蛋白质降解与氨基酸代谢.ppt

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1、 第八章第八章蛋蛋 白白 质质 降降 解解与与氨氨 基基 酸酸 代代 谢谢 蛋白质的营养功能 与蛋白质的降解 氨基酸的分解代谢 氨基酸的生物合成第第 一一 节节蛋白质的营养功能蛋白质的营养功能与与蛋白质的降解蛋白质的降解一、蛋白质的营养功能蛋白质是构成生物体细胞的主要成分蛋白质是构成生物体细胞的主要成分氧化供能氧化供能转化成其他营养物质和生理活性物质转化成其他营养物质和生理活性物质具有多种生物功能具有多种生物功能促进机体的生长发育和组织的更新与修补促进机体的生长发育和组织的更新与修补 二、蛋白质的需要量二、蛋白质的需要量 人体每天通过食物蛋白摄入的氮量人体每天通过食物蛋白摄入的氮量 与通过尿、

2、粪排出的氮量之间的关系与通过尿、粪排出的氮量之间的关系.1.1.氮平衡氮平衡:摄入氮摄入氮=排出氮排出氮,正常代谢正常代谢;2.2.正氮平衡正氮平衡:摄入氮摄入氮 排出氮排出氮,合成旺盛合成旺盛;3.3.负氮平衡负氮平衡:摄入氮摄入氮 排出氮排出氮,分解加强分解加强.生理需要量（成人生理需要量（成人）:每日最低需要食进每日最低需要食进50-10050-100g g蛋白蛋白,以补充以补充体内蛋白的分解，保持氮平衡。体内蛋白的分解，保持氮平衡。蛋白质的生理价值蛋白质的生理价值 是指被消化吸收的食物或饲料蛋白质是指被消化吸收的食物或饲料蛋白质经代谢转化为机体组织蛋白的利用率经代谢转化为机体组织蛋白的

3、利用率.氮的保留量氮的保留量 生理价值生理价值 100 100 氮的吸收量氮的吸收量蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用:营养价值较低的蛋白质混合食用，则必营养价值较低的蛋白质混合食用，则必需氨基酸可以相互补充，而提高蛋白质营养需氨基酸可以相互补充，而提高蛋白质营养价值的作用价值的作用.必需氨基酸必需氨基酸:人体自身不能合成或合成的量不足人体自身不能合成或合成的量不足,必必 须通过食物供应的氨基酸须通过食物供应的氨基酸.苏、赖、苯、蛋、色、亮、异、缬苏、赖、苯、蛋、色、亮、异、缬半半必需氨基酸必需氨基酸:组氨酸和精氨酸组氨酸和精氨酸非非必需氨基酸必需氨基酸:其他十种其他十种三、蛋白质的降解三、蛋白

4、质的降解(一一)胃中的消化胃中的消化蛋白质蛋白质胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶胃酸胃酸多肽多肽少量氨基酸少量氨基酸(+)自身激活自身激活-42AA(Phe.Try.Trp.Leu.Glu)(二二)小肠中消化小肠中消化(主要主要)内肽酶内肽酶:胰蛋白酶胰蛋白酶(碱性氨基酸羧基端肽键碱性氨基酸羧基端肽键)糜蛋白酶糜蛋白酶(芳香族氨基酸羧基端肽键芳香族氨基酸羧基端肽键)弹性蛋白酶弹性蛋白酶(脂肪族氨基酸肽键脂肪族氨基酸肽键)外肽酶外肽酶:羧肽酶羧肽酶A(A(中性氨基酸羧基末端肽键中性氨基酸羧基末端肽键)羧肽酶羧肽酶B B(碱性氨基酸羧基末端肽键碱性氨基酸羧基末端肽键)氨肽酶氨肽

5、酶 肠激酶肠激酶:激活胰蛋白酶原激活胰蛋白酶原,胰蛋白酶再激活糜胰蛋白酶再激活糜 蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶等酶原蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶等酶原 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:水解产物中水解产物中2/32/3是寡肽，再被肠粘膜细是寡肽，再被肠粘膜细胞分泌的寡肽酶从氨基末端逐个水解成二肽胞分泌的寡肽酶从氨基末端逐个水解成二肽,再经二肽酶水解成氨基酸再经二肽酶水解成氨基酸.（三）蛋白质的体外水解酸水解：酸水解：6mol/LHCI或4mol/LH2SO4真空100110水解1024小时。Trp被破坏，Asn和Gln转变为Asp和Glu。碱水解：碱水解：5mol/LN

