氨基酸代谢4学习教案.pptx

会计学1氨基酸代谢氨基酸代谢4第一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。本章主要内容本章主要内容n n蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用n n蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败n n氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢n n氨的代谢氨的代谢n n个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢第1页/共140页第二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein第2页/共140页第三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1.1 蛋白质的主要功能蛋白质的主要功能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;n n催化（酶）、信号转导（激素）、免疫（抗原及抗催化（酶）、信号转导（激素）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。（凝血系统）等。3.氧化供能;n n人体每日人体每日18%18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。第3页/共140页第四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1.2 氮平衡（氮平衡（nitrogen balance）氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。氮量之间的关系。氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。第4页/共140页第五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氮平衡（氮平衡（氮平衡（氮平衡（nitrogen balancenitrogen balance）氮平衡状态进、出氮情况常见人群氮的总平衡摄入氮=排出氮健康成年人氮的正平衡摄入氮排出氮儿童、青春期青少年、孕妇及恢复期病人氮的负平衡摄入氮排出氮长期饥饿、消耗性疾病患者（如：恶异质）第5页/共140页第六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1.3 生理需要量生理需要量成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。第6页/共140页第七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1.4 必需氨基酸必需氨基酸n n人体营养需要，而又不能自身合成，必须由食物供应的氨基酸。n n共8种：Val、Ile、Leu、Phe、Met、Trp、Thr、Lys。n n蛋白质的互补作用n n混合食用营养价值较低的蛋白质，则必需氨基酸可以互相补充，从而提高营养价值。第7页/共140页第八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第二节第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins第8页/共140页第九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。2.1 蛋白质的消化蛋白质的消化第9页/共140页第十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。消化过程 （一）胃中的消化作用胃蛋白酶的最适pH为，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)第10页/共140页第十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位小肠是蛋白质消化的主要部位1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。第11页/共140页第十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。肠液中酶原的激活可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义胰蛋白酶原 糜蛋白酶原 羧基肽酶原 弹性蛋白酶原 肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶 弹性蛋白酶 (trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)第12页/共140页第十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n蛋白质经胃液和胰液中各种酶的水解，所得到的产物中仅有1/3为氨基酸，其余2/3为寡肽。第13页/共140页第十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基肽酶内肽酶羧基肽酶氨基酸 +氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意图2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。第14页/共140页第十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收机制：耗能的主动吸收过程2.2 氨基酸的吸收氨基酸的吸收第15页/共140页第十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.3 蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质。蛋白质的腐败作用(putrefaction)第16页/共140页第十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）胺类(amines)的生成蛋白质 氨基酸胺类蛋白酶 脱羧基作用 组氨酸组胺 赖氨酸尸胺 色氨酸 色胺 酪氨酸酪胺第17页/共140页第十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。苯乙胺苯乙醇胺酪胺-羟酪胺第18页/共140页第十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。第19页/共140页第二十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）氨的生成未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)肠道细菌脱氨基作用尿素酶降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。第20页/共140页第二十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）其它有害物质的生成酪氨酸 苯酚半胱氨酸 硫化氢 色氨酸 吲哚第21页/共140页第二十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第三节第三节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids第22页/共140页第二十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。