生物化学课件杨洋9非营养物质代谢教学文稿.ppt
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1、生物化学课件杨洋9非营养物质代谢“人体的化工厂人体的化工厂”糖、脂、蛋白质、维生素和激素代谢糖、脂、蛋白质、维生素和激素代谢生物转化、胆汁酸代谢、胆色素代谢生物转化、胆汁酸代谢、胆色素代谢肝脏:肝脏:相关知识相关知识2第一节第一节 生物转化作用生物转化作用 生物转化概念生物转化概念*生物转化反应的类型生物转化反应的类型*影响生物转化作用的因素影响生物转化作用的因素 3一一.非营养性物质的来源非营养性物质的来源p内源性内源性 体内代谢生成:体内代谢生成:激素、神经递质等生物活性分子;激素、神经递质等生物活性分子;氨、胆红素、胺等代谢产物氨、胆红素、胺等代谢产物p 外源性外源性 药物、毒物、有机农
2、药、食品添加剂药物、毒物、有机农药、食品添加剂 肠道吸收的腐败产物:肠道吸收的腐败产物:胺、酚、吲哚、硫化氢胺、酚、吲哚、硫化氢4(一一).生物转化的概念生物转化的概念*非营养性物质在肝脏内,经过氧化、还原、非营养性物质在肝脏内,经过氧化、还原、水解和结合反应,使脂溶性较强的物质获得水解和结合反应,使脂溶性较强的物质获得极性基团,增加水溶性,而易于随胆汁或尿极性基团,增加水溶性,而易于随胆汁或尿液排出体外的过程。液排出体外的过程。5 生物转化的意义生物转化的意义对对体体内内的的非非营营养养物物质质进进行行转转化化,使使其其灭灭活活(inactivate),或或解解毒毒(detoxicate);
3、更更为为重重要要的的是是可使这些物质的溶解度增加,易于排出体外。可使这些物质的溶解度增加,易于排出体外。生物转化的主要场所生物转化的主要场所*肝是主要器官,但在肺、肾、胃肠道和皮肝是主要器官,但在肺、肾、胃肠道和皮肤肤 也有一定生物转化功能也有一定生物转化功能。肝进行生物转化的部位:胞液、微粒体肝进行生物转化的部位:胞液、微粒体*6(二二)生物转化的特点生物转化的特点1.1.多样性和连续性多样性和连续性 一种物质在体内可进行多种生物转化一种物质在体内可进行多种生物转化 反应,且各种反应按一定顺序进行。反应,且各种反应按一定顺序进行。2.2.解毒解毒与致毒的双重性与致毒的双重性 经过生物转化作用
4、,有的毒性减弱或消失,经过生物转化作用,有的毒性减弱或消失,有少数物质的毒性反而出现或增加。有少数物质的毒性反而出现或增加。7二二.生物转化的反应类型及酶系生物转化的反应类型及酶系*氧化反应氧化反应*第一相反应第一相反应 还原反应还原反应 水解反应水解反应 第二相反应第二相反应 结合反应结合反应 8一、氧化反应一、氧化反应单加氧酶系、单胺氧化酶系、脱氢酶系单加氧酶系、单胺氧化酶系、脱氢酶系酶系酶系细胞内细胞内定定位位反应式及举例反应式及举例单加氧酶系单加氧酶系微粒体微粒体RH+O2+NADPH+H+ROH+NADP+H2O(如烃类的氧化(如烃类的氧化)单胺氧化酶系单胺氧化酶系线粒体线粒体RCH
