执业医师氨基酸代谢.ppt

《执业医师氨基酸代谢.ppt》由会员分享，可在线阅读，更多相关《执业医师氨基酸代谢.ppt（54页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、第八章第八章 氨基酸代谢氨基酸代谢概概 述述水解胞外酶胞外酶氨基酸氨基酸 吸收入作为作为氮氮源和能源进行代谢源和能源进行代谢。不同蛋白酶（蛋白水解酶）不同蛋白酶（蛋白水解酶）NH3+NH3+COO-COO-外切外切酶酶氨肽酶氨肽酶随机内切内切酶酶特定氨基酸间外切外切酶酶羧肽酶羧肽酶最终产物最终产物氨基酸氨基酸动物蛋白酶动物蛋白酶 Stomach：胃蛋白酶胃蛋白酶 Small Intestine：肠肽酶肠肽酶胰液：胰蛋白酶，糜蛋白酶，弹性蛋胰液：胰蛋白酶，糜蛋白酶，弹性蛋白酶，羧肽酶白酶，羧肽酶小肠粘膜：氨肽酶，二肽酶小肠粘膜：氨肽酶，二肽酶胰蛋白酶原胰蛋白酶原肠激酶肠激酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白

2、酶原糜蛋白酶原糜蛋白酶糜蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶原羧基肽酶原A及及B羧基肽酶羧基肽酶A及及B胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃酸胃酸胰蛋白酶：胰蛋白酶：R1=Lys、Arg（专一性较强，快）（专一性较强，快）糜蛋白酶：糜蛋白酶：R1=Phe、Trp、Tyr（快）；快）；Leu、Met、His（稍慢）；稍慢）；R2=Pro（抑制水解）抑制水解）胃蛋白酶：胃蛋白酶：R1/R2=Phe、Leu、Trp、Tyr等疏水性等疏水性Aa（快）快）；R1=Pro（抑制水解）抑制水解）嗜热菌蛋白酶：嗜热菌蛋白酶：R2=Phe、Trp、Tyr、Leu、Ile等疏水性等疏水性强

3、的强的Aa（快）；快）；R2=Gly、Pro（不水解）；不水解）；R1/R3=Pro（抑制水解）抑制水解）三、植物蛋白酶三、植物蛋白酶种类：木瓜种类：木瓜、菠萝、菠萝、无花果无花果 分布：高等植物的种子及幼苗分布：高等植物的种子及幼苗用途：消化不良；啤酒澄清；嫩肉粉用途：消化不良；啤酒澄清；嫩肉粉氨基酸氨基酸？分解分解NH3、尿素、尿酸尿素、尿酸 CO2、H2O、ATP合成其他合成其他合成合成是不是只有蛋白质？是不是只有蛋白质？四大物质、激素等四大物质、激素等 氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况氨基酸代谢库氨基酸代谢库(metabolic pool)食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收组织蛋白质组织

4、蛋白质分解分解合成合成合成合成脱氨基作用脱氨基作用NH3-酮酸酮酸尿素尿素糖糖氧化供能氧化供能酮体酮体脱羧基作用脱羧基作用CO2胺类胺类其他含氮化合物其他含氮化合物转变转变第一节第一节 氨基酸的降解氨基酸的降解O+NH3R-CH2NH2 +CO2脱氨基脱氨基脱羧基脱羧基氨基酸氨基酸 酮酸酮酸酮酸酮酸 胺胺L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程）（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程）一、脱氨基作用一、脱氨基作用酶酶L-氨基酸氧化酶、氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶酶酶2H+H+亚氨基酸不稳定亚氨基酸不稳定H2O+H+水解加氧水解加氧脱氢脱氢NH4+-酮酮酸酸本应是本应

5、是L-L-氧化酶（大多数氨基酸都是氧化酶（大多数氨基酸都是L L型），但该酶分布不普遍，活力低型），但该酶分布不普遍，活力低（pH=7)pH=7)，作用小。作用小。D-D-氨基酸在体内不多。氨基酸在体内不多。！？提问：提问：哪种酶作用最重要？哪种酶作用最重要？2（一）、氧化脱氨基作用：（定义）（一）、氧化脱氨基作用：（定义）有毒！有毒！L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2ONADH+H+NH4+-谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨（二）、转氨基作用（二）、转氨基作用:(:(定义定义)特点特点：a.可逆，受平衡影响可逆，受平衡影响 b.氨基大多转给了氨基大多转给

