生物化学氨基酸代谢精选PPT.ppt

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1、关于生物化学氨基酸代谢第1页，讲稿共120张，创作于星期二第一节第一节蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Proteins第2页，讲稿共120张，创作于星期二一、蛋白质的主要功能一、蛋白质的主要功能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）、凝动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。血（凝血系统）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

2、提供。第3页，讲稿共120张，创作于星期二二、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）中含氮摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。量之间的关系。氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮 =排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾病患排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）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4页，讲稿共12

3、0张，创作于星期二2.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，我国营，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为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5页，讲稿共120张，创作于星期二

4、 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蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。量、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，其必需氨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。基酸可以互相补充而提高营养价值。第6页，讲稿共120张，创作于星期二第二节第二节蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of proteins第7页，讲稿共120张，创作于星期二一、一、蛋白质的

5、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、毒性反消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。应。第8页，讲稿共120张，创作于星期二 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为为1.52.5，对蛋白质肽键作用，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。特异性差，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9页，

6、讲稿共120张，创作于星期二（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胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适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，如胰蛋白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。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残基，自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶如羧基肽酶(A、B)、氨基

7、肽酶。、氨基肽酶。第10页，讲稿共120张，创作于星期二肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活胰蛋白酶胰蛋白酶原原 糜蛋白酶原糜蛋白酶原 羧基肽酶羧基肽酶原原 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

8、形式。酶原激活的意义酶原激活的意义第11页，讲稿共120张，创作于星期二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，例如氨基的作用，例如氨基肽酶肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等。等。第12页，讲稿共120张，创作于星期二二、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

9、肽、二肽 吸收机制吸收机制：耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程第13页，讲稿共120张，创作于星期二（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、Na+组组成成三三联联体体，由由ATP供供能能将将氨氨基基酸酸、Na+转转入入细细胞胞内内，Na+再再由由钠泵排出细胞。钠泵排出细胞。载体类型载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14页，讲稿共120张，创作于星期二（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(-gluta

10、myl 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15页，讲稿共120张，创作于星期二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

11、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第16页，讲稿共120张，创作于星期二l 利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系体系l 此种转运也是此种转运也是耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程l 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17页，讲稿共120张，创作于星期二三、蛋白质的腐败作用三、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消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化产物所起的作用 腐败作用的产物大多有害，如腐败作用的产物大多有害，如胺、氨胺、氨、苯酚、苯酚、吲哚等；也可产生少

12、量的脂肪酸及维生素等可被机吲哚等；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18页，讲稿共120张，创作于星期二（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19页，讲稿共120张，创作于星期二 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

13、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20页，讲稿共120张，创作于星期二-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可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，但不能传递神经冲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。动，使大脑发生异常抑制。第21页，讲稿共120张，创作于星期二（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

14、为转变为NH4+以胺盐形式排出，可减以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。第22页，讲稿共120张，创作于星期二 （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23页，讲稿共120张，创作于星期二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 Acid第24页，讲稿共120张，创作于星期二一、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

15、需要的时间，用t1/21/2表示表示 蛋白质转换蛋白质转换(protein turnover)第25页，讲稿共120张，创作于星期二 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)降解外源性蛋白、降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内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26页，讲稿共120张，创作于星期二 泛素泛素76个氨基酸的小分子蛋白个氨基酸的小分

16、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接，泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。并使其激活。2.蛋白酶体蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解对泛素化蛋白质的降解 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27页，讲稿共120张，创作于星期二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

17、E1HS-E2HS-E1泛素泛素COS E2泛素泛素COS E1被降解被降解蛋白质蛋白质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28页，讲稿共120张，创作于星期二 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，讲稿共120张，创作于星期二氨基酸代氨基酸代谢库谢库食物蛋白质

18、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 目目 录录第30页，讲稿共120张，创作于星期二二、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。脱氨基脱氨基方式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

19、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，讲稿共120张，创作于星期二（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的的-氨氨基基转转移移到到另另一一种种-酮酮酸酸的的酮酮基基上上，生生成成相相应应的氨基酸，原来的氨基酸则转变成的氨基酸，原来的氨基酸则转变成-酮酸的过程。酮酸的过程。第32页，讲稿共120张，创作于星期二 2.反应式反应式 特点：没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代谢库中特点：没有游离的氨产

20、生，但改变了氨基酸代谢库中各种氨基酸的比例。各种氨基酸的比例。大多数氨基酸可参与转氨基作用，但大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸羟脯氨酸除外。除外。第33页，讲稿共120张，创作于星期二 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，讲稿共120张，创作于星期二体内重要的转氨酶体内重要的转氨酶丙氨酸氨基转移酶（丙氨酸氨基转移酶（alanine amino-transferase,ALT或或g

