生物化學氨基酸代謝PPT課件

.,1,蛋白質(zhì)的消化與吸收,.,2,蛋白質(zhì),氨基酸,-酮酸,NH4+,CO2+H2O+ATP,葡萄糖（糖異生）,排泄,合成氨基酸核苷,蛋白質(zhì)代謝概況,.,3,分三步：1.脫氨作用（Deaminationofaminoacids）氧化脫氨基、轉(zhuǎn)氨基、聯(lián)合脫氨基2.氨的代謝氨在體內(nèi)的運輸尿素循環(huán)3.氨基酸碳架的代謝,9.2氨基酸的分解代謝,.,4,氨基酸的脫氨基作用-氧化脫氨基作用,氨基酸,亞氨基酸,H2O,-酮酸,L-氨基酸氧化酶,+NH4+,-OOC-(CH2)2CH-COO-NH3+,+NH4+,L-谷氨酸脫氫酶,L-谷氨酸,-酮戊二酸,H2O,-OOC-(CH2)2C-COO-O,NAD+/NADP+不需氧脫氫酶,三羧酸循環(huán),谷氨酰胺谷氨酸天冬酰胺天冬氨酸,酰胺酶,+NH4+,.,5,轉(zhuǎn)氨酶,NH3+R1CHCOO-,OR2CCOO-,NH3+R2CHCOO-,OR1CCOO-,+,+,氨基酸,氨基酸,-酮酸,-酮酸,-酮戊二酸,草酰乙酸,糖代謝產(chǎn)物氨基酸生物合成的重要途徑,轉(zhuǎn)氨酶（transaminase）輔酶是磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺,丙酮酸,氨基酸的脫氨基作用-轉(zhuǎn)氨基作用,.,6,谷丙轉(zhuǎn)氨酶,+,+,谷氨酸,丙氨酸,丙酮酸,-酮戊二酸,例1：谷氨酸丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶（glutamic-pyruvictransaminase）谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）-測定肝炎病的診斷指標之一。,例2：谷氨酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨酶（glutamic-oxaloacetictransaminase）谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）-測定心肌梗死診斷指標之一。,谷草轉(zhuǎn)氨酶,谷氨酸+草酰乙酸-酮戊二酸+天冬氨酸,氨基酸的脫氨基作用-轉(zhuǎn)氨基作用,.,7,氨基酸脫氨基的最佳方式-聯(lián)合脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基和氧化脫氨基聯(lián)合作用方式,過程可逆-氨基酸合成的重要途徑,谷氨酸,NADH+H+（脫氨過程）NADPH+H+（氨基化過程）,-酮酸,-酮戊二酸,-氨基酸,NAD+H+（脫氨過程的輔酶）NADP+H+（脫氨過程的輔酶）,NH3,H2O,谷氨酸脫氫酶,轉(zhuǎn)氨酶,氨基酸的脫氨基作用-聯(lián)合脫氨基作用,.,8,氨基酸的脫羧基作用,R-CH2-NH2+CO2,脫羧酶,氨基酸,胺-氧化分解排出體外,氨基酸脫羧的生理作用,.,9,排氨魚類和水生動物,排尿素人和哺乳動物,排尿酸鳥類和爬行類動物,Ammoniaistoxictoanimals,1%的氨就可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒,2.氨的代謝（Aminogroupnitrogen）,.,10,血液中1%的氨可引起腦功能受損,中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒,來源：氨基酸脫氨腎臟產(chǎn)生的氨胺的氧化,去路：合成尿素排出與谷氨酸合成谷氨酰胺合成非必需氨基酸及含氮物經(jīng)腎臟以銨鹽形式排出,血氨,2.