生成對羥苯丙酮酸，再經(jīng)尿黑酸等中間產(chǎn)物進一步變成延胡索酸和乙酰乙酸，二者分別參加糖和脂肪酸代謝。當體內尿黑酸酶先天性缺陷時，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸尿癥。

色氨酸除經(jīng)代謝轉變成5-羥色胺外，還可代謝生成一碳單位和多種酸性中間代謝產(chǎn)物。分解可產(chǎn)生丙氨酸與乙酰輔酶A。此外，色氨酸分解還可以產(chǎn)生煙酸，但是合成量很少。

（5）支鏈氨基酸的代謝：

支鏈氨基酸包括亮氨酸、異亮氨酸和纈氨酸，它們都是必需氨基酸，在體內的分解有相似的代謝過程，大致分為三個階段：通過轉氨基作用生成各自相應的α-酮酸；通過氧化脫羧生成相應的脂酰CoA；通過脂酸β-氧化過程，生成不同的中間產(chǎn)物參與三羧酸循環(huán)。

支鏈氨基酸的分解代謝主要在骨骼肌中進行，而其他氨基酸多在肝臟代謝，這對外科手術、

創(chuàng)傷應激等狀態(tài)下肌肉蛋白質的合成與分解具有特殊重要作用。支鏈氨基酸可以作為合成肌肉蛋白質的原料；可被肌肉用作能源物質氧化供能；亮氨酸還可以刺激蛋白質合成，并抑制分解，在臨床營養(yǎng)中具有重要意義。

所以說，氨基酸除了作為蛋白質合成的基本原料外，還可以轉變成其他多種含氮的生理活性物質，如嘌呤堿、嘧啶堿、甲狀腺素、5-羥色氨等。