21、lutamic pyruvic transaminase,GPT）：）：肝肝中活中活性最高性最高天冬氨酸氨基转移酶（天冬氨酸氨基转移酶（aspartate amino-transferase,AST或或glutamic oxalo-acetic transaminase,GOT）：）：心肌心肌中活性最高中活性最高临床意义临床意义第35页，讲稿共120张，创作于星期二 第36页，讲稿共120张，创作于星期二4.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

22、转氨酶第37页，讲稿共120张，创作于星期二H2O第38页，讲稿共120张，创作于星期二转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重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酸的重要途径。要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。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.转氨基作用的生理转氨基作用的生理意义意义第39页，讲稿共120张，创作于星期二（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+，产生游离的，产生游离的NH3。GTP、ATP为其抑制剂为其抑制剂GDP

23、、ADP为其激活剂为其激活剂第40页，讲稿共120张，创作于星期二要点：要点：反应可逆。反应可逆。L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为NAD+或或NADP+。此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。第41页，讲稿共120张，创作于星期二（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用在在转氨酶转氨酶和和谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶的联合作用下，使各种氨基酸的联合作用下，使各种氨基酸脱下脱下-氨基生成氨基生成-酮酸酮酸过程。它是体内各种氨基酸脱氨过程。它

24、是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。基的主要形式。其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。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42页，讲稿共120张，创作于星期二 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合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。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43页，讲稿共120张，创作于星期二Ala+-酮戊二酸酮戊二酸丙酮酸丙

25、酮酸+GluGlu+NAD+H2O-酮戊二酸酮戊二酸+NADH+NH4+Ala+NAD+H2O丙酮酸丙酮酸+NADH+NH4+第44页，讲稿共120张，创作于星期二 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

26、)第45页，讲稿共120张，创作于星期二三、三、-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46页，讲稿共120张，创作于星期二第47页，讲稿共120张，创作于星期二琥珀酰琥珀酰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

27、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 C A第48页，讲稿共120张，创作于星期二脱掉氨基后的脱掉氨基后的-酮酸可转变成：酮酸可转变成：-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰 CoA延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰 CoA三羧酸循环中间产物三羧酸循环中间产物PEP葡萄糖葡萄糖

28、脂肪酸脂肪酸酮体酮体第49页，讲稿共120张，创作于星期二 生糖氨基酸：在体内能转变成糖的氨基酸。生糖氨基酸：在体内能转变成糖的氨基酸。生酮氨基酸：在体内能转变成酮体的氨基酸。生酮氨基酸：在体内能转变成酮体的氨基酸。有有Leu和和Lys。生糖兼生酮氨基酸：既能转变成糖也能转变生糖兼生酮氨基酸：既能转变成糖也能转变成酮体的氨基酸。有成酮体的氨基酸。有Ile、Phe、Tyr、Trp、Thr。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TCA 和氧化磷酸化彻底氧化为和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和和CO2，同时生成，同时生成ATP。第50页，讲稿共120张，创作于星期二第四节第四节氨氨

29、的的 代代 谢谢Metabolism of Ammonia第51页，讲稿共120张，创作于星期二 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 0.6mol/L。第52页，讲稿共120张，创作于星期二氨的来源去路氨的来源去路第53页，讲稿共120张，创作于星期二一、一、体内氨的来源体内氨的来源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 RCH2

30、NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶第54页，讲稿共120张，创作于星期二肠道对氨的吸收与肠道肠道对氨的吸收与肠道pH有关：有关：肠道吸收的氨肠道吸收的氨:4g/日日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(蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用)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第55页，讲稿共120张，创作于星期二3.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 第56页，讲稿共120张，创作于星期二2.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

31、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57页，讲稿共120张，创作于星期二二、氨的转运二、氨的转运氨是有毒物质，血中的氨是有毒物质，血中的NH3主要是以无主要是以无毒的毒的Ala及及Gln两种形式运输的。两种形式运输的。第58页，讲稿共120张，创作于星期二 是是肌肉与肝肌肉与肝之间氨的转运形式。之间氨的转运形式。意义：既使肌肉中的氨以无毒的意义：既使肌肉中的氨以无毒的Al

32、a形式运到肝，肝又形式运到肝，肝又为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。（一）丙氨酸（一）丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环第59页，讲稿共120张，创作于星期二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丙氨氨酸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葡萄萄糖糖目目 录录第60页，讲稿共120张，创作于星期二（二）谷氨酰胺的运氨作用（二）谷氨酰胺的运氨作用主要是从主要

