八章氨基酸代谢.pptx

1.蛋白质的营养价值 2.蛋白质的消化、吸收与腐败 3.氨基酸的一般代谢 4.氨的代谢 5.个别氨基酸代谢概论第1页/共115页蛋白质的三大生理功能？1 蛋白质的营养价值第2页/共115页一细胞的构建成份：肌体的生长 组织蛋白质的更新 创伤的修复第3页/共115页二功能执行者 酶的催化作用 激素的信息传递 抗体的免疫性 转化成其他活性物质 调节蛋白、胺类、神经递质、嘌呤、嘧啶等第4页/共115页三能源：17.19 kJ/克蛋白质 次要作用第5页/共115页氮平衡(nitrogen balance)：机体摄入氮 机体排出氮总氮平衡：正氮平衡：负氮平衡：机体摄入氮=机体排出氮 机体摄入氮 机体排出氮 机体摄入氮 机体排出氮第6页/共115页总氮平衡的要求：蛋白质最低需要量：3050克/日营养学会推荐量：80克/日 第7页/共115页蛋白质的营养价值：nutrition value of protein 营养必需氨基酸 (essential amino acid)：机体不能合成的，必须由体外摄取的氨基酸。Thr，Val，Trp，Lys，Phe，Met，Leu，Ile第8页/共115页 非必需氨基酸(non-essential amino acid)：体内可以利用其他物质来合成的 氨基酸。半必需氨基酸：体内虽然能合成，但量不足以供体 内所需；或以必需氨基酸为原料。His，Arg，Tyr，Cys第9页/共115页2 蛋白质的消化、吸收与腐败 食物淀粉脂肪蛋白质一.蛋白质的消化氨基酸蛋白酶第10页/共115页2 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白水解酶原的激活过程：pepsinogenpepsintrypsinogentrypsinchymotrypsinogenchymotrypsin自身激活autocatalysis自身激活autocatalysis第11页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 消化部位：胃、肠（为主）1.胃：胃蛋白酶（pepsin）胃蛋白酶原 胃蛋白酶+6肽H+（1）最适（2）水解芳香族氨基酸及亮氨酸的羧基端（3）凝乳作用 酪蛋白 副酪蛋白 Ca复合物pepsinCa+第12页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 2.肠：（1）胰液中蛋白酶消化 内肽酶：胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶，弹性蛋白酶 外肽酶：羧基肽酶A、B 最适 pH 为 7.0 左右 均以酶原方式分泌，以一定方式激活 各有专一性第13页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 酶原激活：瀑布式 肠粘膜细胞胆汁酸肠激酶胰蛋白酶原 胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶原 胰凝乳蛋白酶 弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶羧基肽酶原A、B 羧基肽酶A、B第14页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 蛋白水解酶的专一性 酶 专 一 性胃蛋白酶 R3=色、苯丙、丙、酪、甲硫、亮 R4=任何氨基酸胰蛋白酶 R3=精、赖 R4=任何氨基酸胰凝乳蛋白酶 R3=苯丙、酪、色 R4=任何氨基酸弹性蛋白酶 R3=脂肪族氨基酸 R4=任何氨基酸氨基肽酶 R1=任何氨基酸 R2=除脯氨酸外羧基肽酶A R5=任何氨基酸 R6=除精、赖、脯氨酸外羧基肽酶B R5=任何氨基酸 R6=精、赖H2N-CH-C-NH-CH-NH-CH-C-NH-CH-NH-CH-C-NH-CH-COOHOOOR1R2R3R4R5R6氨基肽酶 内肽酶 羧基肽酶第15页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 胰酶蛋白质 氨基酸(1/3)+寡肽(2/3)主动吸收入肠粘膜细胞(2)肠粘膜细胞的消化 刷状缘：寡肽酶 氨基肽酶 二肽酶 三肽酶氨基酸入血第16页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 二.