氨的代謝,氨中毒（氨昏迷）肝功能下降尿素合成減少血氨增高治療：給谷氨酸排瀉氨,.,11,其他組織中氨基酸降解生成的氨肝臟中最終轉(zhuǎn)化為尿素,氨的轉(zhuǎn)運（NH4+的代謝）,氨轉(zhuǎn)運的兩種主要途徑：1.谷氨酰胺轉(zhuǎn)運途徑氨的載體：谷氨酰胺轉(zhuǎn)運方向：腦、肌肉組織肝2.葡萄糖丙氨酸循環(huán)途徑：氨的載體：丙氨酸轉(zhuǎn)運方向：肌肉組織肝,.,12,NH4+Glu+ATPGln+ADP+Pi+H+,Gln+H2OGlu+NH4+,谷氨酰胺合成酶,谷氨酰胺酶,組織細胞內(nèi)：,肝臟細胞內(nèi)：,Gln血液,氨的轉(zhuǎn)運-谷氨酰胺轉(zhuǎn)運途徑,.,13,Ala作為氨的載體,NH4+-酮戊二酸+NADPH+H+Glu+NADP+H2OGlu+丙酮酸-酮戊二酸+Ala,Ala+-酮戊二酸Glu+丙酮酸Glu-酮戊二酸+NH4+,谷氨酸脫氫酶,谷丙轉(zhuǎn)氨酶,丙谷轉(zhuǎn)氨酶,谷氨酸脫氫酶,肌肉細胞：,肝臟細胞內(nèi)：,Ala血液,氨的轉(zhuǎn)運-葡萄糖丙氨酸循環(huán)途徑,.,14,葡萄糖丙酮酸丙氨酸,葡萄糖丙酮酸丙氨酸,肌肉,肝臟,血液,血液,ATP,ATP,糖酵解,糖異生,意義：1、實現(xiàn)了氨的無毒轉(zhuǎn)運2、為肌肉活動提供能量,葡萄糖丙氨酸循環(huán)和Cori循環(huán)的主要區(qū)別是肌肉向肝臟轉(zhuǎn)運的三碳化合物不同（丙氨酸和乳酸）,氨的轉(zhuǎn)運-葡萄糖丙氨酸循環(huán)途徑,.,15,尿素的形成,在排尿動物體內(nèi)由氨合成尿素是在肝臟中通過一個循環(huán)機制完成的，這一個循環(huán)稱為尿素循環(huán)（Ureacycle）或稱鳥氨酸循環(huán)（Orinithinecycle）。,1932年HansKrebs發(fā)現(xiàn)尿素循環(huán)途徑,尿素循環(huán),線粒體基質(zhì),細胞質(zhì),NH4+HCO3,氨甲酰磷酸,精氨琥珀酸,延胡索酸,精氨酸,鳥氨酸,尿素,.,17,尿素循環(huán)（鳥氨酸循環(huán)）,細胞液,尿素循環(huán),三羧酸循環(huán),1,鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶,2,精氨琥珀酸合成酶,3,精氨琥珀酸裂解酶,4,精氨酸酶,0,消除氨的毒性，減少CO2溶于血液產(chǎn)生的酸性,.,18,尿素合成總結(jié),NH3HCO3-天冬氨酸3ATP,尿素+延胡索酸2ADP2PiAMPPPi,每形成一分子的尿素共消耗4個ATP生成氨甲酰磷酸時消耗2個ATP，合成精氨琥珀酸時消耗2個ATP。,反應(yīng)器官：肝臟（肝細胞的線粒體和胞漿）,CO22NH33個ATP的4個高能磷酸鍵,生理意義：是體內(nèi)氨的主要去路，解氨毒的重要途徑。,原料：合成1分子尿素需要,.,19,精氨琥珀酸,精氨酸,鳥氨酸,瓜氨酸,天冬氨酸,草酰乙酸,蘋果酸,延胡索酸,三羧酸循環(huán)和尿素循環(huán)之間的連接,Krebsbicycle,.,20,氨基酸碳骨架的代謝途徑,-酮戊二酸,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,乙酰CoA,三羧酸循環(huán),生糖氨基酸(非必需AA)生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸,.,21,氨基酸代謝、糖代謝、脂代謝關(guān)系,氨基酸,糖,脂肪酸,（奇數(shù)脂肪酸除外）,TCA循環(huán)是物質(zhì)代謝的總樞紐,.,22,氨基酸代謝缺陷癥,.,23,例1.