第11章氨基酸代謝

1、環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系第十章第十章 氨基酸代謝氨基酸代謝主要內(nèi)容主要內(nèi)容r蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的水解水解r氨基酸的氨基酸的代謝代謝氨基酸的分解氨基酸的分解氨基酸的合成氨基酸的合成環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系本章掌握的內(nèi)容本章掌握的內(nèi)容蛋白質(zhì)的酶促水解蛋白質(zhì)的酶促水解氨基酸的三種脫氨基方式，氨的代謝去路氨基酸的三種脫氨基方式，氨的代謝去路-酮酸的代謝去路酮酸的代謝去路環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系思思 考考 題題v為什么每天都要補(bǔ)充高蛋白的食物？為什么每天都要補(bǔ)充高蛋白的食物？v你是如何補(bǔ)充蛋白？你是如何補(bǔ)充蛋白？v體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝途徑？體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝途徑？v不同生物如何排氮？不同生

2、物如何排氮？環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促水解蛋白質(zhì)的酶促水解環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系1.1 蛋白質(zhì)的功能蛋白質(zhì)的功能是構(gòu)成組織細(xì)胞的重要成分；是構(gòu)成組織細(xì)胞的重要成分；參與組織細(xì)胞的更新和修補(bǔ)；參與組織細(xì)胞的更新和修補(bǔ)；參與物質(zhì)代謝及生理功能的調(diào)控；參與物質(zhì)代謝及生理功能的調(diào)控；氧化供能；氧化供能；其他功能：如轉(zhuǎn)運(yùn)、凝血、免疫、記憶、其他功能：如轉(zhuǎn)運(yùn)、凝血、免疫、記憶、識(shí)別等。識(shí)別等。 氮平衡氮平衡(nitrogen balance) 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系 人體每日須分解一定量的組織蛋白質(zhì)，并以含氮終產(chǎn)人體每日須

3、分解一定量的組織蛋白質(zhì)，并以含氮終產(chǎn)物的形式排出體外。同時(shí)，須從食物中攝取一定量的物的形式排出體外。同時(shí)，須從食物中攝取一定量的蛋白質(zhì)，以維持正常生理活動(dòng)之需。由于食物中的含蛋白質(zhì)，以維持正常生理活動(dòng)之需。由于食物中的含氮物主要是蛋白質(zhì)，故可用氮物主要是蛋白質(zhì)，故可用氮的攝入量來代表蛋白質(zhì)氮的攝入量來代表蛋白質(zhì)的攝入量。的攝入量。 體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解處于動(dòng)態(tài)平衡中，故每日氮體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成與分解處于動(dòng)態(tài)平衡中，故每日氮的攝入量與排出量也維持著動(dòng)態(tài)平衡，這種動(dòng)態(tài)平衡的攝入量與排出量也維持著動(dòng)態(tài)平衡，這種動(dòng)態(tài)平衡就稱為就稱為氮平衡氮平衡(nitrogen balance)。 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)

4、境科學(xué)與工程系氮平衡有以下幾種情況：氮平衡有以下幾種情況： 1氮總平衡：氮總平衡：每日攝入氮量與排出氮量大致相等，表示每日攝入氮量與排出氮量大致相等，表示體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量與分解量大致相等，稱為體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量與分解量大致相等，稱為氮總平衡氮總平衡。此種情況見于此種情況見于正常成人正常成人。 2氮正平衡：氮正平衡：每日攝入氮量大于排出氮量，表明體內(nèi)蛋每日攝入氮量大于排出氮量，表明體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量大于分解量，稱為白質(zhì)的合成量大于分解量，稱為氮正平衡氮正平衡。此種情況見。此種情況見于于兒童、孕婦、病后恢復(fù)期。兒童、孕婦、病后恢復(fù)期。 3氮負(fù)平衡：氮負(fù)平衡：每日攝入氮量小于排出氮量，表明體內(nèi)蛋每