吸收 主要在小肠，是耗能的主动吸收（1）氨基酸载体的转运 存在于小肠粘膜细胞、肾小管细胞、肌肉细胞等 形成氨基酸-载体-Na+三联复合物 可分为：中性 主要，快速，对各氨基酸亲和力不同 碱性 Arg，Lys，Orn，Leu（少），慢速 酸性 Asp，Glu，慢速 特殊 Pro，OHPro，Gly，慢速 同一载体上不同氨基酸之间有竞争第17页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 （2）-谷氨酰基循环 -glutamyl cycle第18页/共115页GT第19页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败（3）肽的吸收 二肽和三肽的转运系统 耗能 先于氨基酸第20页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 未消化蛋白质 H R-C-COOH NH2未吸收的消化产物三.腐败（putrefaction）细菌脱氨NH3脱羧胺碳链降解其它有害物质第21页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败(1)脱羧生成胺 His histamine 组胺 Phe phenylacetamine 苯乙胺 Trp tryptamine 色胺 Tyr tyramine 酪胺 Orn petresin 腐胺 Lys cadaveine 尸胺 第22页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 胺类 入肝（单胺氧化酶或 二胺氧化酶）-羟化 胺类 假神经递质 相应的醛 (苯乙醇胺、-羟酪胺）相应的酸 解毒门静脉吸收第23页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败 肝病时，芳香族氨基酸脑，Phe 抑制儿茶酚胺的合成 Ty r Tyr羟化酶 多巴 多巴胺 去甲肾上腺素 肾上腺素-儿茶酚胺 假神经递质，替代多巴释放大脑抑制Ty r酪胺 -羟酪胺Phe 苯乙醇胺Trp 5-羟色胺（抑制性）第24页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败（2）脱氨生成氨 RCH（NH2）COOH RCH2COOH+NH3 NH3 C=O 2NH3+CO2 NH3 NH3 重吸收入肝 NH3 NH4+氨有毒性，NH3 比 NH4+易吸收，降低肠道 pH，可减少 NH3 的吸收。第25页/共115页 2 蛋白质的消化、吸收与腐败（3）其他有害物质的生成Tyr 酚，甲酚Trp 吲哚（indole），甲基吲哚（shetol）Met&Cys CH3SH，H2S，CH4 大部分排泄 少量重吸收 由肝转化解毒第26页/共115页 3 氨基酸的一般代谢 体内蛋白质 氨基酸降解合成半寿期（t 1/2）：蛋白质降低其浓度之一半所需时间，表示 蛋白质的寿命。蛋白质的降解方式：溶酶体：不依赖ATP，外源性蛋白质、膜蛋白、长寿命蛋白胞液：依赖ATP和泛素，异常蛋白、短寿命蛋白泛素(Ubiquitin)：广泛存在于各真核生物中，是一个含 76 个氨基酸的小分子蛋白质，可与被降解蛋白质形成极大之复合物而完成其降解作用。