6、了-酮戊二酸酮戊二酸转氨酶转氨酶-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸逆过程逆过程交换交换三羧酸循三羧酸循环环丙酮酸丙酮酸酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2ONADH+H+NH4+-谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸氧化脱氨氧化脱氨氧化脱氨氧化脱氨转氨基转氨基转氨基转氨基谷谷谷谷某转氨酶某转氨酶某转氨酶某转氨酶 O（酮酸酮酸）NH4+(A)转氨基制转氨基制谷氨酸谷氨酸1 1、辅酶：磷酸吡哆醛、辅酶：磷酸吡哆醛氨基酸与酮氨基酸与酮 酸之间酸之间-NHNH2 2的传递者的传递者2 2、是连接糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。、是连接糖代谢与氨基

7、酸代谢的桥梁。特别注意三种氨基酸的转化：特别注意三种氨基酸的转化：丙氨酸丙氨酸 丙酮酸丙酮酸天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸3 3、两种重要的转氨酶：、两种重要的转氨酶：谷草转氨酶谷草转氨酶GOT（催化谷氨酸与（催化谷氨酸与草酰乙酸转化）草酰乙酸转化）谷丙转氨酶谷丙转氨酶GPT （催化谷氨酸与丙酮酸的转化）催化谷氨酸与丙酮酸的转化）提示：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许提示：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是血液的多，是血液的100倍倍抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能肝抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能肝组织受损破裂，肝细胞的转氨酶进入血液组

8、织受损破裂，肝细胞的转氨酶进入血液。（结合乙肝抗原等指标进一步确定是什么原因引起的）（结合乙肝抗原等指标进一步确定是什么原因引起的）查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基转氨基本质上没有真正脱氨。本质上没有真正脱氨。产物反应物（三）、（三）、联合脱氨联合脱氨转氨与氧化脱氨的联合转氨与氧化脱氨的联合谷氨酸谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶-酮戊二酸酮戊二酸转氨酶转氨酶NH4+-氨基酸氨基酸NAD+H2O-酮酸酮酸NH32H由于两种酶活性强，分布广，动物体内大部分由于两种酶活性强，分布广，动物体内大部分氨基酸氨基酸联合脱氨。联合脱氨。骨骼肌、心肌、肝脏和脑组

9、织主要以骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织主要以嘌呤核苷酸脱氨基嘌呤核苷酸脱氨基嘌呤核苷酸脱氨基嘌呤核苷酸脱氨基为主。实质上也是转氨和脱氨联合进行。为主。实质上也是转氨和脱氨联合进行。NADH+H+产物腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸草酰乙酸草酰乙酸嘌呤核苷酸联合脱氨基嘌呤核苷酸联合脱氨基嘌呤核苷酸联合脱氨基嘌呤核苷酸联合脱氨基谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸转氨酶转氨酶-氨基氨基酸酸-酮酸酮酸NH3NH3天冬氨酸天冬氨酸次黄苷酸次黄苷酸HH2 2OONHNH3 3HH2 2OONAD+NADH+H+腺苷酸腺苷酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸谷谷-草草转转氨酶氨酶HH2 2OO反应物二、脱羧作用氨基酸氨基酸 胺胺

10、+CO2 脱羧酶脱羧酶由肺呼出由肺呼出随尿排出，或转为其他物质随尿排出，或转为其他物质不是氨基酸代谢的主要方式不是氨基酸代谢的主要方式(1)(1)直接脱羧直接脱羧 -氨基丁酸组胺GluGlu-氨基丁酸氨基丁酸 (对中枢神经系统传导有抑制作用对中枢神经系统传导有抑制作用)Asp-Ala(Asp-Ala(泛酸组分泛酸组分)TrpTrp(脱脱氨、脱羧、氧化氨、脱羧、氧化)吲哚乙酸吲哚乙酸 (植物生长素植物生长素)HisHis组胺组胺(降血压作用降血压作用)TyrTyr酪胺酪胺(升血压作用升血压作用)Ser(Ser(脱脱羧羧)乙乙醇醇胺胺甲甲基基化化成成胆胆碱碱二二者者分分别别合合成成脑脑磷磷脂脂和和

