《氨基酸代謝》ppt課件.ppt

1、氨 基 酸 代 謝Metabolism of Amino Acids,第 七 章,一、蛋白質(zhì)的生理功能,2.蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),第一節(jié) 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用,1. 維持細(xì)胞、組織的生長、更新和修補(bǔ),催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運(yùn)動(dòng)（肌肉）、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（載體）、凝血（凝血系統(tǒng)）等。,3. 氧化供能 人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供。,二、蛋白質(zhì)的需要量,氮的總平衡 攝入氮=排出氮 正常成人等 氮的正平衡 攝入氮排出氮 兒童、孕婦等 氮的負(fù)平衡 攝入氮排出氮 饑餓、消耗性疾病患者等,*氮平衡 攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系。,蛋白質(zhì)的生理需要量,成人每日最低分解20g蛋白質(zhì)

2、成人每日最低需要30-50g 蛋白質(zhì) 營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日最低 需要80g蛋白質(zhì),蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值,蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值 ：取決于蛋白質(zhì)所含必需氨基酸的種類、數(shù)量。 蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用 營養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，必需氨基酸可以互相補(bǔ)充，從而提高營養(yǎng)價(jià)值，稱為蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。,*必需氨基酸 ： 體內(nèi)需要但不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括8種：,非必需氨基酸 精氨酸、組氨酸，人體能合成，但量少，長期缺乏,導(dǎo)致負(fù)氮平衡。,甲色賴?yán)i異亮苯蘇 假設(shè)來寫一兩本書,甲硫氨酸（Met） 色氨酸（Trp） 賴氨酸（Lys） 纈氨酸（Val） 異亮氨酸（Ile） 亮氨酸（Leu） 苯丙氨酸（Phe） 蘇

3、氨酸（Thr,異甲 纈亮色苯蘇賴 一佳人攜兩三本書來,纈異亮苯蛋色蘇賴 借一兩本淡色書來,第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,一、 蛋白質(zhì)的消化,蛋白質(zhì)消化的生理意義,由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿樱?便于吸收。 消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應(yīng)。,消化過程,（一）胃中的消化作用,胃蛋白酶的最適pH為1.52.5，對(duì)蛋白質(zhì)肽鍵作用特異性差，產(chǎn)物主要為多肽及少量氨基酸。,（二）小腸中的消化 小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。,內(nèi)肽酶(endopeptidase) 水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵，如胰蛋白酶

4、、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。,外肽酶(exopeptidase) 自肽鏈的末段開始每次水解一個(gè)氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。,腸液中酶原的激活,可保護(hù)胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。 保證酶在其特定的部位和環(huán)境發(fā)揮催化作用。 酶原還可視為酶的貯存形式。,酶原激活的意義,氨基酸 +,蛋白水解酶作用示意圖,2. 小腸粘膜細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)的消化作用,主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。,（一）氨基酸吸收載體,載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯(lián)體，將氨基酸、Na+轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，Na+再由鈉泵排出細(xì)胞，并

5、水解ATP供能。,載體類型,中性氨基酸載體 堿性氨基酸載體 酸性氨基酸載體 亞氨基酸與甘氨酸載體,（二）-谷氨?；h(huán)對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)作用,-谷氨?；h(huán)(-glutamyl cycle)過程：,谷胱甘肽對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn) 谷胱甘肽的再生,半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly),細(xì)胞外,-谷 氨酰 基轉(zhuǎn) 移酶,細(xì)胞膜,谷胱甘肽 GSH,細(xì)胞內(nèi),-谷氨?；h(huán)過程,氨基酸,-谷氨酰 氨基酸,利用腸粘膜細(xì)胞上的二肽或三肽的轉(zhuǎn)運(yùn)體系 此種轉(zhuǎn)運(yùn)也是耗能的主動(dòng)吸收過程 吸收作用在小腸近端較強(qiáng),（三）肽的吸收,三、*蛋白質(zhì)的腐敗作用,定義：在消化過程中，有一小部分蛋白質(zhì)不被消化，也有一部分消化產(chǎn)物不被吸收。腸道細(xì)菌

