(9.2.1)--氨基酸代谢.pdf
COOHCHH2NR氨基酸是蛋白质的基本组成单位氨基酸是蛋白质的基本组成单位 第一节第一节 蛋白质的营养价值与消化、吸收蛋白质的营养价值与消化、吸收一、一、氮平衡（氮平衡（nitrogen balance）反应蛋白质代谢状况）反应蛋白质代谢状况 蛋白质的含氮量平均约为蛋白质的含氮量平均约为1616，蛋白质在体内分解代谢所，蛋白质在体内分解代谢所产生的含氮物质主要由尿、粪排出。测定尿与粪中的含氮量（产生的含氮物质主要由尿、粪排出。测定尿与粪中的含氮量（排出氮）及摄入食物的含氮量（摄入氮）可以反映人体蛋白质排出氮）及摄入食物的含氮量（摄入氮）可以反映人体蛋白质的代谢概况。的代谢概况。1.1.氮的总平衡氮的总平衡 摄入氮摄入氮=排出氮排出氮反映正常成人的蛋白质代谢情况，即氮的反映正常成人的蛋白质代谢情况，即氮的“收支收支”平衡。平衡。2.2.氮的正平衡氮的正平衡 摄入氮排出氮摄入氮排出氮部分摄入的氮用于合成体内蛋白质。见儿童、孕妇及恢复期病人部分摄入的氮用于合成体内蛋白质。见儿童、孕妇及恢复期病人3.3.氮的负平衡氮的负平衡 摄入氮排出氮摄入氮排出氮见于蛋白质需要量不足，如饥饿或消耗性疾病患者。见于蛋白质需要量不足，如饥饿或消耗性疾病患者。生理需要量：生理需要量：成人每日最低需要量成人每日最低需要量30-50g蛋白质蛋白质，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。二、二、蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值营养价值高营养价值高-蛋白质含有体内所需要的各种氨基酸丰富蛋白质含有体内所需要的各种氨基酸丰富，并利用率高，一般动物蛋白营养价值高过植物蛋白。，并利用率高，一般动物蛋白营养价值高过植物蛋白。营养必需氨基酸（营养必需氨基酸（essential amino acidessential amino acid）:人体内有人体内有9 9种氨基酸体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应：种氨基酸体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应：缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸和色氨酸、组氨酸。色氨酸、组氨酸。非必需氨基酸（非必需氨基酸（nonessential amino acidnonessential amino acid）:其余其余1111种氨基酸体内可以合成，不一定由食物供应。种氨基酸体内可以合成，不一定由食物供应。蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用-多种营养价值较低的蛋白质混合食用，彼此多种营养价值较低的蛋白质混合食用，彼此必需氨基酸可以互相补充从而提高营养价值。如：谷类必需氨基酸可以互相补充从而提高营养价值。如：谷类+豆类混合豆类混合食用，能互相补充缺乏的赖氨酸（谷类）和色氨酸（豆类）。食用，能互相补充缺乏的赖氨酸（谷类）和色氨酸（豆类）。三、三、外源性蛋白质的消化和吸收外源性蛋白质的消化和吸收蛋白质的一般消化途径蛋白质的一般消化途径蛋白酶的消化作用蛋白酶的消化作用氨基酸和寡肽的主动转运吸收氨基酸和寡肽的主动转运吸收四、四、未消化吸收的蛋白质在结肠下端腐败未消化吸收的蛋白质在结肠下端腐败 在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收。肠道细菌对这部分蛋白质一小部分消化产物不被吸收。肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物所起的作用，称为腐败作用。腐败产物大及其消化产物所起的作用，称为腐败作用。腐败产物大多有害。多有害。蛋白酶蛋白酶 脱羧基脱羧基 蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 胺类胺类苯丙氨酸苯丙氨酸 苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺类似类似 蛋白酶蛋白酶 脱氨基脱氨基 蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸 氨氨肠道中的氨主要有两个来源：肠道中的氨主要有两个来源：1.