生化課件 氨基酸代謝

1、山西醫(yī)科大學(xué)教 案單位：基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院教研室：生物化學(xué)任課教師姓名：程牛亮課程名稱：生物化學(xué)授課時(shí)間：2004-2005學(xué)年第一學(xué)期授課章節(jié)第七章 氨基酸代謝授課對(duì)象醫(yī)學(xué)本科授課時(shí)數(shù)8學(xué)時(shí)授課時(shí)間第二學(xué)年上學(xué)期授課地點(diǎn)樓多媒體教室教學(xué)目的與要求掌握蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值及需要量，氮平衡的概念和類型。必需氨基酸的種類，氨基酸的脫氨基方式；轉(zhuǎn)氨基作用的概念、轉(zhuǎn)氨基作用的機(jī)制。氨的來(lái)源與去路。氨的轉(zhuǎn)運(yùn)形式：谷氨酰胺和丙氨酸。尿素合成的部位、鳥(niǎo)氨酸循環(huán)的主要途徑和生理意義。一碳單位的概念、來(lái)源、載體、種類和生理意義。甲基的直接供體（SAM）、甲硫氨酸循環(huán)、硫酸的活性形式（PAPS）、肌酸的合成。熟悉蛋白質(zhì)的需要

2、量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。蛋白質(zhì)的腐敗作用。酮酸的代謝去路。熟悉生糖氨基酸、生酮氨基酸的概念。氨基酸的脫羧基作用。谷氨酸、組氨酸和半胱氨酸等氨基酸的脫羧基后產(chǎn)生的胺類物質(zhì)。苯丙氨酸和酪氨酸的代謝產(chǎn)物。了解小腸中氨基酸和肽的吸收機(jī)制；高血氨癥和氨中毒。教學(xué)重點(diǎn)與難點(diǎn)教學(xué)重點(diǎn)：脫氨基、脫羧基的酶促反應(yīng)，限速酶及輔酶；氨的來(lái)源與去路，氨的轉(zhuǎn)運(yùn)形式，尿素合成的部位，鳥(niǎo)氨酸循環(huán)的主要途徑和生理意義。教學(xué)難點(diǎn)：脫氨基的方式、一碳單位、甲硫氨酸循環(huán)。教學(xué)方法講授法、討論法教具多媒體授課提綱第一節(jié) 蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用一、蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的重要性二、蛋白質(zhì)的需要量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗一、蛋白質(zhì)的消化二、氨基酸

3、的吸收三、蛋白質(zhì)的腐敗作用第三節(jié) 氨基酸的一般代謝一、氨基酸的脫氨基作用二、-酮酸的代謝第四節(jié) 氨的代謝一、體內(nèi)氨的來(lái)源和去路二、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)三、尿素的生成四、高血氨和氨中毒第五節(jié) 個(gè)別氨基酸的代謝一、氨基酸的脫羧基作用二、一碳單位的代謝三、含硫氨基酸的代謝四、芳香族氨基酸的代謝五、支鏈氨基酸的代謝 講授內(nèi)容注解第一節(jié) 蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用引入新課 5一、蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的重要性 5二、蛋白質(zhì)的需要量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值 20講述氮平衡的概念及氮平衡三種情況；必需氨基酸的概念及種類。第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗一、蛋白質(zhì)的消化 25蛋白酶在消化中的作用：食物蛋白質(zhì)的消化自胃中開(kāi)始，主要在小腸進(jìn)行。胃蛋白酶、胰蛋白

4、酶等是蛋白質(zhì)消化的主要酶，它們一般均由無(wú)活性的酶原經(jīng)激活而成。各種蛋白水解酶對(duì)肽鍵作用的專一性不同，通過(guò)各種蛋白酶的協(xié)同作用，生成氨基酸及二肽后方可被吸收。(一) 胃中的消化胃蛋白酶特點(diǎn)：1.由胃蛋白酶原經(jīng)胃酸激活而生成，胃蛋白酶也能激活胃蛋白酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槲傅鞍酌福Q為自身激活作用；2.最適pH為1.5-2；3.對(duì)蛋白質(zhì)肽鍵作用的特異性較差；分解產(chǎn)物為多肽和少量氨基酸；4.對(duì)乳中酪蛋白有凝乳作用。(二) 小腸中的消化蛋白質(zhì)在小腸中的消化主要靠胰酶來(lái)完成，胰液中的蛋白酶分2類： 內(nèi)肽酶（水解蛋白肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵如胰蛋白酶，靡蛋白酶，彈性蛋白酶）和外肽酶（從肽鏈的羧基末端開(kāi)始，每次水解掉一個(gè)氨基酸

