氨基酸代謝-(2)

1、n氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，所以氨基酸是組成蛋白質(zhì)的基本單位，所以氨基酸代謝氨基酸代謝是是蛋白質(zhì)代謝的中心內(nèi)容。蛋白質(zhì)代謝的中心內(nèi)容。n氨基酸的分解反應(yīng)主要是氨基酸的分解反應(yīng)主要是脫氨基脫氨基作用，脫氨基后生成作用，脫氨基后生成的酮酸進(jìn)一步氧化分解，轉(zhuǎn)變成糖或脂質(zhì)或其他的酮酸進(jìn)一步氧化分解，轉(zhuǎn)變成糖或脂質(zhì)或其他含氮含氮化合物化合物（如腎上腺素、肉堿、肌酸、谷胱甘肽等）。（如腎上腺素、肉堿、肌酸、谷胱甘肽等）。胞內(nèi)蛋白胞內(nèi)蛋白飲食中的蛋白飲食中的蛋白碳骨架碳骨架氨基酸，核苷，生物胺的生物合成氨基酸，核苷，生物胺的生物合成氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氮排泄產(chǎn)物氮排泄產(chǎn)物尿素循環(huán)尿素循環(huán)內(nèi)源蛋白質(zhì)更

2、新內(nèi)源蛋白質(zhì)更新外源蛋白質(zhì)外源蛋白質(zhì)分解供能分解供能合成其他合成其他含氮物質(zhì)含氮物質(zhì)糖異生糖異生天冬氨酸天冬氨酸 +瓜氨酸瓜氨酸生成精氨琥珀酸生成精氨琥珀酸可進(jìn)入尿素循環(huán)可進(jìn)入尿素循環(huán)草酰乙酸草酰乙酸+谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸的分解代謝的分解代謝 過量的氨基酸過量的氨基酸 分解代謝后形成分解代謝后形成酮酸，酮酸，是氨基酸分解代謝是氨基酸分解代謝的共同方式。的共同方式。 氨基酸可以通過各種形式進(jìn)行氨基酸可以通過各種形式進(jìn)行脫氨基脫氨基，包括，包括氧化脫氨氧化脫氨，非氧化脫氨，非氧化脫氨，轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨和和聯(lián)合脫氨聯(lián)合脫氨等。等。合成新的蛋白質(zhì)合成新的蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖和脂質(zhì)轉(zhuǎn)化為糖和脂質(zhì)分解代謝分解代謝一

3、一 氨基酸的脫氨基作用氨基酸的脫氨基作用 (重點(diǎn)重點(diǎn))1 氧化脫氨氧化脫氨2 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶3 聯(lián)合脫氨聯(lián)合脫氨4 非氧化脫氨非氧化脫氨（微生物中）（微生物中）氨基酸氨基酸氧化酶氧化酶氨基酸氨基酸脫氫酶脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶氨基酸脫氫酶，脫氨酶氨基酸脫氫酶，脫氨酶1 氧化脫氨氧化脫氨n氧化脫氨基：氧化脫氨基：氨基酸在酶的作用下伴有氧化的脫氨基酸在酶的作用下伴有氧化的脫氨基反應(yīng)，催化這個(gè)反應(yīng)的酶即氧化酶或脫氫酶。氨基反應(yīng)，催化這個(gè)反應(yīng)的酶即氧化酶或脫氫酶。nL-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性不高，對(duì)（活性不高，對(duì)Gly，羥基氨基酸、酸性，羥基氨基酸、酸性堿性氨基酸無作用）堿性氨基

4、酸無作用）nD-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（存在于脊椎動(dòng)物肝、腎中，對(duì)（存在于脊椎動(dòng)物肝、腎中，對(duì)D-Met，D-Ala有作用）有作用）nL-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶（分布廣泛，活性強(qiáng)。別構(gòu)酶，兩種輔酶：（分布廣泛，活性強(qiáng)。別構(gòu)酶，兩種輔酶：NAD/NADP）（1）氨基酸氧化酶）氨基酸氧化酶COOHCHNH2RFAD FADH2H2O2 O2COOHCORNH3+H2O氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶，以，以FMN或或FAD 為輔基。為輔基。（2）氨基酸脫氫酶）氨基酸脫氫酶n不需氧不需氧脫氫酶，以脫氫酶，以NAD+或或NADP+為輔酶為輔酶n最普遍存在的是最普遍存在的是L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶2 轉(zhuǎn)