未被吸收的未被吸收的AA在肠道细菌作用下脱氨基而生成在肠道细菌作用下脱氨基而生成 2.血液中尿素渗入肠道，受肠菌尿素酶的水解而生成氨血液中尿素渗入肠道，受肠菌尿素酶的水解而生成氨通过腐败作用还可产生其他有害物质：如苯酚、吲通过腐败作用还可产生其他有害物质：如苯酚、吲哚、甲基吲哚及硫化氢等。正常情况下上述有害物哚、甲基吲哚及硫化氢等。正常情况下上述有害物质质 大部分随粪便排出小部分被吸收，解毒（肝）。大部分随粪便排出小部分被吸收，解毒（肝）。第二节第二节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢一、一、体内蛋白质分解生成氨基酸体内蛋白质分解生成氨基酸不同蛋白半寿期不同，肝脏蛋白不同蛋白半寿期不同，肝脏蛋白1-81-8天，血浆蛋白约天，血浆蛋白约1010天，天，结缔组织蛋白结缔组织蛋白180180天。天。半寿期半寿期-蛋白（分子）浓度减少到开始值蛋白（分子）浓度减少到开始值50%50%的需要时间。的需要时间。蛋白质在溶酶体通过蛋白质在溶酶体通过ATPATP非依赖途径降解非依赖途径降解蛋白质在蛋白酶体通过蛋白质在蛋白酶体通过ATPATP依赖途径降解依赖途径降解蛋白质的泛素化蛋白质的泛素化Ub=Ub=泛素泛素泛素激活酶泛素激活酶泛素结合酶泛素结合酶泛素蛋白连接酶泛素蛋白连接酶被泛素链标记的被泛素链标记的待降解蛋白待降解蛋白蛋白质泛素化后被蛋白酶体结合降解蛋白质泛素化后被蛋白酶体结合降解二、二、内外源性氨基酸组成氨基酸代谢库内外源性氨基酸组成氨基酸代谢库三、三、氨基酸分解首先脱氨基氨基酸分解首先脱氨基一般先进行转氨基反应，由转氨酶催化，如一般先进行转氨基反应，由转氨酶催化，如ALT,ASTALT,AST。此也是非必须氨基酸的合成反应。血清中的此也是非必须氨基酸的合成反应。血清中的ALT,ASTALT,AST升高，分别预升高，分别预示肝细胞和心肌细胞的损伤。示肝细胞和心肌细胞的损伤。转氨酶的辅酶：都是含有维生素转氨酶的辅酶：都是含有维生素B6的磷酸吡哆醛，氨基最初转移给的磷酸吡哆醛，氨基最初转移给它生成磷酸吡哆胺和相应的酮酸，接着转移氨基给新的酮酸生成新它生成磷酸吡哆胺和相应的酮酸，接着转移氨基给新的酮酸生成新的氨基酸，而其自身转变成磷酸吡哆醛的氨基酸，而其自身转变成磷酸吡哆醛。L-L-谷氨酸是哺乳动物唯一高速脱氨的氨基酸谷氨酸是哺乳动物唯一高速脱氨的氨基酸L-L-谷氨酸脱氢酶，受谷氨酸脱氢酶，受ADP/GDPADP/GDP激活，能利用激活，能利用NADNAD或者或者NADPNADP为受氢体为受氢体转氨酶偶联转氨酶偶联L-L-谷氨酸脱氢酶实现联合脱氨基（转氨脱氨基）谷氨酸脱氢酶实现联合脱氨基（转氨脱氨基）四、四、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解氨基酸碳链骨架可进行转换或分解氧化分解供能氧化分解供能生成营养非必需氨基酸生成营养非必需氨基酸转变成糖及脂类转变成糖及脂类氨基酸脱氨基后生成的氨基酸脱氨基后生成的a-酮酸可以进一步代谢酮酸可以进一步代谢高血氨症肝性脑病，肝昏迷Section 3.氨的代谢高于正常生理值：47-65umol/LBlood NH3 氨基酸联合脱氨基作用肠道细菌腐败作用肾小管上皮细胞谷氨酰胺水解尿素核苷酸和非必需氨基酸直接随尿液排泄Toxic!转运到肝脏Section 3.氨的代谢血氨的来源和去路主要来源Section 3.氨的代谢血氨的主要来源-联合脱氨基作用剧毒无毒运输分子：丙氨酸和谷氨酰胺丙氨酸谷氨酰胺丙酮酸谷氨酸Toxic NH3Toxic NH3Section 3.氨的代谢3.1 氨的无毒转运糖异生brain?糖酵解丙氨酸-葡萄糖循环3.1 氨的无毒转运谷氨酰胺Section 3.氨的代谢丙氨酸丙酮酸CPS-I线粒体细胞质联合脱氨基肝细胞3.2尿素循环在尿素的两个氮元素中，一个来自联合脱氨基生成的氨，另一个直接来自于天冬氨酸，间接可以来自任一AA。-NH2-NH2-NH2任一AA尿素分子精氨酸代琥珀酸合成酶CPS-13.2尿素循环Section 3.