氨基酸代谢MetabolismofAminoAcids学习教案.pptx

会计学1氨基酸代谢氨基酸代谢MetabolismofAminoAcids第一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein 第一节第一节第1页/共98页第二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。一、一、蛋白质营养的重要性蛋白质营养的重要性1.维持细胞、组织的生长、更新和修补维持细胞、组织的生长、更新和修补2.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。系统）等。3.氧化供能氧化供能人体每日人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。第2页/共98页第三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。二、蛋白质需要量和营养价值二、蛋白质需要量和营养价值1.氮平衡氮平衡(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。氮总平衡：摄入氮氮总平衡：摄入氮=排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡：摄入氮氮正平衡：摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡：摄入氮氮负平衡：摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾病排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）患者）氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。第3页/共98页第四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.生理需要量生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。3.蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指指体体内内需需要要而而又又不不能能自自身身合合成成，必必须须由由食食物物供供给给的的氨氨基基酸酸，共共有有8种种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其余其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。第4页/共98页第五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。种类、量质比。蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。第5页/共98页第六页，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、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins第6页/共98页第七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。一、一、蛋白质的消化蛋白质的消化蛋白质消化的生理意义蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。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、消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。毒性反应。第7页/共98页第八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。消化过程消化过程 （一）胃中的消化作用（一）胃中的消化作用胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pH为，对蛋白质肽键作用特异性为，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。差，产物主要为多肽及少量氨基酸。胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶+多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)第8页/共98页第九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）小肠中的消化（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.胰酶及其作用胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH为为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。内肽酶内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰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。蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。第9页/共98页第十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活胰蛋白酶原胰蛋白酶原 糜蛋白酶原糜蛋白酶原 羧基肽酶原羧基肽酶原 弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原 肠激酶肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶胰蛋白酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 羧基肽酶羧基肽酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 (trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。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。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。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义酶原激活的意义第10页/共98页第十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图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小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如的作用，例如氨基肽酶氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等。等。第11页/共98页第十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。二、氨基酸的吸收二、氨基酸的吸收吸收部位：主要在小肠吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收机制：耗能的主动吸收过程吸收机制：耗能的主动吸收过程第12页/共98页第十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）氨基酸吸收载体（一）氨基酸吸收载体载载体体蛋蛋白白与与氨氨基基酸酸、NaNa+组组成成三三联联体体，由由ATPATP供供能能将将氨氨基基酸酸、NaNa+转转入入细细胞胞内内，NaNa+再再由钠泵排出细胞。由钠泵排出细胞。载载 体类型体类型中性氨基酸载体中性氨基酸载体碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体第13页/共98页第十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）（二）-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用-谷氨酰基循环谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)-glutamyl cycle)过程：过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成谷胱甘肽再合成第14页/共98页第十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸肽酶肽酶-谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸5-氧脯氨酸氧脯氨酸谷氨酸谷氨酸 5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸 合成酶合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽谷胱甘肽 合成酶合成酶ATPADP+Pi细胞外细胞外-谷谷 氨酰氨酰 基转基转 移酶移酶细胞膜细胞膜谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH细胞内细胞内-谷氨酰基循环过程谷氨酰基循环过程-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸目目 录录第15页/共98页第十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。l l利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系的转运体系的转运体系的转运体系l l此种转运也是耗能的主动吸收过程此种转运也是耗能的主动吸收过程此种转运也是耗能的主动吸收过程此种转运也是耗能的主动吸收过程l l吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强（三）肽的吸收（三）肽的吸收第16页/共98页第十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。三、三、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。体利用的物质。蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction)第17页/共98页第十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）胺类（一）胺类(amines)的生成的生成蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸胺类胺类蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用 组氨酸组氨酸组胺组胺 赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺第18页/共98页第十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。假神经递质假神经递质(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。常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺酪胺酪胺-羟酪胺羟酪胺第19页/共98页第二十页，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。冲动，使大脑发生异常抑制。第20页/共98页第二十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）（二）氨的生成氨的生成未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨(ammonia)肠道细菌肠道细菌脱氨基作用脱氨基作用尿素酶尿素酶降低肠道降低肠道pH，NH3转变为转变为NH4+以胺盐形式排出，可以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。第21页/共98页第二十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）（三）其它有害物质的生成其它有害物质的生成酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚第22页/共98页第二十三页，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23页/共98页第二十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。一、概一、概 述述蛋白质的半寿期蛋白质的半寿期(half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用t1/2表示表示蛋白质转换蛋白质转换(protein turnover)第24页/共98页第二十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。真核生物中蛋白质的降解有两条途径真核生物中蛋白质的降解有两条途径 不依赖不依赖ATP利用组织蛋白酶利用组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白 依赖泛素依赖泛素(ubiquitin)的降解过程的降解过程 溶酶体内降解过程溶酶体内降解过程依赖依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白第25页/共98页第二十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。泛素泛素76个氨基酸的小分子蛋白个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守一级结构高度保守1.泛素化泛素化(ubiquitination)泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。接，并使其激活。2.蛋白酶体蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降对泛素化蛋白质的降解解泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程第26页/共98页第二十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。泛素化过程泛素化过程E1：泛素活化酶：泛素活化酶E2：泛素携带蛋白：泛素携带蛋白E3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶泛素泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素泛素COS E1HS-E2HS-E1泛素泛素COS E2泛素泛素COS E1被降解蛋白质被降解蛋白质HS-E2泛素泛素COS E2泛素泛素CNH 被降解蛋白质被降解蛋白质OE3第27页/共98页第二十八页，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、诱如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发癌瘤（促进抑癌蛋白发癌瘤（促进抑癌蛋白P53降解）降解）体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用第28页/共98页第二十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基酸代谢库氨基酸代谢库(metabolic pool)食食物物蛋蛋白白经经消消化化吸吸收收的的氨氨基基酸酸（外外源源性性氨氨基基酸酸）与与体体内内组组织织蛋蛋白白降降解解产产生生的的氨氨基基酸酸（内内源源性性氨氨基基酸酸）混混在在一一起起，分分布布于于体体内内各各处处参参与与代代谢谢，称为氨基酸代谢库。称为氨基酸代谢库。第29页/共98页第三十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。氨基酸代谢库氨基酸代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分分解解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸(非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况-酮酸酮酸 脱氨基作脱氨基作用用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 目目 录录第30页/共98页第三十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。二、二、氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用定义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。脱氨基方式脱氨基方式氧化脱氨基氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联第31页/共98页第三十二页，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(transamination)1.定义定义在在转转氨氨酶酶(transaminase)的的作作用用下下，某某一一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-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。第32页/共98页第三十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.2.反应式反应式大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯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。氨酸、羟脯氨酸除外。第33页/共98页第三十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.转氨酶转氨酶 正常人各组织正常人各组织GOT及及GPT活性活性(单位单位/克湿组织克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。的指标之一。第34页/共98页第三十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。4.4.转氨基作用的机制转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛-酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶第35页/共98页第三十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。目目 录录第36页/共98页第三十七页，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氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。酸的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨。通过此种方式并未产生游离的氨。5.5.转氨基作用的生理意义转氨基作用的生理意义第37页/共98页第三十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）（二）L-谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中辅酶为辅酶为 NAD+或或NADP+GTP、ATP为其抑制剂为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂为其激活剂催化酶：催化酶：L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸NH3-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O第38页/共98页第三十九页，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 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下酸脱下-氨基生成氨基生成-酮酸的过程。酮酸的过程。2.类型类型 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用1.定义定义 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环第39页/共98页第四十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 -酮酸酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 H H2 2O+NADO+NAD+转氨酶转氨酶 NHNH3 3+NADH+H+NADH+H+L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。