11、卵卵磷磷脂脂，可可作作为为生物膜的成分。生物膜的成分。LysLys尸胺尸胺MetMet亚精胺，精胺亚精胺，精胺 多胺多胺ArgArg鲱精胺，腐胺鲱精胺，腐胺 植物适量吸收，刺激细胞分裂，生长植物适量吸收，刺激细胞分裂，生长和防止衰老等作用和防止衰老等作用植物生长调节植物生长调节剂剂(2)(2)羟化脱羧羟化脱羧l TyrTyr多巴多巴多巴胺多巴胺l 多巴聚合多巴聚合黑色素，它是土豆、梨、苹果黑色素，它是土豆、梨、苹果 切开后切口变黑的原因，人体毛囊和表皮切开后切口变黑的原因，人体毛囊和表皮 细胞也可形成黑色素，使毛发和皮肤变细胞也可形成黑色素，使毛发和皮肤变 黑。黑。l 多巴与多巴胺还可合成生物

12、碱多巴与多巴胺还可合成生物碱(植物植物)及动及动 物中去甲肾上腺素和肾上腺素。物中去甲肾上腺素和肾上腺素。三、氨基酸分解产物的代谢三、氨基酸分解产物的代谢氨基酸氨基酸CO2+胺胺NH3+-酮酸酮酸?（一）、氨的代谢（一）、氨的代谢若外环境若外环境NHNH3 3大量进入细胞，或细胞大量进入细胞，或细胞内内NHNH3 3大量积累大量积累酮戊二酸大量转化酮戊二酸大量转化三羧酸循环中断，能量三羧酸循环中断，能量供应受阻，某些敏感器供应受阻，某些敏感器官（如神经、大脑）功官（如神经、大脑）功能障碍。能障碍。表现：语言障碍、视力表现：语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡。模糊、昏迷、死亡。三羧酸循环三羧酸循环丙

13、酮酸丙酮酸酮戊二酸氨中毒原理氨中毒原理L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2ONADH+H+NH4+-谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸？水生生物直接扩散脱氨水生生物直接扩散脱氨（NH3）哺乳、两栖动物排尿素哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、价廉的原则排氨。各种生物根据安全、价廉的原则排氨。直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为排氨形式越复直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为排氨形式越复杂，越安全，但越耗能。杂，越安全，但越耗能。体内水循环迅速，体内水循环迅速，NHNH3 3浓度低，扩散流失快，浓度低，扩散流失快，毒性小。毒性小。体内水循环较慢，体内水循环较慢，NHNH3 3浓度较高，需

14、要消耗浓度较高，需要消耗能量使其转化为较简能量使其转化为较简单，低毒的尿素形式。单，低毒的尿素形式。1 1、尿素的形成、尿素的形成鸟氨酸循环鸟氨酸循环2 2、酰胺的生成、酰胺的生成储存氨的形式储存氨的形式高等植物，以谷氨酰胺或天冬酰胺形式储高等植物，以谷氨酰胺或天冬酰胺形式储存和运载氨，不排氨。存和运载氨，不排氨。谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸NH3+ATP ADP+PiMg 2+（二）、（二）、酮酸酮酸的代谢的代谢1 1、合成氨基酸（合成代谢占优势时）、合成氨基酸（合成代谢占优势时）酮酸酮酸酮酸酮酸+NHNH3 3 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基化氨基化 酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸+NHN

15、H3 3 谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸氨基化氨基化其余的氨基酸合成通过谷氨酸与相应的其余的氨基酸合成通过谷氨酸与相应的 酮酸酮酸酮酸酮酸的转的转氨作用合成。氨作用合成。酮酸酮酸酮酸酮酸的氨基化生成氨基酸是合成非的氨基化生成氨基酸是合成非必需氨基酸的途径之一。必需氨基酸的途径之一。2 2、进入三羧酸循环分解成、进入三羧酸循环分解成COCO2 2+H+H2 2O O碳骨架的氧化（肝脏中）碳骨架的氧化（肝脏中）异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环乙酰乙酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰C

