氨基酸代謝學習

氨基酸代謝學習第1頁/共83頁一、蛋白質(zhì)的生理功能2.蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用1.維持細胞、組織的生長、更新和修補催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運動（肌肉）、物質(zhì)轉(zhuǎn)運（載體）、凝血（凝血系統(tǒng)）等3.氧化供能

人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供

第2頁/共83頁二、蛋白質(zhì)的需要量氮的總平衡攝入氮=排出氮正常成人等氮的正平衡攝入氮>排出氮兒童、孕婦等氮的負平衡攝入氮<排出氮饑餓、消耗性疾病等

氮平衡攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關系第3頁/共83頁

蛋白質(zhì)的生理需要量

成人每日最低分解20g蛋白質(zhì)成人每日最低需要30-50g

蛋白質(zhì)

營養(yǎng)學會推薦成人每日最低需要80g蛋白質(zhì)第4頁/共83頁人體必需氨基酸定義：

體內(nèi)需要但不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸2.包括8種：

甲硫氨酸（蛋氨酸）、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸、異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸3.記憶方法：假設來寫一兩本書；甲色賴纈異亮苯蘇第5頁/共83頁

蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值◆蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值：取決于蛋白質(zhì)所含必需氨基酸的種類、數(shù)量◆蛋白質(zhì)的互補作用：不同蛋白質(zhì)混合食用，必需氨基酸可以互相補充，從而提高營養(yǎng)價值，稱為蛋白質(zhì)的互補作用。如：谷類含Lys少，含Trp多，豆類含Lys多，含Trp少

第6頁/共83頁第二節(jié)

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins第7頁/共83頁胃中的消化作用（pH為1.5～2.5）胃蛋白酶特異性較差胃蛋白酶還有凝乳作用胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)一、蛋白質(zhì)消化成氨基酸和寡肽后被吸收第8頁/共83頁小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位胰酶是消化蛋白質(zhì)的主要酶類，最適pH為7.0左右內(nèi)肽酶(endopeptidase)水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶外肽酶(exopeptidase)自肽鏈的末段開始每次水解一個氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶第9頁/共83頁腸液中酶原的激活胰蛋白酶原糜蛋白酶原羧基肽酶原彈性蛋白酶原

腸激酶(enterokinase)胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶

彈性蛋白酶

(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保護胰組織免受蛋白酶的自身消化作用保證酶在其特定的部位和環(huán)境發(fā)揮催化作用酶原還可視為酶的貯存形式酶原激活的意義第10頁/共83頁氨肽酶內(nèi)肽酶羧肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意圖小腸黏膜細胞對蛋白質(zhì)的消化作用寡肽的水解主要在小腸黏膜細胞內(nèi)進行第11頁/共83頁（二）氨基酸的吸收吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機制：耗能的主動轉(zhuǎn)運過程第12頁/共83頁二、蛋白質(zhì)在大腸的腐敗作用◆定義：在消化過程中，有一小部分蛋白質(zhì)不被消化，也有一部分消化產(chǎn)物不被吸收。腸道細菌對這部分蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的分解作用，稱為蛋白質(zhì)的腐敗作用◆產(chǎn)物：胺類、氨及其它有害物質(zhì)（如苯酚、吲哚、硫化氫等），也可產(chǎn)生少量的脂肪酸及維生素等可被機體利用的物質(zhì)第13頁/共83頁胺類的生成蛋白質(zhì)

腸道細菌水解氨基酸

脫羧基胺類假神經(jīng)遞質(zhì)酪氨酸酪胺苯丙氨酸苯乙胺賴氨酸尸胺組氨酸組胺第14頁/共83頁*假神經(jīng)遞質(zhì)學說一部分氨基酸經(jīng)腸菌的脫羧作用而形成胺類，如苯乙胺及酪胺，正常情況下可被肝內(nèi)單胺氧化酶分解而清除。肝功能不全時可直接經(jīng)體循環(huán)入腦，經(jīng)腦內(nèi)非特異羥化酶作用生成苯乙醇胺及β-羥酪胺，與兒茶酚胺類遞質(zhì)（多巴胺、去甲腎上腺素）結構相似，又不能正常地傳遞沖動，故稱假神經(jīng)遞質(zhì)第15頁/共83頁腸道中的氨主要有兩個來源：未被吸收的氨基酸在腸菌作用下脫氨基而生成血液中尿素滲入腸道，由腸菌尿素酶水解而生成氨