6、aOH真空110水解20小时。Trp不被破坏。酶水解：酶水解：在最适条件下，根据需要选择不同专一性的蛋白酶进行水解，得到不同水解产物。氨基酸氨基酸代谢库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解分解 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 脱氨基作用脱氨基作用 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 第第 二二 节节氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢 氨基酸的一般代谢个别氨基酸的代谢氨基酸分解的基本反

7、应氨基酸分解的基本反应:1.氨基酸的脱氨基作用2.氨基酸的转氨基作用3.氨基酸的联合脱氨基作用4.氨基酸的脱羧基作用5.氨基酸的羟化作用一、氨基酸的一般代谢1.1.脱羧基作用脱羧基作用+AA胺类化合物胺类化合物脱羧酶脱羧酶（辅酶为磷酸吡哆醛）（辅酶为磷酸吡哆醛）特点：特点：专一性很强，每一种氨基酸都有一专一性很强，每一种氨基酸都有一种脱羧酶，辅酶是磷酸吡哆醛；脱羧反应种脱羧酶，辅酶是磷酸吡哆醛；脱羧反应广泛，有些产物具有重要生理功能；但多广泛，有些产物具有重要生理功能；但多数胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶，能数胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶，能将胺氧化为醛和氨。将胺氧化为醛和氨。CO2AA胺类

8、化合物胺类化合物脱羧酶脱羧酶（辅酶为磷酸吡哆醛）（辅酶为磷酸吡哆醛）R1 COOH H-C-NH2-H R2O=C-+磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 R1 COOH H-C-N=C-H-R2醛亚胺醛亚胺+H2O R1 H H-C-N=C-H-R2CO2H2O H R2O=C-+R1 H H-C-NH2-反应机制反应机制:磷酸吡哆醛是辅酶磷酸吡哆醛是辅酶,形成醛亚形成醛亚胺胺,脱羧脱羧,水解水解,释放产物胺释放产物胺（一）（一）-氨基丁酸（氨基丁酸（GABAGABA）COOH（CH2）2 HC-NH2 COOH谷氨酸谷氨酸 COOH（CH2）2 HC-NH2 GABA谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶+CO2-氨基

9、丁酸氨基丁酸 是抑制性神经递质，对中枢是抑制性神经递质，对中枢神经系统有抑制作用，临床用作镇静剂神经系统有抑制作用，临床用作镇静剂。（脑、肾）（二）牛磺酸（二）牛磺酸半胱氨酸半胱氨酸 磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸 牛磺酸牛磺酸33OOE EE E：磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱羧酶牛磺酸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分，脑中亦有。是结合胆汁酸的组成成分，脑中亦有。（三）组组 胺胺HC=C-CH2CH-COOHHN N NH2 C HHC=C-CH2CH2NH2HN N C H-CO2组胺酸脱羧酶组胺酸脱羧酶组氨酸组氨酸 组胺组胺 组胺生理作用组胺生理作用：1.1.扩血管，增加通透性，降血压。扩血管，增加通透

10、性，降血压。2.2.收缩平滑肌（支气管痉挛收缩平滑肌（支气管痉挛-哮喘）哮喘）3.3.刺激胃酸分泌刺激胃酸分泌（四）（四）5-5-羟色胺羟色胺色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶-CO25-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶色氨酸色氨酸 5-5-羟色氨酸羟色氨酸5-5-羟色胺羟色胺 5-5-羟色胺又称羟色胺又称血清素血清素，广泛分，广泛分布于体内各组织。脑中布于体内各组织。脑中5-5-羟色胺作羟色胺作为抑制性神经递质；外周组织中为抑制性神经递质；外周组织中5-5-羟色胺具有收缩血管的作用。羟色胺具有收缩血管的作用。（五）多（五）多 胺胺 NH2（CH2）3 CHNH2 COOH NH2（CH2）4 NH2

11、鸟氨酸脱羧酶-CO2SAM 甲硫腺苷 -CO2精脒合成酶 NH2（CH2）4 NH（CH2）3NH2 NH（CH2）3NH2（CH2）4 NH（CH2）3NH2 -CO2SAM 甲硫腺苷鸟氨酸 腐胺精胺 亚精胺（精脒）精胺与精脒精胺与精脒 是调节细胞生长的是调节细胞生长的重要物质。凡生长旺盛的组织（胚胎、重要物质。凡生长旺盛的组织（胚胎、再生肝及癌瘤组织）多胺含量有所增再生肝及癌瘤组织）多胺含量有所增加。推测其具有促进核酸及蛋白质合加。推测其具有促进核酸及蛋白质合成的作用。故临床测定癌瘤病人血、成的作用。故临床测定癌瘤病人血、尿多胺含量作为观察病情和辅助诊断尿多胺含量作为观察病情和辅助诊断癌症

