含氮小分子的代謝

1、第11章 含氮小分子的代謝 Metabolism of Small Molecules Containing N本章主要內(nèi)容本章主要內(nèi)容4 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用4 氨基酸的一般分解代謝氨基酸的一般分解代謝4 氨的代謝氨的代謝4 -酮酸的代謝和非必需氨基酸的合成酮酸的代謝和非必需氨基酸的合成4 個別氨基酸代謝個別氨基酸代謝4 核苷酸的合成代謝核苷酸的合成代謝4 核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝 反映動物由飼料攝入的反映動物由飼料攝入的N和排出的和排出的N（從糞、尿等）之間的關(guān)系以衡（從糞、尿等）之間的關(guān)系以衡量機(jī)體的蛋白質(zhì)代謝狀況量機(jī)體的蛋白質(zhì)代謝狀況。氮的總平衡：攝入氮量氮的總平衡

2、：攝入氮量=排出氮量（成年動物）排出氮量（成年動物）氮的正平衡：攝入氮量排出氮量（生長，妊娠動物）氮的正平衡：攝入氮量排出氮量（生長，妊娠動物）氮的負(fù)平衡：攝入氮量排出氮量（營養(yǎng)不良，消耗性疾病，氮的負(fù)平衡：攝入氮量排出氮量（營養(yǎng)不良，消耗性疾病，機(jī)體損傷等）機(jī)體損傷等）1.蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用1.1 飼料蛋白質(zhì)的生理功能飼料蛋白質(zhì)的生理功能Z 組織細(xì)胞的生長、修補(bǔ)和更新組織細(xì)胞的生長、修補(bǔ)和更新Z 轉(zhuǎn)變?yōu)樯砘钚苑肿愚D(zhuǎn)變?yōu)樯砘钚苑肿覼 氧化供能氧化供能1.2 氮平衡（氮平衡（nitrogen balance） 對成年動物而言，在糖脂等能源物質(zhì)供應(yīng)充分的情況下，為維持對成年動物而

3、言，在糖脂等能源物質(zhì)供應(yīng)充分的情況下，為維持N的總的總平衡所必需提供的蛋白質(zhì)的量稱為蛋白質(zhì)的最低需要量。平衡所必需提供的蛋白質(zhì)的量稱為蛋白質(zhì)的最低需要量。 蛋白質(zhì)的生理價(jià)值蛋白質(zhì)的生理價(jià)值 （biological value ） 指飼料蛋白質(zhì)被動物機(jī)體合成組織蛋白質(zhì)的利用率指飼料蛋白質(zhì)被動物機(jī)體合成組織蛋白質(zhì)的利用率 必需氨基酸（必需氨基酸（essential amino acid） 動物體內(nèi)不能合成或合成量不足而需要由飼料供給的氨基酸。動物體內(nèi)不能合成或合成量不足而需要由飼料供給的氨基酸。 約有約有10種，包括種，包括蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸

4、、色氨酸、 苯丙苯丙氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、組氨酸和精氨酸氨酸、賴氨酸、蛋氨酸、組氨酸和精氨酸。對雛雞還有。對雛雞還有甘氨酸甘氨酸。1.3 蛋白質(zhì)的最低需要量蛋白質(zhì)的最低需要量1.4 蛋白質(zhì)的生理價(jià)值與必需氨基酸蛋白質(zhì)的生理價(jià)值與必需氨基酸100氮的保留量蛋白質(zhì)的生物學(xué)價(jià)值氮的吸收量 飼料蛋白之所以有不同的生理價(jià)值是因?yàn)槠浒被岬慕M成飼料蛋白之所以有不同的生理價(jià)值是因?yàn)槠浒被岬慕M成不同，并且主要是其必需氨基酸的種類和比例不同。因?yàn)榉潜夭煌?，并且主要是其必需氨基酸的種類和比例不同。因?yàn)榉潜匦璋被崾强梢酝ㄟ^糖代謝的中間產(chǎn)物在機(jī)體中自己合成的。需氨基酸是可以通過糖代謝的中間產(chǎn)物在機(jī)體中自己合成的。