氨的代谢1.合成1分子尿素要消耗三 分子 ATP,1分子氨和1分子天冬氨酸。2.鸟氨酸,瓜氨酸,精氨酸代琥珀酸和精氨酸作为氨基的载体，在不断循环中。3.鸟氨酸生成瓜氨酸之后，最后一个反应又重新生成一分子鸟氨酸。4.在尿素的两个氮元素中，一个来自联合脱氨基生成的氨，另一个直接来自于天冬氨酸，间接可以来自任一AA。5.关键酶是精氨酸代琥珀酸合成酶。尿素循环的总反应尿素Section 3.氨的代谢3.2尿素循环a-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺结果，三羧酸循环中间产物a-酮戊二酸被不断用于氨的解毒而耗尽，脑细胞发生能量代谢障碍。导致昏迷和不可逆转的脑损伤。TACATP3.3 尿素循环与临床肝性脑病、肝昏迷的生化机制如何？尿素合成障碍高血氨症遗传因素-先天性尿素循环的酶缺乏肝脏疾病-肝炎，肝硬化，肝癌NH3透过血脑屏障和脑细胞膜ATPNH3NH3意识障碍、行为失常和昏迷Section 3.氨的代谢血氨正常生理值：47-65umol/L治疗肝性脑病正确的措施有？A.高蛋白饮食B.肥皂水清洁灌肠C.精氨酸谷氨酸注射液滴注D.以上都不是Section 3.氨的代谢血氨的转运尿素的合成过程高血氨症、肝性脑病的生化机制Section 3.氨的代谢谢谢大家Section 3.氨的代谢Section 4.个别氨基酸的代谢暨南大学基础医学院生化系 吴颜晖脱羧基反应GABA是一种抑制性神经递质促进血管扩张、平滑肌收缩和胃酸分泌Section 4.个别氨基酸的代谢组氨酸组胺强烈血管收缩作用Section 4.个别氨基酸的代谢芳香族氨基酸代谢羟基化脱羧基甲基化在临床上，如果缺乏丙氨酸羟化酶，就会导致苯丙酮尿症PKUPhenylketonuria(PKU)随尿液排泄生长发育迟缓、智力低下Section 4.个别氨基酸的代谢某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的有机集基团，包括:注意：CO2 不是一碳单位一碳单位Section 4.个别氨基酸的代谢FH4一碳单位不能以游离形式存在，主要由FH4在N5或N10处携带，或在N5和N10之间以共价键相连。FH4FH2FFH4是一碳单位的载体一碳单位的生成一碳单位的转变不可逆转的反应 一碳单位的功能？一碳单位是合成核苷酸的原料。例如，N10-甲酰FH4的甲酰基团就是嘌呤环的C2的来源。N5-甲基FH4为S-腺苷甲硫氨酸（SAM）的合成提供了甲基，SAM可以通过转甲基反应合成肾上腺素，胆碱等含甲基的生理活性分子。Section 4.个别氨基酸的代谢S-腺苷甲硫氨酸-SAM 甲硫氨酸循环SAM是生物合成中重要的甲基直接供体，比如胆碱、肾上腺素、肌酸等甲基化合物的的生物合成。活性甲基Section 4.个别氨基酸的代谢非活性甲基活化的甲基由S-腺苷甲硫氨酸（SAM）提供。活化甲基的利用和再生构成了“甲硫氨酸循环”。N5-CH3-FH4是甲基的最初间接供给体Section 4.个别氨基酸的代谢巨幼红细胞性贫血红系增生明显，但正常形态红细胞减少，发生巨幼变的红细胞增多（可见核畸形、多核、胞浆体积增大），表现为核幼浆老的特征，巨幼细胞不能及时分裂成熟，丧失了正常的分化功能。叶酸或者VitB12 缺乏导致Section 4.个别氨基酸的代谢为什么缺乏叶酸或者VitB12 会导致巨幼红细胞性贫血？缺乏VitB12N5-CH3-FH4 转甲基酶失活，因为VitB12 是其辅酶四氢叶酸缺乏，进而N5-CH3-FH4缺乏同型半胱氨酸甲硫氨酸同时，FH4的再生受到影响，进而影响一碳单位的生成，核酸合成受到抑制，细胞有丝分裂受到抑制。巨幼红细胞性贫血一碳单位甲硫氨酸循环四氢叶酸Section 4.个别氨基酸的代谢缺乏叶酸N5-CH3-FH4转甲基酶N5-CH3-FH4FH4Section 4.个别氨基酸的代谢支链氨基酸分解具有相似的代谢过程阶段阶段1 1：通过转氨基生成相应的通过转氨基生成相应的a-a-酮酸酮酸阶段阶段2 2：a-a-酮酸氧化脱羧生成脂酰辅酶酮酸氧化脱羧生成脂酰辅酶A A阶段阶段1 1：通过通过b-b-氧化生成不同中间分子进入三羧酸循环氧化生成不同中间分子进入三羧酸循环Section 4.个别氨基酸的代谢谢谢大家