6、對(duì)這部分蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的分解作用，稱為蛋白質(zhì)的腐敗作用。,產(chǎn)物：胺類、氨及其它有害物質(zhì)（如苯酚、吲哚、硫化氫等），也可產(chǎn)生少量的脂肪酸及維生素等可被機(jī)體利用的物質(zhì)。,胺類的生成,蛋白質(zhì) 腸道細(xì)菌水解 氨基酸 脫羧基 胺類,假神經(jīng)遞質(zhì),酪氨酸 酪胺 苯丙氨酸 苯乙胺 賴氨酸 尸胺,組氨酸 組胺,腸道中的氨主要有兩個(gè)來源：,未被吸收的氨基酸在腸菌作用下脫氨基而生成,血液中尿素滲入腸道，由腸菌尿素酶水解而生成氨,氨的吸收部位主要在結(jié)腸。氨的吸收與腸道pH有關(guān)。,NH3+H+ NH4+,pH6,pH6,這是酸性灌腸的依據(jù),第三節(jié)氨基酸的一般代謝,General Metabolism of Am

7、ino Acids,*氨基酸代謝庫(metabolic pool),食物蛋白經(jīng)消化吸收的氨基酸（外源 性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨 基酸（內(nèi)源性氨基酸）混在一起，分布于體內(nèi)各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。,氨基酸代謝庫,氨基酸代謝概況,二、*氨基酸的脫氨基作用,轉(zhuǎn)氨基作用 氧化脫氨基作用 聯(lián)合脫氨基作用 氨基酸氧化酶的作用,*轉(zhuǎn)氨酶與轉(zhuǎn)氨基作用,轉(zhuǎn)氨基作用：在轉(zhuǎn)氨酶的催化下， 某一 氨基酸的-氨基轉(zhuǎn)移到另一種-酮酸的酮基 上，生成相應(yīng)的氨基酸；原來的氨基酸則轉(zhuǎn)變成-酮酸。,（一）轉(zhuǎn)氨基作用,谷丙轉(zhuǎn)氨酶（glutamic pyruvic transaminase, ALT，又稱GPT)

8、谷草轉(zhuǎn)氨酶（glutamic oxaloacetic transminase, AST，又稱GOT ）,*轉(zhuǎn)氨基作用特點(diǎn),轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛 轉(zhuǎn)氨酶催化的反應(yīng)沒有游離氨的釋放 轉(zhuǎn)氨酶催化反應(yīng)是可逆反應(yīng) 合成非必需氨基酸 氨基的受體：丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸 脯氨酸、賴氨酸為例外,吡哆醛：R= -CHO 吡哆胺：R= -CH2NH2 吡哆醇：R= -CH2OH,磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺,生化作用： 轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，起遞氨基作用,391頁,5,5,VB,6,轉(zhuǎn)氨酶,正常人各組織GOT(AST) 及GPT(ALT) 活性 (單位/克濕組織),血清轉(zhuǎn)氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預(yù)后的指標(biāo)之一。

9、,（二）氧化脫氨基作用,L-谷氨酸脫氫酶：肝、腎、腦組織廣泛存在，是一種不需氧脫氫酶。,L-谷氨酸氧化脫氨基作用,亞谷氨酸,（三）聯(lián)合脫氨基作用,兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下-氨基生成-酮酸的過程。,2. 類型, 轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)氧化脫氨基作用,1. 定義, 轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán),*是體內(nèi)氨基酸脫氨基的主要方式。,*轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)谷氨酸氧化脫氨的途徑,主要在肝、腎等組織內(nèi)進(jìn)行。 聯(lián)合脫氨基作用的主要反應(yīng)途徑。 體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要途徑 。,嘌呤核苷酸循環(huán),主要在骨骼肌、心肌內(nèi)進(jìn)行。因?yàn)榧∪庵蠰-谷氨酸脫氫酶活性不高。,二、-酮酸代謝,三個(gè)方面的代謝途徑：,經(jīng)氨基化生成非必