5、 飼料蛋白的氨基酸組成與動物機(jī)體蛋白的氨基酸組成越接近，飼料蛋白的氨基酸組成與動物機(jī)體蛋白的氨基酸組成越接近，其生理價(jià)值也越高。如果其必需氨基酸的含量、比例與機(jī)體蛋其生理價(jià)值也越高。如果其必需氨基酸的含量、比例與機(jī)體蛋白組成完全一樣，則生理價(jià)值達(dá)到白組成完全一樣，則生理價(jià)值達(dá)到100。 把不同生理價(jià)值的飼料蛋白質(zhì)混合使用，其必需氨基酸可以把不同生理價(jià)值的飼料蛋白質(zhì)混合使用，其必需氨基酸可以互相補(bǔ)充以提高飼料蛋白質(zhì)的生理價(jià)值，稱為互相補(bǔ)充以提高飼料蛋白質(zhì)的生理價(jià)值，稱為蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用用。 1.5 蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用2 氨基酸的一般分解代謝氨基酸的一般分解代謝2.1

6、動物體內(nèi)氨基酸的一般代謝概況動物體內(nèi)氨基酸的一般代謝概況 指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)的指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)的-酮酸的過程酮酸的過程。 動物的脫氨基作用主要在動物的脫氨基作用主要在肝臟肝臟和和腎臟腎臟中進(jìn)行。中進(jìn)行。 脫氨基方式脫氨基方式 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用 氧化脫氨基作用氧化脫氨基作用 聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用2.2 氨基酸的脫氨基作用（氨基酸的脫氨基作用（deamination）2.2.1 氧化脫氨基作用氧化脫氨基作用 動物體內(nèi)有動物體內(nèi)有L-氨基酸和氨基酸和D-氨基酸的氨基酸的氧化酶氧化酶，它們屬于需氧脫氫，它們屬于需氧脫氫酶，其輔基分別是酶，其輔基分別是FMN和和FAD。由于酶的

7、活性低或缺乏可利用底。由于酶的活性低或缺乏可利用底物，一般作用不大。物，一般作用不大。而而L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶能能專一地專一地使使L-谷氨酸實(shí)現(xiàn)氧化脫氨谷氨酸實(shí)現(xiàn)氧化脫氨, 生成生成-酮戊二酸，且活性強(qiáng)、分布廣酮戊二酸，且活性強(qiáng)、分布廣 反應(yīng)如下反應(yīng)如下:2.2.2 轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)氨作用在在轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的催化下，一種氨基酸的的催化下，一種氨基酸的-氨基轉(zhuǎn)移到氨基轉(zhuǎn)移到另一種另一種-酮酸的酮基上，生成相應(yīng)的氨基酸和酮酸的酮基上，生成相應(yīng)的氨基酸和-酮酸，這種酮酸，這種作用稱為作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用。轉(zhuǎn)氨酶的。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛輔酶是磷酸吡哆醛。 -酮戊

8、二酮戊二酸酸常是氨基的受體而轉(zhuǎn)變成常是氨基的受體而轉(zhuǎn)變成L-谷氨酸。谷氨酸。-酮戊二酸酮戊二酸+天冬氨酸天冬氨酸 谷氨酸谷氨酸+ 草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸+丙氨酸丙氨酸 谷氨酸谷氨酸+ 丙酮酸丙酮酸 谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶GOT(心肌心肌,肝臟肝臟) 谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶GPT(肝臟肝臟)在臨床診斷上有廣泛應(yīng)用的酶在臨床診斷上有廣泛應(yīng)用的酶GOTGPT轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)氨作用氧化脫氨基作用氧化脫氨基作用2.2.3 聯(lián)合脫氨基作用（聯(lián)合脫氨基作用（symphysis deamination）指轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合反應(yīng)指轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合反應(yīng). 氨基酸與氨基酸與-酮戊二酸酮戊