16、oA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺3 3、转变成糖及脂肪、转变成糖及脂肪生糖氨基酸：大多数生糖氨基酸：大多数 生成糖生成糖生酮氨基酸生酮氨基酸 ：亮氨酸亮氨酸 生成脂肪生成脂肪生糖兼生酮氨基酸：异亮氨酸、苯丙氨酸、生糖兼生酮氨基酸：异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸酪氨酸、色氨酸第二节第二节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物

17、合成无机态无机态N NH3 氨基酸氨基酸+酮酸酮酸酮酸酮酸在植物体内，合成氨基酸所利用的在植物体内，合成氨基酸所利用的碳源碳源主要来主要来自糖、脂肪产生的自糖、脂肪产生的酮酸酮酸酮酸酮酸，而直接利用的，而直接利用的，而直接利用的，而直接利用的氮源氮源氮源氮源则是则是则是则是NHNHNHNH3 3 3 3一、一、NH3的合成的合成（一）微生物固氮作用合成（一）微生物固氮作用合成NH3N2+3H2 2NH3固氮酶固氮酶ATP酶：固氮酶酶：固氮酶体系：体系：ATP、强还原剂和厌氧条件强还原剂和厌氧条件反应式：反应式：N2+8H+8e-+16ATP 2NH3+H+16ADP+Pi 种类：共生型固氮、自

18、生型固氮种类：共生型固氮、自生型固氮 （二）（二）NO3-、NO2-还原成还原成NH3硝酸还原酶硝酸还原酶NO3-NO2-NH3亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶硝酸还原酶是诱导酶硝酸还原酶是诱导酶二、NH3的同化的同化无机态的无机态的N合成氨基酸主要通过下面两条途径：合成氨基酸主要通过下面两条途径：1、谷氨酸的形成途径、谷氨酸的形成途径2、氨甲酰磷酸形成、氨甲酰磷酸形成其他氨基酸则是通过其他氨基酸则是通过转氨作用转氨作用L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2ONADH+H+-谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸1、谷氨酸的形成、谷氨酸的形成+NH4+以高等植物为主以高等植物为主谷氨酸合成酶循环谷氨酸

19、合成酶循环氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸CPS-AGA2、氨基甲酰磷酸的合成：氨基甲酰磷酸合氨基甲酰磷酸的合成：氨基甲酰磷酸合成酶成酶 CPS-三、氨基酸的合成三、氨基酸的合成原料原料NH3：主要由谷氨酸提供通过转氨作用主要由谷氨酸提供通过转氨作用碳架：碳架：-酮酸，酮酸，酮酸，酮酸，来源于糖代谢中间产物来源于糖代谢中间产物根据氨基酸合成的碳架来源不同，可将氨基酸分为根据氨基酸合成的碳架来源不同，可将氨基酸分为若干族。若干族。1 1、丙氨酸族：领头氨基酸、丙氨酸族：领头氨基酸？2 2、丝氨酸族：？、丝氨酸族：？3 3、谷氨酸族：、谷氨酸族：4 4、天冬氨酸族：、天冬氨酸族：5 5、组氨酸和芳香族氨基

20、酸（莽草酸途径）、组氨酸和芳香族氨基酸（莽草酸途径）(1)(1)AlaAla族族 AlaAla Val Leu Val Leu 共同碳架：共同碳架：丙酮酸丙酮酸(EMP)EMP)AlaAla丙酮酸丙酮酸 ValVal -酮异戊酸酮异戊酸 -酮异己酸酮异己酸LeuLeu(2)(2)SerSer族族 SerSer Gly Gly CysCys 共共同同碳碳架架：3-3-P-P-甘甘油油酸酸(EMP)EMP)乙醛酸乙醛酸 GlyGly COCO2 2 NHNH3 33-P-3-P-甘油甘油酸酸 SerSer CysCys(3)(3)GluGlu族族 GluGlu Gln Pro Gln Pro 羟脯

