药学氨基酸代谢.pptx
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1、1生物体的化学组成生物体的化学组成氨基酸蛋白质氨基酸分解氨基酸合成酮酸氨尿素循环第1页/共58页2第一节、蛋白质在体内的降第一节、蛋白质在体内的降解解蛋白质是生命的物质基础,细胞总是不断地从氨基酸合成蛋白质,又把蛋白蛋白质是生命的物质基础,细胞总是不断地从氨基酸合成蛋白质,又把蛋白质降解为氨基酸。各种蛋白质的寿命不同。质降解为氨基酸。各种蛋白质的寿命不同。细胞中蛋白质降解的重要功能细胞中蛋白质降解的重要功能:1 1、排除不正常的蛋白、排除不正常的蛋白 2 2、排除累积过多的酶和调节蛋白,使细胞代谢竟然有序。、排除累积过多的酶和调节蛋白,使细胞代谢竟然有序。第2页/共58页3一、细胞外途径一、细
2、胞外途径 蛋白质的消化和吸收蛋白质的消化和吸收1 1、蛋白质的消化、蛋白质的消化蛋白酶的作用位点蛋白酶的作用位点酶原和酶原激活酶原和酶原激活:多数蛋白酶是以酶原形式分泌的,到一:多数蛋白酶是以酶原形式分泌的,到一定部位及一定条件下激活为有活性的酶(水解小部分肽链)定部位及一定条件下激活为有活性的酶(水解小部分肽链)。其生理意义在于保护组织免受蛋白酶分解。其生理意义在于保护组织免受蛋白酶分解。2 2、蛋白酶的特异性、蛋白酶的特异性蛋白酶具有较高的专一性,分别作蛋白酶具有较高的专一性,分别作用于多肽链的不同部位用于多肽链的不同部位 肠:胰蛋白酶肠:胰蛋白酶 胃蛋白酶胃蛋白酶 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白
3、酶食物蛋白食物蛋白 朊、胨、多肽朊、胨、多肽 氨基酸氨基酸 吸收吸收 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 小肽小肽 羧肽酶羧肽酶 外肽酶(二肽)外肽酶(二肽)氨肽酶氨肽酶 第3页/共58页4动物蛋白酶作用的专一性动物蛋白酶作用的专一性 胃蛋白酶胃蛋白酶:芳香族氨基酸:芳香族氨基酸,Met,Leu,Met,Leu的羧基端肽键。的羧基端肽键。胰蛋白酶胰蛋白酶:碱性:碱性.的羧基端肽键的羧基端肽键糜蛋白酶糜蛋白酶:芳香族氨基酸:芳香族氨基酸 的羧基端肽键的羧基端肽键 (胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶)弹性蛋白酶弹性蛋白酶:脂肪族氨基酸:脂肪族氨基酸 的羧基端肽键的羧基端肽键羧肽酶羧肽酶:羧基末端肽(小肽):羧基末端肽(
4、小肽)氨肽酶氨肽酶:氨基末端肽(小肽):氨基末端肽(小肽)胰蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋胰凝乳蛋白酶白酶第4页/共58页5氨基酸及小肽的吸收氨基酸及小肽的吸收 小肠粘膜细胞吸收氨基酸和小肽是个小肠粘膜细胞吸收氨基酸和小肽是个“主动运输主动运输”过过程,两种方式:程,两种方式:1.1.主主动动转转运运(主主):需需钠钠氨氨基基酸酸载载体体(是是一一种种活活性性受受NaNa+调调节节的的 膜膜蛋蛋白白),耗耗能能,不不同同的的AAAA吸吸收收可可由由不不同的载体完成。同的载体完成。中中性性AAAA载载体体:运运输输芳芳香香、脂脂肪肪、含含硫硫AAAA等等,特特别别是是必必需需AA AA 碱性碱性AAAA
5、载体:载体:酸性酸性AAAA载体:载体:亚氨基酸及甘氨酸载体亚氨基酸及甘氨酸载体 2.2.谷谷氨氨酸酸酰酰基基循循环环:需需谷谷胱胱甘甘肽肽、能能量量、转转移移酶酶等等通通过过酶酶(在在谷谷氨氨酸酸转转移移酶酶的的催催化化下下)与与谷谷胱胱甘甘肽肽(GSH)作用,生成)作用,生成谷氨酰谷氨酰AAAA,而进入细胞。,而进入细胞。第5页/共58页6第6页/共58页7一个体重一个体重70 kg 70 kg 的人,一般进食,每天约的人,一般进食,每天约400g 400g 蛋蛋白质发生变化。其中四分之一氧化降解或转变为葡白质发生变化。其中四分之一氧化降解或转变为葡萄糖,四分之三在体内再循环。萄糖,四分之