5、日攝入氮量小于排出氮量，表明體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成量小于分解量，稱為白質(zhì)的合成量小于分解量，稱為氮負(fù)平衡氮負(fù)平衡。此種情況見。此種情況見于于消耗性疾病患者（結(jié)核、腫瘤），饑餓者。消耗性疾病患者（結(jié)核、腫瘤），饑餓者。 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系必需氨基酸必需氨基酸一共有八種：一共有八種：賴氨酸（賴氨酸（Lys）、色氨酸）、色氨酸（Trp）、苯丙氨酸（）、苯丙氨酸（Phe）、蛋氨酸（）、蛋氨酸（Met）、蘇氨）、蘇氨酸（酸（Thr）、亮氨酸（）、亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（）、異亮氨酸（Ile）、纈氨）、纈氨酸（酸（Val）。 Met Trp Lys V al I

6、 l e L e u P h e T h r “假假 設(shè)設(shè) 來來 借借 一一 兩兩 本本 書書”由于由于酪氨酸酪氨酸 （Tyr）在體內(nèi)需由苯丙氨酸為原料來合在體內(nèi)需由苯丙氨酸為原料來合成，成，半胱氨酸（半胱氨酸（Cys）必需以蛋氨酸為原料來合成，故必需以蛋氨酸為原料來合成，故這兩種氨基酸被稱為這兩種氨基酸被稱為半必需氨基酸。半必需氨基酸。 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值及互補(bǔ)作用蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值及互補(bǔ)作用 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系決定蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高低的因素有：決定蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值高低的因素有： 必需氨基酸的含量必需氨基酸的含量； 必需氨基酸的種類必需氨基酸的種類； 必需氨基酸的比例，必需氨基酸的比例

7、，即具有與人體需求相符的氨基酸組成。即具有與人體需求相符的氨基酸組成。 將幾種營養(yǎng)價(jià)值較低的食物蛋白質(zhì)混合后食用，以提高其營將幾種營養(yǎng)價(jià)值較低的食物蛋白質(zhì)混合后食用，以提高其營養(yǎng)價(jià)值的作用稱為養(yǎng)價(jià)值的作用稱為食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。 蛋白質(zhì)互補(bǔ)三原則：蛋白質(zhì)互補(bǔ)三原則：1 食物生物學(xué)種屬愈遠(yuǎn)愈好食物生物學(xué)種屬愈遠(yuǎn)愈好2 搭配種類愈多愈好搭配種類愈多愈好3 食用時(shí)間愈近愈好，最好同時(shí)食用食用時(shí)間愈近愈好，最好同時(shí)食用 1.2 蛋白質(zhì)的消化蛋白質(zhì)的消化（一）胃中的消化：（一）胃中的消化： 胃蛋白酶胃蛋白酶水解食物蛋白質(zhì)為多肽、寡肽及少量氨基酸。水解食物蛋白質(zhì)為多肽、寡肽及少量氨

8、基酸。（二）腸中的消化：（二）腸中的消化：有兩種類型的酶：有兩種類型的酶： 肽鏈外切酶：如羧肽酶肽鏈外切酶：如羧肽酶A、羧肽酶、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽酶、氨基肽酶、二肽酶等；等； 肽鏈內(nèi)切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶等。肽鏈內(nèi)切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶等。 蛋白質(zhì)在腸中完全水解為氨基酸，由腸粘膜上皮細(xì)胞吸收蛋白質(zhì)在腸中完全水解為氨基酸，由腸粘膜上皮細(xì)胞吸收進(jìn)入機(jī)體，游離氨基酸進(jìn)入血液循環(huán)輸送到肝臟。進(jìn)入機(jī)體，游離氨基酸進(jìn)入血液循環(huán)輸送到肝臟。環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系（Phe.Tyr