第27页/共115页Ubiquitin:The Ubiquitin Cycle :第28页/共115页 3 氨基酸的一般代谢 外源性氨基酸：从食物吸收而来的氨基酸 内源性氨基酸：组织蛋白质降解而来的氨基酸 氨基酸代谢库（metabolic pool）：外源性氨基酸和内源性氨基酸的总称。这些氨基酸分布于体内各处，参与代谢。氨基酸代谢库以游离氨基酸重量计算。第29页/共115页肌肉氨基酸：50%肝氨基酸：10%肾氨基酸：4%血浆氨基酸：16%，氨基酸在体内 的运输形式 3 氨基酸的一般代谢第30页/共115页 3 氨基酸的一般代谢氨基酸代谢库食物蛋白质组织蛋白质体内合成氨基酸（非必需）NH3尿素酮酸酮体氧化糖胺类其它含氮化合物（嘌呤、嘧啶）氨基酸的来源和去路：第31页/共115页 氨基酸在体内的正常代谢对于维持机体的正常生理功能是十分重要的，氨基酸代谢通路中任何酶的活性异常均会导致严重疾病，甚至是致死性的。目 前 已 发 现100 多 种 先 天 性 氨 基 酸 代 谢 紊 乱 引 起 的 分 子 疾 病。3 氨基酸的一般代谢第32页/共115页 3 氨基酸的一般代谢一氨基酸的脱氨基作用 二 酮酸的代谢第33页/共115页 3 氨基酸的一般代谢 一氨基酸的脱氨基作用 最主要的反应 存在于大多数组织中 有多种方式：氧化脱氨基 转氨基 联合脱氨基（为主）非氧化脱氨基第34页/共115页 3 氨基酸的一般代谢（一）转氨基作用 一个氨基酸的氨基被转移到另一种酮基上，生成相应的酮酸和氨基酸。由氨基转移酶（转氨酶）催化。R1 R2 R1 R2H-C-NH2 +C=O C=O +H-C-NH2 COOH COOH COOH COOHLys、Pro、OHPro 不参与此 反应第35页/共115页 3 氨基酸的一般代谢1.转氨酶体内存在多种转氨酶，以L-谷氨酸与酮酸的转氨酶最为重要。如：谷丙转氨酶（GPT）和谷草转氨酶（GOT）谷草转氨酶 谷氨酸+草酰乙酸 酮戊二酸+天冬氨酸组织 心 肝 骨骼肌 肾 胰腺 脾 肺 血清GOT 156000 142000 99000 91000 28000 14000 10000 20单位/克湿组织 GPT 7100 44000 4800 19000 2000 1200 700 16单位/克湿组织 谷丙转氨酶 谷氨酸+丙酮酸 酮戊二酸+丙氨酸第36页/共115页 3 氨基酸的一般代谢2.转氨基作用的机制第37页/共115页维生素B6的磷酸酯磷酸吡哆醛（PLP）是所有转氨酶的辅酶，在转氨酶的底物不存在时，PLP的醛基和酶活性位点赖氨酸的-氨基形成共价Schiff-base连接。氨基酸底物存在时，氨基酸的-氨基与PLP的醛基形成新的Schiff-base连接。磷酸吡哆醛（PLP）第38页/共115页 转氨基作用PLP和-氨基酸底物形成Schiff-base共价连接第39页/共115页PLP-氨基酸中间产物aldimine经过一系列过程生成-酮酸和PMP第40页/共115页上述反应完成了转氨基作用的一半，即：AA1 E-PLP -Keto acid1 E-PMP另一半反应由上述反应的逆反应构成，即：-Keto acid2 E-PMP AA2 E-PLP 此时，转氨基作用完成，即：AA1-Keto acid2 AA2 -Keto acid1 转氨基作用第41页/共115页 3 氨基酸的一般代谢 (二)L-谷氨酸氧化脱氨基作用 部位：肝，肾，脑 方式：不需氧脱氢 酶：L-谷氨酸脱氢酶，此酶是别构酶，受能荷调节 反应：NH2 NH O CH-COOH C-COOH C-COOH+NH3(CH2)2-COOH (CH2)2-COOH (CH2)2-COOH L-谷氨酸 酮戊二酸 意义：此反应使氨基酸氧化供能的速率受ATP/ADP、GTP/GDP 的反馈调节NAD+NADH+H+H2O-H2O第42页/共115页第三节 氨基酸的一般代谢(三)联合脱氨基作用肝、肾、脑中：氨基酸 酮戊二酸 NH3+NADH+H+酮酸 