第11章氨基酸代謝

1、第十章第十章 氨基酸代謝氨基酸代謝第一節(jié)第一節(jié)蛋白質(zhì)的降解蛋白質(zhì)的降解 1 1、生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)是經(jīng)常處于動(dòng)態(tài)的變化之中，不斷地合成，不斷地分解。、生物體內(nèi)的蛋白質(zhì)是經(jīng)常處于動(dòng)態(tài)的變化之中，不斷地合成，不斷地分解。例如，當(dāng)種子萌發(fā)時(shí)，蛋白質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈的水解，將胚乳或子葉中的儲(chǔ)藏蛋白質(zhì)分解，例如，當(dāng)種子萌發(fā)時(shí)，蛋白質(zhì)發(fā)生強(qiáng)烈的水解，將胚乳或子葉中的儲(chǔ)藏蛋白質(zhì)分解，形成氨基酸和其他簡單含氮化合物，供幼苗形成組織時(shí)用。形成氨基酸和其他簡單含氮化合物，供幼苗形成組織時(shí)用。在植物衰老時(shí)，蛋白質(zhì)的分解亦很強(qiáng)烈，將營養(yǎng)器官的蛋白質(zhì)分解成含氮化在植物衰老時(shí)，蛋白質(zhì)的分解亦很強(qiáng)烈，將營養(yǎng)器官的蛋白質(zhì)分解成含氮化合

2、物，轉(zhuǎn)移到繁殖器官中，供幼胚及種子的形成之所需。合物，轉(zhuǎn)移到繁殖器官中，供幼胚及種子的形成之所需。2 2、蛋白質(zhì)的分解是在蛋白（水解）酶催化下進(jìn)行的、蛋白質(zhì)的分解是在蛋白（水解）酶催化下進(jìn)行的 。 人體內(nèi)蛋白質(zhì)處于不斷降解與合成的動(dòng)人體內(nèi)蛋白質(zhì)處于不斷降解與合成的動(dòng)態(tài)平衡中。態(tài)平衡中。 成人每天約有成人每天約有1%2%1%2%的體內(nèi)蛋白質(zhì)被降的體內(nèi)蛋白質(zhì)被降解。解。一、一、 蛋白質(zhì)消化吸收蛋白質(zhì)消化吸收v哺乳動(dòng)物的胃、小腸中含有哺乳動(dòng)物的胃、小腸中含有胃蛋白酶、胰蛋胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、彈白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、彈性蛋白酶性蛋白酶。經(jīng)上述酶的作用，蛋白質(zhì)

3、水解成。經(jīng)上述酶的作用，蛋白質(zhì)水解成游離氨基酸游離氨基酸，在小腸被吸收。，在小腸被吸收。v被吸收的氨基酸（與糖、脂一樣）一般不能被吸收的氨基酸（與糖、脂一樣）一般不能直接排出體外，需經(jīng)歷各種代謝途徑。直接排出體外，需經(jīng)歷各種代謝途徑。v腸粘膜細(xì)胞還可吸收二肽或三肽，吸收作用腸粘膜細(xì)胞還可吸收二肽或三肽，吸收作用在小腸的近端較強(qiáng)，因此肽的吸收先于游離在小腸的近端較強(qiáng)，因此肽的吸收先于游離氨基酸。氨基酸。（一）消化（一）消化1、胃內(nèi)消化、胃內(nèi)消化 1 1）胃蛋白酶（）胃蛋白酶（pepsin):pepsin): 胃蛋白酶元胃蛋白酶元胃酸胃酸( ( H H+ +) ) 胃蛋白酶胃蛋白酶 自身激活作用自

4、身激活作用 2 2）胃酶作用）胃酶作用 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 小分子肽小分子肽腸道腸道胃酶胃酶作用于：作用于：Phe, Tyr, Trp, ( 芳香族）芳香族） Leu, Glu, Gln。胃蛋白酶胃蛋白酶2 2、小腸消化：、小腸消化：1 1）來自胰腺的酶：）來自胰腺的酶： A A、內(nèi)肽酶：水解、內(nèi)肽酶：水解propro內(nèi)部肽鍵內(nèi)部肽鍵。 胰蛋白酶胰蛋白酶：LysLys、ArgArg羧基端肽鍵羧基端肽鍵；( (堿性）堿性） 糜蛋白酶：糜蛋白酶：PhePhe、TyrTyr、TrpTrp肽鍵肽鍵； ( (芳香芳香族）。族）。 彈性蛋白酶：彈性蛋白酶：ValVal、LeuLeu、SerSer、AlaAla肽