9、二酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成-酮酸和酮酸和L-谷氨酸，后者經(jīng)谷氨酸，后者經(jīng)L-谷氨酸脫氫酶作用谷氨酸脫氫酶作用脫去氨生成脫去氨生成-酮戊二酸。大部分氨基酸的脫氨借助于轉(zhuǎn)氨酶和酮戊二酸。大部分氨基酸的脫氨借助于轉(zhuǎn)氨酶和L-谷氨酸脫氫酶的協(xié)同作用或稱聯(lián)合轉(zhuǎn)氨基作用完成。谷氨酸脫氫酶的協(xié)同作用或稱聯(lián)合轉(zhuǎn)氨基作用完成。2.2.4 嘌呤核苷酸循環(huán)嘌呤核苷酸循環(huán)(purine nucleotide cycle) 骨骼肌和心肌中存在的一種氨基酸的聯(lián)合脫氨基作用骨骼肌和心肌中存在的一種氨基酸的聯(lián)合脫氨基作用氨基酸在脫羧酶的作用下形成胺類的反應(yīng)。氨基酸在脫羧酶的作用下形成胺類的反應(yīng)。磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛是脫

10、羧是脫羧酶的輔酶。生成的胺類常有特殊的生理和藥理作用。酶的輔酶。生成的胺類常有特殊的生理和藥理作用。 COOCNH2RHHHRCH N+ CO222 脫羧酶磷酸吡哆醛 2.3 氨基酸的脫羧作用氨基酸的脫羧作用（decarboxylation）來來 源源胺胺 類類功功 能能谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸(GABA)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)組氨酸組氨酸組胺組胺血管舒張劑，促胃液分泌血管舒張劑，促胃液分泌色氨酸色氨酸5-羥色胺羥色胺抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，縮血管抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，縮血管半胱氨酸半胱氨酸牛磺酸?；撬嵝纬膳；悄懼幔龠M(jìn)脂類形成?；悄懼?，促進(jìn)脂類消化消化鳥氨酸、精氨酸鳥氨酸、精氨酸腐胺，精胺

11、等腐胺，精胺等促進(jìn)細(xì)胞增殖等促進(jìn)細(xì)胞增殖等胺類的來源與功能胺類的來源與功能氨的來源氨的來源 脫氨基作用脫氨基作用 嘌呤和嘧啶的分解嘌呤和嘧啶的分解 飼料添加飼料添加 腸道細(xì)菌分解氨基酸腸道細(xì)菌分解氨基酸 高水平的血氨是有毒性的高水平的血氨是有毒性的，可以引起腦功能紊亂，可以引起腦功能紊亂氨的去路氨的去路 再與再與-酮酸合成氨基酸酮酸合成氨基酸 轉(zhuǎn)變成無毒的轉(zhuǎn)變成無毒的谷氨酰胺谷氨酰胺 合成合成尿素尿素 合成嘌呤合成嘌呤,再分解成再分解成尿酸尿酸排出排出 直接排氨直接排氨3.氨的代謝氨的代謝3.1 氨的來源和去路氨的來源和去路3.2.1 谷氨酰胺的運(yùn)氨作用谷氨酰胺的運(yùn)氨作用 Gln無毒，無毒，腦

12、和肌肉組織等可以合成腦和肌肉組織等可以合成Gln，它是動物血液中，它是動物血液中最豐富的氨基酸之一，氨的運(yùn)載體最豐富的氨基酸之一，氨的運(yùn)載體, 積極參與合成代謝。在積極參與合成代謝。在腎中，腎中，Gln在谷氨酰胺酶的作用下釋放氨在谷氨酰胺酶的作用下釋放氨,然后與質(zhì)子結(jié)合然后與質(zhì)子結(jié)合隨尿排出。隨尿排出。3.2 氨的轉(zhuǎn)運(yùn)氨的轉(zhuǎn)運(yùn)3.2.2 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖循環(huán) （alanine-giucose cycle） 丙氨酸也是氨的運(yùn)載體丙氨酸也是氨的運(yùn)載體,它把氨從肌肉運(yùn)送到肝它把氨從肌肉運(yùn)送到肝臟臟, 脫氨后生成的丙酮酸又異生轉(zhuǎn)變成葡萄糖運(yùn)回脫氨后生成的丙酮酸又異生轉(zhuǎn)變成葡萄糖運(yùn)回到肌肉

