氨基酸代謝-課件

氨基酸代謝

第7章MetabolismofAminoAcids第一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第1頁，共102頁。蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用

NutritionalFunctionofProtein

第一節(jié)第二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第2頁，共102頁。一、體內(nèi)蛋白質(zhì)具有多方面的重要功能（一）蛋白質(zhì)維持細(xì)胞組織的生長、更新和修補(bǔ)（二）蛋白質(zhì)參與體內(nèi)多種重要的生理活動催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運(yùn)動（肌肉）、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（載體）、凝血（凝血系統(tǒng)）等。每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化分解可釋放17.19kJ(4.1kcal)的能量，人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供。

（三）蛋白質(zhì)可作為能源物質(zhì)氧化供能第三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第3頁，共102頁。二、體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝狀況可用氮平衡描述

氮平衡(nitrogenbalance)攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系。氮總平衡：攝入氮=排出氮（正常成人）氮正平衡：攝入氮>排出氮（兒童、孕婦等）氮負(fù)平衡：攝入氮<排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）第四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第4頁，共102頁。

蛋白質(zhì)的生理需要量成人每日蛋白質(zhì)最低生理需要量為30g~50g，我國營養(yǎng)學(xué)會推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。氮平衡的意義可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的概況。第五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第5頁，共102頁。營養(yǎng)必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內(nèi)需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱為營養(yǎng)非必需氨基酸。三、營養(yǎng)必需氨基酸決定蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值第六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第6頁，共102頁。

蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值(nutritionvalue)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值是指食物蛋白質(zhì)在體內(nèi)的利用率，取決于必需氨基酸的數(shù)量、種類、量質(zhì)比。

蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用指營養(yǎng)價值較低的蛋白質(zhì)混合食用，其必需氨基酸可以互相補(bǔ)充而提高營養(yǎng)價值。第七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第7頁，共102頁。第二節(jié)

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins第八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第8頁，共102頁。一、外源性蛋白質(zhì)消化成氨基酸和寡肽后被吸收

蛋白質(zhì)消化的生理意義

由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿樱阌谖?。消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應(yīng)。（一）在胃和腸道蛋白質(zhì)被消化成氨基酸和寡肽第九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第9頁，共102頁。1、蛋白質(zhì)在胃中被水解成多肽和氨基酸胃蛋白酶的最適pH為1.5~2.5，對蛋白質(zhì)肽鍵的作用特異性較差，主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽鍵，產(chǎn)物主要為多肽及少量氨基酸。

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)第十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第10頁，共102頁。2、蛋白質(zhì)在小腸被水解成小肽和氨基酸

——小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。胰酶及其作用胰酶是消化蛋白質(zhì)的主要酶，最適pH為7.0左右，包括內(nèi)肽酶和外肽酶。

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。第十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第11頁，共102頁。蛋白水解酶作用示意圖氨基酸二肽酶氨基肽酶內(nèi)肽酶氨基酸

+NHNH羧基肽酶56第十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第12頁，共102頁。

腸液中酶原的激活胰蛋白酶(trypsin)腸激酶(enterokinase)胰蛋白酶原彈性蛋白酶(elastase)彈性蛋白酶原糜蛋白酶(chymotrypsin)糜蛋白酶原羧基肽酶(A或B)(carboxypeptidase)羧基肽酶原(A或B)第十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第13頁，共102頁。小腸粘膜細(xì)胞對蛋白質(zhì)的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等,最終產(chǎn)物為氨基酸。

可保護(hù)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。

酶原激活的意義第十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第14頁，共102頁。（二）氨基酸通過主動轉(zhuǎn)運(yùn)過程被吸收

吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機(jī)制：耗能的主動吸收過程第十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第15頁，共102頁。

氨基酸吸收載體載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯(lián)體，由ATP供能將氨基酸、Na+轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，Na+再由鈉泵排出細(xì)胞。七種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白(transporter)中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白堿性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白亞氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白β氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白二肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白三肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白第十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第16頁，共102頁。γ-谷氨?；h(huán)對氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)作用γ-谷氨?；h(huán)(γ-glutamylcycle)過程：谷胱甘肽對氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)谷胱甘肽再合成第十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第17頁，共102頁。谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Pi半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酰環(huán)化轉(zhuǎn)移酶氨基酸5-氧脯氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi細(xì)胞外