12、的生化指标之一。癌症的生化指标之一。2.2.氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨非氧化脱氨脱酰胺作用转氨基作用联合脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用定义：定义：-氨基酸在酶的作用下，氧化生成氨基酸在酶的作用下，氧化生成-酮酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。酸，同时消耗氧并产生氨的过程。反应通式：反应通式：HNH2R-C-COOH-+O2+H2OR-C-COOH+H2O2+NH3AA氧化酶O氨基酸 -酮酸 氨基酸氧化酶的种类氨基酸氧化酶的种类 L-L-氨基酸氧化酶：氨基酸氧化酶：催化催化L-L-氨基酸氧化脱氨，体内分布不广泛，氨基酸氧化脱氨，体内分布不广泛，最适最适pH10

13、pH10左右，以左右，以FADFAD或或FMNFMN为辅基。为辅基。D-D-氨基酸氧化酶：氨基酸氧化酶：体内分布广泛，以体内分布广泛，以FADFAD为辅基。但体内为辅基。但体内D-D-氨氨 基酸不多。基酸不多。L-L-谷氨酸脱氢酶：谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛（动、植、微生物），活专一性强，分布广泛（动、植、微生物），活力强，以力强，以NAD+NAD+或或NADP+NADP+为辅酶。为辅酶。+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCHNH2-CH2COOH-+NAD(P)+H2O谷氨酸谷氨酸脱氢酶脱氢酶CH2-COOHC=O-CH2COOH-脱氨（正)氨同化（反）谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮

14、戊二酸G0 1.1.活性高（肝、肾、脑）活性高（肝、肾、脑）2.2.分布广分布广(动、植、微动、植、微)2.2.特异性强特异性强 3.3.是一种变构酶是一种变构酶:GTP GTP、ATPATP是变构抑制剂是变构抑制剂 GDPGDP、ADPADP是变构激活剂是变构激活剂.L-L-谷氨酸脱氢酶的特点谷氨酸脱氢酶的特点:还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。（在微生物中个别氨基酸进行,不普遍）（二）（二）非氧化脱氨非氧化脱氨L-丝氨酸丝氨酸 CH2 COO-C-NH3+=-CH3 COO-C=NH2+-COOH CH2OHNH2-C-H-COOH CH3 C=O-丝氨酸脱水酶丝氨酸脱

15、水酶+NH3丙酮酸丙酮酸-H2O+H2O-氨基丙烯酸氨基丙烯酸亚氨基丙酸亚氨基丙酸（三）（三）氨基酸的脱酰胺作用氨基酸的脱酰胺作用 CH2-CONH2CH2-CHNH3+COO-+H2OCH2-COO-CH2-CHNH3+COO-+NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶CH2-CONH2CHNH3+COO-+H2O天冬酰胺酶天冬酰胺酶CH2-COO-CHNH3+COO-+NH3广泛存在于微、动、植中，有相当高的广泛存在于微、动、植中，有相当高的专一性。专一性。（四）（四）.转氨基作用转氨基作用 -氨基酸在氨基酸在转氨酶转氨酶的催化下将氨的催化下将氨基转移到基转移到-酮酸上酮酸上,生成相应的生成相应的-氨基

16、酸氨基酸;原来的原来的-氨基酸则转变成氨基酸则转变成相应的相应的-酮酸酮酸.转氨酶特点：转氨酶特点：1.1.种类多，分布广泛。种类多，分布广泛。2.2.大多数转氨酶，优先利用大多数转氨酶，优先利用-酮戊二酸酮戊二酸 作为氨基的受体，生成谷氨酸。作为氨基的受体，生成谷氨酸。3.3.反应平衡常数为反应平衡常数为1.01.0左右。左右。4.4.在线粒体和细胞液中都可进行转氨反应。在线粒体和细胞液中都可进行转氨反应。重要的酶重要的酶:1.GPT(谷丙转氨酶)2.GOT(谷草转氨酶)分布于细胞内，正常血清含量甚少。某种原因造成细胞膜通透性增高、组织坏死或细胞破裂时，大量转氨酶释放入血，血清转氨酶含量升高