成人体内的蛋白质每天约有1%2%被降解，主要是肌肉蛋白质。蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%80%被重新利用合成新的蛋白质。3.1 蛋白质降解蛋白质降解第23页/共140页第二十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n 蛋白质的半寿期(half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用t1/2表示。（一）蛋白质降解速率n不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生理需要而变化。第24页/共140页第二十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。不依赖ATP和泛素利用溶酶体中的组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白 蛋白酶体内降解过程 溶酶体内降解过程依赖ATP和泛素降解异常蛋白和短寿命蛋白（二）蛋白质降解途径真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径：第25页/共140页第二十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。泛素（泛素（Ubiquitin）76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守l泛泛素素共共价价地地结结合合于于底底物物蛋蛋白白质质，蛋蛋白白酶酶体体（proteasome）特特异异性性地地识识别别被被泛泛素素标标记记的的蛋蛋白白质质并并将将其其迅迅速速降降解解，泛泛素素的的这这种种标标记记作作用用是是非非底底物物特特异异性性的的，称为泛素化（称为泛素化（ubiquitination）。）。第26页/共140页第二十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。E1：泛素激活酶E2：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶UBCO-O+HS-E1ATPAMP+PPiUBCOS E1HS-E2HS-E1UBCOS E2UBCOS E1UB：泛素Pr：被降解蛋白质PrHS-E2UBCOS E2UBCNH OE3Pr泛素化包括三种酶参与的3步反应，并需消耗ATP第27页/共140页第二十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白质。26S蛋白酶体 20S的核心颗粒(CP)19S的调节颗粒(RP):18个亚基,6个亚基具有ATP酶活性2个环：7个亚基2个环：7个亚基蛋白酶体蛋白酶体第28页/共140页第二十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第29页/共140页第三十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。泛素介导的蛋白质降解过程第30页/共140页第三十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第31页/共140页第三十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发肿如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发肿瘤（促进抑癌蛋白瘤（促进抑癌蛋白P53降解）降解）体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用第32页/共140页第三十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2004年诺贝尔化学奖从左至右为以色列科学家西查诺瓦、赫尔什科和美国科学家罗斯 第33页/共140页第三十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.2 氨基酸代谢库氨基酸代谢库n n食物蛋白质经消化吸收产生的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解生成的氨基酸以及其它物质经代谢转变而来的氨基酸（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。第34页/共140页第三十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收 组织蛋白质分解 体内合成氨基酸(非必需氨基酸)氨基酸代谢概况-酮酸 脱氨基作用 酮 体氧化供能糖胺 类脱羧基作用氨 尿素代谢转变其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)合成 第35页/共140页第三十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.3 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用定义指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。脱氨基方式转氨基氧化脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联第36页/共140页第三十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）转氨基作用（一）转氨基作用（一）转氨基作用（一）转氨基作用（transaminationtransamination）1.定义在在转转氨氨酶酶(transaminase)的的作作用用下下，某某一一种种氨氨基基酸酸去去掉掉 -氨氨基基生生成成相相应应的的 -酮酮酸酸，而而另另一一种种 -酮酮酸酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。第37页/共140页第三十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.反 应 式反应是可逆的大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。第38页/共140页第三十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.体内重要的体内重要的转氨酶转氨酶：丙氨酸氨基转移酶（丙氨酸氨基转移酶（alanine amino-transferase,ALT或或glutamic pyruvic transaminase,GPT）：）：肝肝中活性最高中活性最高天冬氨酸氨基转移酶（天冬氨酸氨基转移酶（aspartate amino-transferase,AST或或 glutamic oxaloacetic transaminase,GOT）：）：心肌心肌中活性最高中活性最高第39页/共140页第四十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第40页/共140页第四十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。正常人各组织GOT及GPT活性(单位/克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。第41页/共140页第四十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。4.转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛，是维生素B6的磷酸酯，在反应中起传递氨基的作用。