氨的吸收部位主要在結腸。氨的吸收與腸道pH有關。H2N-C-NH2+H2O2NH3+CO2O腸菌尿素酶NH3+H+NH4+pH＜6pH＞6這是酸性灌腸的依據(jù)第16頁/共83頁第三節(jié)

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids第17頁/共83頁一、體內(nèi)蛋白質(zhì)的分解（一）不同的蛋白質(zhì)以不同的速率降解（二）真核細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解有兩條途徑1.溶酶體內(nèi)降解過程2.依賴泛素的降解過程

第18頁/共83頁氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)消化吸收

組織蛋白質(zhì)分解體內(nèi)合成氨基酸

(非必需氨基酸)氨基酸代謝概況

α-酮酸

脫氨基作用脂肪氧化供能糖胺類脫羧基作用氨尿素代謝轉(zhuǎn)變其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成目錄結構差異共同的結構特點共同代謝途徑(脫羧基)個別氨基酸代謝(含S、芳香族氨基酸）（脫氨基）第19頁/共83頁三、氨基酸的脫氨基作用定義指氨基酸脫去氨基生成相應α-酮酸的過程脫氨基方式轉(zhuǎn)氨基作用谷氨酸脫氫酶脫氨基聯(lián)合脫氨基*非氧化脫氨基

轉(zhuǎn)氨基和谷氨酸脫氫偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基和嘌呤核苷酸循環(huán)偶聯(lián)第20頁/共83頁（一）轉(zhuǎn)氨基作用第21頁/共83頁谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ALT，又稱GPT)谷草轉(zhuǎn)氨酶（AST，又稱GOT）轉(zhuǎn)氨酶第22頁/共83頁

正常人各組織GOT及GPT酶活性

(單位/克濕組織)GPT------肝炎GOT-----心肌梗死P83第23頁/共83頁2.各種轉(zhuǎn)氨酶都有相同的輔酶磷酸吡哆醛，VB6的活化形式P441-442氨基酸

磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶第24頁/共83頁（二）通過谷氨酸脫氫酶脫氨基存在于肝、腦、腎中輔酶為

NAD+或NADP+GTP、ATP為其抑制劑GDP、ADP為其激活劑催化酶：

L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸α-酮戊二酸NH3NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O第25頁/共83頁（三）通過嘌呤核苷酸循環(huán)脫氨基主要在骨骼肌、心肌內(nèi)進行。因為肌肉中L-谷氨酸脫氫酶活性不高第26頁/共83頁聯(lián)合脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基與脫氨基的聯(lián)合作用2.類型①轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)谷氨酸脫氫作用（主要方式）1.

定義②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)（肌肉中的主要方式）第27頁/共83頁四、α-酮酸代謝

三個方面的代謝途徑：經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成非必需氨基酸轉(zhuǎn)變成糖和脂類氧化供能第28頁/共83頁其他小結轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛轉(zhuǎn)氨酶催化的反應沒有游離氨的釋放兩個重要的轉(zhuǎn)氨酶幾種α-酮酸：丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸第29頁/共83頁第四節(jié)

氨的代謝MetabolismofAmmonia第30頁/共83頁氨是機體正常代謝產(chǎn)物，具有毒性體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒

體內(nèi)氨的來源與去路氨在血液中的轉(zhuǎn)運尿素的生成第31頁/共83頁一、血氨的三個來源（一）氨基酸及胺的分解氨基酸脫氨基作用（血氨主要來源）胺類的分解：RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶（二）腸道腐敗作用