17、。CH3H-C-NH2 COOH COOH（CH2）2 C=O COOH CH3 C=O COOH COOH（CH2）2 HC-NH2 COOH+丙氨酸 -酮戊二酸 丙酮酸 谷氨酸GPT：谷丙转氨酶，急性肝炎时血清谷丙转氨酶，急性肝炎时血清GPTGPT 活性显著增高。活性显著增高。GPT COOH CH2H-C-NH2 COOH COOH（CH2）2 C=O COOH+GOT COOH CH2 C=O COOH COOH（CH2）2 HC-NH2 COOH 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸 谷氨酸谷氨酸GOT:：谷草转氨酶，心肌梗塞时血清含量明显增高谷草转氨酶，心肌梗塞时

18、血清含量明显增高.N CHO HO CH2OH3CN CH2NH2 HO CH2OH3CNPP RH-C-NH2 COOHRC=OCOOH R2H-C-NH2 COOHR2C=OCOOH氨基酸-1磷酸吡哆醛(氨基传递体氨基传递体)氨基酸-2-酮酸-1磷酸吡哆胺-酮酸-2 氨基传递过程 转氨酶作用机制转氨酶作用机制:1.氨氨基基酸酸与与磷磷酸酸吡吡哆哆醛醛形形成成醛醛亚亚胺胺，双双键键移移位位，水水解解，释释放放出出-酮酮酸酸与与磷磷酸酸吡吡哆哆胺胺；2.2.-酮酮酸酸与与磷磷酸酸吡吡哆哆胺胺形形成成醛醛亚亚胺胺，双双键键移移位位，水水解解，释释放放出出氨氨基基酸酸与与磷磷酸酸吡吡哆哆醛醛。（五

19、）（五）.联合脱氨基作用联合脱氨基作用-体内脱氨的主要方式体内脱氨的主要方式 氨基酸氨基酸与与-酮戊二酸酮戊二酸进行转氨基进行转氨基作用，生成相应的作用，生成相应的-酮酸酮酸和和谷氨酸谷氨酸，后者在谷氨酸脱氢酶作用下脱去氨基后者在谷氨酸脱氢酶作用下脱去氨基生成生成-酮戊二酸酮戊二酸和和NHNH3 3。RH-C-NH2 COOH氨基酸氨基酸 COOH（CH2）2 C=O COOHRC=OCOOH-酮酸酮酸 COOH（CH2）2 HC-NH2 COOH-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸转氨酶转氨酶NH3+NADHNAD+H2OL-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶氨基酸的联合脱氨基作用嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷

20、酸循环存在于肌肉组织中的另一种氨基酸脱氨基作用。存在于肌肉组织中的另一种氨基酸脱氨基作用。氨基酸氨基酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 IMP NH3-酮酸酮酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 延胡索酸延胡索酸 AMP H2O苹果酸苹果酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸脱氢酶联合脱氨基作用的特点：联合脱氨基作用的特点：a.a.转氨基作用转氨基作用与与谷氨酸脱氢酶催谷氨酸脱氢酶催 化的化的氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用偶联。偶联。b.b.联合脱氨基的结果产生游离氨。联合脱氨基的结果产生游离氨。c.c.既是脱氨的方式，也是合成非必既是脱氨的方式，也是合成非必 需氨基酸的重要途径。需氨基酸的

21、重要途径。d.d.主要存在于肝、肾、脑组织中主要存在于肝、肾、脑组织中。3.氨的代谢去路氨的代谢去路氨的转运氨的转运 谷氨酰胺的生成谷氨酰胺的生成(主要主要)丙氨酸转运丙氨酸转运尿素的生成尿素的生成 氨，具有强烈的神经毒性。正常氨，具有强烈的神经毒性。正常人血氨含量甚微，人血氨含量甚微，0.060.06mmolmmol/L/L(0.1mg/100ml)(0.1mg/100ml)。体内氨的来源体内氨的来源1.1.内源性氨内源性氨 体内代谢产生的氨体内代谢产生的氨 (1)(1)氨基酸的脱氨基作用（为主）。氨基酸的脱氨基作用（为主）。(2)(2)肾小管上皮细胞中谷氨酰胺分解产氨。肾小管上皮细胞中谷氨