氨基酸 磷酸吡哆醛 -酮酸 磷酸吡哆胺 谷氨酸-酮戊二酸 转氨酶第42页/共140页第四十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第43页/共140页第四十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨。5.转氨基作用的生理意义第44页/共140页第四十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n反应可逆。n n体内除Lys、Pro和羟脯氨酸外，大多数氨基酸都可进行转氨基作用。n n转氨酶均以磷酸吡哆醛为辅酶。磷酸吡哆醛是VitB6的衍生物。反应中起传递氨基的作用。n n通过此种方式并未产生游离的氨。要 点第45页/共140页第四十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）（二）（二）（二）L-L-谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用 第46页/共140页第四十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n反应可逆。n nL-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为NAD+或NADP+。n n此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。n n此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关n nGTP、ATP为其别构抑制剂n nGDP、ADP为其别构激活剂要 点第47页/共140页第四十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用n n在转氨酶和谷氨酸脱氢酶的联合作用下，使各种氨基酸脱下氨基的过程。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。第48页/共140页第四十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。主要在肝、肾组织进行。第49页/共140页第五十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（四）嘌呤核苷酸循环（四）嘌呤核苷酸循环（四）嘌呤核苷酸循环（四）嘌呤核苷酸循环n n肌肉中的脱氨基反应n n是一种特殊的联合脱氨基作用第50页/共140页第五十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。苹果酸 腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤 核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶-酮戊 二酸氨基酸 谷氨酸-酮酸 转氨酶1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶 2腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)第51页/共140页第五十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（五）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基（五）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基第52页/共140页第五十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.4 -酮酸的代谢酮酸的代谢 第53页/共140页第五十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类第54页/共140页第五十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。脱掉氨基后的脱掉氨基后的脱掉氨基后的脱掉氨基后的 -酮酸可转变成：酮酸可转变成：酮酸可转变成：酮酸可转变成：第55页/共140页第五十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）氧化供能-酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。第56页/共140页第五十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第四节第四节 氨的代谢氨的代谢Metabolism of Ammonia第57页/共140页第五十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨是机体正常代谢产物，具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。正常人血氨浓度一般不超过 60mol/L。第58页/共140页第五十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨的来源和氨的来源和去路去路第59页/共140页第六十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶4.1 体内氨的来源体内氨的来源第60页/共140页第六十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）肠道吸收的氨:4g/日氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨（腐败作用）尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨l肠道对氨的吸收与肠道肠道对氨的吸收与肠道pH有关：有关：第61页/共140页第六十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺第62页/共140页第六十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。4.2 氨的转运氨的转运 氨是有毒物质，血中的NH3主要是以无毒的Ala及Gln两种形式运输的。（一）丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肝为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。是肌肉与肝之间氨的转运形式。第63页/共140页第六十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。丙氨酸葡萄糖 肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸-酮戊 二酸丙酮酸糖酵解途径肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖第64页/共140页第六十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）谷氨酰胺的运氨作用（二）谷氨酰胺的运氨作用（二）谷氨酰胺的运氨作用（二）谷氨酰胺的运氨作用n n主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。n n谷氨酰胺是氨的谷氨酰胺是氨的解毒产物，解毒产物，也是氨的也是氨的储存及运输形式。储存及运输形式。第65页/共140页第六十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。