5、鍵肽鍵 （脂肪族）（脂肪族）幾種蛋白酶原的激活幾種蛋白酶原的激活B B、外肽酶、外肽酶 羧肽酶：羧肽酶：從從C C端水解端水解； 羧肽酶羧肽酶A A：水解水解中中性性aaaa為為C C端的肽鍵；端的肽鍵； 羧肽酶羧肽酶B B：水解水解堿堿性性aaaa為為C C端的肽鍵；端的肽鍵；2 2）來自小腸粘膜細(xì)胞的寡肽酶）來自小腸粘膜細(xì)胞的寡肽酶A A、氨肽酶、氨肽酶（ aminopeptidaseaminopeptidase ）：從從N N端端水水解，形成二肽。解，形成二肽。B B、二肽酶（、二肽酶（dipeptidasedipeptidase） ：作用于作用于二肽二肽。n寡肽的水解主要在小腸粘膜細(xì)胞

6、進(jìn)行。寡肽的水解主要在小腸粘膜細(xì)胞進(jìn)行。 氨基肽酶氨基肽酶內(nèi)肽酶內(nèi)肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意圖蛋白水解酶作用示意圖消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）（脂肪族）羧肽酶羧肽酶氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶（Phe. Trp）3 3、小腸腔的消化、小腸腔的消化 肽肽 小肽小肽 小肽小肽 氨基酸氨基酸至此：球蛋白幾乎完全分解；至此：球蛋白幾乎完全分解； 纖維蛋白、角蛋白部分水解纖維蛋白、角蛋白部分水解。胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶羧肽酶、氨肽酶羧肽酶、氨

7、肽酶（二）吸收（二）吸收 aa aa 腸黏膜細(xì)胞腸黏膜細(xì)胞 血液循環(huán)血液循環(huán)肝臟肝臟naaaa和少量二、三肽可被腸黏膜細(xì)胞吸收和少量二、三肽可被腸黏膜細(xì)胞吸收入血，入血，腎小管細(xì)胞腎小管細(xì)胞和和肌肉細(xì)胞肌肉細(xì)胞也可吸收，也可吸收，這是一需能需氧的主動(dòng)運(yùn)輸過程。這是一需能需氧的主動(dòng)運(yùn)輸過程。 氨基酸的吸收氨基酸的吸收吸收部位：主要在小腸吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、二肽、三肽吸收形式：氨基酸、二肽、三肽吸收機(jī)制：耗能的主動(dòng)吸收過程吸收機(jī)制：耗能的主動(dòng)吸收過程蛋白質(zhì)水解酶蛋白質(zhì)水解酶（1 1）內(nèi)肽酶（蛋白酶，肽鏈內(nèi)切酶）內(nèi)肽酶（蛋白酶，肽鏈內(nèi)切酶） 形成各種短肽形成各種短肽（2 2）端肽酶

8、（肽酶）端肽酶（肽酶）羧肽酶羧肽酶氨肽酶氨肽酶二肽酶二肽酶 蛋白質(zhì)酶促降解蛋白質(zhì)酶促降解 需內(nèi)肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用需內(nèi)肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多肽多肽AA合成新蛋白質(zhì)合成新蛋白質(zhì) 蛋白酶：蛋白酶：又稱肽鏈內(nèi)切酶（又稱肽鏈內(nèi)切酶（EndopeptidaseEndopeptidase），作用于多肽鏈內(nèi)部的肽鍵，），作用于多肽鏈內(nèi)部的肽鍵，生成較原來含氨基酸數(shù)少的肽段，不同來源的蛋白酶水解專一性不同。生成較原來含氨基酸數(shù)少的肽段，不同來源的蛋白酶水解專一性不同。 肽酶肽酶：只作用于多肽鏈的末端，根據(jù)專一性不同，可在多肽的：只作用于多肽鏈的末端，根據(jù)專一性不