10、需氨基酸 轉(zhuǎn)變成糖和脂類 氧化供能,第四節(jié) 氨的代謝,體內(nèi)氨的來源與去路 氨的轉(zhuǎn)運(yùn) 尿素的生成,一、*體內(nèi)氨的來源與去路,腎臟產(chǎn)氨：Gln Glu + NH3,氨的來源：,腸道吸收的氨 未被吸收的氨基酸在腸菌作用下脫氨基而生成。 血液中尿素滲入腸道，由腸菌尿素酶水解生成氨。,胺氧化酶,谷氨酰胺酶,2. 血氨的去路, 在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路, 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物, 合成谷氨酰胺, 腎小管泌氨,分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。,二、氨的轉(zhuǎn)運(yùn),丙氨酸-葡萄糖循環(huán) 谷氨酰胺的運(yùn)氨作用,氨在血液中主要以兩種形式運(yùn)輸：,丙 氨 酸,葡 萄 糖,肌肉 蛋白質(zhì),氨基酸,

11、NH3,谷氨酸,-酮戊 二酸,丙酮酸,糖酵解途徑,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH3,尿素,尿素循環(huán),糖異生,肝,丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucose cycle),葡萄糖,2. 谷氨酰胺的運(yùn)氨作用,反應(yīng)過程,在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運(yùn)輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進(jìn)行解毒。,三、尿素的生成,尿素合成的鳥氨酸循環(huán)學(xué)說 尿素合成的反應(yīng) 高血氨和氨中毒,主要器官：肝臟 反應(yīng)部位：肝細(xì)胞線粒體及胞液,2NH3 + CO2 H2N-C-NH2 + H2O,O,鳥氨酸循環(huán),（一）尿素合成的鳥氨酸循環(huán)學(xué)說,1932年Hanks Krebs及其同事提出

12、了鳥氨 酸循環(huán)學(xué)說,（二）尿素合成的反應(yīng),1. 氨基甲酰磷酸的合成 2. 瓜氨酸的合成 3. 精氨酸的合成 4. 精氨酸水解生成尿素,分為以下四步：,鳥氨酸循環(huán),線粒體,胞 液,精氨酸代琥珀酸合成酶 氨基甲酰磷酸合成酶,*要點(diǎn),部位： 肝細(xì)胞線粒體、胞液 原料：NH3 、 CO2、 ATP、 天冬氨酸 2個(gè)氮原子，1個(gè)來自氨，1個(gè)來自天冬氨酸 涉及的氨基酸及其衍生物： 6種 鳥氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、 精氨酸代琥珀酸、N-乙酰谷氨酸 限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶 耗能：4個(gè)ATP； 與三羧酸循環(huán)的聯(lián)系物質(zhì)：延胡索酸,*意義,解除氨毒以保持血氨的低濃度水平,（三）*高血氨與氨中毒,高血氨

13、癥：肝功能嚴(yán)重?fù)p傷，尿素合成障礙 肝昏迷： 降血氨的常用方法：給予谷氨酸、精氨酸；腸道抑菌藥；酸性鹽水灌腸；限制蛋白質(zhì)進(jìn)食量。,TAC ,腦供能不足,腦內(nèi) -酮戊二酸,氨中毒的可能機(jī)制,(腦),第五節(jié) 個(gè)別氨基酸的代謝,氨基酸的脫羧基作用 一碳單位的代謝 含硫氨基酸的代謝 芳香族氨基酸的代謝 支鏈氨基酸的代謝,一、氨基酸脫羧基作用,脫羧基作用(decarboxylation),（一） -氨基丁酸（ -aminobutyric acid, GABA）,功能：抑制性神經(jīng)遞質(zhì),VB6,（二）?；撬幔╰aurine） p201,功能：結(jié)合膽汁酸的組成成分,（三）組胺（histamine）,功能：平滑肌

14、收縮，毛細(xì)血管擴(kuò)張，與過敏反應(yīng)有關(guān)。還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,存在于肥大細(xì)胞,（四）五-羥色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）,功能：抑制性神經(jīng)遞質(zhì)；縮血管作用,（五） *多胺polyamines,腐胺、 精脒、精胺 功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞生長 的重要物質(zhì) 在生長旺盛的組織其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強(qiáng)。,二、*一碳單位的代謝,定義：某些氨基酸在分解代謝過程中可以產(chǎn)生含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，稱為一碳單位（one carbon unit） 體內(nèi)的一碳單位：甲基（CH3）、甲烯基（CH2）、甲炔基（CH=）、甲?；–HO）、亞胺甲基（CH=NH） CO2不是一碳單位 一碳單位不能游