谷氨酸 H2O+NAD+转氨酶L-谷氨酸脱氢酶第43页/共115页(三)联合脱氨基作用第44页/共115页 3 氨基酸的一般代谢(三)联合脱氨基作用 骨骼肌、心肌：L-谷氨酸脱氢酶活性 嘌呤核苷酸循环 purine nucleoeide cycle第45页/共115页嘌呤核苷酸循环转氨酶GOT第46页/共115页 3 氨基酸的一般代谢二 酮酸(ketoacid)的代谢 O C-COOH R 经氨基化生成非必需氨基酸转变成糖或脂类氧化供能第47页/共115页第48页/共115页 3 氨基酸的一般代谢 生糖氨基酸：可在体内转变成葡萄糖的氨基酸 生酮氨基酸：可在体内转变成酮体的氨基酸生糖兼生酮氨基酸：二者皆可转变的氨基酸 类别 氨基酸生糖氨基酸 Gly、Ser、Val、His、Arg、Cys、Pro、OHPro、Ala、Glu、Gln、Asp、Asn、Met生酮氨基酸 Leu、Lys生糖兼生酮氨基酸 Ile、Phe、Tyr、Thr、Trp glycogenic amino acid ketogenic amino acid glycogenic and ketogenic amino acid第49页/共115页 3 氨基酸的一般代谢三大营养物质的相互转化 糖 脂肪 蛋白质第50页/共115页氨基酸、糖、脂肪代谢的联系第51页/共115页 4 氨的代谢一.体内氨的来源NH3氨基酸脱氨胺类脱氨肾小管上皮细胞分泌肠道重吸收嘌呤、嘧啶分解第52页/共115页氨有毒性，正常血氨浓度mol/L 体内氨的来源、转运、去路受到多种因素的调节，以保持血氨处于动态平衡 4 氨的代谢体内各环节所产氨主要通过肝脏合成尿素而解毒。肝功能衰竭患者肝脏解毒功能降低，血氨升高，通过血脑屏障入脑，引起脑功能障碍，为肝性脑病的原因之 一。第53页/共115页 4 氨的代谢二.氨的转运 （一）Ala-G循环 alanine-glucose cycle肌肉蛋白质 G 氨基酸 NH3 Pyr Glu KG Ala G 尿素 NH3Pyr GluAla KG GAla转氨酶转氨酶尿素循环肌肉 血液 肝第54页/共115页 4 氨的代谢Ala-G循环:进食后4小时，来自食物的氨基酸血液，血浆氨基酸浓度达峰值。支链氨基酸（Val、Leu、Ile）肌肉 NH3 Pyr Ala脱氨第55页/共115页 4 氨的代谢空腹时，肌肉输出：Ala 碳链来自G Glu 碳链来自KG、支链氨基酸 意义：（1）以无毒的Ala 形式输出NH3 肝 尿素（2）肌肉中Ala 肝 糖，再为肌肉提供G（3）饥饿时，肌肉以Ala、Glu形式输出成糖物质第56页/共115页 4 氨的代谢（二）谷氨酰胺的运氨作用部位：脑、肌肉作用：将氨运至 肝、肾 酶：谷氨酰胺合成酶、谷氨酰胺酶反应：不可逆，耗能Glu Gln 血液 Gln GluNH3NH3脑、肌肉肝、肾第57页/共115页 4 氨的代谢谷氨酰胺 氨的解毒形式 氨的运输形式 氨的储存形式 在脑中固定氨 天冬酰胺的合成原料第58页/共115页 4 氨的代谢 白血病细胞：天冬氨酸 天冬酰胺 临床上，天冬酰胺酶的应用可进一步降低天冬酰胺，从而抑制白血病细胞的生长。天冬酰胺天冬氨酸天冬酰胺酶 正常细胞：天冬氨酸天冬酰胺谷氨酰胺 谷氨酸第59页/共115页水生动物中过多的NH4+直接排泌出体外鸟类和爬行动物体内NH4转变成尿酸解毒大多数脊椎动物是通过鸟氨酸循环把NH4+转变成尿素而解毒。鸟氨酸循环由Hans Krebs和Kurt Henseleit在1932年提出，早于三羧酸循环被阐明5年，是第一个被发现的代谢通路。4 氨的代谢第60页/共115页 4 氨的代谢三、尿素的生成历史：（1）Krebs，1932年发现 肝切片+NH4+HCO3-尿素 （饥饿时不行）Arginine、Ornithine、Citrulline可加速，但本身量不变 （2）肝中有 精氨酸酶，催化：Arg 尿素+Orn （3）根据Arg、Orn、Cit这三种氨基酸的结构推测出 一个循环尿素循环urea cycle 鸟氨酸循环 Ornithine cycle第61页/共115页 4 氨的代谢 1.