9、同，可在多肽的N-N-端或端或C-C-端水端水解下氨解下氨基酸，如氨肽酶、羧肽酶、二肽酶等?；?，如氨肽酶、羧肽酶、二肽酶等。第二節(jié)第二節(jié)氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝氨基酸代謝概況氨基酸代謝概況氨基酸代氨基酸代謝庫謝庫食物蛋白質(zhì)食物蛋白質(zhì)消化吸收消化吸收 組織組織蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)分解分解 體內(nèi)合成氨基酸體內(nèi)合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代謝概況氨基酸代謝概況 -酮酸酮酸 脫氨基作用脫氨基作用 酮酮 體體氧化供能氧化供能糖糖胺胺 類類脫羧基作用脫羧基作用氨氨 尿素尿素代謝轉(zhuǎn)變代謝轉(zhuǎn)變其它含氮化合物其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 氨基酸生物合成分解代謝蛋白質(zhì)脫

10、氨-酮酸脫羧胺（碳骨架）三大代謝能源一、脫氨基作用一、脫氨基作用 主要有氧化脫氨、轉(zhuǎn)氨、聯(lián)合脫氨主要有氧化脫氨、轉(zhuǎn)氨、聯(lián)合脫氨（一）氧化脫氨作用：（一）氧化脫氨作用： 1. 概念：概念： -aa在酶催化下氧化成在酶催化下氧化成-酮酸，反酮酸，反 應(yīng)需氧并產(chǎn)氨此為應(yīng)需氧并產(chǎn)氨此為。 此作用普遍存在于動(dòng)物細(xì)胞中，主要在肝中進(jìn)行。此作用普遍存在于動(dòng)物細(xì)胞中，主要在肝中進(jìn)行。實(shí)驗(yàn)依據(jù)實(shí)驗(yàn)依據(jù)： -aa 灌入肝，流出液含少量灌入肝，流出液含少量-酮酸；酮酸； 用各種組織切片與用各種組織切片與-aa 在生理?xiàng)l件下保溫在生理?xiàng)l件下保溫1-2hr后，除去后，除去pro，利用酮酸與，利用酮酸與2，4，二硝基苯肼

11、生成苯腙，二硝基苯肼生成苯腙，證實(shí)有酮酸生成；證實(shí)有酮酸生成； 用腎提取液證明了氧化脫氨中的定量關(guān)系：用腎提取液證明了氧化脫氨中的定量關(guān)系： 氧氣：氨：氧氣：氨： -酮酸酮酸 = 1：2：22. 反應(yīng)：反應(yīng)：先脫氫再水解脫氨。先脫氫再水解脫氨。3. 類型類型1) L-aa氧化酶：氧化酶： 有兩類，有兩類，分別以分別以FAD、FMN（人和動(dòng)物）（人和動(dòng)物） 為輔基為輔基。2) D- aa氧化酶：氧化酶： 以以FAD為輔基為輔基，脊椎動(dòng)物在肝腎細(xì)胞中，脊椎動(dòng)物在肝腎細(xì)胞中， 有些微生物也有。有些微生物也有。 -氨基酸氨基酸 氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸酮酸 R-CH-COO-

12、 NH+3 | R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O2L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶H2ONH3L-aa氧化酶的作用氧化酶的作用3) 氧化專一氧化專一aa的酶：的酶： 如：如： Glu脫氫酶脫氫酶廣泛分布在生物細(xì)胞質(zhì)和線粒體中，廣泛分布在生物細(xì)胞質(zhì)和線粒體中，以以NAD+或或NADP +為為輔酶輔酶，可直接脫氨，活性最強(qiáng)。，可直接脫氨，活性最強(qiáng)。（二）轉(zhuǎn)氨作用（二）轉(zhuǎn)氨作用1. 概念：概念： 將一種將一種aa 的的-氨基轉(zhuǎn)給另一氨基轉(zhuǎn)給另一-酮酸，生成相應(yīng)酮酸和酮酸，生成相應(yīng)酮酸和1分子分子- aa的作用。的作用。2. 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶： 以以谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)和和谷谷草轉(zhuǎn)氨

13、酶草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)分布最廣、分布最廣、活性最大?；钚宰畲?。 臨床以此臨床以此判斷肝功能判斷肝功能是否是否正常正常。轉(zhuǎn)氨作用3. 輔酶：輔酶： 所有轉(zhuǎn)氨酶所有轉(zhuǎn)氨酶輔輔酶酶為吡哆醛磷為吡哆醛磷酸酸，并作為，并作為 脫羧作用、脫羧作用、脫氨作用、消脫氨作用、消旋作用及醇醛旋作用及醇醛裂解反應(yīng)的輔裂解反應(yīng)的輔酶。酶。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 -酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶 正常人各組織正常人各組織GOTGOT及及GPTGPT活性活性 ( (單位單位/ /克濕組織克濕組織) )血清轉(zhuǎn)氨酶活性，