5、2NH2+O2+H2ORCHO+NH3+H2O2(如单胺氧化酶催化胺类的氧化)(如单胺氧化酶催化胺类的氧化)脱氢酶系脱氢酶系胞液胞液RCH2OH+NAD+RCHO+NADH+H+RCOOH(如如醇醇脱脱氢氢酶酶及及醛醛脱脱氢氢酶催化的反应)酶催化的反应)9(一)微粒体氧化酶系(单加氧酶系)(一)微粒体氧化酶系(单加氧酶系)*生物转化中最重要的氧化反应生物转化中最重要的氧化反应氧化过程依赖细胞色素氧化过程依赖细胞色素P450催化脂溶性物质接受分子氧中的一个氧原子,催化脂溶性物质接受分子氧中的一个氧原子,掺入底物,生成羟基化合物、环氧化合物及其它掺入底物,生成羟基化合物、环氧化合物及其它含氧化合物
6、,而另一分子氧原子被含氧化合物,而另一分子氧原子被NADPH还原为还原为水分子水分子RH+O2+NADPH+H+ROH+NADP+H2O又称混合功能氧化酶系又称混合功能氧化酶系(代谢药物及毒物)(代谢药物及毒物)10n酶可被诱导生成酶可被诱导生成苯巴比妥安眠药可诱导加单氧酶合成(耐药)苯巴比妥安眠药可诱导加单氧酶合成(耐药)利福平可诱导细胞色素利福平可诱导细胞色素P450的合成的合成加单氧酶系的作用特点加单氧酶系的作用特点n特异性差特异性差除催化羟化反应外,还可催化脱烷基反应和除催化羟化反应外,还可催化脱烷基反应和其他氧化反应其他氧化反应11单加氧酶系的生理意义单加氧酶系的生理意义参与多种物质
7、的生物转化。作用物通过羟化,参与多种物质的生物转化。作用物通过羟化,极性增强,溶解度增大,而易于随尿液排出。极性增强,溶解度增大,而易于随尿液排出。参与体内多个代谢过程,催化其中的羟化反应。参与体内多个代谢过程,催化其中的羟化反应。Vit-D3活化活化胆汁酸的合成胆汁酸的合成类固醇激素的合成类固醇激素的合成12(二)线粒体单胺氧化酶系(二)线粒体单胺氧化酶系RCH2NH2+O2+H2ORCHO+NH3+H2O2单氨氧化酶单氨氧化酶(三)胞液脱氢酶系三)胞液脱氢酶系醇醇醛醛酸酸肝线粒体内,黄素蛋白肝线粒体内,黄素蛋白催化催化胺类物质胺类物质氧化为氧化为醛醛和和氨氨醇脱氢酶、醛脱氢酶醇脱氢酶、醛脱
8、氢酶胞液,微粒体内胞液,微粒体内13乙醇的代谢乙醇的代谢乙醇乙醇乙醛乙醛ADH乙酸乙酸ALDH14二、还原反应二、还原反应v还原酶系:肝细胞微粒体还原酶系:肝细胞微粒体v硝基还原酶、偶氮还原酶硝基还原酶、偶氮还原酶vNADPH提供氢提供氢v产物为胺类物质产物为胺类物质*15三、三、水解反应水解反应 催化水解反应的酶类催化水解反应的酶类分布于胞液和分布于胞液和微粒体中,微粒体中,主要包括主要包括酯酶、酰胺酶、糖酯酶、酰胺酶、糖苷酶等,苷酶等,分别催化脂类、酰胺类、糖苷分别催化脂类、酰胺类、糖苷类化合物的水解。类化合物的水解。16四、结合反应四、结合反应 结合反应结合反应结结合合基基团团直直接接供
