第七章氨基酸代謝(吉林)

1、第七章 氨基酸代謝蛋白質(zhì)的基本組成單位蛋白質(zhì)的基本組成單位氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝涉及：涉及：蛋白質(zhì)的分解代謝蛋白質(zhì)的分解代謝 及氨及氨 基酸合成代謝基酸合成代謝1 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用 一、蛋白質(zhì)的生理功能一、蛋白質(zhì)的生理功能 二、蛋白質(zhì)的需要量和營養(yǎng)價值二、蛋白質(zhì)的需要量和營養(yǎng)價值 （一）氮平衡（一）氮平衡（二）生理需要量（二）生理需要量 （三）營養(yǎng)價值（三）營養(yǎng)價值2 蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗 一、蛋白質(zhì)的消化（一、蛋白質(zhì)的消化（食物蛋白質(zhì)的分解食物蛋白質(zhì)的分解） 小腸小腸（主要）（主要）, ,胃胃酶催化酶催化 （一）（一）消化蛋白的酶及作用特點消化蛋白的酶及作用特點 1. 1. 蛋

2、白酶原及其激活蛋白酶原及其激活 2. 2. 蛋白酶的特異性蛋白酶的特異性 （二）消化過程（二）消化過程 二、氨基酸的吸收二、氨基酸的吸收（轉(zhuǎn)運氨基酸的載體蛋白）（轉(zhuǎn)運氨基酸的載體蛋白）（小腸粘膜細胞（小腸粘膜細胞，腎，肌，腎，?。┖哪艿闹鲃游者^程耗能的主動吸收過程（一）（一）氨基酸吸收載體氨基酸吸收載體（二）（二）-谷氨?；h(huán)對氨基酸的轉(zhuǎn)運作用谷氨?；h(huán)對氨基酸的轉(zhuǎn)運作用（三）小（三）小肽的吸收肽的吸收耗能主動吸收耗能主動吸收二（三）肽轉(zhuǎn)運體系二（三）肽轉(zhuǎn)運體系（小腸）（小腸）多（?。╇难芯慷啵ㄐ。╇难芯咳⒌鞍踪|(zhì)及其消化產(chǎn)物的腐敗作用三、蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物的腐敗作用 （食物蛋白質(zhì)的分解

3、食物蛋白質(zhì)的分解） (putrefaction) 食物中未被消化的蛋白質(zhì)及未被吸收的食物中未被消化的蛋白質(zhì)及未被吸收的蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物在腸道細菌的作用下，進蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物在腸道細菌的作用下，進行分解代謝的過程。行分解代謝的過程。產(chǎn)物：胺，氨，其他有害物產(chǎn)物：胺，氨，其他有害物（一）胺類的生成（一）胺類的生成 （二）氨的生成（二）氨的生成（三）其他有害物質(zhì)的生成（三）其他有害物質(zhì)的生成 食物中未被消化的蛋白質(zhì)及未被吸收的食物中未被消化的蛋白質(zhì)及未被吸收的蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物在腸道細菌的作用下，進蛋白質(zhì)消化產(chǎn)物在腸道細菌的作用下，進行分解代謝的過程。行分解代謝的過程。3 氨基酸的一般代謝一、一、體內(nèi)蛋白質(zhì)

4、的轉(zhuǎn)換更新體內(nèi)蛋白質(zhì)的轉(zhuǎn)換更新 t 1/2 （half-life）蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時間蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時間不同蛋白質(zhì)的不同蛋白質(zhì)的t1/2差異很大差異很大降解降解 合成合成1 % 2%結(jié)締組織結(jié)締組織 180180天天血漿血漿 1010天天肝中肝中 1- 81- 8天天調(diào)節(jié)酶調(diào)節(jié)酶 數(shù)秒數(shù)秒異常、短壽命蛋白異常、短壽命蛋白1. 溶酶體中溶酶體中(不依賴不依賴ATP)外源、膜、長壽命蛋白外源、膜、長壽命蛋白2. 胞液中，依賴胞液中，依賴ATP和泛素和泛素（組織蛋白質(zhì)的分解）（組織蛋白質(zhì)的分解）分布于體內(nèi)各處，參與代謝的所有游離分布于體內(nèi)各處，參與代謝的所有游離AA的總