5、殘基；如羧基肽酶A羧基肽酶B） 二、氨基酸的吸收15氨基酸的吸收主要在小腸進(jìn)行，可通過(guò)腸粘膜細(xì)胞膜上的氨基酸載體，也可通過(guò)谷氨酰基循環(huán)吸收氨基酸。人體內(nèi)有四種氨基酸載體即中性氨基酸載體、堿性氨基酸載體、酸性氨基酸載體和亞氨基酸與甘氨酸載體；谷氨?；h(huán)是氨基酸吸收的一種方式，通過(guò)谷胱甘肽的代謝來(lái)完成，包括多種酶催化多種反應(yīng)，其中谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶位于細(xì)胞膜上，是該循環(huán)的關(guān)鍵酶。三、蛋白質(zhì)的腐敗作用15在蛋白質(zhì)消化過(guò)程中,有一部分蛋白質(zhì)不被消化,也有一小部分消化產(chǎn)物不被吸收。腸道細(xì)菌對(duì)這部分蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用,稱為腐敗作用。大多數(shù)腐敗作用產(chǎn)物對(duì)人體有害，例如胺類、氨、苯酚、吲哚及硫化氫等，

6、但也可以產(chǎn)生少量脂肪酸及維生素等有用物質(zhì)。這些有害物質(zhì)大部分隨糞便排出。食物蛋白質(zhì)的消化自胃中開(kāi)始，主要在小腸進(jìn)行。胃蛋白酶、胰蛋白酶等是蛋白質(zhì)消化的主要酶，它們一般均由無(wú)活性的酶原經(jīng)激活而成。各種蛋白水解酶對(duì)肽鍵作用的專一性不同，通過(guò)各種蛋白酶的協(xié)同作用，生成氨基酸及二肽后方可被吸收。小結(jié)5第三節(jié) 氨基酸的一般代謝引入本節(jié)內(nèi)容 5一、 氨基酸的代謝概況25氨酸酸代謝庫(kù)的概念；游離氨基酸在體內(nèi)的分布情況；真核細(xì)胞的蛋白質(zhì)降解的兩條途徑：一是不依賴ATP的過(guò)程，在溶酶體內(nèi)進(jìn)行；另一是依賴ATP和泛素的過(guò)程。氨基酸的代謝概況。二、 氨基酸的脫氨基作用脫氨基作用是氨基酸分解代謝的主要途徑。體內(nèi)的氨基

7、酸可通過(guò)多種方式脫去氨基。其中聯(lián)合脫氨基作用是氨基酸脫氨基的主要方式。(一) 氧化脫氨基作用：主要由L-谷氨酸脫氫酶催化。10(二) 轉(zhuǎn)氨基作用：由轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基移換作用。轉(zhuǎn)氨基作用的概念、轉(zhuǎn)氨酶的種類、輔酶、臨床意義、轉(zhuǎn)氨基作用的機(jī)制。20(三) 聯(lián)合脫氨基作用：是指氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用的聯(lián)合。101. 過(guò)程 是氨基酸首先與酮戊二酸在轉(zhuǎn)氨酶催化下生成相應(yīng)的酮酸和谷氨酸，谷氨酸在L-谷氨酸脫氫酶作用下生成酮戊二酸和氨，酮戊二酸再繼續(xù)參與轉(zhuǎn)氨基作用。2. 意義 該反應(yīng)是可逆的，所以也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要途徑(四) 嘌呤核苷酸循環(huán)101.部位 骨骼肌和心肌2.過(guò)程 氨基酸首

8、先通過(guò)連續(xù)的轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)移給草酰乙酸，生成天冬氨酸；天冬氨酸與次黃嘌呤核苷酸生成腺苷酸帶琥珀酸，經(jīng)裂解生成AMP，AMP在腺苷酸脫氨酶催化下脫去氨基。嘌呤核苷酸循環(huán)實(shí)際上也可以看成是另一種形式的聯(lián)合脫氨基作用。三、-酮酸的代謝 15氨基酸脫氨基后生成的酮酸主要代謝途徑有三：(1)通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用合成非必需氨基酸。(2)轉(zhuǎn)變成糖、脂類。體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱生糖氨基酸；能轉(zhuǎn)變成酮體的稱生酮氨基酸；二者兼?zhèn)涞姆Q生糖兼生酮氨基酸。大多數(shù)氨基酸為生糖氨基酸。(3)氧化供能。歸納總結(jié) 5第四節(jié) 氨的代謝復(fù)習(xí)氨基酸的一般代謝，引入本節(jié)內(nèi)容 5一 體內(nèi)氨的來(lái)源和去路 25正常情況下血氨的來(lái)源與去路保持