9、.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）（脂肪族）胰凝乳胰凝乳蛋白酶蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶羧肽酶胰蛋白酶胰蛋白酶氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶（Phe. Trp）：水解：水解芳香族氨基酸芳香族氨基酸的的NH2形成的肽鍵。形成的肽鍵。胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶：水解：水解堿性氨基酸堿性氨基酸的的COOH形成的肽鍵。形成的肽鍵。胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶 ：水解：水解芳香族氨基酸芳香族氨基酸的的COOH形成的肽鍵。形成的肽鍵。胰蛋白酶原胰蛋白酶原腸激酶腸激酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原糜蛋白酶糜蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶原彈性蛋白酶彈性蛋白酶羧基肽酶原羧基肽酶原A及

10、及B羧基肽酶羧基肽酶A及及BH2NCHR1CONHCHR2NHCHR3CONHCHR4CONHCHR5CONHCHR6COOH氨氨基基肽肽酶酶內(nèi)內(nèi)肽肽酶酶羧羧基基肽肽酶酶提問提問：不同蛋白酶之間功能上區(qū)別可能有什么？：不同蛋白酶之間功能上區(qū)別可能有什么？NH3+ NH3+ COO- COO-外切外切酶酶氨肽酶氨肽酶隨機(jī)內(nèi)切內(nèi)切酶酶特定氨基酸間限制性內(nèi)切限制性內(nèi)切酶酶外切外切酶酶羧肽酶羧肽酶最終產(chǎn)物最終產(chǎn)物氨基酸氨基酸氨基酸的吸收氨基酸的吸收 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系主要在主要在小腸小腸進(jìn)行，是一種進(jìn)行，是一種主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過過程，需由特殊載體攜帶。轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸程，需由特殊載體攜帶。轉(zhuǎn)運(yùn)

11、氨基酸進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)入進(jìn)入細(xì)胞時(shí)，同時(shí)轉(zhuǎn)運(yùn)入Na+。除此之外，也可經(jīng)除此之外，也可經(jīng)-谷氨酰循環(huán)系統(tǒng)谷氨酰循環(huán)系統(tǒng)進(jìn)行。需由進(jìn)行。需由-谷氨?；D(zhuǎn)移酶催化，谷氨?；D(zhuǎn)移酶催化，利用利用GSH，合成，合成-谷氨酰氨基酸進(jìn)行谷氨酰氨基酸進(jìn)行轉(zhuǎn)運(yùn)。消耗的轉(zhuǎn)運(yùn)。消耗的GSH可重新再合成。可重新再合成。 蛋白質(zhì)在腸中的腐敗蛋白質(zhì)在腸中的腐敗 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系 主要在主要在大腸大腸中進(jìn)行，是中進(jìn)行，是細(xì)菌細(xì)菌對(duì)蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的對(duì)蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的分解作用。分解作用。 腐敗分解作用包括水解、氧化、還原、脫羧、脫氨、腐敗分解作用包括水解、氧化、還原、脫羧、脫氨、脫巰基等反應(yīng)?？僧a(chǎn)生

12、有毒物質(zhì)，如胺類（腐胺、尸脫巰基等反應(yīng)?？僧a(chǎn)生有毒物質(zhì)，如胺類（腐胺、尸胺），酚類，吲哚類，氨及硫化氫等。胺），酚類，吲哚類，氨及硫化氫等。 這些有毒物質(zhì)被吸收后，由肝臟進(jìn)行解毒。這些有毒物質(zhì)被吸收后，由肝臟進(jìn)行解毒。 氨基酸代謝庫氨基酸代謝庫環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系 食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸收產(chǎn)生的氨基酸食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸收產(chǎn)生的氨基酸（外源性氨基酸外源性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白質(zhì)降解）與體內(nèi)組織蛋白質(zhì)降解生成的氨基酸以及其它物質(zhì)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)變而生成的氨基酸以及其它物質(zhì)經(jīng)代謝轉(zhuǎn)變而來的氨基酸（來的氨基酸（內(nèi)源性氨基酸內(nèi)源性氨基酸）混在一起，）混在一起，分布于體內(nèi)各處，參與代謝，稱為分布于體內(nèi)各處