5、稱的總稱 分布不均：肌分布不均：肌 50%， 肝肝 10%， 腎腎 4%， 血漿血漿 1%6%氨基酸代謝庫的氨基酸代謝庫的 三條來源三條來源 四條去路四條去路三、三、AA的脫氨基作用的脫氨基作用 （體內(nèi)氨基酸最重要的脫氨基方式體內(nèi)氨基酸最重要的脫氨基方式） 脫氨基脫氨基合成非必需合成非必需AA全過程可逆全過程可逆n 脫氨基作用脫氨基作用指氨基酸脫去指氨基酸脫去-氨基生成相應(yīng)氨基生成相應(yīng)-酮酸的過程。酮酸的過程。 兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下下-氨基生成氨基生成-酮酸的過程。酮酸的過程。( (三三) )嘌呤核苷酸循環(huán)嘌呤核苷酸循環(huán)( (一一) )轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)

6、氨基作用氨基作用 ( (二二) )L-谷氨酸氧化脫氨基作用谷氨酸氧化脫氨基作用三、三、-酮酸的代謝酮酸的代謝 1生成非必需生成非必需AA2. 轉(zhuǎn)變成糖和脂類轉(zhuǎn)變成糖和脂類3. 氧化供能氧化供能 TAC是糖、脂酸、氨基酸相互轉(zhuǎn)變的樞紐是糖、脂酸、氨基酸相互轉(zhuǎn)變的樞紐 生酮生酮AA Leu, Lys （亮，賴）（亮，賴）生糖兼生酮生糖兼生酮 Ile, Phe, Tyr, Thr, Trp ( (異亮，苯丙，異亮，苯丙， 酪，酪， 蘇，蘇， 色色 ) ) 生糖生糖 其余其余 琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸檸檬酸檸檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸

7、丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸絲氨酸絲氨酸蘇氨酸蘇氨酸色氨酸色氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸異亮氨酸異亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸絲氨酸絲氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 纈氨酸纈氨酸酮體酮體亮氨酸亮氨酸 賴氨酸賴氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺組氨酸組氨酸 纈氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系T A C4 氨的代謝 一、體內(nèi)氨的來源一、體

8、內(nèi)氨的來源(血氨正常值血氨正常值 65mol/L)NH3腎小管上皮細胞腎小管上皮細胞分泌分泌分解分解AA及胺類及胺類吸收吸收腸道腸道 AA (脫氨基脫氨基)胺胺 ( (氧化氧化) ) （Gln Glu + NH3）GlnE 腸內(nèi)腸內(nèi)AA腐敗脫氨腐敗脫氨尿素尿素水解水解尿素酶尿素酶氨氨（一）丙氨酸（一）丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖循環(huán) 二、氨的轉(zhuǎn)運二、氨的轉(zhuǎn)運 （二）（二）Gln的運氨作用的運氨作用 ATP NH3GlnADP+PiGln合成酶合成酶Glu腦，肌肉腦，肌肉肝，腎肝，腎NH3Gln酶酶H2O尿素尿素泌氨泌氨合成與分解由兩種不同的酶催化合成與分解由兩種不同的酶催化 生成生成Gln是神經(jīng)組

9、織解氨毒的重要方式是神經(jīng)組織解氨毒的重要方式 ； 也是氨的儲存和運輸方式。也是氨的儲存和運輸方式。n體內(nèi)氨的去路有：體內(nèi)氨的去路有： 在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路；在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路； 谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi 腎小管泌氨腎小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性條件下生成在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。隨尿排出。 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物；合成非必需氨基酸及其它含氮化合物； 合成谷氨酰胺。合成谷氨酰胺。肝肝三、尿素的生成三、尿素的生成 （線粒體（線粒體+ +胞液）胞液） 5 個別個別AA的代謝的代謝 一、一、

10、氨基酸氨基酸的脫羧基作用的脫羧基作用 二、一碳單位的代謝二、一碳單位的代謝三、含硫三、含硫氨基酸氨基酸的代謝的代謝四、芳香族四、芳香族氨基酸氨基酸的代謝的代謝五、支鏈氨基酸的代謝五、支鏈氨基酸的代謝 一、氨基酸的脫羧基作用產(chǎn)生特殊的一、氨基酸的脫羧基作用產(chǎn)生特殊的胺類化合物胺類化合物n脫羧基作用脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸脫羧酶氨基酸氨基酸胺類胺類RCH2NH2+ CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR生理功用（一）谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化生成（一）谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化生成-氨基氨基丁酸丁酸(-aminobutyric acid, GABA) GA

11、BA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中樞神經(jīng)有是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中樞神經(jīng)有抑制作用。抑制作用。 （用（用VitB6治療小兒驚厥）治療小兒驚厥）GABA COOH(CH2)2 CH2NH2 CO2L- L- 谷氨酸脫羧酶谷氨酸脫羧酶輔酶：輔酶： VitB6VitB6 COOH(CH2)2 CHNH2 COOHL-L-谷氨酸谷氨酸（二）組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶催化生成（二）組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶催化生成組胺組胺 (histamine) 組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。通透性，還可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。L-組氨酸組氨酸組胺