9、供体体酶类酶类酶酶定位定位底物类型底物类型1.葡葡萄萄糖糖醛醛酸酸结结合合*尿尿苷苷二二磷磷酸酸葡葡萄萄糖糖醛醛酸酸(UDPGA)葡葡萄萄糖糖醛醛酸转移酶酸转移酶微微粒粒体体酚酚、吗吗啡啡、可可卡卡因因等等含含羟羟基基、羧羧基的非营养物质基的非营养物质2.硫硫酸酸结结合合*3磷磷 酸酸 腺腺 苷苷 5磷磷 酸酸 硫硫 酸酸(PAPS)硫硫酸酸转转移移酶酶胞液胞液醇醇、酚酚、芳芳香香胺胺类、雌酮类、雌酮3.甲甲基基结结合合S腺腺 苷苷 蛋蛋 氨氨 酸酸(SAM)甲甲基基转转移移酶酶胞液胞液儿儿茶茶酚酚胺胺、尼尼克克酰胺、组胺等酰胺、组胺等4.乙乙酰酰基基结合结合乙酰辅酶乙酰辅酶A乙乙酰酰基基转转
10、移酶移酶胞液胞液芳芳香香胺胺、胺胺、氨氨基酸、磺胺药基酸、磺胺药主要类型主要类型第二相反应第二相反应17葡萄糖醛酸结合作用葡萄糖醛酸结合作用尿苷二磷酸葡萄糖醛酸尿苷二磷酸葡萄糖醛酸(UDPGA)非营养物质非营养物质葡萄糖醛酸转移酶葡萄糖醛酸转移酶葡萄糖醛酸苷葡萄糖醛酸苷UDP最普遍最重要的结合方式18尿苷二磷酸葡萄糖醛酸尿苷二磷酸葡萄糖醛酸19酯酯硫酸结合作用硫酸结合作用20乙酰基结合作用乙酰基结合作用21甲基结合作用甲基结合作用22谷胱甘肽结合反应谷胱甘肽结合反应23甘氨酸结合反应甘氨酸结合反应24 生物转化生物转化非营养性物质非营养性物质氧化、还原、水解氧化、还原、水解结合结合水溶性增强,
11、毒物被解毒,药水溶性增强,毒物被解毒,药物失去药性,激素灭活物失去药性,激素灭活肝功能受损:肝功能受损:毒物、药物积聚体内,激素代谢紊乱毒物、药物积聚体内,激素代谢紊乱25三三.影响生物转化作用的因素影响生物转化作用的因素受年龄、性别、疾病、诱导物等影响受年龄、性别、疾病、诱导物等影响1 1、新生儿易发生氯霉素中毒(葡萄糖醛酸、新生儿易发生氯霉素中毒(葡萄糖醛酸 转移酶少),老年人的生物转化能力下转移酶少),老年人的生物转化能力下 降,用药需谨慎。降,用药需谨慎。2 2、女性的转化能力一般高于男性、女性的转化能力一般高于男性3 3、长期服用某一药物会出现耐药性。、长期服用某一药物会出现耐药性。
12、26第二节第二节 胆汁与胆汁与胆汁酸代谢胆汁酸代谢胆汁由肝细胞分泌胆汁由肝细胞分泌(300700ml/d)一一.胆汁胆汁bile肝胆汁(金黄)肝胆汁(金黄)胆囊胆汁(暗褐,棕绿色)胆囊胆汁(暗褐,棕绿色)储存于胆囊储存于胆囊由胆总管进入肠道由胆总管进入肠道27 胆汁酸胆汁酸(含量最多)(含量最多)胆色素胆色素 胆固醇胆固醇 其他:磷脂、脂肪、黏蛋白、酶其他:磷脂、脂肪、黏蛋白、酶胆汁酸常以钾盐或钠盐形式存在,称胆汁酸盐胆汁酸常以钾盐或钠盐形式存在,称胆汁酸盐*胆汁的主要成分:胆汁的主要成分:28二二.胆汁酸的分类(按结构)胆汁酸的分类(按结构)(一)游离胆汁酸(一)游离胆汁酸*胆酸、石胆酸、脱