14、臨床上可作為疾病診斷和血清轉(zhuǎn)氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預(yù)后的指標(biāo)之一。預(yù)后的指標(biāo)之一。組織組織GOTGPT 心心1560007100肝骼肌骨骼肌990004800腎腎9100019000組織組織GOTGPT 胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清2800020001400012001000070020164. 轉(zhuǎn)氨作用的意義：轉(zhuǎn)氨作用的意義： 是是aa分解代謝與非必需分解代謝與非必需aa合成代謝的重要步驟；合成代謝的重要步驟； 溝通了糖代謝與蛋白質(zhì)代謝。溝通了糖代謝與蛋白質(zhì)代謝。通過此種方式并未產(chǎn)生游離的氨。通過此種方式并未產(chǎn)生游離的氨。（三）聯(lián)合脫氨作用（三）聯(lián)合脫氨作用1

15、. 概念：概念：體內(nèi)氨基酸的脫氨主要體內(nèi)氨基酸的脫氨主要方式。方式。2. 反應(yīng)：反應(yīng)：主要在肝、腎組織主要在肝、腎組織3. 轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)嘌呤核苷酸循環(huán)主要發(fā)生在主要發(fā)生在骨骼肌、心肌、腦骨骼肌、心肌、腦等組織。等組織。蘋果酸蘋果酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黃嘌呤次黃嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸 谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨氨酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨氨酶酶 2此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。腺苷酸腺苷酸脫氫酶脫氫酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤

16、腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)二、脫羧基作用二、脫羧基作用1、概念：、概念：aa在在aa脫羧酶作用下生成脫羧酶作用下生成CO2和和 一個(gè)相應(yīng)一級(jí)胺類化合物的作用一個(gè)相應(yīng)一級(jí)胺類化合物的作用。 2、酶、酶：專一性強(qiáng)，專一性強(qiáng)，且且只對(duì)只對(duì)L-氨基酸氨基酸起作用起作用。 除除His脫羧酶不需輔酶外，余均以脫羧酶不需輔酶外，余均以 吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸為輔酶。為輔酶。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 二羧基氨基酸二羧基氨基酸主要在主要在-位上脫羧，所生成的位上脫羧，所生成的產(chǎn)物不是胺，而是另一種新的氨基酸。產(chǎn)物不是胺，而是另一

17、種新的氨基酸。 天冬氨酸脫羧后生成天冬氨酸脫羧后生成-丙氨酸：丙氨酸：HOOCCHCH2COOHCO2CH2COOHNH2NH2天冬氨酸-丙氨酸CH2 谷氨酸脫羧后生成谷氨酸脫羧后生成-氨基丁酸：氨基丁酸：HOOCCHCH2COOHCO2CH2CH2COOHNH2NH2CH2谷氨酸-氨基丁酸CH2 絲氨酸脫羧生成乙醇胺；乙醇胺經(jīng)甲基化作用生成膽堿絲氨酸脫羧生成乙醇胺；乙醇胺經(jīng)甲基化作用生成膽堿：CO2CH2CHCOOHNH2CH2CH2CH2CH2NH2OHOHN+(CH3)3OH絲氨酸乙醇胺膽堿3(CH3)3、脫羧形成的胺有許多重要生化作用、脫羧形成的胺有許多重要生化作用Glu-氨基丁酸：重

18、要的神經(jīng)介質(zhì)，抑 制神經(jīng)中樞； His 組胺：有降壓、刺激胃液分泌的作用Tyr 酪胺：有升壓作用4、胺的去向、胺的去向 大多數(shù)胺類對(duì)動(dòng)物有毒大多數(shù)胺類對(duì)動(dòng)物有毒，去向：，去向：1）隨尿排出；）隨尿排出；2）在胺氧化酶作用下可進(jìn)一步氧化分解：）在胺氧化酶作用下可進(jìn)一步氧化分解：胺胺氨氨醛醛脂肪酸脂肪酸合成尿素合成尿素CO2H2O新氨基酸新氨基酸三、氨基酸分解產(chǎn)物的代謝三、氨基酸分解產(chǎn)物的代謝氨基酸分解氨基酸分解脫氨脫氨脫羧脫羧氨氨-酮酸酮酸胺胺CO2氨是機(jī)體正常代謝產(chǎn)物，具有毒性。氨是機(jī)體正常代謝產(chǎn)物，具有毒性。（一）氨的去路：（一）氨的去路： 水生動(dòng)物水生動(dòng)物直接排氨直接排氨 鳥類、爬行動(dòng)物鳥