谷氨酰胺可以提供酰胺基使天冬氨酸转变成天冬酰胺谷氨酰胺可以提供酰胺基使天冬氨酸转变成天冬酰胺 第66页/共140页第六十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。4.3 体内氨的去路体内氨的去路 在肝内合成尿素，这是最主要的去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺 谷氨酸 +NH3谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成 NH4+，随尿排出。第67页/共140页第六十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。4.4 尿素的生成尿素的生成n n是体内解除氨毒的主要方式。也是体内氨的最主要去路。（一）生成部位 主要在肝细胞的线粒体及胞液中。（二）生成过程尿素生成的过程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称尿素循环(urea cycle)或Krebs-Henseleit循环。第68页/共140页第六十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第69页/共140页第七十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。实验根据如下实验根据如下实验根据如下实验根据如下n n大鼠肝切片与NH4+保温数小时，NH4+，尿素；n n加入鸟氨酸、瓜氨酸和精氨酸后，尿素；n n上述三种氨基酸结构上彼此相关；n n早已证实肝中有精氨酸酶。第70页/共140页第七十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第71页/共140页第七十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1.1.线粒体内的反应步骤线粒体内的反应步骤线粒体内的反应步骤线粒体内的反应步骤第72页/共140页第七十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。(1)氨基甲酰磷酸的合成 CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行第73页/共140页第七十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。反应由氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase,CPS-)催化。N-乙酰谷氨酸(AGA)为其激活剂，反应不可逆，消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)第74页/共140页第七十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。(2)瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶(OCT)H3PO4+氨基甲酰磷酸第75页/共140页第七十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)催化，OCT常与CPS-构成复合体。反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。第76页/共140页第七十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n两步反应均不可逆；n n氨甲酰磷酸合成酶-I（carbamoyl phos-phate synthetase I，CPS-I）为变构酶，N-乙酰谷氨酸（N-AGA）为此酶的变构激活剂；n n此阶段消耗2个ATP；第77页/共140页第七十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.2.胞液内反应步骤胞液内反应步骤胞液内反应步骤胞液内反应步骤第78页/共140页第七十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。总反应式：总反应式：总反应式：总反应式：n nNH3+CO2+3ATP+Asp+2H2O 尿素+2ADP+2Pi+AMP+PPi+延胡索酸第79页/共140页第八十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸-酮戊 二酸谷氨酸-酮酸精氨酸代 琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸尿素线粒体胞 液第80页/共140页第八十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。鸟氨酸循环要点鸟氨酸循环要点鸟氨酸循环要点鸟氨酸循环要点n n尿素分子中的氮，一个来自氨甲酰磷酸（或游离的NH3），另一个来自Asp；n n每合成1分子尿素需消耗3个ATP，4个P；n n反应过程先在线粒体中进行，再在胞液中进行。n n循环中消耗的Asp可通过延胡索酸转变为草酰乙酸，再通过转氨基作用，从其他-氨基酸获得氨基而再生；n nCPS-1是鸟氨酸循环启动的限速酶；ASS是尿素合成启动以后的限速酶。第81页/共140页第八十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）高血氨症和氨中毒（三）高血氨症和氨中毒（三）高血氨症和氨中毒（三）高血氨症和氨中毒血氨浓度升高称高氨血症(hyperammonemia)，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammonia poisoning)。第82页/共140页第八十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。TAC 脑供能不足-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3 脑内-酮戊二酸氨中毒的可能机制第83页/共140页第八十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第五节第五节 个别氨基酸代谢个别氨基酸代谢Metabolism of Individual Amino Acids第84页/共140页第八十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。5.1 氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用n n氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。第85页/共140页第八十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n胺是体内的生理活性物质，主要在肝中灭活第86页/共140页第八十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）-氨基丁酸 (-aminobutyric acid,GABA)L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脱羧酶GABA是仅见于中枢神经系统的抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。第87页/共140页第八十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n临床上对于惊厥和妊娠呕吐的病人常使用维生素B6治疗，机理就在于提高脑组织内谷氨酸脱羧酶的活性，使GABA含量增高，增强中枢神经系统的抑制作用。第88页/共140页第八十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）组胺(histamine)L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。