13、到肌肉 Krebs的實(shí)驗(yàn)證據(jù)的實(shí)驗(yàn)證據(jù) 切除肝臟的狗的血液和尿中的尿素濃度顯著下降。切除肝臟的狗的血液和尿中的尿素濃度顯著下降。 切除狗的腎而保留肝，血液中的尿素濃度顯著增加。切除狗的腎而保留肝，血液中的尿素濃度顯著增加。 同時(shí)切除腎和肝臟，狗的血液氨濃度顯著上升。同時(shí)切除腎和肝臟，狗的血液氨濃度顯著上升。 此外，臨床上急性肝壞死的患者，血液和尿中幾乎不含尿素，而含高濃度此外，臨床上急性肝壞死的患者，血液和尿中幾乎不含尿素，而含高濃度的氨。的氨。3.3 尿素的合成尿素的合成尿素合成過程尿素合成過程氨甲酰磷酸的生成（線粒體中進(jìn)行）氨甲酰磷酸的生成（線粒體中進(jìn)行）瓜氨酸的生成（線粒體中進(jìn)行）瓜氨酸

14、的生成（線粒體中進(jìn)行）精氨酸的生成（胞液中進(jìn)行）精氨酸的生成（胞液中進(jìn)行） 精氨酸的水解和尿素的生成（胞液中進(jìn)行）精氨酸的水解和尿素的生成（胞液中進(jìn)行） 尿素循環(huán)的總反應(yīng)尿素循環(huán)的總反應(yīng)尿素的生成尿素的生成鳥氨酸鳥氨酸/ /精氨酸循環(huán)精氨酸循環(huán) 尿素合成的小結(jié)尿素合成的小結(jié) 尿素的生成是一個耗能的過程。氨甲酰磷酸合成酶尿素的生成是一個耗能的過程。氨甲酰磷酸合成酶I（線（線粒體粒體)是關(guān)鍵酶。每生成是關(guān)鍵酶。每生成1分子的尿素消耗分子的尿素消耗4個高能磷酸鍵的能個高能磷酸鍵的能量。尿素分子中的量。尿素分子中的1個氨基來自游離氨，另一個氨基來自天冬個氨基來自游離氨，另一個氨基來自天冬氨酸（實(shí)際上由

15、其他氨基酸通過轉(zhuǎn)氨作用提供），碳原子來自氨酸（實(shí)際上由其他氨基酸通過轉(zhuǎn)氨作用提供），碳原子來自CO2 尿素循環(huán)不僅消除了氨的毒性，也減少了尿素循環(huán)不僅消除了氨的毒性，也減少了CO2積累造成的積累造成的酸性，因此對動物有重要的生理意義。酸性，因此對動物有重要的生理意義。 氨在家禽體內(nèi)也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和氨在家禽體內(nèi)也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和含氮物質(zhì)的合成，但不能合成尿素，而是首先利用氨基酸提供的氨含氮物質(zhì)的合成，但不能合成尿素，而是首先利用氨基酸提供的氨基合成嘌呤，再由嘌呤分解產(chǎn)生出尿酸（基合成嘌呤，再由嘌呤分解產(chǎn)生出尿酸（詳見嘌呤的合成與分解詳見嘌呤的合成

16、與分解） 尿酸為微溶于水的白色粉狀物，可在禽類排泄物中見到。嘌呤合尿酸為微溶于水的白色粉狀物，可在禽類排泄物中見到。嘌呤合成代謝異常，引起血液尿酸水平過高，在人類導(dǎo)致痛風(fēng)。成代謝異常，引起血液尿酸水平過高，在人類導(dǎo)致痛風(fēng)。 動物以何種方式排除氨與其胚胎期的水環(huán)境有關(guān)。動物以何種方式排除氨與其胚胎期的水環(huán)境有關(guān)。3.4 尿酸的生成和排出尿酸的生成和排出4 -酮酸的代謝和非必需氨基酸的合成酮酸的代謝和非必需氨基酸的合成 4.1 -酮酸的代謝酮酸的代謝 氨基酸脫氨生成的氨基酸脫氨生成的-酮酸還可以經(jīng)氨基化再轉(zhuǎn)變成相應(yīng)酮酸還可以經(jīng)氨基化再轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的氨基酸的氨基酸 或轉(zhuǎn)變成糖脂代謝的中間物或轉(zhuǎn)變成糖脂