γ-谷氨?；D(zhuǎn)移酶細(xì)胞膜谷胱甘肽

GSH細(xì)胞內(nèi)γ-谷氨酰氨基酸氨基酸第十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第18頁，共102頁。利用腸粘膜細(xì)胞上的二肽或三肽轉(zhuǎn)運(yùn)體系此種轉(zhuǎn)運(yùn)也是耗能的主動吸收過程吸收作用在小腸近端較強(qiáng)

肽的吸收第十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第19頁，共102頁。二、蛋白質(zhì)在腸道發(fā)生腐敗作用腸道細(xì)菌對未被消化的蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用。腐敗作用的產(chǎn)物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產(chǎn)生少量的脂肪酸及維生素等可被機(jī)體利用的物質(zhì)。

蛋白質(zhì)的腐敗作用(putrefaction)第二十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第20頁，共102頁。（一）腸道細(xì)菌通過脫羧基作用產(chǎn)生胺類蛋白質(zhì)

氨基酸胺類(amines)蛋白酶

脫羧基作用

組氨酸組胺

賴氨酸尸胺

色氨酸

色胺

酪氨酸酪胺第二十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第21頁，共102頁。

假神經(jīng)遞質(zhì)(falseneurotransmitter)

某些物質(zhì)結(jié)構(gòu)(如苯乙醇胺，β-羥酪胺）與神經(jīng)遞質(zhì)（如兒茶酚胺）結(jié)構(gòu)相似，可取代正常神經(jīng)遞質(zhì)從而影響腦功能，稱假神經(jīng)遞質(zhì)。苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羥酪胺第二十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第22頁，共102頁。（二）腸道細(xì)菌通過脫氨基或尿素酶的作用產(chǎn)生氨未被吸收的氨基酸滲入腸道的尿素氨(ammonia)脫氨基作用尿素酶

降低腸道pH，NH3轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4+以胺鹽形式排出，可減少氨的吸收，這是酸性灌腸的依據(jù)。第二十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第23頁，共102頁。（三）腐敗作用產(chǎn)生其它有害物質(zhì)酪氨酸

苯酚半胱氨酸

硫化氫

色氨酸

吲哚正常情況下，上述有害物質(zhì)大部分隨糞便排出，只有小部分被吸收，經(jīng)肝的代謝轉(zhuǎn)變而解毒，故不會發(fā)生中毒現(xiàn)象。第二十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第24頁，共102頁。第三節(jié)

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids第二十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第25頁，共102頁。一、體內(nèi)蛋白質(zhì)分解生成氨基酸成人體內(nèi)的蛋白質(zhì)每天約有1%~2%被降解，主要是肌肉蛋白質(zhì)。蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸，大約70%~80%被重新利用合成新的蛋白質(zhì)。第二十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第26頁，共102頁。

蛋白質(zhì)的半壽期(half-life)蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時間，用t1/2表示。（一）蛋白質(zhì)以不同的速率進(jìn)行降解不同的蛋白質(zhì)降解速率不同，降解速率隨生理需要而變化。第二十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第27頁，共102頁。不依賴ATP和泛素；利用溶酶體中的組織蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和長壽蛋白質(zhì)。1、蛋白質(zhì)在溶酶體通過ATP-非依賴途徑被降解（二）真核細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解有兩條重要途徑第二十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第28頁，共102頁。2、蛋白質(zhì)在蛋白酶體通過ATP-依賴途徑被降解

依賴ATP和泛素降解異常蛋白和短壽蛋白質(zhì)

泛素(ubiquitin)76個氨基酸組成的多肽(8.5kD)

普遍存在于真核生物而得名一級結(jié)構(gòu)高度保守第二十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第29頁，共102頁。泛素與選擇性被降解蛋白質(zhì)形成共價連接，并使其激活,即泛素化，包括三種酶參與的3步反應(yīng)，并需消耗ATP。蛋白酶體(proteasome)對泛素化蛋白質(zhì)的降解。

泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程第三十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第30頁，共102頁。蛋白酶體存在于細(xì)胞核和胞漿內(nèi)，主要降解異常蛋白質(zhì)和短壽蛋白質(zhì)。26S蛋白質(zhì)酶體20S的核心顆粒(CP)19S的調(diào)節(jié)顆粒(RP):18個亞基,6個亞基具有ATP酶活性2個α環(huán)：7個α亞基2個β環(huán)：7個β亞基第三十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第31頁，共102頁。二、外源性氨基酸與內(nèi)源性氨基酸組成氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)經(jīng)消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸及體內(nèi)合成的非必需氨基酸（內(nèi)源性氨基酸）混在一起，分布于體內(nèi)各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫(metabolicpool)