13、，參與代謝，稱為氨基酸氨基酸代謝庫代謝庫（metabolic pool）。）。 氨基酸的來源和去路氨基酸的來源和去路 環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系氨基酸代謝庫脫氨基作用脫羧基作用NH3 -酮酸酮體氧化供能糖尿素肝胺類CO2轉(zhuǎn)變其他含氮化合物消化吸收分解合成食物蛋白質(zhì)組織蛋白質(zhì) 體內(nèi)合成的非必需氨基酸第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的代謝氨基酸的代謝2.1 氨基酸的分解氨基酸的分解只介紹最普遍的脫氨基作用只介紹最普遍的脫氨基作用氧化脫氨、轉(zhuǎn)氨基、聯(lián)合脫氨氧化脫氨、轉(zhuǎn)氨基、聯(lián)合脫氨。氨基酸氨基酸RCHNH2COOH？NH3、尿素、尿酸、尿素、尿酸 CO2、H2O、ATP分解分解合成其他合成其他合成合成？四

14、大物質(zhì)、激素等四大物質(zhì)、激素等L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶（專一催化谷氨酸脫氫分解過程）（專一催化谷氨酸脫氫分解過程）1.氧化脫氨氧化脫氨-AA在酶的催化下氧化在酶的催化下氧化生成生成-酮酸，消耗氧并產(chǎn)生氨的過程。酮酸，消耗氧并產(chǎn)生氨的過程。脫氨酶脫氨酶脫氫氧化酶脫氫氧化酶酶酶L-氨基酸氧化酶、氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亞氨基酸亞氨基酸不穩(wěn)定不穩(wěn)定H2O+H+水解加氧水解加氧脫氫脫氫NH4+-CORCOO -酮酸酮酸本應(yīng)是L-氧化酶（大多數(shù)氨基酸都是L型），但該酶分布不普遍，最適pH=10，活力低（pH=7)，作用小。?。刻釂枺?/p>

15、提問：那種酶作用最重要？那種酶作用最重要？2NH4 +過多有毒！過多有毒！L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶COO(CH2)2OCCOONAD+H2ONADH+H+NH4+ - -谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+谷氨酸谷氨酸氧化脫氨氧化脫氨若外環(huán)境若外環(huán)境NH3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)NH3大量積累大量積累三羧酸循三羧酸循環(huán)環(huán)丙酮酸丙酮酸酮戊二酸氨中毒原理氨中毒原理L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ -谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+若外環(huán)

16、境若外環(huán)境NH3大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)大量進(jìn)入細(xì)胞，或細(xì)胞內(nèi)NH3大量積累大量積累 酮戊二酸大量轉(zhuǎn)化酮戊二酸大量轉(zhuǎn)化 NADPH大量消耗大量消耗 三羧酸循環(huán)中斷，能量供三羧酸循環(huán)中斷，能量供應(yīng)受阻，某些敏感器官應(yīng)受阻，某些敏感器官（如神經(jīng)、大腦）功能障（如神經(jīng)、大腦）功能障礙。礙。 表現(xiàn)：表現(xiàn)：語言障礙、視力模語言障礙、視力模糊、昏迷、死亡。糊、昏迷、死亡。三羧酸循三羧酸循環(huán)環(huán)丙酮酸丙酮酸酮戊二酸氨中毒原理氨中毒原理2.轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨氨基基作作用用特點(diǎn)：特點(diǎn)：a. 可逆，受平衡影響可逆，受平衡影響 b. 氨基大多轉(zhuǎn)給了氨基大多轉(zhuǎn)給了-酮戊二酸酮戊二酸（產(chǎn)物（產(chǎn)物谷氨酸谷氨酸）轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶CHR1NH3

17、COO+- -氨基酸氨基酸CHR2OCOO- -酮酸酮酸CHR2NH3COO+-CHR1OCOO- -氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸逆過程逆過程交換交換三羧酸循三羧酸循環(huán)環(huán)丙酮酸丙酮酸酮戊二酸提問：提問：為什么多轉(zhuǎn)給為什么多轉(zhuǎn)給-酮戊二酸酮戊二酸？答案：答案：來源有保證，來源有保證，谷氨酸可由氧化脫氨迅速降解產(chǎn)生谷氨酸可由氧化脫氨迅速降解產(chǎn)生-酮戊二酸酮戊二酸。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶：磷酸吡哆醛轉(zhuǎn)氨酶的輔酶：磷酸吡哆醛/ /胺胺谷氨酸谷氨酸氧化脫氨氧化脫氨L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+L-L-谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)

18、2CHNH3COO+氧化脫氨氧化脫氨 O（酮酸酮酸） NH4+(A)轉(zhuǎn)氨酶制轉(zhuǎn)氨酶制谷氨酸谷氨酸 Ala-酮戊二酸-酮戊二酸丙酮酸GluALT草酰乙酸AspGluAST谷丙轉(zhuǎn)氨酶，肝臟中活性高谷草轉(zhuǎn)氨酶，心肌中活性高 提示：肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)氨酶活力比其他組織高出許多，是提示：肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)氨酶活力比其他組織高出許多，是血液的血液的100倍倍 抽血化驗(yàn)若轉(zhuǎn)氨酶比正常水平偏高則有可能抽血化驗(yàn)若轉(zhuǎn)氨酶比正常水平偏高則有可能肝組織受肝組織受損破裂損破裂，肝細(xì)胞的轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液，肝細(xì)胞的轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液。查肝功為什么要抽血化驗(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)呢？查肝功為什么要抽血化驗(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)呢？轉(zhuǎn)氨基轉(zhuǎn)氨基本質(zhì)上本質(zhì)上沒有真正脫氨。沒

19、有真正脫氨。產(chǎn)物反應(yīng)物3. 聯(lián)合脫氨聯(lián)合脫氨轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨與與氧化脫氨氧化脫氨的聯(lián)合的聯(lián)合谷氨酸谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶 -酮戊二酸酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶NH4+ -氨基酸氨基酸NAD+H2O -酮酸酮酸NH32H由于兩種酶活性強(qiáng)，分布廣，動(dòng)物體內(nèi)大部分氨基酸由于兩種酶活性強(qiáng)，分布廣，動(dòng)物體內(nèi)大部分氨基酸聯(lián)合脫氨。骨骼肌、心肌、肝臟和腦組織主要以骨骼肌、心肌、肝臟和腦組織主要以嘌呤核苷酸脫氨基為主。為主。NADH+H+產(chǎn)物-NNNNRNHCHCH2COOCOO5P-腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸COOCOCH2COO-草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶-氨基氨基酸酸 -

20、酮酸酮酸NH3NH3COCOOHCHNH3CH2COO-+天冬氨酸天冬氨酸NNNNRNH25P腺苷酸腺苷酸COOCHCHCOO延胡索酸延胡索酸谷谷-草草轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨酶氨酶反應(yīng)物NNNNROH5P次黃苷酸次黃苷酸NAD+NADH+H+COOCHOHCOOCH2蘋果酸蘋果酸HH三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)4.谷氨酰胺和天冬酰胺的脫氨谷氨酰胺和天冬酰胺的脫氨？脫氨脫氨H2O(CH2)2CHNH3COOCONH2+谷氨酰胺谷氨酰胺COO(CH2)2CHNH3COO+谷氨酸谷氨酸水解酶水解酶(主要是肌肉)2.2 NH3的轉(zhuǎn)運(yùn)與排泄的轉(zhuǎn)運(yùn)與排泄各組織細(xì)各組織細(xì)胞胞脫氨脫氨 -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷谷氨氨酸酸肝臟