22、酰胺分解产氨。2.2.外源性氨外源性氨 消化道吸收的氨消化道吸收的氨 肠道未消化蛋白和未吸收氨基酸经腐败作肠道未消化蛋白和未吸收氨基酸经腐败作用产氨。用产氨。血尿素扩散入肠，被细菌尿素酶作用水解血尿素扩散入肠，被细菌尿素酶作用水解生成氨。生成氨。肠道产氨：肠道产氨：4 4g/g/天，是血氨主要来源。天，是血氨主要来源。氨氨 的的 吸吸 收收NH3 NH4+H+OH-NH3比比NH4+更易于穿过细胞膜而进入细胞，更易于穿过细胞膜而进入细胞，NH3与与NH4+的互变受肠液的互变受肠液pH的影响。的影响。pH6时时NH3大大量扩散入血量扩散入血；肠液肠液pH6时时NH3转变成转变成NH4+进入肠腔进

23、入肠腔,以铵盐的形式排出体外。以铵盐的形式排出体外。临床应用临床应用：弱酸性透析液结肠透析 治疗高血氨症，而禁止 使用肥皂液灌肠。（一）（一）.氨的转运氨的转运（向动物肝脏的运输）（向动物肝脏的运输）以以GlnGln的形式：的形式：NH4+Glu+ATP Gln+ADP+Pi+H+Gln+H2O Glu+NH4+以以AlaAla转运（葡萄糖转运（葡萄糖-丙氨酸转运：肌肉丙氨酸转运：肌肉）NH4+-酮戊二酸酮戊二酸+NADPH+H+Glu+NADP+H2OGlu+丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸+AlaAla+-酮戊二酸酮戊二酸 Glu+丙酮酸丙酮酸 GlnGln合成酶合成酶GlnGln酶酶Gl

24、u脱氢酶脱氢酶 丙酮酸转氨酶丙酮酸转氨酶丙酮酸转氨酶丙酮酸转氨酶在肌肉在肌肉在肝脏在肝脏尿素循环尿素循环尿素循环尿素循环在肝脏在肝脏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，从而进肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。行解毒。生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。的储存及运输形式。GlcGlc-Ala-Ala循环的生物学意义：循环的生

25、物学意义：在在肌肌肉肉中中，糖糖酵酵解解提提供供丙丙酮酮酸酸，在在肝肝中中，丙酮酸又可生成葡萄糖返回肌肉氧化供能。丙酮酸又可生成葡萄糖返回肌肉氧化供能。肌肉运动产生大量的氨和丙酮酸，以丙氨肌肉运动产生大量的氨和丙酮酸，以丙氨酸形式运送氨至肝脏进一步转化，既清除肌肉酸形式运送氨至肝脏进一步转化，既清除肌肉中的氨，又避免丙酮酸积累，一举两得。中的氨，又避免丙酮酸积累，一举两得。（二）（二）.尿素循环尿素循环 是正常情况下体内氨的主要去路。是正常情况下体内氨的主要去路。主要在肝内合成无毒的主要在肝内合成无毒的尿素尿素，然后由，然后由肾排出。也是肝解毒功能之一。肾排出。也是肝解毒功能之一。1932 1

26、932年德国学者克雷布斯（年德国学者克雷布斯（KrebsKrebs）等首先提出尿素生成的等首先提出尿素生成的鸟氨酸循环鸟氨酸循环学说。学说。（跨越线粒体和细胞质）（跨越线粒体和细胞质）鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸精氨酸尿素尿素 H2O 天冬氨酸天冬氨酸（NH3）-ATP琥珀酸琥珀酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸磷磷 酸酸NH3 +CO2 +H2 O 2ATP2ADP+Pi氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸、乙酰谷氨酸、Mg2+）线线粒粒体体鸟鸟 氨氨 酸酸 循循 环环每合成一分子尿素每合成一分子尿素 共解除了共解除了2分子的氨毒分子

27、的氨毒 一分子来自于一分子来自于AA的脱氨基作用的脱氨基作用 另一分子来自于天冬氨酸另一分子来自于天冬氨酸尿素循环鸟氨酸循环过程鸟氨酸循环过程（1 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（肝）氨基甲酰磷酸合成酶（肝）N-N-乙酰谷氨酸，乙酰谷氨酸，MgMg2+2+NH2-C-O-P=O+2ADP+PiOOHOH（CPS-I）（2 2）瓜氨酸的合成）瓜氨酸的合成NH2CO PO NH2（CH2）3 CHNH2 COOHOCT NH2 C=O NH（CH2）3 CH-NH2 COOH+H3PO4氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸

28、瓜氨酸 OCTOCT：鸟氨酸氨基甲酰转移酶（线粒体）鸟氨酸氨基甲酰转移酶（线粒体）（3 3）精氨酸的合成）精氨酸的合成 NH2 C=O NH（CH2）3 CH-NH2 COOHCOOHCH-NH2CH2COOH精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸合成酶（胞液）合成酶（胞液）ATP AMP+PPi H2O+NH2 COOH C=N C-H NH CH2（CH2）3 COOH CH-NH2 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精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶 NH2 C=NH NH（CH2）3 CH-NH2 COOH+COOHCHCHCOOH精氨酸精氨酸 延胡索酸延胡索