腸道產(chǎn)氨較多，在結腸吸收入血。堿性增加吸收（三）腎臟產(chǎn)氨

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶第32頁/共83頁二、氨的轉(zhuǎn)運氨在血液中主要以兩種形式運輸：丙氨酸、谷氨酰胺第33頁/共83頁丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質(zhì)氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途徑肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環(huán)糖異生肝通過丙氨酸-葡萄糖循環(huán)，氨從肌肉運往肝葡萄糖肌肉中的氨以無毒的丙氨酸形式運輸?shù)礁胃螢榧∪馓峁┨钱惿傻钠咸烟巧硪饬x第34頁/共83頁谷氨酰胺的運氨作用反應過程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶生理意義主要從腦、肌肉等組織向肝、腎運氨腦中解氨毒的一種重要方式谷氨酰胺是氨的運輸、貯存、利用形式第35頁/共83頁小結：簡述血氨的來源、去路及轉(zhuǎn)運方式來源：a、氨基酸及胺類的分解：體內(nèi)氨的主要來源。b、腸道吸收的氨。（兩個來源：腸菌作用，尿素分解）c、腎臟產(chǎn)氨：腎小管上皮細胞谷氨酰胺分解產(chǎn)生的氨。去路：①在肝內(nèi)通過鳥氨酸循環(huán)合成尿素，這是最主要的去路。②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物。③在腎以銨鹽形式排出。轉(zhuǎn)運：丙氨酸、谷氨酰胺第36頁/共83頁三、尿素的生成尿素合成的鳥氨酸循環(huán)學說尿素合成的反應

尿素合成的調(diào)節(jié)*高血氨和氨中毒主要器官：肝臟反應部位：肝細胞線粒體及胞液第37頁/共83頁（一）尿素合成的鳥氨酸循環(huán)學說

1932年HanksKrebs及其同事提出了鳥氨酸循環(huán)學說第38頁/共83頁1.氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶ⅠN-乙酰谷氨酸AGA，Mg2+COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸（二）尿素合成的反應

CPS-I第39頁/共83頁2.瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸第40頁/共83頁3.精氨酸的合成

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸第41頁/共83頁精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸第42頁/共83頁4.精氨酸水解生成尿素尿素鳥氨酸精氨酸第43頁/共83頁鳥氨酸循環(huán)2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液目錄第44頁/共83頁小結及思考：尿素合成的主要器官及反應部位尿素合成需要的原料尿素中兩個氮原子的來源直接參與尿素合成的氨基酸有哪些第45頁/共83頁（三）*尿素合成的調(diào)節(jié)1.食物蛋白質(zhì)的影響高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓2.CPS-Ⅰ的調(diào)節(jié)：AGA、精氨酸為其激活劑3.尿素生成酶系的調(diào)節(jié)第46頁/共83頁（四）尿素合成障礙：高氨血癥和氨中毒血氨濃度升高稱高氨血癥，常見于肝功能嚴重損傷時，尿素合成酶的遺傳缺陷也可導致高氨血癥高氨血癥時可引起腦功能障礙，稱氨中毒第47頁/共83頁TAC↓

腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3

腦內(nèi)α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機制降血氨的常用方法：給予谷氨酸；腸道抑菌藥；酸性鹽水灌腸；限制蛋白質(zhì)進食量。第48頁/共83頁第五節(jié)

個別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids第49頁/共83頁氨基酸的脫羧基作用一碳單位的代謝含硫氨基酸的代謝芳香族氨基酸的代謝支鏈氨基酸的代謝主要內(nèi)容：第50頁/共83頁

一、氨基酸脫羧基作用脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛

谷氨酸-氨基丁酸（GABA）組氨酸組胺色氨酸5-羥色胺（5-HT）抑制性神經(jīng)遞質(zhì)血管擴張劑/平滑肌收縮抑制性神經(jīng)遞質(zhì)具有強烈的血管收縮作用第51頁/共83頁

二、一碳單位的代謝定義某些氨基酸代謝過程中產(chǎn)生的只含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位。如：甲基、甲烯基等。一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸結合而參與代謝第52頁/共83頁種類甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲?；?/p>

(formyl)-CHO亞胺甲基

(formimino)-CH=NH

第53頁/共83頁（一）四氫葉酸是一碳單位的載體FH4的生成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+P442對氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤磺胺類藥物甲胺蝶呤第54頁/共83頁第55頁/共83頁N5–