21、肝臟肌肉為什么以肌肉為什么以丙氨酸丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)氨轉(zhuǎn)運(yùn)氨呢？呢？一舉兩得一舉兩得。肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)糖異生糖異生脫氨脫氨丙酮酸丙酮酸酵解酵解NH3蛋白質(zhì)分蛋白質(zhì)分解產(chǎn)能解產(chǎn)能無毒無毒水生生物直接擴(kuò)散脫氨水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨。各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨。直接排氨，不消耗能量但毒性大；轉(zhuǎn)化為排氨形式越復(fù)雜，越安全，但越耗能。？體內(nèi)水循環(huán)迅速，體內(nèi)水循環(huán)迅速，NHNH3 3濃度低，擴(kuò)散流失快，濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性小。毒性小。CONH2NH2？體內(nèi)水循環(huán)較慢，體內(nèi)水循環(huán)較慢，NHNH3 3濃度較高，需要消耗濃

22、度較高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)能量使其轉(zhuǎn)化為較簡(jiǎn)單，單，低毒低毒的尿素形式。的尿素形式。尿素的形成尿素的形成尿素循環(huán)尿素循環(huán)部位肝臟細(xì)胞氨基酸氨基酸（外來的或自身的）（外來的或自身的） -酮戊二酸酮戊二酸（轉(zhuǎn)氨作用）（轉(zhuǎn)氨作用）谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸酮戊二酸酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鳥氨酸鳥氨酸瓜瓜氨氨酸酸氨氨甲甲酰酰磷磷酸酸Pi瓜氨酸瓜氨酸轉(zhuǎn)氨基轉(zhuǎn)氨基氨氨精氨琥珀酸精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延延胡胡索索酸酸鳥氨酸鳥氨酸精氨酸精氨酸H2OCONH2NH2尿素循環(huán)尿素循環(huán)氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜

23、氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸鳥氨酸鳥氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊酮戊二酸二酸天冬氨酸天冬氨酸2ADP+Pi2ATP+CO2+NH3+H2O1細(xì)胞溶液細(xì)胞溶液線粒體線粒體尿素尿素 -酮戊酮戊二酸二酸 -酮戊酮戊二酸二酸H2N-C-O2345尿素循環(huán)的過程尿素循環(huán)的過程環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系1）鳥氨酸與二氧化碳和氨作用，合成瓜氨酸。）鳥氨酸與二氧化碳和氨作用，合成瓜氨酸。2）瓜氨酸與氨作用合成精氨酸；）瓜氨酸與氨作用合成精氨酸；3）精氨酸被肝臟中的精氨酸酶水解產(chǎn)生尿素和）精氨酸被肝臟中的精氨酸酶水解產(chǎn)生尿素和重新放出鳥氨酸。重新放出鳥氨酸。

24、 反應(yīng)從鳥氨酸開始，結(jié)果又重新產(chǎn)生鳥氨酸，反應(yīng)從鳥氨酸開始，結(jié)果又重新產(chǎn)生鳥氨酸，形成了一個(gè)閉路循環(huán)，稱為鳥氨酸循環(huán)（又形成了一個(gè)閉路循環(huán)，稱為鳥氨酸循環(huán)（又稱尿素循環(huán)）稱尿素循環(huán)）環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系尿素合成的特點(diǎn)尿素合成的特點(diǎn)環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系合成主要在合成主要在肝臟的線粒體和胞肝臟的線粒體和胞液液中進(jìn)行；中進(jìn)行；合成一分子尿素需消耗合成一分子尿素需消耗四分子四分子ATP；精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸合成酶是尿素合成的關(guān)鍵酶；是尿素合成的關(guān)鍵酶；尿素分子中的兩個(gè)氮原子，一個(gè)來源于尿素分子中的兩個(gè)氮原子，一個(gè)來源于NH3，一個(gè)來源于，一個(gè)來源于天冬氨酸天冬氨酸。尿素中