21、氨酸羟脯氨酸 ArgArg共同碳架：共同碳架：-酮戊二酸酮戊二酸(TCA)TCA)GlnGln -酮戊二酸酮戊二酸 GluGlu ProPro 羟脯氨酸羟脯氨酸 鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 ArgArg(4)(4)AspAsp族族 AspAsp Asn Thr Met Ile Lys Asn Thr Met Ile Lys共同碳架：共同碳架：OAA(TCA)OAA(TCA)AsnAsn OAA AspOAA Asp Lys Lys Met Met Thr IleThr Ile(5)(5)HisHis碳碳架架：55P-P-核核糖糖(HMP)HMP)、ATPATP、GluGlu、GlnGln(6)

22、(6)芳香族芳香族Aa(Aa(莽草酸途径莽草酸途径)4-4-P-P-赤藓赤藓糖糖(HMS)HMS)莽莽草草酸酸分分枝枝酸酸 TrpTrp PEPPEP (EMP)(EMP)预苯酸预苯酸 TyrTyr Phe Phe意义：意义：CO2+H2O戊糖磷戊糖磷戊糖磷戊糖磷酸途径酸途径酸途径酸途径葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-磷酸磷酸3磷酸磷酸-甘油酸甘油酸丙酮酸丙酮酸三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环乙醛酸循环乙醛酸循环乙醛酸循环乙醛酸循环核糖核糖-5-磷酸磷酸酵解酵解酵解酵解组氨酸组氨酸色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸丝氨酸丝氨酸 半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸亮氨酸亮氨酸 异亮氨酸异亮氨

23、酸缬氨酸缬氨酸 丙氨酸丙氨酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸微生物和植物可以合微生物和植物可以合成所有类型氨基酸。成所有类型氨基酸。谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺赖氨酸赖氨酸 精氨酸精氨酸 脯氨酸脯氨酸总结：总结：1 1、无论、无论N N素来源如何，生物体最先合成的氨素来源如何，生物体最先合成的氨基酸都是谷氨酸或谷氨酰胺基酸都是谷氨酸或谷氨酰胺2 2、大多数氨基酸的合成需要转氨作用。转、大多数氨基酸的合成需要转氨作用。转氨作用的氨作用的NHNH3 3来源于谷氨酸，碳架来源于糖来源于谷氨酸，碳架来源于糖代谢中间产生的代谢中间产生的酮酸

24、酮酸，但由糖代谢中，但由糖代谢中酮酮酸酸直接转氨合成的氨基酸只有丙氨酸和天冬直接转氨合成的氨基酸只有丙氨酸和天冬氨酸，其他氨基酸的合成还需要别的步骤。氨酸，其他氨基酸的合成还需要别的步骤。第三节第三节 氨基酸代谢与糖代谢和氨基酸代谢与糖代谢和脂肪代谢的关系脂肪代谢的关系一、氨基酸代谢与糖代谢的关系一、氨基酸代谢与糖代谢的关系1、生物体中氨基酸基本上可转变为糖、生物体中氨基酸基本上可转变为糖氨基酸氨基酸 酮酸酮酸 糖糖 2 2、糖代谢中间产物提供氨基酸合成的、糖代谢中间产物提供氨基酸合成的C C架架如：如：丙酮酸丙酮酸 丙氨酸族丙氨酸族 脱氨基脱氨基糖异生糖异生二、氨基酸代谢与脂肪代谢的关系二、氨基酸代谢与脂肪代谢的关系1、在动植物体内氨基酸可以转为脂肪、在动植物体内氨基酸可以转为脂肪生糖氨基酸生糖氨基酸 丙酮酸丙酮酸 3 3 3 3-磷酸甘油磷酸甘油生酮氨基酸生酮氨基酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A 脂酰辅酶脂酰辅酶A脂肪脂肪-NH22、脂肪转化为氨基酸（植物可以，动物不易）、脂肪转化为氨基酸（植物可以，动物不易）脂肪脂肪甘油甘油 3-P-甘油酸甘油酸 丙酮酸丙酮酸 OAA 酮戊二酸酮戊二酸脂肪酸脂肪酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A 拧檬酸拧檬酸 酮戊二酸酮戊二酸