17、代謝的中間物, 再進(jìn)而異生成糖或轉(zhuǎn)變?yōu)樵龠M(jìn)而異生成糖或轉(zhuǎn)變?yōu)橥w酮體 或進(jìn)入糖代謝途徑分解供能或進(jìn)入糖代謝途徑分解供能氨基酸碳骨架的代謝去向氨基酸碳骨架的代謝去向 根據(jù)氨基酸碳骨架代謝的去向根據(jù)氨基酸碳骨架代謝的去向,有的可以異生轉(zhuǎn)變?yōu)樘怯械目梢援惿D(zhuǎn)變?yōu)樘? 有的則轉(zhuǎn)變?yōu)橥w有的則轉(zhuǎn)變?yōu)橥w,有的則是既生糖又生酮有的則是既生糖又生酮,是兼生的。是兼生的。 生糖氨基酸有生糖氨基酸有 14 種種Ser，Gly，Thr，Ala，Cys 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)楸岽x轉(zhuǎn)變?yōu)楸酇sp，Asn 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岽x轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜酠et， Val 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁岽x轉(zhuǎn)變?yōu)殓晁酖lu，Gln，His，Pro

18、，Arg 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)榇x轉(zhuǎn)變?yōu)?酮戊二酸酮戊二酸 生酮氨基酸生酮氨基酸 2 種種Lys 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岽x轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜酟eu 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷鸵阴４x轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷鸵阴oA 生糖生酮兼生氨基酸生糖生酮兼生氨基酸 4 種種Ile 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷捅４x轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷捅oAPhe 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷脱雍魉岽x轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷脱雍魉酺yr 和和 Trp 代謝轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷捅岽x轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ宜岷捅?.2 非必需氨基的合成非必需氨基的合成4.2.1 由由-酮酸氨基化生成酮酸氨基化生成（舉例：（舉例： 絲氨酸的合成）絲氨酸的合成）4.2.2 由氨基酸之間相互轉(zhuǎn)變生

19、成由氨基酸之間相互轉(zhuǎn)變生成 4 一碳基團(tuán)的代謝一碳基團(tuán)的代謝4 芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸的代謝4 含硫氨基酸的代謝含硫氨基酸的代謝5 個別氨基酸的代謝個別氨基酸的代謝5.1 一碳基團(tuán)的代謝一碳基團(tuán)的代謝（不包括羧基）（不包括羧基）1）亞氨甲基（）亞氨甲基（-CH=NH，formimino-） 2）甲?；ǎ┘柞；?CHO，formyl-） 3）羥甲基（）羥甲基（-CH2OH，hydroxymethyl-） 4）甲烯基（）甲烯基（-CH2-，methylene） 5）甲炔基或次甲基（）甲炔基或次甲基（-CH=，methenyl-） 6）甲基（）甲基（-CH3- methyl- ）一碳基團(tuán)

20、的的載體一碳基團(tuán)的的載體-四氫葉酸四氫葉酸, FH4FH4是一碳單位的運(yùn)載體，攜帶甲基的部位是在是一碳單位的運(yùn)載體，攜帶甲基的部位是在N5,N10 位位 OHOHNOHN1096N54OHN32H2NN1N87OHO2-氨基-4羥基-6甲基蝶呤 對氨基苯甲酸 谷氨酸蝶酸葉酸（蝶酰谷氨酸）葉酸在葉酸還原酶作用葉酸在葉酸還原酶作用下利用下利用NADPH還原得還原得到到FH4N5HNCH2N10NH5HNCH2HN10HCN5HNCH2N10H2CN5HNCH2HN10CH3N5HNCH2HN10CHNHNH5HNCH2N10COH一碳單位四氫葉酸局部(FH4)N5-亞氨甲基四氫葉酸(N5-CH=N