12、組胺組氨酸脫羧酶組氨酸脫羧酶CO2HN NCH2CHCOOHNH2HN NCH2CH2NH2（三）色氨酸經(jīng)（三）色氨酸經(jīng)5-羥色胺酸生成羥色胺酸生成5-羥色胺羥色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT) 5-HT在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì)起抑制作用；在在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì)起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。外周組織有收縮血管的作用。5-羥色氨酸羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶色氨酸羥化酶5-5-羥色氨酸脫羧酶羥色氨酸脫羧酶CO2色氨酸色氨酸CH2CHCOOH NH2CH2CHCOOH NH2HOCH2CH2NH2HO（四）某些氨基酸的脫羧基作用可產(chǎn)生多胺類（四）某些氨基酸的脫羧基作用可

13、產(chǎn)生多胺類(polyamines)物質(zhì)物質(zhì)鳥氨酸脫羧酶鳥氨酸脫羧酶 鳥氨酸鳥氨酸腐胺腐胺 S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 (SAM )脫羧基脫羧基SAM CO2SAM脫羧酶脫羧酶CO2精脒精脒 (spermidine)丙胺轉(zhuǎn)移酶丙胺轉(zhuǎn)移酶5-甲基甲基-硫硫-腺苷腺苷丙胺轉(zhuǎn)移酶丙胺轉(zhuǎn)移酶 精胺精胺 (spermine) 多胺是調(diào)節(jié)細胞生長的重要物質(zhì)多胺是調(diào)節(jié)細胞生長的重要物質(zhì)。二、某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生二、某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生一碳單位一碳單位n一碳單位的定義一碳單位的定義（一）四氫葉酸作為一碳單位的運載體參與（一）四氫葉酸作為一碳單位的運載體參與一碳單位代謝一碳單位代謝 某些氨基酸在分解

14、代謝過程中產(chǎn)生的某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個含有一個碳原子碳原子的基團，稱為的基團，稱為一碳單位一碳單位(one carbon unit)。 n一碳單位的種類一碳單位的種類甲基甲基 (methyl) -CH3甲烯基甲烯基 (methylene) -CH2-甲炔基甲炔基 (methenyl) -CH=甲?；柞；?(formyl) -CHO亞胺甲基亞胺甲基 (formimino) -CH=NHn四氫葉酸的結(jié)構(gòu)四氫葉酸的結(jié)構(gòu) FH4的生成（的生成（哺乳動物體內(nèi)）哺乳動物體內(nèi)）FFH2FH4FH2還原酶還原酶FH2還原酶還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+ FH4攜

15、帶一碳單位的形式攜帶一碳單位的形式 （一碳單位通常是結(jié)合在一碳單位通常是結(jié)合在FH4分子的分子的N5、N10位上位上）N5CH3FH4N5,N10CH2FH4N5,N10=CHFH4N10CHOFH4N5CH=NHFH4n一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色胺酸的分解代謝及色胺酸的分解代謝絲氨酸絲氨酸 N5, N10CH2FH4甘氨酸甘氨酸 N5, N10CH2FH4組氨酸組氨酸 N5CH=NHFH4色氨酸色氨酸 N10CHOFH4（二）由氨基酸產(chǎn)生的一碳單位可相互轉(zhuǎn)變（二）由氨基酸產(chǎn)生的一碳單位可相互轉(zhuǎn)變n一碳單位的互相轉(zhuǎn)變一碳單位的互相轉(zhuǎn)變N

16、10CHOFH4N5, N10=CHFH4N5, N10CH2FH4N5CH3FH4N5CH=NHFH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3（三）一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶（三）一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶的合成的合成 N10-CHO-FH4與與N5,N10=CH-FH4分別為嘌呤合分別為嘌呤合成提供成提供C2與與C8，N5,N10-CH2-FH4為胸腺嘧啶為胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。核苷酸合成提供甲基。藥物藥物：抑制菌體二氫葉酸合成酶抑制菌體二氫葉酸合成酶抑制哺乳類二氫葉酸還原酶抑制哺乳類二氫葉酸還原酶病理：病理： 影響細胞分裂，巨幼紅細胞性貧血影