苯丙酮尿癥（phenylketonuria,PKU）,苯丙氨酸代謝中缺乏：苯丙氨酸羥化酶（亦稱苯丙氨酸4-單加氧酶）,1934年由挪威Folling醫(yī)生首次報告。本癥是由于染色體基因突變，導(dǎo)致肝臟中苯丙氨酸羥化酶(PAH)缺陷，從而引起苯丙氨酸(PA)代謝障礙所致。因患兒尿液中排出大量苯丙酮酸等代謝產(chǎn)物而得名?；純褐饕憩F(xiàn)為智力障礙、毛發(fā)變黃、皮膚色白及四肢短小，同時身上有一種特殊的霉臭氣，尿有一種鼠臭味，有時有癲癇發(fā)作。1萬人中即可發(fā)現(xiàn)1人。,頭發(fā)黃、皮膚白并非是小洋人！,.,24,例2.尿黑酸癥（alkaptonuria）,酪氨酸代謝中缺乏：尿黑酸氧化酶病人尿中含有尿黑酸，在堿性條件下暴露于氧氣中即氧化并聚合成為類似黑色素的物質(zhì)而使尿顯黑。病人的結(jié)締組織有不正常的色素沉淀。導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎。ArchibaldGarrod在20世紀初發(fā)現(xiàn)這種特征是遺傳性的，是由單種酶的缺陷所引起的。Garrod是在一種遺傳特征與一種酶之間建立一種關(guān)聯(lián)的第一人，最終導(dǎo)致我們現(xiàn)在對基因和信息途徑了解道路上跨出的一大步。,.,25,氨基酸代謝缺陷癥,氨基酸代謝中缺乏某種酶，導(dǎo)致該酶的作用物在血中或尿中大量出現(xiàn)。代謝缺欠癥大部分發(fā)生在嬰兒時期。發(fā)病癥狀表現(xiàn)有智力遲鈍、發(fā)育不良、周期性嘔吐、沉睡、搐溺、共濟失調(diào)及昏迷等。常在幼年就導(dǎo)致死亡。已達30多種。,.,26,9.3氨基酸的生物合成,氨基酸合成的氮源來自：氨甲酰磷酸谷氨酸谷氨酰胺氮固定的2條途徑：生物固氮硝酸基還原,氨基酸合成的碳骨架來自中間代謝產(chǎn)物：氨基酸合成途徑有6條：谷氨酸族天冬氨酸族丙氨酸族絲氨酸族組氨酸族芳香族,氨基酸生物合成的6個途徑,葡萄糖,3-磷酸甘油酸,6-磷酸葡萄糖,磷酸烯醇式丙酮酸,丙酮酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,5-磷酸核糖,組氨酸,4-磷酸赤蘚糖,絲氨酸,甘氨酸半胱氨酸,丙氨酸纈氨酸亮氨酸,谷氨酰胺脯氨酸精氨酸,谷氨酸,天冬氨酸,色氨酸苯丙氨酸酪氨酸,天冬酰胺蛋氨酸蘇氨酸賴氨酸異亮氨酸,檸檬酸,芳香族氨基酸：只能在植物和微生物中合成,.,28,氨基酸代謝,.,29,牛吃的是草，擠出的是奶！,瘤胃,重瓣胃,腸,食道,蜂巢胃,皺胃,含有纖維素酶,.,30,牛吃的是草，擠出的是奶！,.,31,Metabolicnetworks,肝臟,細胞胞液,葡萄糖,糖原,丙酮酸,乳酸,葡萄糖,酮體,丙酮酸,脂肪酸,脂酰CoA,脂肪酸合成,轉(zhuǎn)氨基作用,肌肉,脫氨基作用,谷氨酸,氨基酸,碳骨架,氨,天冬氨酸,尿素,氨甲酰磷酸,尿素循環(huán),過量乙酰CoA,乙酰CoA,-氧化,檸檬酸循環(huán),草酰乙酸,檸檬酸,-酮戊二酸,線粒體,乙酰ACP,轉(zhuǎn)氨基作用,延胡索酸,.,32,說出下列氨基酸轉(zhuǎn)氨后形成的酮酸：Ala、Glu、Asp、Phe、Tyr、Leu,Ala：丙酮酸Glu：-酮戊二酸Asp：草酰乙酸Phe：苯丙酮酸Tyr：羥基苯丙酮酸Leu：-酮基異己酸,多數(shù)氨基酸合成是多步反應(yīng)產(chǎn)物，但20種氨基酸中有哪3種可以通過糖代謝中間產(chǎn)物簡單轉(zhuǎn)氨基合成？,習題,.,33,如食物中富含Ala，但缺乏Asp，能否看到缺乏Asp的癥狀？,正常人血液中含有所有用于合成蛋白質(zhì)的氨基酸，但不是等濃度的，其中Ala和Gln濃度其他氨基酸高很多，為什么？,不能，因Ala可轉(zhuǎn)氨基生成丙酮酸，丙酮酸羧化生成草酰乙酸，草酰乙酸轉(zhuǎn)氨基生成Asp。,體內(nèi)的N