第89页/共140页第九十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO25-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。第90页/共140页第九十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（四）多胺(polyamines)鸟氨酸腐胺 S-腺苷甲硫氨酸 (SAM)脱羧基SAM 鸟氨酸脱羧酶CO2SAM脱羧酶CO2精脒(spermidine)丙胺转移酶5-甲基-硫-腺苷丙胺转移酶 精胺(spermine)多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高，其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。第91页/共140页第九十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。5.2 一碳单位的代谢一碳单位的代谢n n某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为一碳单位（one carbon unit）。n n一碳单位不能游离存在，常与FH4结合而转运和参加代谢。n n体内的一碳单位有：甲基 (-CH3)、甲烯基 (-CH2-)、甲炔基 (=CH-)、甲酰基 (-CHO)和亚氨甲基(-CH=NH)。第92页/共140页第九十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）一碳单位与四氢叶酸（一）一碳单位与四氢叶酸（一）一碳单位与四氢叶酸（一）一碳单位与四氢叶酸n n四氢叶酸（FH4）是一碳单位的载体，可看作是一碳单位代谢的辅酶。其功能部位是N5和N10。第93页/共140页第九十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第94页/共140页第九十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。FH4携带一碳单位的形式 （一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上）N5CH3FH4N5、N10CH2FH4N5、N10=CHFH4N10CHOFH4N5CH=NHFH4第95页/共140页第九十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）一碳单位与氨基酸代谢（二）一碳单位与氨基酸代谢（二）一碳单位与氨基酸代谢（二）一碳单位与氨基酸代谢n n一碳单位主要来源于Ser、Gly、His、Trp的分解代谢。第96页/共140页第九十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第97页/共140页第九十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）一碳单位的相互转变（三）一碳单位的相互转变（三）一碳单位的相互转变（三）一碳单位的相互转变 第98页/共140页第九十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（四）一碳单位的生理功用（四）一碳单位的生理功用（四）一碳单位的生理功用（四）一碳单位的生理功用n n主要是合成嘌呤和嘧啶的原料。n n为体内的甲基化反应间接提供甲基。n n叶酸缺乏n n磺胺药及抗代谢药第99页/共140页第一百页，编辑于星期日：十六点 四十四分。5.3 含硫氨基酸代谢含硫氨基酸代谢胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸 含硫氨基酸第100页/共140页第一百零一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）甲硫氨酸的代谢（一）甲硫氨酸的代谢（一）甲硫氨酸的代谢（一）甲硫氨酸的代谢1.甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS-腺苷甲硫氨酸(SAM)第101页/共140页第一百零二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。甲基转移酶RHRHCH3腺苷SAMS腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内甲基的直接供体第102页/共140页第一百零三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.甲硫氨酸循环(methionine cycle)甲硫氨酸S-腺苷同型 半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4 转甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3第103页/共140页第一百零四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n nSAM为活性蛋氨酸，SAM中的甲基为活性甲基。SAM是体内最重要的甲基供体。n nN5-CH3-FH4是甲基的间接供体。n n转甲基酶的辅酶为Vit B12，缺乏时可产生巨幼红细胞性贫血。第104页/共140页第一百零五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。所以，甲硫氨酸是生糖氨基酸第105页/共140页第一百零六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.3.肌酸的合成肌酸的合成肌酸的合成肌酸的合成n n合成原料：Arg、Gly、SAMn n合成部位：主要在肝第106页/共140页第一百零七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。H2O+第107页/共140页第一百零八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatine phosphate)是能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐(creatinine)。第108页/共140页第一百零九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。半胱氨酸与胱氨酸互变牛磺酸合成谷胱甘肽生成活性硫酸根 （二）（二）（二）（二）CysCys的代谢的代谢的代谢的代谢第109页/共140页第一百一十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1.半胱氨酸与胱氨酸的互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2第110页/共140页第一百一十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.牛磺酸(taurine)牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。L-半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸 磺酸丙氨酸脱羧酶CO2第111页/共140页第一百一十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.Cys3.Cys是硫酸根的主要来源是硫酸根的主要来源第112页/共140页第一百一十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。