15、離存在，常與四氫葉酸結(jié)合,葉酸,*四氫葉酸是一碳單位的載體 一碳單位通常結(jié)合在四氫葉酸分子的N5、N10上,（一）一碳單位與四氫葉酸,442頁,葉酸,生化作用： FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，起著傳遞“一碳”單位的作用,N5 CH =NH FH4,N5 ，N10 = CH FH4,N10 CHO FH4,一碳單位主要來源于氨基酸代謝,（三）一碳單位與氨基酸代謝,（四）一碳單位的互相轉(zhuǎn)變,N10CHOFH4,N5, N10=CHFH4,N5, N10CH2FH4,N5CH3FH4,N5CH=NHFH4,H+,H2O,NADPH+H+,NADP+,NADH+H+,NAD+,NH3,甲硫氨酸循環(huán),（

16、四）一碳單位的生理功能,合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的原料。 一碳單位代謝將氨基酸代謝與核苷酸代謝聯(lián)系起來 葉酸缺乏，產(chǎn)生巨幼紅細(xì)胞性貧血。,三、含硫氨基酸的代謝,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,（一）甲硫氨酸的代謝,1. 甲硫氨酸與轉(zhuǎn)甲基作用,腺苷轉(zhuǎn)移酶,PPi+Pi,+,甲硫氨酸,ATP,S腺苷甲硫氨酸(SAM),甲基轉(zhuǎn)移酶,RH,RHCH3,腺苷,SAM,S腺苷同型半胱氨酸,同型半胱氨酸,*SAM中的甲基是高度活化的，稱活性甲基，SAM稱為活性甲硫氨酸，為體內(nèi)甲基的直接供體，可參與體內(nèi)多種物質(zhì)合成；例如肌酸、腎上腺素、膽堿等。,2. 甲硫氨酸循環(huán)(methionine cycle),甲硫氨酸,

17、S-腺苷同型 半胱氨酸,S-腺苷甲硫氨酸,同型半胱氨酸,FH4,N5CH3FH4,N5CH3FH4 轉(zhuǎn)甲基酶,(VB12),H2O,腺苷,RH,ATP,PPi+Pi,（二）半胱氨酸與胱氨酸的代謝,1. 半胱氨酸與胱氨酸的互變,2,2.硫酸根的代謝,PAPS的性質(zhì)活潑，是體內(nèi)活性硫酸根的供體 類固醇激素的滅活，肝生物轉(zhuǎn)化，硫酸角質(zhì)素、硫酸軟骨素的合成,3-磷酸腺苷5-磷酸硫酸,四、芳香族氨基酸的代謝,苯丙氨酸（Phe） 酪氨酸（Tyr） 色氨酸（Trp）,（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝,1.苯丙氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑。,2. 兒茶酚胺與黑色素的合成,酪氨酸羥化酶,兒茶酚胺

18、的合成：,帕金森氏病(Parkinson disease)患者多巴胺生成減少,酪氨酸酶,黑色素的合成,酪氨酸酶,白化病患者黑色素細(xì)胞內(nèi)*酪氨酸酶缺陷時(shí)黑色素生成受阻。,白化病,3. 酪氨酸分解代謝,=,體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時(shí)， 尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥。,當(dāng)*苯丙氨酸羥化酶缺乏時(shí)，出現(xiàn)苯丙酮酸尿癥,苯丙酮酸尿癥(PKU),苯丙氨酸,苯丙氨酸羥化酶,酪氨酸,4. 代謝障礙,（二）色氨酸代謝,轉(zhuǎn)變產(chǎn)物,5-HT 褪黑激素 煙酸 一碳單位 丙酮酸+乙酰乙酰輔酶A,功 能,血管收縮、 神經(jīng)遞質(zhì) 松果體激素 合成NAD（P）+,五、支鏈氨基酸的代謝,亮氨酸（Leu） 異亮氨酸（Ile） 纈氨酸（