过程：氨基甲酰磷酸的合成 瓜氨酸的合成 精氨酸的合成 精氨酸水解生成尿素2.组织定位：肝为主，其他器官极微 线粒体和胞液尿素循环：第62页/共115页 部位:肝脏 五步反应：前2步在线粒体，后三步在胞液 尿素循环第63页/共115页1、氨基甲酰磷酸的合成 O OCOCO2 2+NH+NH3 3+H+H2 2O+2ATP O+2ATP NHNH2 2-C-O-C-O P0P03 3 +2ADP+Pi+2ADP+Pi （1）氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I I N-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸 第64页/共115页 第一步：合成氨基甲酰磷酸 酶:CPS-I 先生成的氨基甲酸和ATP转移磷酸基团，生成氨基甲酰磷酸。总的消耗:2个ATP生成:氨基甲酰磷酸 2个ADP。第65页/共115页2、瓜氨酸的合成 NHNH2 2 C=OC=O （CHCH2 2）3 3 NHNH2 2 NHNH CH-NH CH-NH2 2 +C-O +C-O （CHCH2 2）3 3+Pi+Pi COOHCOOH O O P0P03 3 CH-NHCH-NH2 2 COOHCOOH 鸟氨酸鸟氨酸 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 瓜氨酸瓜氨酸（2）鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶NHNH2 2（2）第66页/共115页第二步：生成瓜氨酸酶:OCT胞质:鸟氨酸生成转运入Mit。线粒体:鸟氨酸的-氨基攻击氨基甲酰磷酸的碳酰基团，释放出Pi，生成瓜氨酸,自Mit入Cs。第67页/共115页3、精氨酸代琥珀酸代琥珀酸的生成 NHNH2 2 NHNH2 2 COOH COOH C=OC=O COOH COOH C C=N N C-H C-H NH +NH +H H2 2N N-C-H NH CH-C-H NH CH2 2 （CHCH2 2）3 3 CHCH2 2 （CHCH2 2）3 3 COOHCOOH CH-NHCH-NH2 2 COOH CH-NHCOOH CH-NH2 2 COOH COOH COOH COOH 瓜氨酸瓜氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸 （3）精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶（4 4）精氨酸代琥珀酸裂解酶）精氨酸代琥珀酸裂解酶（3）（4）第68页/共115页第三步：生成精氨酸代琥珀酸酶:合成酶ATP的腺嘌呤核苷转移给瓜氨酸生成活性中间产物:瓜氨酸-AMP,使得天冬氨酸对瓜氨酸的亲核攻击易化，生成精氨酸代琥珀酸。反应消耗:1个ATP释放:1个AMP 1个焦磷酸 第69页/共115页4、精氨酸的生成 NHNH2 2 C C NHNH COOHCOOH NH NH +CHCH （CHCH2 2）3 3 CHCH CH-NH CH-NH2 2 HOOC HOOC COOH COOH 精精氨氨酸酸 延延胡胡索酸索酸（4 4）精氨酸代琥珀酸裂解酶）精氨酸代琥珀酸裂解酶（4）第70页/共115页第四步：合成精氨酸酶：精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸。延胡索酸是联系鸟氨酸循环和三羧酸循环的纽带。