生化-第八章氨基酸代謝

1、生化-第八章氨基酸代謝氨基酸在動物體內(nèi)的分解代謝概述TCA的Asp, 精氨琥珀酸旁路排氨動物，包括大多數(shù)水生動物，硬骨魚，蝌蚪等排尿素動物：大多數(shù)陸生脊椎動物，還有鯊魚排尿酸動物，鳥類和爬行類食物中蛋白的降解和吸收胃腺壁細胞主細胞胃粘膜胃泌素酶原顆粒一、蛋白質(zhì)的酶促降解肽酶 末端 蛋白酶 肽鏈內(nèi)部羧基末端 羧肽酶氨基末端 氨肽酶一個AA或二肽含AA較少的肽鏈蛋白質(zhì) 小片段 氨基酸蛋白酶肽酶二、氨基酸的分解代謝脫氨基作用脫羧基作用氨基酸分解產(chǎn)物的代謝（一 ）脫氨基作用定義：氨基酸失去氨基的作用叫脫氨基作用。脫氨基作用包括：氧化脫氨基作用 轉(zhuǎn)氨基作用 聯(lián)合脫氨基作用 非氧化脫氨基作用1、氧化脫氨基

2、作用定義：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸并產(chǎn)生氨的過程。反應(yīng)通式：HNH2R-C-COOH-+O2+H2OR-C-COOH+H2O2+NH3AA氧化酶OHNH2R-C-COOH-AA氧化酶R-C-COO-NH2H2OR-C-COOHO+NH3FP FPH2FPH2+O2FP+H2O2AA氧化酶的種類 L-AA氧化酶：催化L-AA氧化脫氨，體內(nèi)分布不廣泛，最適pH10左右，以FAD或FMN為輔基。 D-AA氧化酶：體內(nèi)分布廣泛，以FAD為輔基。但體內(nèi)D-AA不多。 L-谷氨酸脫氫酶：專一性強，分布廣泛（動、植、微生物），活力強，以NAD+或NADP+為輔酶。+NAD(P)H+NH3CH2-C

3、OOHCHNH2-CH2COOH-+NAD(P)+H2O谷氨酸脫氫酶ATP GTP NADH變構(gòu)抑制ADP GDP變構(gòu)激活CH2-COOHC=O-CH2COOH-谷氨酸脫氫酶：體內(nèi)（正）體外（反）2、轉(zhuǎn)氨基作用 指-AA和酮酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用， -AA的-氨基借助轉(zhuǎn)氨酶的催化作用轉(zhuǎn)移到酮酸的酮基上，結(jié)果原來的AA生成相應(yīng)的酮酸，而原來的酮酸則形成相應(yīng)的氨基酸。 OR2-C-COOH=R1-C-COOH +NH2 OR1-C-COOH=R2-C-COOH-+HNH2H迄今發(fā)現(xiàn)的轉(zhuǎn)氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP）為輔基，它與酶蛋白以牢固的共價鍵形式結(jié)合。實驗證明，除Lys、Thr外，其余氨基酸均可參

4、加轉(zhuǎn)氨基作用，并各有其特異的轉(zhuǎn)氨酶。AAR1-酮酸R2P-吡哆醛醛亞胺酮亞胺AAR2-酮酸R1 例如谷氨酸 + 丙酮酸-酮戊二酸 + 丙氨酸天冬氨酸 + -酮戊二酸 草酰乙酸 +谷氨酸CH2-COO-CHNH+3COO-CH2-COO-CH2-C=OCOO-CH2-COO-C=OCOO-CH2-COO-CH2-CHNH+3COO-+谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）肝臟中谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）心臟中3、聯(lián)合脫氨基作用（動物組織主要采取的方式）- AA-酮酸轉(zhuǎn)氨酶由于轉(zhuǎn)氨并不能最后脫掉氨基，氧化脫氨中只有谷氨酸脫氫酶活力高，轉(zhuǎn)氨基和氧化脫氨聯(lián)合在一起才能迅速脫氨。-酮戊二酸GluNAD(P)+NAD(P)H+H

5、+Glu脫氫酶AA的- NH3借助轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)移到-酮戊二酸上，生成相應(yīng)的-酮酸和Glu。Glu在Glu脫氫酶下脫NH3 ，生成-酮戊二酸和NH3（1）轉(zhuǎn)氨基和氧化脫氨基聯(lián)合脫氨（2）以嘌呤核苷酸循環(huán)的方式進行聯(lián)合脫氨肌肉組織中(谷氨酸脫氫酶活性弱)的另一種氨基酸脫氨基作用，肝有90%嘌呤核苷酸循環(huán)聯(lián)合脫氨氨基酸 -酮戊二酸 天冬氨酸 IMP NH3-酮酸 谷氨酸 草酰乙酸 延胡索酸 AMP H2O蘋果酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸脫氨酶-氨基酸-酮戊二酸-酮酸谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸NH3腺苷酸脫氨酶 H2O蘋果酸+腺苷酸代琥珀酸合成酶GTP天冬氨酸次黃嘌