9、動(dòng)態(tài)平衡，血漿中氨的濃度不超過(guò)0.1mg/100ml。血氨增高，引起腦功能紊亂。（一）體內(nèi)氨的來(lái)源：1. 組織中氨基酸脫氨基作用，是體內(nèi)氨的主要來(lái)源。2. 腸道吸收的氨，有兩個(gè)來(lái)源,腐敗作用產(chǎn)生的氨;腸道尿素經(jīng)腸道細(xì)菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨，NH3比NH4+易吸收，臨床上對(duì)高血氨病人采用弱酸性液做結(jié)腸透析，禁止用堿性液灌腸，是為了減少氨的吸收。3. 腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨，主要來(lái)自谷氨酰胺的水解。4. 胺類、嘌呤、嘧啶等含氮物質(zhì)的分解亦可以產(chǎn)生小部分氨。（二）氨的去路1. 主要在肝臟合成尿素；2. 一部分氨可以合成谷氨酰胺，也可合成其它非必需氨基酸；3. 合成嘌呤嘧啶等含氮化合物；4. 少量的氨可

10、直接經(jīng)尿排出體外。二 氨的轉(zhuǎn)運(yùn) 20氨對(duì)機(jī)體是有毒的，在血液中主要以無(wú)毒的丙氨酸及谷氨酰胺兩種形式運(yùn)輸。肌肉中的氨通過(guò)丙氨酸 葡萄糖循環(huán)以無(wú)毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁闻K；谷氨酰胺是腦、肌肉等組織向肝臟運(yùn)輸氨的形式。三 尿素的生成 35部位：肝細(xì)胞主要步驟：1. CO2和氨在氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-）催化下生成氨基甲酰磷酸，反 應(yīng)在線粒體內(nèi)進(jìn)行，消耗2分子ATP；2. 氨基甲酰磷酸和鳥(niǎo)氨酸縮合成瓜氨酸，瓜氨酸通過(guò)線粒體膜到達(dá)胞液；3. 精氨酸的生成，瓜氨酸與天冬氨酸縮合成精氨酸代琥珀酸，后者裂解為精氨酸和延胡索酸；4. 尿素的生成，精氨酸由精氨酸酶催化釋放1分子尿素和鳥(niǎo)氨酸，完成鳥(niǎo)氨酸循環(huán)。 反

11、應(yīng)小結(jié)：原料2分子的NH3和1分子CO2通過(guò)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)生成1分子的尿素，其中第二分子的NH3以天冬氨酸的形式參與合成。耗能尿素合成是一個(gè)過(guò)程，合成1分子尿素消耗4個(gè)高能鍵。5.尿素生成的調(diào)節(jié)四、高血氨和氨中毒10歸納總結(jié) 5第五節(jié) 個(gè)別氨基酸的代謝 復(fù)習(xí)舊課，引入本節(jié)內(nèi)容 5一、氨基酸的脫羧基作用 15體內(nèi)部分氨基酸可進(jìn)行脫羧基作用，生成相應(yīng)的胺類。催化這些反應(yīng)的是氨基酸脫羧酶，其輔酶是磷酸吡哆醛。谷氨酸脫羧生成氨基丁酸、組氨酸脫羧生成組胺、色氨酸脫羧生成5-羥色胺，此外還有精胺、精脒等，這些胺類都具有重要的生理功能。二一碳單位的代謝25(一) 定義：某些氨基酸在分解代謝過(guò)程中產(chǎn)生的含有一個(gè)碳

12、原子的基團(tuán),稱為一碳單位。(二) 種類：甲基、甲烯基、甲炔基、甲?；蛠啺奔谆徊煌囊惶紗挝恍问娇梢韵嗷マD(zhuǎn)變，但N5-甲基四氫葉酸的生成基本上是不可逆的。(三) 載體：一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸結(jié)合而轉(zhuǎn)運(yùn)和參加代謝。四氫葉酸由葉酸經(jīng)二氫葉酸還原酶催化，通過(guò)兩步還原反應(yīng)而生成。(四) 生理功能：一碳單位的主要生理功能是作為合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料，一碳單位是聯(lián)系氨基酸與核酸代謝的樞紐。三含硫氨基酸的代謝 25甲硫氨酸循環(huán)是甲硫氨酸代謝的主要途徑，其中生成的S腺苷甲硫氨酸（SAM）是體內(nèi)最主要的甲基供體，體內(nèi)多種重要生理活性物質(zhì)的合成需要甲基化，例如：腎上腺素、肌酸、肉堿等。甲基化具有廣泛的生理意義。硫酸的活性形式（PAPS）、肌酸的合成。四芳香族氨基酸的代謝15芳香族氨基酸包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。(