5、氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用：氨基酸在轉(zhuǎn)氨酶的作用下，可將氨：氨基酸在轉(zhuǎn)氨酶的作用下，可將氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到酮酸，結(jié)果氨基酸轉(zhuǎn)變成酮酸，基酸的氨基轉(zhuǎn)移到酮酸，結(jié)果氨基酸轉(zhuǎn)變成酮酸，而酮酸轉(zhuǎn)變成氨基酸而酮酸轉(zhuǎn)變成氨基酸轉(zhuǎn)氨酶種類多，分布廣，多數(shù)以轉(zhuǎn)氨酶種類多，分布廣，多數(shù)以 酮戊二酸酮戊二酸作為氨基受體作為氨基受體3 聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用 轉(zhuǎn)氨基作用雖然普遍存在，但單靠轉(zhuǎn)氨基作用不能最終脫轉(zhuǎn)氨基作用雖然普遍存在，但單靠轉(zhuǎn)氨基作用不能最終脫去氨基，單靠氧化脫氨基作用也不能滿足機(jī)體脫氨基的需要。去氨基，單靠氧化脫氨基作用也不能滿足機(jī)體脫氨基的需要。 因?yàn)榇蠖鄶?shù)組織中因?yàn)榇蠖鄶?shù)組織中

6、L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶的活性很高，以及肌肉的活性很高，以及肌肉組織中含有活性較高的組織中含有活性較高的腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶，所以，機(jī)體借助，所以，機(jī)體借助聯(lián)合聯(lián)合脫氨基作用脫氨基作用可迅速使各種不同的氨基酸脫去氨基。可迅速使各種不同的氨基酸脫去氨基。1 轉(zhuǎn)氨酶和轉(zhuǎn)氨酶和L-谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用2 轉(zhuǎn)氨酶和腺苷酸脫氨酶的聯(lián)合脫氨基作用轉(zhuǎn)氨酶和腺苷酸脫氨酶的聯(lián)合脫氨基作用（1）轉(zhuǎn)氨酶和）轉(zhuǎn)氨酶和L-谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用 Amino acid -ketoglutarate NADH + NH4+ -keto acid

7、glutamate NAD+ + H2O Transaminase Glutamate Dehydrogenase轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶酮戊二酸酮戊二酸酮酸酮酸谷氨酸谷氨酸（2）轉(zhuǎn)氨酶和腺苷酸脫氨酶的聯(lián)合脫氨基作用）轉(zhuǎn)氨酶和腺苷酸脫氨酶的聯(lián)合脫氨基作用amino acidCOOH(CH2)2COCOOHCOOH(CH2)2COOH keto-glutarate-ketoacid-L-Glu trans-aminaseCHNH2CH2COOHCOCOOHoxaloacetateHNNNNOR-5-PNNNNR-5-PHOOCCH2CHCOOHNH2HOOCCH2CHCOOHNH

8、adenylosuccinateCH2COOHCHOHCOOHmalateCHCOOHCHCOOHfumarateNNNNNH2R-5-PH2ONH3AMPIMP AMP deaminaseASTAspadenylosuccinate synthetaseadenylo-succinase二、氨基酸的脫羧基作用二、氨基酸的脫羧基作用n在氨基酸脫羧酶的作用下脫去羧基生成伯胺和二氧化碳在氨基酸脫羧酶的作用下脫去羧基生成伯胺和二氧化碳n普遍存在動(dòng)植物和微生物體中，但不是主要途徑普遍存在動(dòng)植物和微生物體中，但不是主要途徑n氨基酸脫羧后產(chǎn)生的胺有一定的生理作用，在體內(nèi)積累過氨基酸脫羧后產(chǎn)生的胺有一定的生

9、理作用，在體內(nèi)積累過多會(huì)造成毒害多會(huì)造成毒害COOHCHNH2RCH2NH2R+ CO2氨基酸脫羧酶n氨對(duì)動(dòng)物具有毒性氨對(duì)動(dòng)物具有毒性n用于生物用于生物合成（常見于微生物）合成（常見于微生物）n無毒形式運(yùn)輸或排出體外無毒形式運(yùn)輸或排出體外n氨排泄的三種形式：氨排泄的三種形式：爬蟲類(陸地)1. 氨氨2. 尿素尿素3. 尿酸尿酸三、三、 NH3的代謝的代謝1 氨的排泄氨的排泄n（1）排氨動(dòng)物）排氨動(dòng)物-氨基酸脫下的氨以氨基酸脫下的氨以谷氨酰胺谷氨酰胺的形式運(yùn)輸?shù)降男问竭\(yùn)輸?shù)脚判共课唬?jīng)分解產(chǎn)生的游離的排泄部位，經(jīng)分解產(chǎn)生的游離的氨氨排出體外排出體外n（2）排尿酸動(dòng)物）排尿酸動(dòng)物-陸生爬蟲和鳥類，