29、酸（4 4）精氨酸水解生成尿素）精氨酸水解生成尿素 NH2 C=NH NH（CH2）3 CH-NH2 COOH精氨酸酶精氨酸酶+H2ONH2C=ONH2 NH2（CH2）3 CHNH2 COOH精氨酸精氨酸 尿素尿素 鸟氨酸鸟氨酸尿素生成总反应式：尿素生成总反应式：2NH3+CO2+3ATP+3H2OCO（NH2）2+2ADP+AMP+2Pi+PPi尿素合成小结尿素合成小结1.1.是一个消耗能量的过程是一个消耗能量的过程,形成形成1 1molmol尿素尿素,消耗消耗4 4个高能磷酸键个高能磷酸键2.2.合成合成1 1molmol尿素尿素,消耗消耗2 2molNHmolNH3 3 和和1 1mo

30、lCOmolCO2 2 3.3.氨甲酰磷酸和瓜氨酸合成在线粒体内完氨甲酰磷酸和瓜氨酸合成在线粒体内完 成成,其他反应在胞质内完成其他反应在胞质内完成4.4.产物延胡索酸将尿素循环与三羧酸循环产物延胡索酸将尿素循环与三羧酸循环 联系在一起联系在一起尿素合成的调节尿素合成的调节1 1、食物的影响、食物的影响 高蛋白膳食，合成加快高蛋白膳食，合成加快 低蛋白膳食，合成减慢低蛋白膳食，合成减慢2 2、氨基甲酰磷酸合成酶、氨基甲酰磷酸合成酶的调节的调节 (N-乙酰谷氨酸别构激活乙酰谷氨酸别构激活)3 3、其他物质对尿素合成的调节、其他物质对尿素合成的调节 高血氨和氨中毒高血氨和氨中毒1.1.高血氨高血氨

31、:肝功严重受损时肝功严重受损时,尿素合成障碍尿素合成障碍,造成血氨浓度升高的现象造成血氨浓度升高的现象.2.2.氨中毒氨中毒:大量氨入脑大量氨入脑,与与-酮戊二酸合成酮戊二酸合成 谷氨酸谷氨酸,或与脑中的谷氨酸合成谷或与脑中的谷氨酸合成谷 氨酰胺氨酰胺,造成脑中造成脑中-酮戊二酸减酮戊二酸减 少少,TCATCA减弱减弱,ATPATP生成减少生成减少,引起引起 大脑功能障碍的现象大脑功能障碍的现象.严重时可导严重时可导 肝昏迷肝昏迷.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4 4、-酮酸的

32、代谢去路酮酸的代谢去路1.1.生成非必需氨基酸生成非必需氨基酸:-酮酸酮酸 非必需氨基酸非必需氨基酸联合脱氨基作用联合脱氨基作用-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸GLuGLu脱氢酶脱氢酶 2.2.生成糖和脂生成糖和脂生生酮酮氨氨基基酸酸：在在分分解解过过程程中中转转变变为为乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA，后后者者在在动动物物肝肝脏脏中中可可生生成成乙乙酰酰乙乙酸酸和和-羟羟丁酸。丁酸。Leu、Lys。生生糖糖氨氨基基酸酸：凡凡能能生生成成丙丙酮酮酸酸、-酮酮戊戊二二酸酸、琥琥珀珀酰酰CoACoA、延延胡胡索索酸酸、草草酰酰乙乙酸酸的的氨氨基基酸酸.都都称为生糖氨基酸，它们都能生成葡萄糖。称为生糖氨

33、基酸，它们都能生成葡萄糖。Asp、Asn、Gly、Ser、Ala、The、Cys、Glu、Gln、His、Pro、Arg、Met、Val。生酮兼生糖氨基酸生酮兼生糖氨基酸:Phe、Tyr、Trp、Ile。20 20 种氨基酸的碳架可转化成种氨基酸的碳架可转化成7 7 种物质：种物质：丙丙酮酮酸酸、乙乙酰酰CoACoA、乙乙酰酰乙乙酰酰CoACoA、-酮酮戊二酸、琥珀酰戊二酸、琥珀酰CoACoA、延胡索酸、草酰乙酸延胡索酸、草酰乙酸 最后集中为最后集中为5 5 种物质进入种物质进入TCATCA：乙乙酰酰CoACoA、-酮酮戊戊二二酸酸、琥琥珀珀酰酰CoACoA、延延胡索酸、草酰乙酸。胡索酸、草酰