33、是从脑、肌肉脑、肌肉等组织向等组织向肝或肾肝或肾运氨。运氨。第61页，讲稿共120张，创作于星期二 Gln即是氨的一种解毒形式，也是氨的储存即是氨的一种解毒形式，也是氨的储存和运输形式。和运输形式。第62页，讲稿共120张，创作于星期二三、尿素的生成（三、尿素的生成（BuN)BuN)q NHNH3 3在肝中合成尿素；占排氮总量在肝中合成尿素；占排氮总量80 80 90%90%；q 肝肝在在NHNH3 3解解毒毒上上非非常常重重要要，体体内内NHNH3 3来来源源与与去去路路保保持持平平衡，血衡，血NHNH3 3浓度低、稳定。浓度低、稳定。（一）（一）生成部位生成部位主要在主要在肝细胞肝细胞的线

34、粒体及胞液中。的线粒体及胞液中。第63页，讲稿共120张，创作于星期二肝是尿素合成的主要器官肝是尿素合成的主要器官实验：实验：1 1）肝切除，血、尿中）肝切除，血、尿中BuNBuN含量含量2 2）切肾、保肝，尿素可合成、不能排出，血尿素）切肾、保肝，尿素可合成、不能排出，血尿素3 3）肝肾同时切除，血中）肝肾同时切除，血中BuNBuN低水平，血氨低水平，血氨4 4）临临床床：急急性性肝肝坏坏死死，血血、尿尿中中不不含含BuNBuN，而而AAAA含含量量多。多。说明尿素是在肝脏合成，由肾脏排出体外。说明尿素是在肝脏合成，由肾脏排出体外。第64页，讲稿共120张，创作于星期二（二）生成过程（二）生

35、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)，又称又称尿素循环尿素循环(urea cycle)或或Krebs-Henseleit循环循环。通通过过鸟鸟氨氨酸酸循循环环，2 2分分子子氨氨与与1 1分分子子COCO2 2结结合合生生成成1 1分分子子尿尿素素及及1 1分分子子水水。尿尿素素是是中中性性、无无毒毒、水水溶溶性性很很强的物质，由血液运输至肾，从尿中排出。强的物质，由血液运输至肾，从尿中排出。第65页，讲稿共120张，创作于星期二 第66页，讲稿共

36、120张，创作于星期二1.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67页，讲稿共120张，创作于星期二 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-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子分子ATP。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)第68页，讲稿共

37、120张，创作于星期二2.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69页，讲稿共120张，创作于星期二 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70页，讲稿共120张，创作于星期二3.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+PPiH2OMg

38、2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸（限速酶）（限速酶）第71页，讲稿共120张，创作于星期二精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸第72页，讲稿共120张，创作于星期二4.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73页，讲稿共120张，创作于星期二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酸苹果酸-酮戊酮

39、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鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液目目 录录第74页，讲稿共120张，创作于星期二鸟氨酸循环要点鸟氨酸循环要点尿素分子中的氮，一个来自氨甲酰磷酸尿素分子中的氮，一个来自氨甲酰磷酸（或游离的（或游离的NH3），另一个来自），另一个来自Asp；每合成每合成1分子尿素需消耗分子尿素需消耗4个个P；循环中消耗的循环中消耗的Asp可通过延胡索酸转变为可通过延胡索酸转变为草酰乙酸，再通过转氨基作用，从其他草酰乙酸，再通过转氨基作用，从其他-氨基酸获得氨基而再生；氨基酸获得氨基而再生；精氨

40、酸代琥珀酸合成酶（精氨酸代琥珀酸合成酶（ASS）为尿素合）为尿素合成的限速酶。成的限速酶。第75页，讲稿共120张，创作于星期二（三）反应小结（三）反应小结 原料：原料：2 分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。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 个个ATP，4 个高能磷酸键个高能磷酸键。第76页，讲稿共120张，创作于星期二1.线粒体内的反应步骤线粒体内的反应步骤第77页，讲稿共120张，创作于星期二2.胞液内反应步骤胞液内反应步骤第78页，讲稿共120张，创作于星期二（四）尿素

41、生成的调节（四）尿素生成的调节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-的调节：的调节：AGA、精氨酸为其激活剂、精氨酸为其激活剂3.尿素生成酶系的调节：尿素生成酶系的调节：第79页，讲稿共120张，创作于星期二第80页，讲稿共120张，创作于星期二 CPS-CPS-在在线线粒粒体体，以以NHNH3 3为为N N源源合合成成氨氨基基甲甲酰酰磷磷酸酸 尿素尿素 作为作为肝细胞分化肝细胞分化程度指标；程度指标；CPS-CPS-在在胞胞液液，以以谷谷氨氨酰酰胺胺的的酰酰胺胺基基为为N N源源合合成成氨氨基基甲甲酰酰磷磷酸酸 合合成成嘧