6、呤核苷酸腺苷酸代琥珀酸GDP + Pi+腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺嘌呤核苷酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸脫氨酶+ NH3腺嘌呤核苷酸（AMP）次黃嘌呤核苷酸（IMP）+H2O還原脫氨基、脫水脫氨基、水解脫氨基、脫硫氫基脫氨基等。 （在微生物中個別AA進行,但不普遍）4、 非氧化脫氨L-絲氨酸 CH2 COO- C-NH3+=- CH3 COO- C=NH2+- COOH CH2OHNH2-C-H- COOH CH3 C=O-絲氨酸脫水酶+NH3丙酮酸-H2O+H2O-氨基丙烯酸亞氨基丙酸由解氨酶催化CH2-CHNH2-COOH(OH)CH=CH-COOH(OH)+NH3L-苯丙氨酸 (酪氨酸)反式

7、肉桂酸(反式香豆酸)單寧等次生物輔酶QPAL脫氨基作用氧化脫氨作用轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基作用（兩個內(nèi)容）非氧化脫氨小 結(jié)（二）氨在生物體（動物）內(nèi)的轉(zhuǎn)運在肌肉或神經(jīng)細胞中產(chǎn)生的NH4，是有害的，要先轉(zhuǎn)換為無害的物質(zhì)，轉(zhuǎn)運到肝臟或腎進行處理+Gln合成酶Gln合成酶Glu酶1、通過Gln轉(zhuǎn)運到肝臟或腎2、通過Ala從骨骼肌 把氨轉(zhuǎn)運到肝臟：葡萄糖-丙氨酸循環(huán)（三）脫 羧 基 作 用 R1 COOH H-C-NH2- H R2O=C-+AA胺類化合物脫羧酶（輔酶為磷酸吡哆醛）磷酸吡哆醛 R1 COOH H-C-N = C-H- R2醛亞胺+ H2O R1 H H-C -N = C-H- R2CO2H

8、2O H R2O=C-+ R1 H H-C-NH2-專一性強僅His不需磷酸吡哆醛作輔酶Glu -氨基丁酸+CO2Asp -Ala+CO2Lys 尸胺+ CO2鳥AA 腐胺+ CO2絲氨酸 乙醇胺 膽堿 卵磷脂色氨酸 吲哚丙酮酸 吲哚乙醛 吲哚乙酸 胺類有一定作用，但有些胺類化合物有害（尤其對人），應(yīng)維持在一定水平，體內(nèi)胺氧化酶可將多余的胺氧化成醛，進一步氧化成脂肪酸。RCH2NH2+O2+H2O RCHO+H2O2+NH3RCHO+1/2O2 RCOOH CO2+H2OAA尿素（四）氨基酸分解產(chǎn)物的代謝 氨的去路排氨生物：以NH3形式隨水直接排出體外。(原生動物、線蟲和魚類水生動物)以尿酸排

9、出：將NH3轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^小的尿酸排出。通過消耗大量能量而保存體內(nèi)水分。（陸生爬蟲及鳥類）以尿素排出：經(jīng)尿素循環(huán)（肝臟）將NH3轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩囟懦觥＃ú溉閯游铮┲匦吕煤铣葾A合成酰胺（高等植物中）嘧啶環(huán)的合成（核酸代謝）大量氨入腦,與-酮戊二酸合成谷氨酸,或與腦中的谷氨酸合成谷氨酰胺,造成腦中-酮戊二酸減少,TAC減弱,ATP生成減少,引起大腦功能障礙的現(xiàn)象.嚴重時可導致肝昏迷.1、氨的代謝轉(zhuǎn)變（1）尿素的合成鳥氨酸循環(huán)或尿素循環(huán)尿素合成的部位 肝臟是生成尿素的主要器官（證據(jù) P.216）尿素生成的機制和鳥氨酸循環(huán) 小鼠肝切片銨鹽 銨鹽 、尿素O2鳥氨酸或瓜氨酸促進尿素生成肝中含精氨酸酶，催化