34、乙酸。-酮酮酸酸在在体体内内可可通通过过TCATCA彻彻底底氧氧化化成成水水和二氧化碳和二氧化碳,并释放能量供机体使用并释放能量供机体使用.3.3.氧化供能氧化供能: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甘氨酸甘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 蛋氨酸蛋氨酸缬氨酸

35、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 脯氨酸脯氨酸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二、个别氨基酸的代谢1 1、甘氨酸、丝氨酸等与一碳单位代谢、甘氨酸、丝氨酸等与一碳单位代谢定义：定义：某些氨基酸在体内分解代谢过程中某些氨基酸在体内分解代谢过程中 产生的含有一个碳原子的基团，产生的含有一个碳原子的基团，称为一碳基团。称为一碳基团。载体：载体：四氢叶酸四氢叶酸FH4（辅酶）辅酶）结合部位：结合部位：FH4的的N5，N10位位种类：种类：-CH3 甲基甲基

36、-CH2-亚甲基亚甲基 -CH 次甲基、甲烯基次甲基、甲烯基 -C 甲炔基甲炔基 -HC=O 甲酰基甲酰基 -CH2OH-羟羟甲基甲基 -CH2 NH2 氨基甲基氨基甲基 -CH=NH 亚氨甲基亚氨甲基COOH（CH2）2CO-NH-CH COOH-CH2-NH2NOHCH2105N N5 5，N N1010-亚甲基四氢叶酸亚甲基四氢叶酸NNNN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甘氨酸、丝氨酸甘氨酸、丝氨酸N5,N10CH2FH4组氨酸组氨酸N5CH=NHFH4色氨酸、甘氨酸色氨酸、甘氨酸 N10CHOFH4 （1 1）.亚甲基来自丝氨酸和甘氨酸代谢亚甲基来自丝氨酸和甘氨

37、酸代谢CH2OHCHNH2COOH+FH4丝氨酸羟甲丝氨酸羟甲 基转移酶基转移酶-H2ON5，N10-CH2-FH4CH2NH2COOH+丝氨酸丝氨酸 甘氨酸甘氨酸CH2NH2COOH+FH4甘氨酸氨解酶甘氨酸氨解酶NAD+NADH+H+CO2、NH3、N5，N10-CH2-FH4（2 2）.甲酰基来自色氨酸和甘甲酰基来自色氨酸和甘 氨酸代谢中产生的甲酸氨酸代谢中产生的甲酸色氨酸色氨酸 HCOOH+HCOOH+犬尿氨酸犬尿氨酸甘氨酸甘氨酸 乙醛酸乙醛酸 甲酸甲酸氧化氧化脱氨基脱氨基氧化氧化HCOOH N10-CHO-FH4FH4甲酰化酶甲酰化酶FH4 ATP ADP+Pi（3 3）.亚氨甲基来

38、自组氨酸分解代谢亚氨甲基来自组氨酸分解代谢HC=C-CH2CH-COOHHN N NH2 C HHOOC-CH-（CH2）2-COOH HN NH C H组氨酸组氨酸 亚氨甲酰谷氨酸亚氨甲酰谷氨酸亚氨甲基转移酶亚氨甲基转移酶FH4 N5-CH=NH-FH4谷氨酸谷氨酸（4 4）.次甲基的生成次甲基的生成（1）亚甲基脱氢N5，N10-CH2-FH4 N5，N10=CH-FH4 2H（2）甲酰基脱水N10-CHO-FH4 N5，N10=CH-FH4+H2O（3）亚胺甲基脱氨N5-CH=NH-FH4 N5，N10=CH-FH4+NH35.5.甲基的生成甲基的生成 N5，N10-CH2-FH4 N5-

39、CH3-FH4 NADH NAD+（不可逆）（不可逆）蛋氨酸蛋氨酸 S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 甲基化物甲基化物ATP PPi+PiFH4 同型半胱氨酸同型半胱氨酸N5-CH3-FH4甲基甲基B12丝氨酸丝氨酸 N5，N10-CH2-FH4 脱氧胸苷酸脱氧胸苷酸FH4 H2O甘氨酸甘氨酸 组氨酸组氨酸 N5-CH=NH-FH4 N5,N10=CH-FH 4 嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸FH4NH3甲酸甲酸 N10-CHO-FH4ATP ADP+PiFH4DNARNA一碳单位的来源、转变及利用甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸甲硫氨酸+ATP S-S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(S-CH3)腺