17、響細胞分裂，巨幼紅細胞性貧血抗菌抗菌抗腫瘤抗腫瘤1. 聯(lián)系氨基酸與核酸代謝聯(lián)系氨基酸與核酸代謝2. 一碳單位代謝障礙一碳單位代謝障礙三、含硫氨基酸的代謝是相互聯(lián)系的三、含硫氨基酸的代謝是相互聯(lián)系的CH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOH胱氨酸胱氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸半胱氨酸半胱氨酸含硫氨基酸含硫氨基酸CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2SCH3CH2CHNH2COOHCH2（一）甲硫氨酸參與甲基轉(zhuǎn)移（一）甲硫氨酸參與甲基轉(zhuǎn)移1 1、甲硫氨酸轉(zhuǎn)甲基作用與甲硫氨酸循環(huán)有關(guān)、甲硫氨

18、酸轉(zhuǎn)甲基作用與甲硫氨酸循環(huán)有關(guān)腺苷轉(zhuǎn)移酶腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+Pi+甲硫氨酸甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)甲基轉(zhuǎn)移酶甲基轉(zhuǎn)移酶RHRCH3腺苷腺苷SAMS腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸nSAM為體內(nèi)甲基的直接供體為體內(nèi)甲基的直接供體n甲硫氨酸循環(huán)甲硫氨酸循環(huán)(methionine cycle)甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷同型腺苷同型 半胱氨酸半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4 轉(zhuǎn)甲基酶轉(zhuǎn)甲基酶(VitB12)H2O腺苷腺苷RHATPPPi+PiR-CH32 2、甲硫氨酸為肌酸合成提供甲基、甲硫

19、氨酸為肌酸合成提供甲基 肝是合成肌酸的主要器官。肝是合成肌酸的主要器官。 原料原料：肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，肌酸以甘氨酸為骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。提供甲基而合成。 存在存在：肌酸肌酸(creatine)和磷酸肌酸和磷酸肌酸(creatine phosphate)是能量儲存、利用的重要化合物。是能量儲存、利用的重要化合物。 肌酸在肌酸激酶的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒∷?。肌酸在肌酸激酶的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒∷帷?排泄排泄：肌酸和磷酸肌酸代謝的終產(chǎn)物為肌酸酐：肌酸和磷酸肌酸代謝的終產(chǎn)物為肌酸酐(creatinine)。H2O（二）半胱氨酸代謝可產(chǎn)生多種重要的生理（二）半

20、胱氨酸代謝可產(chǎn)生多種重要的生理活性物質(zhì)活性物質(zhì)1 1、半胱氨酸與胱氨酸可以互變、半胱氨酸與胱氨酸可以互變- -2H+ +2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS22 2、半胱氨酸可轉(zhuǎn)變成?；撬帷腚装彼峥赊D(zhuǎn)變成?；撬??；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分之一?；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分之一。3 3、半胱氨酸可生成活性硫酸根、半胱氨酸可生成活性硫酸根SO42-+ ATPAMP - SO3-(腺苷腺苷-5 -磷酸硫酸磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3 -磷酸腺苷磷酸腺苷-5 -磷酸硫酸，磷酸硫酸，PAPS）nPAPS為活性硫酸根，為活性硫酸根，是體內(nèi)

21、硫酸基的供體。是體內(nèi)硫酸基的供體。四、芳香族氨基酸代謝可產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)四、芳香族氨基酸代謝可產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸1、苯丙氨酸羥化生成酪氨酸、苯丙氨酸羥化生成酪氨酸 此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑。此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑。（一）苯丙氨酸和酪氨酸代謝有聯(lián)系又有區(qū)別（一）苯丙氨酸和酪氨酸代謝有聯(lián)系又有區(qū)別苯丙氨酸苯丙氨酸+ H2O苯丙氨酸羥化酶苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADPH+H+NADP+酪氨酸酪氨酸+ O2苯酮酸尿癥苯酮酸尿癥（PKU）n苯酮酸尿癥苯酮酸尿癥(phenyl keronuria,

22、PKU)體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，苯丙氨酸?jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，苯丙氨酸?jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并從尿中排出的一種遺傳代謝病。酸、苯乙酸等，并從尿中排出的一種遺傳代謝病。2 2、酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影泛秃谏鼗驈氐籽趸纸?、酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影泛秃谏鼗驈氐籽趸纸夂谏睾谏鼐酆暇酆蟦 黑色素黑色素(melanin) 的生成的生成酪氨酸酶缺乏：酪氨酸酶缺乏： 白化病白化病（albinism）n 兒茶酚胺兒茶酚胺(catecholamine) 的生成的生成S-腺苷同型半胱氨酸多巴胺：多巴胺：神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)帕金森?。ㄅ两鹕。≒arkinson disease）：）： 多巴胺生成減少多巴胺生成減少n酪氨酸的分解代謝酪氨酸的分解代謝 體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時