第71页/共115页5、精氨酸水解生成尿素 NHNH2 2 C C NHNH NHNH2 2 NHNH2 2 NHNH2 2 （CHCH2 2）3 3（CHCH2 2）3 3 +H H2 2 O O C C=O=O +CH-NHCH-NH2 2 CH-NHCH-NH2 2 NHNH2 2 COOHCOOH COOH COOH 精精氨氨酸酸 尿尿素素 鸟鸟氨酸氨酸（5）精氨酸酶精氨酸酶（5）第72页/共115页第五步：尿素的生成酶：精氨酸酶精氨酸胍基水解，生成尿素和鸟氨酸。鸟氨酸转运进入线粒体，再参与鸟氨酸循环。第73页/共115页 4 氨的代谢尿素循环：OrnCitArg尿素精氨酸酶+H2O-H2O+NH3+CO2-H2O+NH3第74页/共115页3.总反应：NH22NH3+CO2+3ATP+3H2O C=O+2ADP+AMP+2Pi+PPi NH2 或者：CO2+NH4+3ATP+Aspartate+2H2O Urea+2ADP+Pi+AMP+Ppi+Fumarate焦磷酸迅速水解，所以整个反应生成1分子尿素消耗4个高能磷酸键，尿素中的2个氮原子一个来自于天冬氨酸，一个来自NH4+，生成的延胡索酸是将鸟氨酸循环和三羧酸循环联系起来的重要成分。4 氨的代谢第75页/共115页鸟氨酸循环的小结 转氨酶GOT第76页/共115页尿素循环和三羧酸循环的联系第77页/共115页 4 氨的代谢4.调节（1）关键酶：氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-）位于线粒体 N-乙酰谷氨酸为活力必需，N-乙酰谷氨酸合成酶催化：乙酰辅酶A+Glu N-乙酰谷氨酸 Arg激活此酶第78页/共115页谷氨酰胺HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADPPi氨基甲酰磷酸天冬氨酸氨基甲酰基转移酶氨甲酰天冬氨酸第79页/共115页 4 氨的代谢（2）食物 蛋白质饮食可诱导 CPS-、OCT、ASA-S，加速尿素合成 低蛋白质饮食可使尿素合成减慢（3）其他代谢物 与其他代谢途径密切相关，受相关代谢物的影响第80页/共115页 4 氨的代谢四、氨的去路尿素合成 90%生成谷氨酰胺 酮酸还原氨基化生成非必需氨基酸 生成嘌呤、嘧啶等其他含氮化合物第81页/共115页 4 氨的代谢五、高氨血症和氨中毒正常时：mg/100ml)肝功能异常时：尿素合成障碍，血氨浓度增高，称为高氨血症。脑中：氨+酮戊二酸 谷氨酸 氨 +谷氨酸 谷氨酰胺 酮戊二酸消耗，三羧酸循环减弱，脑供能不足，导致脑功能障碍，严重时可发生昏迷。故称肝昏迷。第82页/共115页 先天性的高氨血症是由于尿素循环中酶的遗传性缺陷引起的。尿素循环过程中任何一步的完全阻断都可能是致死性的，因此这些婴儿往往一出生就会昏迷甚至不久后就死亡。而这些酶的部分缺陷则可以引起精神障碍、昏睡和中枢性的呕吐。先天性高氨血症第83页/共115页 5 个别氨基酸的代谢一、氨基酸的脱羧基作用二、一碳单位的代谢三、含硫氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢五、支链氨基酸的代谢第84页/共115页 一、氨基酸的脱羧基作用R R RCH-NH2+OHC-Py HC-N=CH-Py H2C=N=CH-Py COOH COOH RCHNH2+OHC-Py 胺H2O酶：氨基酸脱羧酶辅酶：磷酸吡哆醛作用：产生一些特殊的生理物质去路：由肝内胺氧化酶氧化，醛酸举例：CO2第85页/共115页 5 个别氨基酸的代谢1.氨基丁酸（aminobutyric acid，GABA）Glu GABACO2部位：脑、肾酶：谷氨酸脱羧酶功能：中枢抑制性神经递质，抗颠痫代谢：转氨生成琥珀酸半醛第86页/共115页 5 个别氨基酸的代谢2.牛磺酸(taurine)Cys Tau部位：肝，脑酶：磺酸丙氨酸脱羧酶功能：抗疲劳，增强免疫系统 结合胆汁酸的组成成分CH2SH CH2SO3H CH2SO3HCH-NH2 CH-NH2 CH2NH2COOH COOH 3 OCO2磺酸丙氨酸脱羧酶第87页/共115页 5 个别氨基酸的代谢3.