21、H-FH4)N5,N10-甲炔四氫葉酸(N5,N10=CH-FH4)N10-甲酰四氫葉酸(N10-CHO-FH4)N5，N10-甲烯四氫葉酸(N5,N10-CH2-FH4)N5-甲基四氫葉酸(N5-CH3-FH4):一碳基團(tuán)與四氫葉酸的連接方式一碳基團(tuán)與四氫葉酸的連接方式一碳基團(tuán)的來源一碳基團(tuán)的來源 一碳基團(tuán)主要來源于色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、組氨酸和一碳基團(tuán)主要來源于色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、組氨酸和蛋氨酸的代謝蛋氨酸的代謝甘氨酸與一碳單位甘氨酸與一碳單位H2CCOONH3FH4甘氨酸裂解酶CO2NH3N5,N10-CH2-FH4+NAD+NADH+H+甘氨酸色氨酸與一碳單位色氨酸與一碳單位NH

22、CH2CH COO犬尿氨酸+ HCOON10-CHO-FH4N10-CHO-FH4合成酶ATPADP+PiFH4NH3色氨酸絲氨酸與一碳單位絲氨酸與一碳單位組氨酸與一碳單位組氨酸與一碳單位HCCOONH3H2C OHFH4H2ON5,N10-CH2-FH4H2CCOONH3絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶+絲氨酸甘氨酸NNHOOCHNCHNHCH (CH2)2COON5-CH=NH-FH4COO(CH2)2HCCOONH3+亞氨甲基轉(zhuǎn)移酶亞氨甲基谷氨酸CH2CH COOFH4NH3谷氨酸組氨酸5.2 芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸的代謝包括包括 Phe（F）; Tyr（ Y）; Trp（ W）苯丙氨酸和酪氨

23、酸的代謝苯丙氨酸和酪氨酸的代謝兒茶酚胺兒茶酚胺芳香族氨基酸的代謝轉(zhuǎn)變及代謝異常芳香族氨基酸的代謝轉(zhuǎn)變及代謝異常l酪氨酸經(jīng)碘化轉(zhuǎn)變?yōu)榧谞钕偌に乩野彼峤?jīng)碘化轉(zhuǎn)變?yōu)榧谞钕偌に豑3和和T4。l苯丙氨酸羥化酶缺陷引起苯丙酮酸尿癥。苯丙氨酸羥化酶缺陷引起苯丙酮酸尿癥。l酪氨酸脫羧生成酪胺。酪氨酸脫羧生成酪胺。l黑色素細(xì)胞中酪氨酸酶缺陷引起白化病。黑色素細(xì)胞中酪氨酸酶缺陷引起白化病。l酪氨酸經(jīng)酪氨酸羥化酶作用轉(zhuǎn)變成多巴，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影奉惱野彼峤?jīng)酪氨酸羥化酶作用轉(zhuǎn)變成多巴，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影奉惣に兀缍喟桶?、腎上腺素和去甲腎上腺素。激素，如多巴胺、腎上腺素和去甲腎上腺素。l酪氨酸代謝中間物二羥基苯

24、丙酮酸脫羧酶缺陷引起尿黑酸癥。酪氨酸代謝中間物二羥基苯丙酮酸脫羧酶缺陷引起尿黑酸癥。5.3 含硫氨基酸代謝含硫氨基酸代謝 體內(nèi)的含硫氨基酸有三種，即體內(nèi)的含硫氨基酸有三種，即甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸。甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸。 腺嘌呤OOHOHCH2SCH2CH2HCCOONH3CH3S-腺苷甲硫氨酸腺嘌呤OOHOHCH2SCH2CH2HCCOONH3S-腺苷同型半胱氨酸甲基轉(zhuǎn)移酶RHR-CH3H腺苷SHCH2CH2HCCOONH3同型半胱氨酸SCH2CH2HCCOONH3CH3+腺嘌呤OOHOHCH2PPP腺嘌呤OOHOHCH2SCH2CH2HCCOONH3CH3腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+PiS