CH=NH–FH4N5，N10=CH–FH4N10–CHO–FH4第56頁/共83頁絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（二）一碳單位主要來源于氨基酸代謝第57頁/共83頁一碳單位的互相轉(zhuǎn)變N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3甲硫氨酸循環(huán)第58頁/共83頁（三）一碳單位的生理功能主要是參與嘌呤和嘧啶的合成一碳單位代謝將氨基酸代謝與核苷酸代謝聯(lián)系起來●葉酸缺乏或一碳單位代謝障礙，DNA合成受到抑制，產(chǎn)生巨幼紅細胞性貧血第59頁/共83頁

三、含硫氨基酸的代謝胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸P10第60頁/共83頁（一）甲硫氨酸的代謝轉(zhuǎn)甲基作用腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM) SAM中的甲基是高度活化的，稱活性甲基，SAM稱為活性甲硫氨酸，為體內(nèi)甲基最重要的直接供體，可參與體內(nèi)多種物質(zhì)合成，例如：肌酸、腎上腺素、膽堿等。第61頁/共83頁RH甲基轉(zhuǎn)移酶RH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸第62頁/共83頁甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉(zhuǎn)甲基酶(VB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3P443第63頁/共83頁2.*甲硫氨酸為肌酸的合成提供甲基肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量儲存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。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。肌酸在肌酸激酶的作用下，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒∷?。肌酸和磷酸肌酸代謝的終產(chǎn)物為肌酸酐(creatinine)。P173第64頁/共83頁（二）半胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS22.半胱氨酸可轉(zhuǎn)變?yōu)榕；撬岬?5頁/共83頁3.半胱氨酸可生成活性硫酸根半胱氨酸是體內(nèi)硫酸根的主要來源SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5′-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸，PAPS）PAPS為活性硫酸根，在肝的生物化學中有重要作用第66頁/共83頁

四、芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸

苯丙氨酸

酪氨酸

色氨酸第67頁/共83頁

先天性苯丙氨酸羥化酶缺陷者，苯丙氨酸經(jīng)作用造成成苯丙酮酸堆積，對中樞神經(jīng)有毒性，出現(xiàn)苯丙酮酸尿癥，使腦發(fā)育障礙，患兒智力低下苯丙酮酸尿癥苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶酪氨酸苯丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶

苯丙酮酸

苯丙氨酸和酪氨酸的代謝主要代謝途徑第68頁/共83頁兒茶酚胺的生成帕金森氏病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成減少第69頁/共83頁酪氨酸酶

白化病患者色素細胞內(nèi)酪氨酸酶缺陷時黑色素生成受阻白化病酪氨酸多巴黑色素黑色素的生成第70頁/共83頁*酪氨酸分解生成尿黑酸

=體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥。第71頁/共83頁（二）*色氨酸代謝色氨酸5-羥色胺一碳單位丙酮酸+乙酰乙酰CoA維生素PP第72頁/共83頁五、*支鏈氨基酸的代謝

亮氨酸（Leu）異亮氨酸（Ile）纈氨酸（Val）

生酮氨基酸生糖氨基酸生糖兼生酮氨基酸支鏈氨基酸/骨骼肌芳香族氨基酸/肝臟支/芳比值正常人為2.3~3.5第73頁/共83頁思考題葡萄糖→軟脂酸軟脂酸→葡萄糖丙氨酸→葡萄糖葡萄糖→亞油酸*亮氨酸→葡萄糖以上反應能否進行?第74頁/共83頁脂肪的甘油部分能在體內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)樘侵嵋阴oA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、腎、腸磷酸-甘油葡萄糖第75頁/共83頁糖異生的途徑基本上是酵解的逆向過程糖異生途徑主要在肝、腎細胞的胞漿及線粒體丙酮酸羧化酶PEP羧激酶果糖二磷酸酶葡萄糖-6-磷酸酶第76頁/共83頁Review八種人體必需氨基酸（三字符）聯(lián)合脫氨基作用是體內(nèi)主要的脫氨基途徑，兩種形式，不同組織中兩個重要的轉(zhuǎn)氨酶，催化的反應（涉及的氨基酸與對應的α-酮酸），臨床意義轉(zhuǎn)氨酶含有共同的輔酶，對應的維生素血氨主要的來源、去路及血液中的運輸形式第77頁/共83頁Review尿素合成的器官和部位及原料鳥氨酸循環(huán)中相關的氨基酸，關鍵酶腦中氨的主要