组胺(histamine)His 组胺部位：肥大细胞、肺、肝、肾、肌肉、胃粘膜酶：组氨酸脱羧酶功能：舒血管，增加毛细血管的通透性，与过 敏反应有关，促进胃液分泌代谢：二胺氧化酶氧化，甲基化，乙酰化等CO2第88页/共115页 5 个别氨基酸的代谢4.5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT）色氨酸 5-羟色氨酸 5-HT部位：脑、肾、肝等各组织酶：色氨酸羟化酶、5-羟色氨酸脱羧酶功能：脑中：抑制性神经递质 外周组织：收缩血管代谢：单胺氧化酶CO2第89页/共115页 5 个别氨基酸的代谢5.多胺(polyamines)Orn、Met 精脒、精胺 （spermidine）（spermine）部位：肝、生长旺盛的组织（如肿瘤）关键酶：尿氨酸脱羧酶 （ornithine decarboxylase，ODC）功能：调节细胞生长，促进核酸及蛋白质合成第90页/共115页 5 个别氨基酸的代谢二、一碳单位的代谢一碳单位：某些氨基酸分解代谢过程中产生的含有一个碳原子 的基团。均与FH4结合而转运，是体内甲基供体。四氢叶酸：tetrahydrofolic acid，FH4 H N N H2N-C C CH2 H O H COOH N C CHCH2 N C N CH CH2 CH2 COOH C N OH H 一碳单位代谢的辅酶第91页/共115页 5 个别氨基酸的代谢一碳单位的种类及其互变：N10-CHO-FH4(N10-甲酰-FH4)N5,N10=CH-FH4 N5-CH=NH-FH4 (N5,N10-甲炔-FH4)(N5-亚氨甲基-FH4)N5,N10-CH2-FH4 (N5,N10-甲烯-FH4)N5-CH3-FH4(N5-甲基-FH4)H+H2ONADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+-NH3 +NH3第92页/共115页 5 个别氨基酸的代谢一碳单位的来源：Ser +FH4 N5N10-CH2-FH4+Gly Gly+FH4 N5N10-CH2-FH4+CO2+NH3 His +FH4 N5-CH=NH-FH4+Glu Trp HCOOH+犬尿氨酸 N10-CHO-FH4FH4生理意义：提供甲基，生成SAM 提供甲基，嘌呤的C2、C8及 dTMP 中的甲基 氨基酸代谢与核苷酸代谢的联系点第93页/共115页 5 个别氨基酸的代谢一碳单位与抗菌、抗肿瘤：细菌：存在着二氢叶酸合成酶，催化：对氨基苯甲酸+二氢蝶呤+Glu FH2 类似物 类似物磺胺药，竞争性抑制二氢叶酸合成酶肿瘤细胞：二氢叶酸还原酶，催化：叶酸 二氢叶酸 四氢叶酸 氨甲蝶呤，竞争性抑制二氢叶酸还原酶结果：FH2 FH4 核苷酸合成 核酸合成 细菌繁殖抑制 肿瘤生长抑制第94页/共115页 5 个别氨基酸的代谢 三、含硫氨基酸的代谢(一)甲硫氨酸的代谢(二)半胱氨酸的代谢第95页/共115页 5 个别氨基酸的代谢 三、含硫氨基酸的代谢(一)甲硫氨酸的代谢(二)半胱氨酸的代谢 第96页/共115页甲硫氨酸的代谢甲硫氨酸在体内最主要的分解代谢途径是通过甲硫氨酸循环提供甲基。Methionine cycle甲硫氨酸必须先 活化生成S-腺苷 甲硫氨酸（SAM）后才能在甲基转 移酶催化下进行 转甲基反应 第97页/共115页SAM参与的一些转甲基作用SAM是体内最重要的甲基直接供体，参与50多种物质的转甲基反应 5 个别氨基酸的代谢第98页/共115页含硫氨基酸代谢 肌酸代谢磷酸肌酸由肌酸经肌酸激酶催化合成，含有高能磷酸键。肌酸和磷酸肌酸是能量储 存和利用的重要化合物。