6、三在体内再循环。体内蛋白降解体内蛋白降解真核细胞降解蛋白质有两种体系;真核细胞降解蛋白质有两种体系;1 1、溶酶体无选择地降解蛋白质(约、溶酶体无选择地降解蛋白质(约5050种酶)种酶)2 2、ATP-ATP-依赖的泛肽依赖的泛肽-蛋白酶降解体系(选择降解)蛋白酶降解体系(选择降解)二、细胞内途径二、细胞内途径第7页/共58页8真核细胞中蛋白质降解的两种体系真核细胞中蛋白质降解的两种体系一、溶酶体降解体系一、溶酶体降解体系无选择性地降解蛋白无选择性地降解蛋白质质溶酶体是具单层膜被的细胞器,它含有溶酶体是具单层膜被的细胞器,它含有5050多种水解酶,内部多种水解酶,内部 pHpH为为5 5。糖尿
7、病会刺激溶酶体的蛋白质分解糖尿病会刺激溶酶体的蛋白质分解第8页/共58页9真核细胞中蛋白质降解的两种体系二、泛肽二、泛肽(ubiquitin)标记降解体系标记降解体系 给选择降解的蛋白质加以标记,需给选择降解的蛋白质加以标记,需ATP(泛肽活化酶)(泛肽活化酶)(泛肽携带蛋白)(泛肽携带蛋白)宣布无用的蛋白宣布无用的蛋白(泛肽(泛肽-蛋白连接酶)蛋白连接酶)(宣布无用的蛋白)(宣布无用的蛋白)蛋白酶体蛋白酶体第9页/共58页10第二节、氨基酸的脱氨基作用第二节、氨基酸的脱氨基作用 机体每天由尿中以含氮化合物排出的氨基氮约机体每天由尿中以含氮化合物排出的氨基氮约 6-20 g 6-20 g,排泄
8、,排泄 5g 5g 氮相当于丢氮相当于丢失失 30g 30g 内源蛋白。内源蛋白。蛋白质在体内主要以脱氨方式代谢。蛋白质在体内主要以脱氨方式代谢。氮平衡是指摄入蛋白质的含氮量与排泄物(主要为粪和尿)中含氮量之间的关系,氮平衡是指摄入蛋白质的含氮量与排泄物(主要为粪和尿)中含氮量之间的关系,它反映蛋白质的合成与分解代谢的总结果它反映蛋白质的合成与分解代谢的总结果氮总平衡氮总平衡 氮正平衡氮正平衡 负氮平衡负氮平衡 第10页/共58页11第11页/共58页12氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨氧化脱氨转氨基转氨基联合脱氨基联合脱氨基第12页/共58页13两类酶两类酶:L-L-氨基酸氧化酶
9、氨基酸氧化酶 D-D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 (需氧)(需氧)L-L-谷氨酸脱氢酶(不需氧脱氢酶)谷氨酸脱氢酶(不需氧脱氢酶)一、氧化脱氨基作用 氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶FADFMN第13页/共58页14L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 不需氧脱氢酶,辅酶不需氧脱氢酶,辅酶NADNAD+or NADPor NADP+,酶专一性高,活性高,分布广如酶专一性高,活性高,分布广如肝、肾、脑中,尤其动物肝细胞中。肝、肾、脑中,尤其动物肝细胞中。酮酮戊戊二二酸酸与与三三羧羧酸酸循循环环相相连连,故故L L谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶在在糖糖代代谢谢和和氨氨基基酸酸代代谢谢(合成)中具有重要作用,如味精。(
10、合成)中具有重要作用,如味精。L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶第14页/共58页15转氨作用普遍存在的脱氨方式 转氨作用:氨基酸的转氨作用:氨基酸的-氨基与氨基与-酮酸的酮基,在酮酸的酮基,在转氨酶的作用下相互交换,生成新的氨基酸和转氨酶的作用下相互交换,生成新的氨基酸和-酮酮酸的反应称为转氨作用。(本质上并没有氨的脱去)酸的反应称为转氨作用。(本质上并没有氨的脱去)二 、转氨基作用 第15页/共58页16 转氨酶转氨酶种类多,分布广,都以磷酸吡哆醛作辅酶,种类多,分布广,都以磷酸吡哆醛作辅酶,转氨酶大多数都优先利用转氨酶大多数都优先利用酮戊二酸作为氨基的受酮戊
11、二酸作为氨基的受体。其中最常见且作用最强的是体。其中最常见且作用最强的是谷丙转氨酶谷丙转氨酶 (glutamicpyruvictransaminaseGPT)和谷草转氨酶和谷草转氨酶(glutamicoxaloacetictransaminaseGOT)二 、转氨基作用 第16页/共58页17磷酸吡哆醛起着转递氨基的作用磷酸吡哆醛起着转递氨基的作用 意义意义:1.1.是是体体内内多多数数氨氨基基酸酸脱脱氨氨的的重重要要方方式式(联联合合脱脱氨氨),又又是是机机体体合合成非必需氨基酸的重要途径。成非必需氨基酸的重要途径。2.2.是临床疾病诊断和治疗时的重是临床疾病诊断和治疗时的重要指标;要指标;