40、苷转移酶腺苷转移酶PPi+Pi(SAM)SAM S-S-腺苷同腺苷同 同型半胱氨酸同型半胱氨酸 型半胱氨酸型半胱氨酸 甲基转移酶甲基转移酶RH R-CH3腺苷腺苷由由SAMSAM参加的一些转甲基作用参加的一些转甲基作用 甲基接受体甲基接受体 甲基化产物甲基化产物去甲肾上腺素去甲肾上腺素 肾上腺素肾上腺素 瓜乙酸瓜乙酸 肌酸肌酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱 RNA 甲基化的甲基化的RNA DNA 甲基化的甲基化的DNA 蛋白质蛋白质 甲基化的蛋白质甲基化的蛋白质 甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷甲硫酸腺苷甲硫酸（SAM）S-腺苷同型腺苷同型 半胱氨酸半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸RH

41、R-CH3H2O腺苷腺苷FH4N5-CH3-FH4ATPPPi+PiN5-CH3-FH4转甲基酶转甲基酶(VitB12)甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环一碳单位代谢的生理意义一碳单位代谢的生理意义1.1.氨基酸代谢的产物氨基酸代谢的产物;2.2.合成嘌呤、嘧啶的必要原料合成嘌呤、嘧啶的必要原料:提供嘌呤、嘧啶环上的提供嘌呤、嘧啶环上的C;C;3.3.提供甲基，合成重要化合物提供甲基，合成重要化合物:SAM SAM 激素激素 核酸核酸 磷脂磷脂2.2.芳香族氨基酸的分解代谢芳香族氨基酸的分解代谢酪氨酸代谢与黑色素形成酪氨酸代谢与黑色素形成Tyr酶酶聚合黑色素黑色素动物动物植物植物激素激素生物碱生物碱多巴

42、多巴多巴醌多巴醌多巴胺多巴胺Tyr酶酶l帕帕金金森森病病(Parkinson disease)患患者者多多巴巴胺胺生生成成减少。减少。l在在黑黑色色素素细细胞胞中中，酪酪氨氨酸酸可可经经酪酪氨氨酸酸酶酶等等催化合成催化合成黑色素黑色素。l人人体体缺缺乏乏酪酪氨氨酸酸酶酶，黑黑色色素素合合成成障障碍碍，皮皮肤、毛发等发白，称为肤、毛发等发白，称为白化病白化病(albinism)。苯丙酮酸尿症（苯丙酮酸尿症（PKUPKU）苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸苯丙酮酸苯丙酮酸（转氨基）（转氨基）PKUPKU：苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏时，体内苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏时，体内 苯丙氨酸蓄积转变成苯丙酮酸，造成

43、苯丙氨酸蓄积转变成苯丙酮酸，造成 尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物。尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物。患儿智力发育障碍。患儿智力发育障碍。氨基酸的重要含氮衍生物第第 三三 节节氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成一、氨的同化一、氨的同化二、氨基酸的合成二、氨基酸的合成一一 、氨的同化、氨的同化定义：定义：生物体将无机态的氨转化为含氮有机化合物生物体将无机态的氨转化为含氮有机化合物的过程（的过程（N N素亦称生命元素素亦称生命元素）氨同化的途径：氨同化的途径：谷氨酸的形成途径谷氨酸的形成途径:谷氨酰胺合成酶，谷氨酸脱氢酶，谷氨酸合成酶谷氨酰胺合成酶，谷氨酸脱氢酶，谷氨酸合成酶 氨甲酰磷酸形成途径：氨甲酰磷酸形成途径：氨甲酰磷酸合成酶，氨甲酰磷酸激酶氨甲酰磷酸合成酶，氨甲酰磷酸激酶二、氨基酸的合成二、氨基酸的合成类型：类型：-酮戊二酸酮戊二酸-谷氨酸族氨基酸谷氨酸族氨基酸草酰乙酸草酰乙酸-天冬氨酸族氨基酸天冬氨酸族氨基酸丙酮酸丙酮酸-丙氨酸族氨基酸丙氨酸族氨基酸乙醛酸和乙醛酸和3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸-丝氨酸族氨基酸丝氨酸族氨基酸4-4-磷酸磷酸-赤藓糖和赤藓糖和PEPPEP-芳香族氨基酸芳香族氨基酸磷酸核糖磷酸核糖-组氨酸族组氨酸族