25、-腺苷甲硫氨酸ATP甲硫氨酸甲硫氨酸也是一個重要的甲基供體，其活性形式是甲硫氨酸也是一個重要的甲基供體，其活性形式是S-腺苷甲硫氨腺苷甲硫氨酸酸（SAM）2GSH + NADP+GSSG + NADP+ H+還原型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽谷胱甘肽還原酶 谷胱甘肽谷胱甘肽(Glutathion)有還原有還原(GSH)和氧化和氧化(GS-SG)兩種形式，兩種形式，是動物細(xì)胞中抗氧化系統(tǒng)的重要成分，是過氧化物酶的輔酶是動物細(xì)胞中抗氧化系統(tǒng)的重要成分，是過氧化物酶的輔酶,也也是重要的生物活性肽。對于保持血紅蛋白的亞鐵離子的還原狀是重要的生物活性肽。對于保持血紅蛋白的亞鐵離子的還原狀態(tài)，防止細(xì)胞膜受自由基

26、的攻擊等有重要作用。它由態(tài)，防止細(xì)胞膜受自由基的攻擊等有重要作用。它由谷氨酸，半胱谷氨酸，半胱氨酸和甘氨酸氨酸和甘氨酸通過通過谷氨酰胺循環(huán)谷氨酰胺循環(huán)合成。合成。 谷氨酰胺循環(huán)谷氨酰胺循環(huán) 循環(huán)在合成循環(huán)在合成GSH的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)的同時(shí)實(shí)現(xiàn)對氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn) 肌酸肌酸(creatine)，即甲基胍乙酸，存在于動物的肌肉、腦和血液，即甲基胍乙酸，存在于動物的肌肉、腦和血液，特別在骨骼肌中含量高。既可以游離存在，也可以磷酸化形式存在。特別在骨骼肌中含量高。既可以游離存在，也可以磷酸化形式存在。后者稱為磷酸肌酸。后者稱為磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸在儲存和轉(zhuǎn)移高能磷酸鍵中起重肌酸和磷酸肌酸在儲存和

27、轉(zhuǎn)移高能磷酸鍵中起重要作用。要作用。 5.4 肌酸的代謝肌酸的代謝4 核苷酸的生理功能核苷酸的生理功能4 嘌呤核苷酸的合成代謝嘌呤核苷酸的合成代謝4 嘧啶核苷酸的合成代謝嘧啶核苷酸的合成代謝4 脫氧核苷酸的合成代謝脫氧核苷酸的合成代謝6 核苷酸的合成代謝核苷酸的合成代謝Z核苷酸（核苷酸（NTP與與dNTP）是合成）是合成RNA與與DNA的原料。的原料。Z能量的利用形式，如能量的利用形式，如ATP.Z參與代謝過程，如參與代謝過程，如UTP參與糖原合成，參與糖原合成，CTP參與磷脂合成，參與磷脂合成， GTP參與蛋白質(zhì)的合成。參與蛋白質(zhì)的合成。Z輔酶（基）的組成成分，輔酶（基）的組成成分，如如Co

28、A， NAD， FAD等。等。Z參與代謝調(diào)節(jié)，如第二信使參與代謝調(diào)節(jié)，如第二信使cAMP和和cGMP。6.1 核苷酸的生理功能核苷酸的生理功能 嘌呤堿環(huán)上原子的來源嘌呤堿環(huán)上原子的來源6.2 嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成IMP（次黃嘌呤核苷一磷酸）的從頭合成：經(jīng)過（次黃嘌呤核苷一磷酸）的從頭合成：經(jīng)過11步反應(yīng)步反應(yīng) 首先，首先，5-磷酸核糖（磷酸戊糖途徑中產(chǎn)生）經(jīng)過磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，活化生磷酸核糖（磷酸戊糖途徑中產(chǎn)生）經(jīng)過磷酸核糖焦磷酸合成酶作用，活化生成成磷酸核糖焦磷酸（磷酸核糖焦磷酸（ PRPP）； 然后，谷氨酰胺提供酰氨基取代然后，谷氨酰胺提供酰氨基取代PRPP上的焦磷酸，