19、類、爬行動(dòng)物尿酸尿酸形式排氨形式排氨 脊椎動(dòng)物脊椎動(dòng)物尿素尿素形式排氨形式排氨 以上生物依次稱：以上生物依次稱：排氨生物、排尿酸生物和排尿素生物。排氨生物、排尿酸生物和排尿素生物。 原始動(dòng)物、線蟲及魚類、水生兩棲類原始動(dòng)物、線蟲及魚類、水生兩棲類等的氨基酸脫下的氨以等的氨基酸脫下的氨以GlnGln的形式運(yùn)送的形式運(yùn)送到排泄部位（如鰓），到排泄部位（如鰓），GlnGln酶分解，形成酶分解，形成游離的氨游離的氨，擴(kuò)散，排除。，擴(kuò)散，排除。 爬行動(dòng)物與鳥爬行動(dòng)物與鳥，排除，排除尿酸尿酸。 高等動(dòng)物和人類高等動(dòng)物和人類，氨合成，氨合成尿素尿素，從腎排除。，從腎排除。（二）尿（二）尿 素素 的的 生生

20、成成1. 1. 概念概念2. 有關(guān)尿素形成的實(shí)驗(yàn)：有關(guān)尿素形成的實(shí)驗(yàn)： 尿素形成部位的實(shí)驗(yàn)：尿素形成部位的實(shí)驗(yàn)： a、蛋白質(zhì)膳食：尿中尿素、蛋白質(zhì)膳食：尿中尿素； b、切除肝：血、尿中尿素、切除肝：血、尿中尿素 c、aa喂養(yǎng)切肝動(dòng)物：尿素一半在血中，一半在尿中；喂養(yǎng)切肝動(dòng)物：尿素一半在血中，一半在尿中； d、切腎：血中尿素、切腎：血中尿素； e、同時(shí)切肝、腎：血中尿素恒定。、同時(shí)切肝、腎：血中尿素恒定。證實(shí)證實(shí)肝肝為尿素形成部位。為尿素形成部位。尿素形成實(shí)驗(yàn)依據(jù)尿素形成實(shí)驗(yàn)依據(jù)：A、肝切片、肝切片+銨鹽混合保溫：銨鹽銨鹽混合保溫：銨鹽尿素尿素B、肝切片、肝切片+ aa：脫下的氨幾乎全成尿素；：

21、脫下的氨幾乎全成尿素；C、肝切片、肝切片+ aa+鳥鳥aa（Orn)或瓜或瓜aa （Cit）：）： 尿素合成量及速度尿素合成量及速度D、肝切片、肝切片+ Orn或或Cit：無尿素：無尿素 說明說明Orn或或Cit起促進(jìn)作用。起促進(jìn)作用。氨是尿素合成氨是尿素合成的前體的實(shí)驗(yàn)的前體的實(shí)驗(yàn)15N標(biāo)記銨鹽飼喂標(biāo)記銨鹽飼喂動(dòng)物證明：動(dòng)物證明： 15N出現(xiàn)在出現(xiàn)在Ary的胍基、的胍基、及全部的尿素上。及全部的尿素上。3. 尿素循環(huán)：尿素循環(huán)：1） 氨的活化：氨的活化： 在在線粒體線粒體中進(jìn)行，耗能。中進(jìn)行，耗能。 氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶催化催化形成形成氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 N-乙酰谷氨酸為別構(gòu)激

22、活劑。乙酰谷氨酸為別構(gòu)激活劑。NH3 + CO2 H2O+ 2ATP2ADP + Pi氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶AGA，Mg2+NH2O PO32-CO氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2 2）形成瓜氨酸）形成瓜氨酸v在在線粒體線粒體內(nèi)；內(nèi)；v鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶將將氨甲酰磷酸交給氨甲酰磷酸交給鳥氨酸鳥氨酸的的 - -氨基氨基上，生成上，生成瓜氨酸瓜氨酸。v進(jìn)入進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。細(xì)胞質(zhì)。 NH2O PO32-CO(CH2)3NH2H2N-CHCOOHCO(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2+ H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸鳥氨酸氨基鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶

23、甲酰轉(zhuǎn)移酶v在在胞質(zhì)胞質(zhì)；v精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸合成酶催化催化瓜氨酸與瓜氨酸與AspAsp縮合縮合；v消耗消耗2 2個(gè)高能鍵。個(gè)高能鍵。3）精氨琥珀酸生成精氨琥珀酸生成CO(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸代琥珀精氨酸代琥珀酸合成酶酸合成酶ATPAMP + PPi + H2OCH2- CHCOOHCOOHH2NCH2- CHCOOHCOOHCN(CH2)3(NHH2N- CHCOOHNH2+瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代精氨酸代琥珀酸琥珀酸4）形成精氨酸形成精氨酸精氨琥珀酸酶精氨琥珀酸酶催化催化精氨琥珀酸上精氨琥珀酸上AspAsp骨骨架以延胡索酸形式移去，架以延胡索酸

24、形式移去，精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶CH2- CHCOOHCOOHCN(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸CHCH COOHCOOH+CNH(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸5 5）尿素形成、鳥氨酸再生）尿素形成、鳥氨酸再生n精氨酸酶精氨酸酶催化精氨酸水解生成催化精氨酸水解生成尿素尿素和和鳥氨酸鳥氨酸(ornithine)(ornithine)。鳥氨酸可再轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體繼續(xù)。鳥氨酸可再轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。(CH2)3NH2H2N- CHCOOHCNH(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH

25、2精氨酸精氨酸- NH2H2N -OC+鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素精氨酸酶精氨酸酶H2O鳥鳥氨氨酸酸循循環(huán)環(huán)2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素線粒體線粒體胞胞 液液反應(yīng)小結(jié)反應(yīng)小結(jié)原料：原料：2 2 分子氨，一個(gè)來自于游離氨，另一分子氨，一個(gè)來自于游離氨，另一個(gè)來自天冬氨酸。個(gè)來自天冬氨酸。過程：過程：

26、先在線粒體中進(jìn)行，再在胞液中進(jìn)行。先在線粒體中進(jìn)行，再在胞液中進(jìn)行。耗能：耗能：3 3 個(gè)個(gè)ATPATP，4 4 個(gè)高能磷酸鍵。個(gè)高能磷酸鍵。尿素循環(huán)的意義：尿素循環(huán)的意義：A、有利于生物體的自身保護(hù)；、有利于生物體的自身保護(hù)；B、防止過量、防止過量氨氨積累于血液而引起神經(jīng)中毒。積累于血液而引起神經(jīng)中毒。尿素循環(huán)與尿素循環(huán)與TCA的關(guān)系的關(guān)系（三）酰胺的合成：（三）酰胺的合成： （在腦、肝、肌肉中在腦、肝、肌肉中）Gln（谷酰胺）和（谷酰胺）和Asn（天冬酰胺）在許多合（天冬酰胺）在許多合成代謝中起的作用：成代謝中起的作用：1、氨基供體；、氨基供體；2、體內(nèi)解毒方式；、體內(nèi)解毒方式；3、氨以酰

27、胺形式儲(chǔ)存，在腦、肝、肌肉等組、氨以酰胺形式儲(chǔ)存，在腦、肝、肌肉等組織?？?。腎谷酰胺酶將腎谷酰胺酶將Gln分解成分解成Glu和氨，氨隨尿排和氨，氨隨尿排出。出。（四）氨基酸碳骨架（四）氨基酸碳骨架-酮酸的命酮酸的命運(yùn)運(yùn)u合成合成aa；u轉(zhuǎn)化成糖、轉(zhuǎn)化成糖、u脂肪；脂肪；u氧化成氧化成CO2 和和 H2Ov2020種種aaaa的碳架可轉(zhuǎn)化成的碳架可轉(zhuǎn)化成7 7種物質(zhì)：種物質(zhì)：丙酮酸、乙酰丙酮酸、乙酰CoACoA、乙酰乙酰、乙酰乙酰CoACoA、-酮戊二酸、琥珀酰酮戊二酸、琥珀酰CoACoA、延胡索酸、草、延胡索酸、草酰乙酸酰乙酸。v最后集中為最后集中為5 5種物質(zhì)種物質(zhì)進(jìn)入進(jìn)入TCATCA： 。