第99页/共115页 半胱氨酸的代谢CH2SH CH2S S CH2CHNH2 CHNH2 CHNH2COOH COOH COOH-2H+2H半胱氨酸转化成胱氨酸后，可使活性丧失某些毒物与酶的巯基结合而使酶失活二巯基丙醇可使酶的巯基还原，具解毒作用体内的GSH能保护酶的巯基第100页/共115页CH2SHCHNH2 Pyr+H2S H2SO4 SO42-COOHCH2SOOH CH2SOOHCHNH2 C=O Pyr+H2SO3 COOH COOH CH2SO2OH CH2NH2 牛磺酸 半胱氨酸的代谢NH2OO2CO2第101页/共115页 ATP+SO42-AMP-SO3-3-PO3H-AMP-SO3-+ADP PAPS 活性硫酸根-O3S-O-P-O-CH2OOHH2O3POA生物转化 硫酸酯化酸性糖链半胱氨酸的代谢OOH硫酸基转移酶催化以上反应第102页/共115页第五节 个别氨基酸的代谢谷胱甘肽:由Glu、Gly、Cys构成的三肽。Cys的 SH构成活性基团，具还原性，可保护 蛋白质中的巯基；并可消除过氧化物、自由基及毒物、药物的毒性。2GSH GSSGNADP+NADPH+H+GSH还原酶保护蛋白质的巯基还原高铁血红蛋白过氧化物、自由基的消除保肝药谷胱甘肽的功用：第103页/共115页第五节 个别氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢（二）色氨酸的代谢 第104页/共115页苯丙氨酸主要经羟化生成酪氨酸，酪氨酸一方面经进一步代谢生成多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等儿茶酚胺类物质，另一方面代谢生成黑色素。色氨酸除生成5-羟色胺外，还经分解代谢生成一碳单位。四、芳香族氨基酸的代谢第105页/共115页酪氨酸可代谢生成多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素等儿茶酚胺类物质。四、芳香族氨基酸的代谢第106页/共115页酪氨酸的另一条代谢途径是在黑色素细胞中经羟化、氧化、脱羧等反应生成吲哚-5,6-醌，再聚合成黑色素。四、芳香族氨基酸的代谢Tyr第107页/共115页Leu、Ile、Val为必需氨基酸，分别是生糖氨基酸，生酮氨基酸及生糖兼生酮氨基酸。五、支链氨基酸的代谢第108页/共115页氨基酸衍生的重要含氮化合物第109页/共115页氨基酸代谢紊乱所致疾病 举例第110页/共115页苯丙酮尿症(phenl ketonuria,PKU)苯丙酮尿症是一种先天性常染色体遗传疾病，分为数型，其中最典型的一型是由苯丙氨酸羟化酶的缺失或活性不足引起的。约20,000个新生儿中有1人存在苯丙氨酸羟化酶的缺乏。苯丙氨酸羟化酶的缺乏导致体内苯丙氨酸不能生成酪氨酸，引起苯丙氨酸的积聚，生成苯丙酮酸及其他代谢产物在尿中出现。苯丙酮酸对脑部有毒性作用。苯丙酮尿症的新生儿存在严重的智能发育障碍，甚至致死。最好的治疗方法就是及早发现，在婴儿膳食中供给婴儿发育所需的最低量的苯丙氨酸。第111页/共115页巨幼红细胞性贫血 巨幼红细胞性贫血是指叶酸、维生素B B1212 缺乏或其他原因引起DNADNA合成障碍所致的一类贫血。人体不能合成叶酸，只能由食物中获得。摄入量不足，需要量增加都能导致叶酸的缺乏。叶酸和维生素B B1212 缺乏时幼红细胞内DNADNA合成减慢，但RNARNA合成不受影响，导致RNARNA和DNADNA比例失调，结果形成核较幼稚而细胞体积大的巨幼细胞。第112页/共115页白化病 人体内缺乏酪氨酸酶，酪氨酸不能在黑色素细胞中被酪氨酸酶催化生成多巴并进一步代谢生成黑色素，导致患者的皮肤、毛发变白，称为白化病。第113页/共115页小 结氨基酸的一般代谢:转氨基作用、联合脱氨基作用以及尿素循环,-酮酸的代谢、三大营养物质的互变个别氨基酸的代谢:氨基酸的脱羧基作用、含硫氨基酸的代谢、芳香族氨基酸的代谢、支链氨基酸的代谢，一碳单位的代谢。第114页/共115页感谢您的观看！第115页/共115页