是体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。主要在肝、肾组织进行。第40页/共98页第四十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环苹果酸苹果酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸 谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸 转转氨氨酶酶1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸转转氨氨酶酶 2此种方式主要在肌肉组织进行。此种方式主要在肌肉组织进行。腺苷酸腺苷酸脱氢酶脱氢酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)第41页/共98页第四十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢酮酸的代谢酮酸的代谢（一）经氨基化生成非必需氨基酸（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类（二）转变成糖及脂类第42页/共98页第四十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）氧化供能（三）氧化供能-酮酸在体内可通过酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化彻底和氧化磷酸化彻底氧化为氧化为H2O和和CO2，同时生成，同时生成ATP。第43页/共98页第四十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T A C目目 录录第44页/共98页第四十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第四节第四节氨氨 的的 代代 谢谢Metabolism of Ammonia第45页/共98页第四十六页，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。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体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。而解毒。正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过。第46页/共98页第四十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。一、血氨的来源与去路一、血氨的来源与去路一、血氨的来源与去路一、血氨的来源与去路1.1.血氨的来源血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源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胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶第47页/共98页第四十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.血氨的去路血氨的去路 在肝内合成尿素，这是最主要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非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。第48页/共98页第四十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。二、氨的转运二、氨的转运二、氨的转运二、氨的转运1.丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)反应过程反应过程生理意义生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肝为肌肉提供葡萄糖。肝为肌肉提供葡萄糖。第49页/共98页第五十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖糖酵酵解解途途径径肌肉肌肉丙氨酸丙氨酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡萄糖葡萄糖目目 录录第50页/共98页第五十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。存及运输形式。第51页/共98页第五十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。三、尿素的生成三、尿素的生成（一）生成部位（一）生成部位主要在肝细胞的线粒体及胞液中。主要在肝细胞的线粒体及胞液中。（二）生成过程（二）生成过程尿尿素素生生成成的的过过程程由由Hans Krebs 和和Kurt Henseleit 提提出出，称称为为鸟鸟氨氨酸酸循循环环(orinithine cycle)，又又 称称 尿尿 素素 循循 环环(urea cycle)或或Krebs-Henseleit循环。循环。第52页/共98页第五十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。1.氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸，乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行反应在线粒体中进行第53页/共98页第五十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。反反应应由由氨氨基基甲甲酰酰磷磷酸酸合合成成酶酶(carbamoyl phosphate synthetase,CPS-)催化。催化。N-乙乙酰酰谷谷氨氨酸酸为为其其激激活活剂剂，反反应应消消耗耗2分分子子ATP。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)第54页/共98页第五十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸第55页/共98页第五十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。由鸟氨酸氨基甲酰转移酶由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)催化，催化，OCT常与常与CPS-构成复合构成复合体。体。反应在线粒体中进行，反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。第56页/共98页第五十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.精氨酸的合成精氨酸的合成反应在反应在胞液胞液中进行。中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸第57页/共98页第五十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥珀精氨酸代琥珀酸裂解酶酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸第58页/共98页第五十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。4.精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行反应在胞液中进行尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸第59页/共98页第六十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果苹果酸酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨鸟氨酸酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液目目 录录第60页/共98页第六十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）反应小结（三）反应小结原料：原料：2 2 分子氨，一个来自于游离氨，另一分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。个来自天冬氨酸。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。耗能：耗能：3 3 个个ATPATP，4 4 个高能磷酸键。个高能磷酸键。第61页/共98页第六十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（四）尿素生成的调节（四）尿素生成的调节1.1.食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响高蛋白膳食高蛋白膳食 合成合成低蛋白膳食低蛋白膳食 合成合成2.CPS-2.CPS-的调节：的调节：AGAAGA、精氨酸为其激活剂、精氨酸为其激活剂3.3.尿素生成酶系的调节：尿素生成酶系的调节：第62页/共98页第六十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第63页/共98页第六十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（五）高氨血症和氨中毒（五）高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称高氨血症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。也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammonia poisoning)。第64页/共98页第六十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。TAC 脑脑供供能能不不足足-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 脑内脑内 -酮戊二酸酮戊二酸氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制第65页/共98页第六十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。