28、v五種產(chǎn)物為：五種產(chǎn)物為：乙酰乙酰CoACoA、 - -酮戊二酸、酮戊二酸、琥珀酰琥珀酰CoACoA、延胡索酸、草酰乙酸、延胡索酸、草酰乙酸。 Ala Thr SerAla Thr Ser、CysCys、GlyGly、PhePhe、TyrTyr、LeuLeu、LysLys和和TrpTrp等等1010種氨基酸的碳骨架分解后形成種氨基酸的碳骨架分解后形成乙乙酰酰CoACoA ArgArg、HisHis、GlnGln、ProPro和和GluGlu等等5 5種氨基酸變?yōu)榉N氨基酸變?yōu)?- -酮戊二酸。酮戊二酸。 IleIle、MetMet、ThrThr和和ValVal等等4 4種變成種變成琥珀酰琥珀酰C

29、oACoA。 苯丙氨酸苯丙氨酸Phe Phe 、酪氨酸、酪氨酸TyrTyr和和AspAsp形成形成延胡索酸延胡索酸。 天冬氨酸天冬氨酸Asp Asp 、AsnAsn轉(zhuǎn)變成轉(zhuǎn)變成草酰乙酸。草酰乙酸。氨基酸碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑氨基酸碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑草酰乙酸草酰乙酸磷酸烯磷酸烯醇式酸醇式酸 -酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰氨天冬酰氨丙酮酸丙酮酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA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谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨

30、酸組氨酸組氨酸脯氨酸脯氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸葡萄糖葡萄糖檸檬酸檸檬酸v 轉(zhuǎn)變成糖和脂肪轉(zhuǎn)變成糖和脂肪 生糖生糖aaaa：凡能生成凡能生成丙酮酸丙酮酸、琥珀酸琥珀酸、草草酰乙酸酰乙酸和和 - -酮戊二酸酮戊二酸的的AAAA。（Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Ile Met ValGln Pro Ile Met Val）v轉(zhuǎn)變成脂肪轉(zhuǎn)變成脂肪凡能生成凡能生成乙酰乙

31、酰CoACoA和和乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA的的aaaa均均能通過乙酰能通過乙酰CoACoA轉(zhuǎn)變成脂肪。轉(zhuǎn)變成脂肪。v轉(zhuǎn)變成酮體轉(zhuǎn)變成酮體 生酮生酮aaaa：凡能生成凡能生成乙酰乙酸乙酰乙酸、 - -丁酸的丁酸的AAAA（Phe Tyr Leu Lys Trp,Phe Tyr Leu Lys Trp,在動(dòng)物肝臟中）在動(dòng)物肝臟中）-酮酸的代謝酮酸的代謝 經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸 轉(zhuǎn)變成糖及脂類轉(zhuǎn)變成糖及脂類甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、羥脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羥脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸

32、、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸類別類別氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、羥脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羥脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸類別類別氨氨 基基 酸酸生

33、糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、羥脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羥脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸類別類別氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸異亮氨酸、苯

34、丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸類別類別氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類 氧化供能氧化供能-酮酸在體內(nèi)可通過酮酸在體內(nèi)可通過TAC TAC 和氧化磷酸化和氧化磷酸化徹底氧化為徹底氧化為H H2 2O O和和COCO2 2，同時(shí)生成，同時(shí)生成ATPATP。第三節(jié)第三節(jié)氨基酸合成代謝氨基酸合成代謝構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸構(gòu)成天然蛋白質(zhì)的氨基酸2020種種 必需氨基酸：必需氨基酸：人體不

35、能合成，需從食物人體不能合成，需從食物 pro供給。供給。包括：包括： Lys(賴賴); Trp(色色); Thr(蘇蘇); Val(纈纈); Set(甲硫甲硫); Leu(亮亮); Ile(異亮異亮); Phe(苯丙苯丙) 半必需氨基酸：半必需氨基酸：人體可合成，但嬰幼兒期合成速度不快，仍需食物供給。人體可合成，但嬰幼兒期合成速度不快，仍需食物供給。包包括：括： His(組組); Ary(精精);（一）酸性氨基酸家族的合成途徑：（一）酸性氨基酸家族的合成途徑：一、氨基酸生物合成途徑的類型一、氨基酸生物合成途徑的類型（二）脂肪酸家族氨基酸的合成途徑：（二）脂肪酸家族氨基酸的合成途徑：（三）芳香