PAPSPAPS的生理功能：的生理功能：的生理功能：的生理功能：PAPS为活性硫酸，是体内硫酸基的供体参与生物转化作用：类固醇激素可形成硫酸酯而被灭活，一些外源性酚类化合物也可以形成硫酸酯而排出体外。参与硫酸角质素和硫酸软骨素的合成。第113页/共140页第一百一十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。5.4 芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢n n主要在肝脏分解代谢。芳香族氨基酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸第114页/共140页第一百一十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）苯丙氨酸的代谢（一）苯丙氨酸的代谢（一）苯丙氨酸的代谢（一）苯丙氨酸的代谢第115页/共140页第一百一十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n反应不可逆。n n苯丙氨酸羟化酶为加单氧酶。辅酶为四氢生物蝶呤。n nPhe极少转氨基生成苯丙酮酸：n n苯丙氨酸羟化酶先天缺乏，可致苯丙酮酸尿症。第116页/共140页第一百一十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。苯酮酸尿症(phenyl keronuria,PKU)体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。第117页/共140页第一百一十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）酪氨酸的代谢（二）酪氨酸的代谢（二）酪氨酸的代谢（二）酪氨酸的代谢 多巴醌多巴醌吲哚醌吲哚醌黑色素聚合1.黑色素(melanin)的生成第118页/共140页第一百一十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。S-腺苷同型半胱氨酸2.儿茶酚胺(catecholamine)的生成第119页/共140页第一百二十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n n多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素合称为儿茶酚胺多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素合称为儿茶酚胺（即含邻苯二酚的胺类）。酪氨酸羟化酶是儿茶酚（即含邻苯二酚的胺类）。酪氨酸羟化酶是儿茶酚胺合成的限速酶。胺合成的限速酶。n n帕金森病帕金森病(Parkinson disease)(Parkinson disease)患者多巴胺生成减少。患者多巴胺生成减少。n n在黑色素细胞中，酪氨酸可经在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶酪氨酸酶等催化合成黑等催化合成黑色素。人体缺乏色素。人体缺乏酪氨酸酶酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为等发白，称为白化病白化病(albinism)(albinism)。n nPhePhe、TyrTyr为生糖兼生酮氨基酸。为生糖兼生酮氨基酸。第120页/共140页第一百二十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.酪氨酸的分解代谢 体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。第121页/共140页第一百二十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）（三）（三）（三）TrpTrp的代谢的代谢的代谢的代谢n n生成5-羟色胺。n n转变成N10-CHO-FH4。n n分解可产生丙酮酸和乙酰乙酰CoA，为生糖兼生酮氨基酸。n n分解可产生尼克酸（Vit pp）。第122页/共140页第一百二十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第123页/共140页第一百二十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。5.5 支链氨基酸的代谢支链氨基酸的代谢n n包括Val、Leu、Ile。均为必需氨基酸。n n其分解代谢主要在骨骼肌中进行。第124页/共140页第一百二十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。n支链氨基酸的分解代支链氨基酸的分解代谢谢第125页/共140页第一百二十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。本章重点本章重点n n概念：腐败作用、必需氨基酸、氨基酸的代谢库、一碳单位、联合脱氨基作用n n氨基酸的脱氨基作用n n鸟氨酸循环的过程，关键酶n n甲硫氨酸循环的过程，生理意义n n一碳单位的来源及辅酶n n氨的来源、去路及转运第126页/共140页第一百二十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。三大营养素代谢小结三大营养素代谢小结 1.1.乙酰乙酰CoACoA的来源去路的来源去路 第127页/共140页第一百二十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2 2草酰乙酸来源去路草酰乙酸来源去路草酰乙酸来源去路草酰乙酸来源去路 第128页/共140页第一百二十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1mol Glu1mol Glu彻底氧化分解可生成多少彻底氧化分解可生成多少彻底氧化分解可生成多少彻底氧化分解可生成多少mol ATPmol ATP？草酰乙酸PEP丙酮酸乙酰CoA三羧酸循环GTPATP2.5 ATP10 ATP22.5 ATPGlu-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酸延胡索酸苹果酸2.5 ATP2.5 ATP GTP 1.5 ATP2.5 ATP第129页/共140页第一百三十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。AspAsp在体内转变成葡萄糖的主要代谢途径在体内转变成葡萄糖的主要代谢途径在体内转变成葡萄糖的主要代谢途径在体内转变成葡萄糖的主要代谢途径Asp-酮戊二酸AST草酰乙酸谷氨酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶糖异生1,6-二磷酸果糖6-磷酸果糖果糖双磷酸酶-1葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶第130页/共140页第一百三十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪Leu、Lys草酰乙酸琥珀酸延胡索酸TyrProVal,Ile,Met,ThrAspGluArgHisPro胆固醇、酮体AlaTrpSerGlyThrCys甘油脂酸-酮戊二酸第131页/共140页第一百三十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）糖代谢与脂代谢的相互联系1.摄入的糖量超过能量消耗时 糖、脂和蛋白质之间的相互联系葡萄糖乙酰CoA合成脂肪（脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）第132页/共140页第一百三十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.脂肪的