10、以陸生爬蟲和鳥類，以尿酸尿酸做為氨基酸排做為氨基酸排泄主要方式。尿酸也是靈長(zhǎng)類等嘌呤代謝的產(chǎn)物泄主要方式。尿酸也是靈長(zhǎng)類等嘌呤代謝的產(chǎn)物n（3）高等動(dòng)物和人類，氨主要是以）高等動(dòng)物和人類，氨主要是以尿素尿素形式從腎中排出，形式從腎中排出，小部分以小部分以谷氨酰胺谷氨酰胺形式儲(chǔ)存。形式儲(chǔ)存。2 尿尿素循環(huán)鳥氨酸循環(huán)素循環(huán)鳥氨酸循環(huán)（重中之重）（重中之重）n鳥氨酸循鳥氨酸循環(huán)環(huán)：nHCO3+NH3+2ATP生成生成氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸；n鳥氨酸鳥氨酸與與氨氨及及CO2（即氨甲?；┙Y(jié)（即氨甲酰基）結(jié)合生成合生成瓜氨酸瓜氨酸；n瓜氨酸瓜氨酸接受接受1分子氨分子氨(Asp)而生成而生成精氨酸帶琥珀酸精

11、氨酸帶琥珀酸；n精氨酸帶琥珀酸精氨酸帶琥珀酸分解生成分解生成精氨酸精氨酸；n精氨酸酶作用下，精氨酸酶作用下，精氨酸精氨酸分解生成分解生成尿素尿素，并重新生成，并重新生成鳥氨酸鳥氨酸，鳥氨酸，鳥氨酸可參與第二輪循環(huán)?？蓞⑴c第二輪循環(huán)。n是發(fā)生在是發(fā)生在動(dòng)物肝臟動(dòng)物肝臟的一個(gè)代謝循環(huán)。尿素是無毒水溶性物質(zhì)，由血液的一個(gè)代謝循環(huán)。尿素是無毒水溶性物質(zhì)，由血液運(yùn)輸至腎，從尿中排出。運(yùn)輸至腎，從尿中排出。The Urea Cycle鳥氨酸作用：鳥氨酸作用：廢物運(yùn)載車廢物運(yùn)載車瓜氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸精氨酸精氨酸天冬氨酸天冬氨酸尿尿素素尿素循環(huán)尿素循環(huán)1

12、2a2b34氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸延胡索酸延胡索酸（1）氨甲酰磷酸合成酶）氨甲酰磷酸合成酶催化的反應(yīng)催化的反應(yīng)碳酸氫根碳酸氫根氨基甲酸氨基甲酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸（2）瓜氨酸瓜氨酸合成合成鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶鳥氨酸鳥氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸（3）精氨琥珀酸精氨琥珀酸合成合成精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸合成酶天冬氨酸天冬氨酸調(diào)控酶調(diào)控酶（4）Arg的合成的合成精氨琥珀酸酶精氨琥珀酸酶（5）Arg裂解生成裂解生成尿素尿素精氨酸酶精氨酸酶n生成生成1分子尿素消耗分子尿素消耗3分子分子ATP，（四個(gè)高，（四個(gè)高能磷酸鍵）。能磷酸鍵）。n尿素是蛋白代謝的最終產(chǎn)物，形成尿素是蛋白代謝的最終產(chǎn)物，形

13、成1分子尿分子尿素可清除素可清除2分子氨基氮分子氨基氮和和1分子分子CO2。n尿素氮占尿中排出總氮量的尿素氮占尿中排出總氮量的90。尿素循環(huán)與尿素循環(huán)與TCA的連接的連接延胡索酸延胡索酸天冬氨酸天冬氨酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸TCA循環(huán)循環(huán)谷氨酸谷氨酸酮戊二酸酮戊二酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸精氨酸精氨酸尿素尿素鳥氨酸鳥氨酸氨甲?；姿岚奔柞；姿酑ell溶質(zhì)溶質(zhì)尿素循環(huán)尿素循環(huán)3 氨氨的轉(zhuǎn)運(yùn)的轉(zhuǎn)運(yùn)（氨通過什么方式運(yùn)送到肝臟？）（氨通過什么方式運(yùn)送到肝臟？）n有毒的氨極少量以游離狀態(tài)存在，主要以有毒的氨極少量以游離狀態(tài)存在，主要以無毒的無毒的丙氨酸丙氨酸和和谷氨酰胺谷氨酰胺兩種形式在