42、嘧啶啶 作作为为细细胞胞增增殖殖程程度度的指标；的指标；总总之之：两两种种氨氨基基甲甲酰酰转转移移酶酶的的活活性性对对调调节节尿尿素素与与核酸合成重要。核酸合成重要。第81页，讲稿共120张，创作于星期二（五）高氨血症和氨中毒（五）高氨血症和氨中毒 血氨浓度升高称血氨浓度升高称高氨血症高氨血症(hyperammonemia)，常见，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。高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍，称高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒氨中毒 (ammonia poisoning)，也称肝昏迷，也称肝昏迷。第82页

43、，讲稿共120张，创作于星期二TCA 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（肝昏迷）氨中毒的可能机制（肝昏迷）第83页，讲稿共120张，创作于星期二第五节第五节个别氨基酸代谢个别氨基酸代谢Metabolism of Specific Amino Acid第84页，讲稿共120张，创作于星期二一、氨基酸的脱羧基作用一、氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶的辅酶是氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛。第85页，讲稿共120张，创作于星期二胺是体内的生理活性物质，主要在肝中灭活。胺是体内的生理活性物质，主要在肝中

44、灭活。第86页，讲稿共120张，创作于星期二（一）（一）-氨基丁酸氨基丁酸 (-aminobutyric acid,GABA)L-L-谷氨酸谷氨酸GABAGABACO2L-L-谷氨酸脱酶谷氨酸脱酶 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87页，讲稿共120张，创作于星期二（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。由由Cys氧化后再脱羧而生成。氧化后再脱羧而生成。L-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 2第88页，讲稿共120张

45、，创作于星期二（三）组胺（三）组胺(histamine)L-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。性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。由由His脱羧生成。脱羧生成。第89页，讲稿共120张，创作于星期二（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色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶CO2 5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；在在脑内作为神经递质，起抑制作用

46、；在外周组织有收缩血管的作用。外周组织有收缩血管的作用。由由Trp羟化后脱羧而成。羟化后脱羧而成。第90页，讲稿共120张，创作于星期二（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-腺苷腺苷丙胺转移酶丙胺转移酶 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

47、高高，其其限限速速酶酶鸟鸟氨酸脱羧酶氨酸脱羧酶活性较强。活性较强。第91页，讲稿共120张，创作于星期二多胺多胺是由鸟氨酸和是由鸟氨酸和Met参与生成的。参与生成的。第92页，讲稿共120张，创作于星期二二、一碳单位的代谢二、一碳单位的代谢某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为个碳原子的基团，称为一碳单位一碳单位（one carbon unit）。）。一碳单位不能游离存在，常与一碳单位不能游离存在，常与FH4结合而转结合而转运和参加代谢。运和参加代谢。体内的一碳单位有：体内的一碳单位有：甲基甲基(-CH3)、甲烯基、甲烯基 (-CH2-

48、)、甲炔基、甲炔基(=CH-)、甲酰基、甲酰基(-CHO)和亚氨甲基和亚氨甲基(-CH=NH)。第93页，讲稿共120张，创作于星期二（一）一碳单位与四氢叶酸（一）一碳单位与四氢叶酸四氢叶酸（四氢叶酸（FH4）是一碳单位的）是一碳单位的载体载体，可看，可看作是一碳单位代谢的作是一碳单位代谢的辅酶辅酶。其功能部位是。其功能部位是N5和和N10。第94页，讲稿共120张，创作于星期二 四氢叶酸（四氢叶酸（FH4）第95页，讲稿共120张，创作于星期二 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

49、、N10CH2FH4N5、N10=CHFH4N10CHOFH4N5CH=NHFH4第96页，讲稿共120张，创作于星期二一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（主要来源于主要来源于Ser、Gly、His、Trp的分解代谢）。的分解代谢）。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（二）一碳单位与氨基酸代谢（二）一碳单位与氨基酸代谢第97页，讲稿共120张，创作于星期二第98页，讲稿共120张，创作于星期二 第99页，讲稿共120张，创作于星期二（三）一碳单位的相互转变（三）一

50、碳单位的相互转变 第100页，讲稿共120张，创作于星期二（四）一碳单位的生理功用（四）一碳单位的生理功用主要是合成嘌呤和嘧啶的原料。主要是合成嘌呤和嘧啶的原料。为体内的甲基化反应间接提供甲基。为体内的甲基化反应间接提供甲基。叶酸缺乏叶酸缺乏磺胺药及抗代谢药磺胺药及抗代谢药第101页，讲稿共120张，创作于星期二 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Met循环循环Cys的代谢的代谢第102页，讲稿共120张，创作于星期二（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P