25、的尿素中的碳原子碳原子來自于來自于碳酸氫鹽碳酸氫鹽COOCHH3NCH2CH2CH2NHCNH2NH2+-+OHH精氨酸精氨酸CONH2NH2COOCHH3NHNCH2CH2CH2-+H2鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素仍需要較多數(shù)量的飲水來加速血液中的尿素釋放仍需要較多數(shù)量的飲水來加速血液中的尿素釋放。NNNNOOO-鳥類、爬蟲排尿酸鳥類、爬蟲排尿酸均來自轉(zhuǎn)均來自轉(zhuǎn)氨氨不溶于水，毒不溶于水，毒性很小，合成性很小，合成需要更多的能需要更多的能量。量。提問提問：為什么這類生物如此排氨？：為什么這類生物如此排氨？水循環(huán)太慢，水循環(huán)太慢，保留水分同時(shí)不中毒保留水分同時(shí)不中毒得付出高能量代價(jià)得付出高能量代價(jià)。生酮

26、氨基酸生酮氨基酸2.3 -酮酸的轉(zhuǎn)化酮酸的轉(zhuǎn)化（1）合成氨基酸）合成氨基酸（合成代謝占優(yōu)勢(shì)時(shí)）（合成代謝占優(yōu)勢(shì)時(shí)）（2）進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解）進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解!（3）轉(zhuǎn)化為糖及脂肪）轉(zhuǎn)化為糖及脂肪異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸

27、脯氨酸谷氨酸谷氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺除亮氨酸、賴氨酸外除亮氨酸、賴氨酸外的氨基酸可由的氨基酸可由？轉(zhuǎn)化為糖。轉(zhuǎn)化為糖。碳骨架的氧化（肝臟中）碳骨架的氧化（肝臟中）異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨

28、酸谷氨酸谷氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺三羧酸三羧酸循環(huán)循環(huán)焚燒爐焚燒爐轉(zhuǎn)變成糖及脂肪轉(zhuǎn)變成糖及脂肪環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系生糖氨基酸：生糖氨基酸：在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑陌被幔凑仗谴x途在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑陌被?，按照糖代謝途徑進(jìn)行代謝。生糖氨基酸分解的中間產(chǎn)物大都是糖代謝過程徑進(jìn)行代謝。生糖氨基酸分解的中間產(chǎn)物大都是糖代謝過程中的丙酮酸、草酰乙酸、中的丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸、琥珀酰酮戊二酸、琥珀酰CoA等。如等。如Ser、Thr、Asn等。等。生酮氨基酸：生酮氨基酸：能轉(zhuǎn)變成酮體的氨基酸，按脂肪酸的

29、代謝途徑能轉(zhuǎn)變成酮體的氨基酸，按脂肪酸的代謝途徑進(jìn)行代謝。生酮氨基酸的代謝產(chǎn)物為乙酰進(jìn)行代謝。生酮氨基酸的代謝產(chǎn)物為乙酰CoA或乙酰乙酸?；蛞阴Ｒ宜?。如如Leu、 Lys、 Phe、Tyr、Trp 。生糖生酮氨基酸：生糖生酮氨基酸：既能轉(zhuǎn)變?yōu)橥w也能兼生糖的氨基酸。如既能轉(zhuǎn)變?yōu)橥w也能兼生糖的氨基酸。如Ile、Tyr、Phe、Trp。氨基酸與糖和脂肪的共同中間代謝產(chǎn)物氨基酸與糖和脂肪的共同中間代謝產(chǎn)物環(huán)境科學(xué)與工程系環(huán)境科學(xué)與工程系氨基酸共同中間代謝產(chǎn)物生糖或生酮AAAsp草酰乙酸草酰乙酸生糖生糖Asn草酰乙酸草酰乙酸生糖生糖Ser丙酮酸丙酮酸生糖生糖Gly丙酮酸丙酮酸生糖生糖Thr丙酮酸、琥珀酰丙酮酸、琥珀酰CoA生糖生糖Ala