14、血液兩種形式在血液中運(yùn)輸中運(yùn)輸n（1）丙氨酸葡萄糖循環(huán)）丙氨酸葡萄糖循環(huán)n（2）谷氨酰胺的合成與分解）谷氨酰胺的合成與分解A 丙氨酸葡萄糖循環(huán)丙氨酸葡萄糖循環(huán)糖酵解糖酵解酮戊二酸酮戊二酸糖原異生糖原異生葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸血糖血糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸尿素尿素谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸丙氨酸谷氨酸谷氨酸肌肉蛋白肌肉蛋白丙氨酸葡萄糖循環(huán)的意義丙氨酸葡萄糖循環(huán)的意義n1 使肌肉中的氨以無毒的使肌肉中的氨以無毒的丙氨酸丙氨酸做為載體做為載體運(yùn)輸?shù)礁芜\(yùn)輸?shù)礁蝞2 肝又為肌肉提供了生成丙酮酸的葡萄糖肝又為肌肉提供了生成丙酮酸的葡萄糖B 谷氨酰胺攜帶氨基進(jìn)入肝谷氨酰胺攜帶氨基進(jìn)入

15、肝臟臟谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸肝臟或腎肝臟或腎血液血液谷氨酰胺的作用谷氨酰胺的作用n1 生物體內(nèi)氨的運(yùn)輸形式生物體內(nèi)氨的運(yùn)輸形式n2 某些含氮化合物的合成原料某些含氮化合物的合成原料n3 在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰胺提供酰在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰胺提供酰胺基，轉(zhuǎn)移到天冬氨酸生成天冬酰胺等胺基，轉(zhuǎn)移到天冬氨酸生成天冬酰胺等n因此，因此，谷氨酰胺谷氨酰胺不僅是氨基酸的解毒產(chǎn)物及運(yùn)輸不僅是氨基酸的解毒產(chǎn)物及運(yùn)輸形式，也是形式，也是氨的儲(chǔ)存形式氨的儲(chǔ)存形式四四 -酮酸酮酸代謝代謝 人體人體10-15%的能量來自于氨基酸的氧的能量來自于氨基酸的氧化分解，

16、氨基酸的碳架以化分解，氨基酸的碳架以5種產(chǎn)物形式進(jìn)種產(chǎn)物形式進(jìn)入入TCA（分別為（分別為乙酰乙酰CoA、草酰乙酸、草酰乙酸、琥珀酰琥珀酰CoA，延胡索酸、，延胡索酸、 -酮戊二酸酮戊二酸）徹底氧化為徹底氧化為H2O和和CO2、還可以通過糖元、還可以通過糖元異生合成葡萄糖或生酮。異生合成葡萄糖或生酮。 氨基酸進(jìn)入氨基酸進(jìn)入TCA的進(jìn)入點(diǎn)的進(jìn)入點(diǎn)延胡索酸延胡索酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸生糖氨基酸與生酮氨基酸生糖氨基酸與生酮氨基酸生糖氨基酸：生糖氨基酸：分解產(chǎn)物為分解產(chǎn)物為糖代謝的中間物糖代謝的中間物。草。草酰乙酸、琥珀酰酰乙酸、琥珀

17、酰CoA、 酮戊二酸酮戊二酸生酮氨基酸生酮氨基酸：在分解過程中轉(zhuǎn)變成：在分解過程中轉(zhuǎn)變成乙酰乙酰乙酰乙酰CoA的氨基酸。如的氨基酸。如Phe、Tyr、Leu、Trp、Lys生糖生酮氨基酸生糖生酮氨基酸，既能生成酮體，也能生成糖，既能生成酮體，也能生成糖的氨基酸。如的氨基酸。如Phe、Tyr。 Ala、Ser、Cys等可通過乙酰等可通過乙酰CoA生成乙酰乙酸，生成乙酰乙酸，因此生酮氨基酸和生糖氨基酸因此生酮氨基酸和生糖氨基酸界限并不明顯界限并不明顯*氨基酸代謝遺傳性疾病氨基酸代謝遺傳性疾病-苯丙酮尿癥苯丙酮尿癥疾病的根源疾病的根源：缺乏苯丙氨酸羥化酶缺乏苯丙氨酸羥化酶的活性。苯的活性。苯丙氨酸羥化酶將必需氨基酸苯丙氨酸轉(zhuǎn)化成酪丙氨酸羥化酶將必需氨基酸苯丙氨酸轉(zhuǎn)化成酪氨酸。氨酸。酪氨酸是兒茶酚胺，黑色素和甲狀腺激素的前酪氨酸是兒茶酚胺，黑色素和甲狀腺激素的前體。由于此代謝通道的阻斷，苯丙氨酸經(jīng)由另體。由于此代謝通道的阻斷，苯丙氨酸經(jīng)由另一通道轉(zhuǎn)變成苯丙酮酸和乙