10、精氨酸水解為尿素和鳥氨酸NH3 NH2 CO NH2尿素？肝1932年德國學者克雷布斯（Krebs）等首先提出尿素生成的鳥氨酸循環(huán)學說。 NH2 （CH2）3 H2N-CH COOHNH2CONH （CH2）3 H2N-CH COOH （CH2）3 H2N-CH COOHNH2C NHNHNH2CO NH2NH3CO2H2OH2ONH3H2O鳥氨酸循環(huán)尿素鳥氨酸瓜氨酸精氨酸NH3+CO2+H2O2ATP2ADP+2Pi氨基甲酰磷酸鳥氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 天冬氨酸ATPAMP+PPi精氨酸代琥珀酸精氨酸延胡索酸+H2O尿素鳥氨酸Pi鳥氨酸循環(huán)線粒體 鳥氨酸循環(huán)的中間步驟H2O1）氨基甲酰磷酸的合成

11、CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶(肝mito）N-乙酰谷氨酸(+)，Mg2+ NH2 -C-O-P=O + 2ADP + PiOOHOH（CPS-I）氨基甲酰磷酸（調(diào)節(jié)酶）尿素合成限速酶(活性最低)2）瓜氨酸的合成NH2CO PO NH2（CH2）3 CHNH2 COOHOCT NH2 C=O NH（CH2）3 CH-NH2 COOH+H3PO4氨基甲酰磷酸 鳥氨酸 瓜氨酸 OCT：鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶（線粒體）3）精氨酸的合成 NH2 C=O NH（CH2）3 CH-NH2 COOHCOOHCH-NH2CH2COOH精氨酸代琥珀酸合成酶（胞液）ATP AMP+PPi H2O

12、+ NH2 COOH C= N C -H NH CH2（CH2）3 COOH CH-NH2 COOH瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸各種氨基酸谷氨酸 草酰乙酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸裂解酶 NH2 C=NH NH（CH2）3 CH-NH2 COOH+COOHCHCHCOOH精氨酸 延胡索酸聯(lián)系尿素與三羧酸循環(huán)4）精氨酸水解生成尿素 NH2 C=NH NH（CH2）3 CH-NH2 COOH精氨酸酶(胞液)+H2ONH2C=ONH2 NH2（CH2）3 CHNH2 COOH精氨酸 尿素 鳥氨酸+線粒體尿素生成總反應(yīng)式2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2OCO（NH2）2 + 2ADP + A

13、MP + 2Pi + PPi尿素循環(huán)和TCA的聯(lián)系（Krebs 雙循環(huán)）尿素合成小結(jié)1.原料:2NH3（Asp NH3）、CO22.產(chǎn)物:1尿素3.部位:肝 4.過程:鳥氨酸循環(huán)5.排泄:腎 6.意義:解除氨毒,并消耗部分CO27.消耗4個高能鍵2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2OCO（NH2）2 + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi8.總反應(yīng)式:（2）酰胺的生成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷酰胺合成酶+ATP（3）嘧啶環(huán)的合成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶H2O擴散排出體外（尿氨）在腎內(nèi)：在腦、肝、肌肉等組織：2、 -酮酸的代謝轉(zhuǎn)變（1）再合成AA（2）轉(zhuǎn)變成糖和脂肪 生

14、糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮 戊二酸的AA。（ Asp Asn Ser Gly Thr Ala Cys Glu Gln His Arg Pro Val Met） 生酮AA：凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的AA。Leu Lys ,在動物肝臟中轉(zhuǎn)變成酮體） 生糖兼生酮AA：二者兼有的AA。（Ile Tyr Phe Trp）（3）氧化成CO2和H2O氨基酸碳骨架進入TCA的途徑：六種氨基酸被降解成為丙酮酸Ala Thr Gly Ser Cys Trp7種氨基酸可以轉(zhuǎn)化成為乙酰CoA5種氨基酸可以轉(zhuǎn)化成為酮戊二酸4種氨基酸可以轉(zhuǎn)化成為琥珀酰輔酶AAsp和Asn被降解為草酰乙酸三、氨基酸

15、合成代謝概況（一）氨基酸合成途徑的類型必需氨基酸: 人體自身不能合成或合成的量不足,必 須通過食物供應(yīng)的氨基酸.口訣： 攜 蘇 丹 來 奔 以 色 列 纈 蘇 蛋 賴 苯丙 異亮 色 亮AA的生物合成主要通過轉(zhuǎn)氨基作用AA-R1-酮酸R1轉(zhuǎn)氨酶AA-R2-酮酸R2 許多氨基酸可以作為氨基的供體，其中最主要的是谷氨酸，其被稱為氨基的“轉(zhuǎn)換站”，先 Glu 其它AA。 氨基酸的合成有C架（ -酮酸）有AA提供氨基(最主要為谷AA，領(lǐng)頭AA)1、-酮戊二酸衍 生類型(谷氨酸族氨基酸的合成)包括：Glu、Gln、Pro、Arg共同碳架：TCA中的-酮戊二酸 -酮戊二酸 Glu 為還原同化作用 +NH3