36、族氨基酸合成途徑三）芳香族氨基酸合成途徑1）赤蘚糖）赤蘚糖-4-磷酸和烯醇式丙酮酸磷酸衍生類型磷酸和烯醇式丙酮酸磷酸衍生類型2）組氨酸生物合成）組氨酸生物合成芳香族氨基酸芳香族氨基酸的關(guān)的關(guān)系系色氨酸色氨酸 PEP4-4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖莽草酸莽草酸分支酸分支酸預(yù)苯酸預(yù)苯酸酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 若將莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前體，因此若將莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前體，因此芳香族氨基酸合成時(shí)相同的一段過程叫芳香族氨基酸合成時(shí)相同的一段過程叫莽草酸途徑。莽草酸途徑。谷氨酸族谷氨酸族天冬氨天冬氨酸族酸族丙氨丙氨酸族酸族絲氨絲氨酸族酸族His 和和芳香族芳香族二、氨基酸與一碳單二、氨

37、基酸與一碳單位位1、概念：、概念：生物化學(xué)將具一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱生物化學(xué)將具一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱，是生物體各種化合物甲基化，是生物體各種化合物甲基化的甲基來源。的甲基來源。其轉(zhuǎn)移靠四氫葉酸（其轉(zhuǎn)移靠四氫葉酸（FH4）。2 2、種類、種類甲基甲基 (methyl)-CH3亞甲基亞甲基 (methylene)-CH2-次甲基次甲基 (methenyl)-CH=甲?；柞；?(formyl)-CHO亞氨甲基亞氨甲基 (formimino)-CH=NH 3 3、來源、來源一碳單位可來源于甘氨酸、蘇氨酸、絲氨一碳單位可來源于甘氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、組氨酸等氨基酸酸、組氨酸等氨基酸。4 4、四氫葉酸是一碳單

38、位的載體、四氫葉酸是一碳單位的載體 上：轉(zhuǎn)亞甲基 下：轉(zhuǎn)甲基6 6、一碳單位的生理功能、一碳單位的生理功能作為合成嘌呤和嘧啶的作為合成嘌呤和嘧啶的原料原料把把氨基酸氨基酸代謝和代謝和核酸代謝核酸代謝聯(lián)系起來聯(lián)系起來三、氨基酸與生物活性物質(zhì)三、氨基酸與生物活性物質(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（一）一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝苯丙氨酸和酪氨酸的代謝苯丙氨酸苯丙氨酸 + O2酪氨酸酪氨酸 + 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+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

39、。1、兒茶酚胺兒茶酚胺(catecholamine)(catecholamine)與黑色素與黑色素(melanin)(melanin)的合成的合成2 2、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(shí)，尿黑酸分解體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時(shí)，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥。病人的尿暴露在空氣受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥。病人的尿暴露在空氣中變成黑色。中變成黑色。3 3、苯酮酸尿癥、苯酮酸尿癥(phenyl keronuria, PKU)(phenyl keronuria, PKU) 體內(nèi)體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常缺陷，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼幔奖彼?/p>

40、經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼幔奖彼峤?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。酪酪氨氨酸酸代代謝謝多巴胺多巴胺羥化羥化（二）半胱氨酸與牛磺酸（二）半胱氨酸與?；撬崴摹被岽x缺陷癥四、氨基酸代謝缺陷癥1、酪氨酸代謝異常： 白化病、尿黑酸癥、帕金森氏病。2、苯丙氨酸代謝異常： 苯丙酮尿癥（PKU）（一）（一）酪氨酸（酪氨酸（TyrTyr）代謝與黑色素形成）代謝與黑色素形成（一）苯丙氨酸代謝（一）苯丙氨酸代謝黑色素黑色素動(dòng)物動(dòng)物激素激素生物堿生物堿TyrTyr羥化酶羥化酶TyrTyr氧化酶氧化酶植物植物多巴多巴多巴胺多巴胺去甲腎上腺素去甲腎上腺素酪氨酸代謝酪氨酸代謝多巴胺多巴胺羥化羥化v帕金森病帕金森病(Parkinson disease)(Parkinson disease)患者患者多巴胺生成減少。多巴胺生成減少。v在黑色素細(xì)胞中，酪氨酸可經(jīng)在黑色素細(xì)胞中，酪氨酸可經(jīng)酪氨酸酪氨酸酶酶等等催化合成黑色素催化合成黑色素。v人體缺乏人體缺乏酪氨酸酶酪氨酸酶，黑色素合成障礙，黑色素合成障礙，皮 膚 、 毛 發(fā) 等 發(fā) 白 ， 稱 為皮 膚 、 毛 發(fā) 等 發(fā) 白 ， 稱 為 白 化 病白 化 病(a