12、GOT GPT GOT GPT 活力活力 转氨作用第17页/共58页18 三.联合脱氨1 1)转氨酶与转氨酶与L L谷氨酸脱氢酶联合脱氨谷氨酸脱氢酶联合脱氨-氨基酸与氨基酸与-酮戊二酸经转氨作用生成谷氨酸,后者在酮戊二酸经转氨作用生成谷氨酸,后者在L L谷氨酸脱谷氨酸脱氢酶(活力高)的催化下,经脱氢脱氨而释放出氨。氢酶(活力高)的催化下,经脱氢脱氨而释放出氨。转氨酶转氨酶L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶第18页/共58页192 2)转氨作用偶联)转氨作用偶联AMPAMP循环脱氨作用循环脱氨作用腺嘌呤核苷酸循环联合脱氨腺嘌呤核苷酸循环联合脱氨骨骼肌,心肌的谷氨酸脱氢酶含量少,需经此方式脱氨。骨骼
13、肌,心肌的谷氨酸脱氢酶含量少,需经此方式脱氨。IMPAMPH2ONH3腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸GOT苹苹腺苷酸脱氢酶腺苷酸脱氢酶 三.联合脱氨第19页/共58页20第三节、鸟氨酸循环(Ornichinecycle)氨基酸NHNH3 3(NH(NH4 4+)血液中氨浓度达5mg/100ml,兔死亡运输排泄?第20页/共58页21一、氨的排泄 鸟氨酸循环-尿素NHNH3 3最终排泄方式(无毒)最终排泄方式(无毒)尿素(人和哺乳动物)尿素(人和哺乳动物)尿酸(鸟类和爬行类)尿酸(鸟类和爬行类)氨氨NHNH4 4+(水生及海洋动物)(水生及海洋动物)第三节、鸟氨酸循环(
14、Ornichinecycle)第21页/共58页22二、尿素的合成二、尿素的合成-鸟氨酸循环鸟氨酸循环 1 1)氨甲酰磷酸的生成氨甲酰磷酸的生成 2 2)瓜氨酸的形成瓜氨酸的形成 3 3)精氨酸代琥珀酸的形成精氨酸代琥珀酸的形成 4 4)精氨酸的生成精氨酸的生成 5 5)尿素的生成尿素的生成 整个合成过程中,整个合成过程中,氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶是调节酶是调节酶 尿尿素素合合成成的的主主要要器器官官:肝肝脏脏,当当肝肝功功能能受受损损时时,尿尿素素合合成成受受阻阻,血血氨氨,称称高高血氨症。血氨症。第22页/共58页23第23页/共58页24第24页/共58页25氨甲酰磷酸合成酶精氨
15、酸代琥珀酸合成酶次主尿素合成的调节第25页/共58页261 1、丙氨酸、丙氨酸葡萄糖循环葡萄糖循环 是肌组织和肝之间进行氨的转运是肌组织和肝之间进行氨的转运 氨运入肝脏氨运入肝脏 肌肉肌肉 血液血液 肝肝GGGNH3AA丙酮酸丙酮酸 丙酮酸丙酮酸 谷氨酸谷氨酸 酮酸酮酸 AlaAlaAla-酮戊酮戊二酸二酸丙酮酸转氨酶丙酮酸转氨酶(肌肉肌肉)GPT三、氨的转运第26页/共58页27第27页/共58页282 2谷氨酰胺的生成氨的运输 谷氨酰胺的生成不仅是解氨毒的主要谷氨酰胺的生成不仅是解氨毒的主要方式,也是氨的运输和贮存形式。方式,也是氨的运输和贮存形式。合成酶主要分布于脑,心和肌肉等组合成酶主
16、要分布于脑,心和肌肉等组织,谷氨酰胺是中性无毒物质,易透过织,谷氨酰胺是中性无毒物质,易透过细胞膜。细胞膜。谷氨酰胺主要从脑,心脏、肌肉等组谷氨酰胺主要从脑,心脏、肌肉等组织向肝,肾运氨(合成尿素等)。织向肝,肾运氨(合成尿素等)。Gln也可参与体内,嘌呤,嘧啶和非必也可参与体内,嘌呤,嘧啶和非必需需AA的合成。的合成。谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶第28页/共58页29四、高氨血症与氨中毒四、高氨血症与氨中毒 氨在体内以无毒的氨在体内以无毒的丙氨酸,谷氨酰胺丙氨酸,谷氨酰胺运输,在肝合成运输,在肝合成尿素尿素,在肾以,在肾以铵铵的形式的形式排出,使氨的代谢保持动态平衡,尿素
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