13、氧胆酸、鹅脱氧胆酸胆酸、石胆酸、脱氧胆酸、鹅脱氧胆酸(二)结合胆汁酸(二)结合胆汁酸甘氨酸甘氨酸牛磺酸牛磺酸游离胆汁酸(侧链上的羧基)游离胆汁酸(侧链上的羧基)甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨胆酸、牛磺胆酸、甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸甘氨鹅脱氧胆酸、牛磺鹅脱氧胆酸29(一)初级胆汁酸(由胆固醇在肝细胞转变)(一)初级胆汁酸(由胆固醇在肝细胞转变)游离型:游离型:胆酸胆酸鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸结合型:结合型:甘氨胆酸甘氨胆酸牛磺胆酸牛磺胆酸甘氨鹅脱氧胆酸甘氨鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸胆汁酸的分类(按来源)胆汁酸的分类(按来源)30(二)次级胆汁酸(二)次级胆汁酸初级胆汁酸经肠道肠菌酶作用生
14、成初级胆汁酸经肠道肠菌酶作用生成游离型:游离型:石胆酸、石胆酸、脱氧胆酸脱氧胆酸结合型:甘氨脱氧胆酸结合型:甘氨脱氧胆酸牛磺脱氧胆酸牛磺脱氧胆酸31甘氨胆酸牛磺胆酸甘氨鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸脱氧胆酸脱氧胆酸石胆酸石胆酸胆酸鹅脱氧胆酸次级胆汁酸次级胆汁酸肠肠道道细细菌菌初级胆汁酸初级胆汁酸按来源分类游离型胆汁酸游离型胆汁酸结合型胆汁酸结合型胆汁酸按按结结构构分分类类32三三.胆汁酸代谢胆汁酸代谢(一)初级胆汁酸的生成(一)初级胆汁酸的生成原料:胆固醇原料:胆固醇反应:羟化、加氢、侧链氧化断裂、修饰反应:羟化、加氢、侧链氧化断裂、修饰1.1.游离型胆汁酸的合成游离型胆汁酸的合成 胆汁酸生成的限速
15、酶:胆汁酸生成的限速酶:7 7羟化酶羟化酶*胆汁酸是机体胆固醇代谢的主要终产物胆汁酸是机体胆固醇代谢的主要终产物33胆固醇胆固醇7-羟胆固醇羟胆固醇7-7-羟化酶羟化酶胆酰辅酶胆酰辅酶A鹅脱氧胆酰辅酶鹅脱氧胆酰辅酶A胆酸胆酸鹅脱氧胆酸鹅脱氧胆酸羟化,加氢还原,羟化,加氢还原,侧链氧化断裂,辅酶侧链氧化断裂,辅酶A结合结合H2OCOASHH2OCOASH342.结合胆汁酸的生成结合胆汁酸的生成胆酰胆酰CoA鹅脱氧胆酰鹅脱氧胆酰CoA结合胆汁酸结合胆汁酸甘氨酸甘氨酸牛磺酸牛磺酸甘氨胆酸甘氨胆酸甘氨鹅脱氧胆酸甘氨鹅脱氧胆酸牛磺胆酸牛磺胆酸牛磺鹅脱氧胆酸牛磺鹅脱氧胆酸35(二)次级胆汁酸的生成(二)次
16、级胆汁酸的生成结合型初级胆汁酸结合型初级胆汁酸游离型初级胆汁酸游离型初级胆汁酸(胆酸、鹅脱氧胆酸)(胆酸、鹅脱氧胆酸)肠菌酰胺酶(水解)肠菌酰胺酶(水解)肠菌酶(脱羟)肠菌酶(脱羟)游离型游离型次级胆汁酸次级胆汁酸(石胆酸、脱氧胆酸)(石胆酸、脱氧胆酸)甘氨酸、牛磺酸甘氨酸、牛磺酸结合型结合型次级胆汁酸次级胆汁酸(甘氨脱氧胆酸、牛磺脱氧胆酸)(甘氨脱氧胆酸、牛磺脱氧胆酸)36(三)胆汁酸的肠肝循环(三)胆汁酸的肠肝循环1.1.概念:概念:*肠道里的胆汁酸约有肠道里的胆汁酸约有95%被重吸收,经门静被重吸收,经门静脉重新回到肝,肝细胞将游离型胆汁酸再合成为脉重新回到肝,肝细胞将游离型胆汁酸再合成
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