第五节第五节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢Metabolism of Individual Amino Acids第66页/共98页第六十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。一、氨基酸脱羧基作用一、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛第67页/共98页第六十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）（一）-氨基丁酸氨基丁酸 (-aminobutyric acid,GABA)L-谷氨酸谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脱谷氨酸脱羧羧酶酶GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。第68页/共98页第六十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）牛磺酸（二）牛磺酸(taurine)牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。L-半胱氨酸半胱氨酸磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸牛磺酸 磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱羧酶CO2第69页/共98页第七十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（三）组胺（三）组胺(histamine)L-组氨酸组氨酸组胺组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，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。还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。第70页/共98页第七十一页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（四）（四）5-羟色胺羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸色氨酸5-羟色氨酸羟色氨酸5-HT色氨酸羟化色氨酸羟化酶酶5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶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。组织有收缩血管的作用。第71页/共98页第七十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（五）多胺（五）多胺(polyamines)鸟氨酸鸟氨酸腐胺腐胺 S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 (SAM)脱羧基脱羧基SAM 鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶CO2SAM脱羧酶脱羧酶CO2精脒精脒(spermidine)丙丙胺胺转转移移酶酶5 5-甲基甲基-硫硫-腺苷腺苷丙胺转移丙胺转移酶酶 精胺精胺(spermine)多多胺胺是是调调节节细细胞胞生生长长的的重重要要物物质质。在在生生长长旺旺盛盛的的组组织织（如如胚胚胎胎、再再生生肝肝、肿肿瘤瘤组组织织）含含量量较较高高，其其限限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。第72页/共98页第七十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。二、一碳单位的代谢二、一碳单位的代谢定义定义（一）概述（一）概述 某些氨基酸代谢过程中产生的只某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位含有一个碳原子的基团，称为一碳单位(one carbon unit)。第73页/共98页第七十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。种类种类甲基甲基(methyl)-CH3甲烯基甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基甲炔基(methenyl)-CH=甲酰基甲酰基(formyl)-CHO亚胺甲基亚胺甲基(formimino)-CH=NH 第74页/共98页第七十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）（二）四氢叶酸是一碳单位的载体四氢叶酸是一碳单位的载体FH4的生成的生成FFH2FH4FH2还原酶还原酶FH2还原酶还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+第75页/共98页第七十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。FH4携带一碳单位的形式携带一碳单位的形式 （一碳单位通常是结合在一碳单位通常是结合在FH4分子的分子的N5、N10位上）位上）N5CH3FH4N5、N10CH2FH4N5、N10=CHFH4N10CHOFH4N5CH=NHFH4第76页/共98页第七十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。一碳单位主要来源于氨基酸代谢一碳单位主要来源于氨基酸代谢丝氨酸丝氨酸 N5,N10CH2FH4甘氨酸甘氨酸 N5,N10CH2FH4组氨酸组氨酸 N5CH=NHFH4色氨酸色氨酸 N10CHOFH4（三）一碳单位与氨基酸代谢（三）一碳单位与氨基酸代谢第77页/共98页第七十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（四）一碳单位的互相转变（四）一碳单位的互相转变N10CHOFH4N5,N10=CHFH4N5,N10CH2FH4N5CH3FH4N5CH=NHFH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3第78页/共98页第七十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（五）一碳单位的生理功能（五）一碳单位的生理功能作为合成嘌呤和嘧啶的原料作为合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来第79页/共98页第八十页，编辑于星期日：十六点 四十四分。三、含硫氨基酸的代谢三、含硫氨基酸的代谢胱氨酸胱氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸半胱氨酸半胱氨酸 含硫氨基酸含硫氨基酸第80页/共98页第八十一页，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甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)第81页/共98页第八十二页，编辑于星期日：十六点 四十四分。甲基转移酶甲基转移酶RHRHCH3腺苷腺苷SAMS腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内甲基的直接供体为体内甲基的直接供体第82页/共98页第八十三页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环(methionine cycle)甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷同型腺苷同型 半胱氨酸半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4 转甲基酶转甲基酶(VitB12)H2O腺苷腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3第83页/共98页第八十四页，编辑于星期日：十六点 四十四分。3.肌酸的合成肌酸的合成肌肌酸酸(creatine)和和磷磷酸酸肌肌酸酸(creatine phosphate)是是能量储存、利用的重要化合物。能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肝是合成肌酸的主要器官。肌肌酸酸以以甘甘氨氨酸酸为为骨骨架架，由由精精氨氨酸酸提提供供脒脒基基，SAM提提供甲基而合成。供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌肌 酸酸 和和 磷磷 酸酸 肌肌 酸酸 代代 谢谢 的的 终终 产产 物物 为为 肌肌 酸酸 酐酐(creatinine)。第84页/共98页第八十五页，编辑于星期日：十六点 四十四分。H2O+目目 录录第85页/共98页第八十六页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（二）半胱氨酸与胱氨酸（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢的代谢1.半胱氨酸与胱氨酸的互变半胱氨酸与胱氨酸的互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2第86页/共98页第八十七页，编辑于星期日：十六点 四十四分。2.硫酸根的代谢硫酸根的代谢含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。主要来源。SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷腺苷-5-磷酸硫酸磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-磷酸硫酸，磷酸硫酸，PAPS）PAPS为活性硫酸，为活性硫酸，是体内硫酸基的供体是体内硫酸基的供体第87页/共98页第八十八页，编辑于星期日：十六点 四十四分。四、芳香族氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸芳香族氨基酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸第88页/共98页第八十九页，编辑于星期日：十六点 四十四分。（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢谢苯丙氨酸苯丙氨酸 +O2酪氨酸酪氨酸 +