29、形成上的焦磷酸，形成5-磷酸核糖胺（磷酸核糖胺（PRA）；）；再由再由ATP供能，甘氨酸和供能，甘氨酸和PRA連接，生成甘氨酰胺核苷酸（連接，生成甘氨酰胺核苷酸（GAR）；）；接著，接著，N5，N10-甲炔四氫葉酸供給甲酰基，使甲炔四氫葉酸供給甲酰基，使GAR甲?；杉柞８拾滨０泛塑账峒柞；?，生成甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR），），注意此時(shí)環(huán)沒有封閉注意此時(shí)環(huán)沒有封閉。下一步由谷氨酰胺提供酰氨氮，使下一步由谷氨酰胺提供酰氨氮，使FGAR成為甲酰甘氨咪核苷酸（成為甲酰甘氨咪核苷酸（FGAM），此反應(yīng)），此反應(yīng)消耗消耗1分子分子ATP；FGAM脫水環(huán)化形成脫水環(huán)化形成5-氨基咪唑核苷酸（氨基咪

30、唑核苷酸（AIR），此反應(yīng)需），此反應(yīng)需ATP參與。至此，完成了參與。至此，完成了合成嘌呤環(huán)中的咪唑環(huán)部分。合成嘌呤環(huán)中的咪唑環(huán)部分。（1）嘌呤核苷酸的從頭合成途徑）嘌呤核苷酸的從頭合成途徑在形成相鄰的嘧啶環(huán)時(shí)，在形成相鄰的嘧啶環(huán)時(shí)，CO2連接到咪唑環(huán)上，作為嘌呤堿中連接到咪唑環(huán)上，作為嘌呤堿中C6的來源的來源生成生成5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酸核苷酸羧酸核苷酸（CAIR）；）；然后，在然后，在ATP存在下，天氡氨酸與存在下，天氡氨酸與CAIR縮合生成縮合生成5-氨基咪唑氨基咪唑-4（N-琥珀酸）琥珀酸）-甲甲酰胺核苷酸（酰胺核苷酸（SAICAR）；）；SAICAR在裂解酶的催化下，脫去一分

31、子延胡索酸生成在裂解酶的催化下，脫去一分子延胡索酸生成5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲甲酰胺核苷酸（酰胺核苷酸（AICAR）；）；接著接著N10-甲酰四氫葉酸提供一碳單位，使甲酰四氫葉酸提供一碳單位，使AICAR甲?；?，生成甲酰化，生成5-甲酰氨甲酰氨基咪唑基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺 核苷酸（核苷酸（FAICAR）；）；FAICAR脫水環(huán)化，生成次黃嘌呤核苷一磷酸脫水環(huán)化，生成次黃嘌呤核苷一磷酸（IMP） 次黃嘌呤核苷酸的合成途徑次黃嘌呤核苷酸的合成途徑IMP可以轉(zhuǎn)變成可以轉(zhuǎn)變成AMP和和GMP由由AMP和和GMP可以得到可以得到ATP 和和GTPATP和和GTP是合成是合成RNA的原料的原料利用體

32、內(nèi)現(xiàn)有游離的嘌呤或嘌呤核苷利用體內(nèi)現(xiàn)有游離的嘌呤或嘌呤核苷經(jīng)過簡單的反應(yīng)可以合成嘌呤核苷酸經(jīng)過簡單的反應(yīng)可以合成嘌呤核苷酸（2）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成6.3 嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成 嘧啶堿環(huán)上原子的來源嘧啶堿環(huán)上原子的來源（1）嘧啶核苷酸的從頭合成途徑（在胞液中）嘧啶核苷酸的從頭合成途徑（在胞液中） UMP的合成途徑的合成途徑 注意注意: 途徑第一個酶途徑第一個酶-氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶IIUTP和和CTP的合成的合成, UTP和和CTP 是是RNA的原料的原料（2）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑+ PRPP + PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶 嘧啶核苷一磷酸 ATPUMP + ADP尿苷激酶嘧啶 + 嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶對胞嘧啶無作用嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶對胞嘧啶無作用,但