16、 +NADH+NAD+ +H2O谷AA 脫H酶 （動物和真菌，不普遍）谷氨酰胺+ -酮戊二酸2谷AA（普遍） -酮戊二酸谷AA +NH3 +ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O 合酶 Glu合酶NADPH+H+ NADP+ 幾種氨基酸的關(guān)系-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA羥脯AA鳥AA瓜AA精AA2、草酰乙酸衍生類型(天冬氨酸族氨基酸的合成)包括：Asp、Asn、Lys、Thr、Met、Ile共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO-CH2-COO-CH2-CH+NH3COO-CH2-COO-CH+NH3COO-CH2-COO-CH2-C=OCOO-+轉(zhuǎn)氨天冬AA天冬酰胺合酶Mg

17、2+Mg2+天冬AA+NH3 + ATP天冬酰胺+H2O + AMP+PPi天冬AA+谷氨酰胺+ATP天冬酰胺+谷AA+AMP+PPi（植，細菌） （動） 幾種氨基酸的關(guān)系草酰乙酸賴氨酸蘇氨酸甲硫氨酸異亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸-天冬氨酸半醛包括：Ala、Val、Leu3、丙酮酸衍生類型(丙氨酸族氨基酸的合成)共同碳架：EMP中的丙酮酸 COOH CH3 C=O-CH2-COOHCH2-CHNH2COOH- COOH CH3 CHNH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH-谷丙轉(zhuǎn)氨酶+丙酮酸谷AA 丙AA -酮戊二酸 谷丙轉(zhuǎn)氨酶：GPT 丙氨酸族其它氨基酸的合成2丙酮酸-酮異戊酸 縮合CO2轉(zhuǎn)

18、氨基纈氨酸-酮異己酸 亮氨酸轉(zhuǎn)氨基-CH3C=OCOO-CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH-CH3-CH-酮異戊酸 4、甘油-磷酸衍生類型(絲氨酸族氨基酸的合成)包括：Ser、Gly、Cys甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途徑中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH- COOH CHO-+ COOH CH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH-+-酮戊二酸 甘AA 谷AA 乙醛酸 COOH CH2NH2- COOH CH2OH CHNH2-+NH3+CO2 +2H+ + 2e-2H2O 絲AA 甘AA 碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸絲AA還有其它合成途徑COOH HO-C

19、HCH2O-P-COOH C=OCH2O-P-COOH CHNH2CH2O-P- COOH CH2OH CHNH2-COOH C=OCH2O-P-COOH HO-CHCH2OH-COOH C=OCH2OH-H2O Pi磷酸酶轉(zhuǎn)氨基氧化H2O Pi轉(zhuǎn)氨磷酸化途徑非磷酸化途徑3-磷酸甘油酸3-磷酸羥基丙酮酸3-磷酸絲氨酸甘油酸3-羥基丙酮酸絲氨酸 半胱氨酸的合成途徑（植物或微生物中）絲AA+乙酰-COA O-乙酰絲AA+COA O-乙酰絲AA+硫化物 半胱氨酸+乙酸 三種氨基酸的關(guān)系乙醛酸甘AA絲AA半胱AA3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)乙?；柑峁┝驓浠鶊F（P273）5、 4-磷酸-赤蘚糖和烯醇式丙酮酸磷酸衍

20、生類型 (芳香族氨基酸的合成)包括酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe) 、色AA(Trp)芳香族AA碳架：4-磷酸-赤蘚糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH-NHCHN來自核糖來自谷氨酰胺的酰胺基從谷氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用而來來自ATP芳香族氨基酸的關(guān)系色氨酸 PEP4-磷酸赤蘚糖莽草酸分支酸預(yù)苯酸酪氨酸苯丙氨酸若將莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前體，因此芳香族氨基酸合成時相同的一段過程叫莽草酸途徑6、組氨酸生物合成（二）氨基酸與一碳單位定義：某些氨基酸在體內(nèi)分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團，又稱一碳基團。種類： 甲基 -CH3 亞甲基 -CH2- 次甲基 -CH= 甲?；?-HC=O 亞氨甲基 -CH=NH 羥甲基 -CH2OH載體：四氫葉酸FH4（輔酶）一碳單位不能游離存在結(jié)合部位：FH4的 N5，N10位一碳單位的來源1.亞甲基來自絲氨酸和甘氨酸代謝CH2OHCHNH2COOH+FH4絲氨酸羥甲 基轉(zhuǎn)移酶-H2ON5，N10-CH2-FH4CH2NH2COOH+絲氨酸 甘氨酸 一碳單位主要來源CH2NH2COOH+FH4甘氨酸氨解酶NAD+ NADH+H+ CO2、NH3、N5，N10-CH2-FH4甘氨酸2.甲?；鶃碜陨彼岷?/p>