。第三十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第32頁，共102頁。氨基酸代謝概況：合成分解嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮化合物代謝轉(zhuǎn)變胺類+CO2脫羧基作用脫氨基作用消化吸收其它含氮物質(zhì)非必需氨基酸NH3CO2+H2O糖或脂類α-酮酸谷氨酰胺尿素食物蛋白質(zhì)組織蛋白質(zhì)血液氨基酸組織氨基酸氨基酸代謝庫第三十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第33頁，共102頁。三、脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用是體內(nèi)主要的脫氨基途徑

脫氨基作用指氨基酸脫去α-氨基生成相應(yīng)α-酮酸的過程。

第三十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第34頁，共102頁。（一）氨基酸通過轉(zhuǎn)氨基作用脫去氨基轉(zhuǎn)氨基作用(transamination)1、轉(zhuǎn)氨基作用由轉(zhuǎn)氨酶催化完成在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相應(yīng)的α-酮酸，而另一種α-酮酸得到此氨基生成相應(yīng)的氨基酸的過程。第三十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第35頁，共102頁。

反應(yīng)式大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用，但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。第三十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第36頁，共102頁。正常人各組織中GPT及GOT活性(單位/克濕組織)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。組織GPTGOT組織GPTGOT

肝44000142000胰腺200028000

腎1900091000脾120014000

心7100156000肺70010000

骨骼肌480099000血清1620第三十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第37頁，共102頁。2、各種轉(zhuǎn)氨酶都具有相同的輔酶和作用機(jī)制

轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶第三十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第38頁，共102頁。第三十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第39頁，共102頁。轉(zhuǎn)氨基作用不僅是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式，也是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑。

通過此種方式并未產(chǎn)生游離的氨。

轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義第四十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第40頁，共102頁。（二）氧化脫氨基作用

L-谷氨酸脫氫酶（主要）氨基酸氧化酶L，D型

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NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O第四十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第41頁，共102頁。（三）聯(lián)合脫氨基作用

兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。

定義第四十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第42頁，共102頁。

轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+轉(zhuǎn)氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎和腦組織進(jìn)行。第四十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第43頁，共102頁。蘋果酸

腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉(zhuǎn)氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶

2腺苷酸脫氨酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)肌肉中的聯(lián)合脫氨基作用：

氨基酸通過嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基第四十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第44頁，共102頁。三、氨基酸碳鏈骨架可進(jìn)行轉(zhuǎn)換或分解氨基酸脫氨基后生成的-酮酸(-ketoacid）主要有三條代謝去路。（一）α-酮酸可徹底氧化分解并提供能量（二）α-酮酸經(jīng)氨基化生成營養(yǎng)非必需氨基酸（三）α-酮酸可轉(zhuǎn)變成糖及脂類化合物第四十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第45頁，共102頁。第四十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第46頁，共102頁。琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸蛋氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系TAC第四十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第47頁，共102頁。第四節(jié)

氨的代謝MetabolismofAmmonia第四十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第48頁，共102頁。一、體內(nèi)有毒性的氨有三個重要來源（一）氨基酸脫氨基作用和胺類分解均可產(chǎn)生氨

RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)氨的主要來源。第四十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第49頁，共102頁。（三）腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶H2O（二）腸道細(xì)菌腐敗作用產(chǎn)生氨蛋白質(zhì)和氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨尿素經(jīng)腸道細(xì)菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨第五十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第50頁，共102頁。二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉(zhuǎn)運(yùn)（一）通過丙氨酸-葡萄糖循環(huán)氨從肌肉運(yùn)往肝

生理意義肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁?。肝為肌肉提供葡萄糖。第五十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第51頁，共102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)糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖第五十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第52頁，共102頁。（二）通過谷氨酰胺氨從腦和肌肉等組織運(yùn)往肝或腎

反應(yīng)過程谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲存及運(yùn)輸形式。

谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶+

H2O生理意義第五十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第53頁，共102頁。三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路體內(nèi)氨的去路有：在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路；

谷氨酸

+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi

腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。合成非必需氨基酸及其它含氮化合物；合成谷氨酰胺。第五十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第54頁，共102頁。（一）Krebs提出尿素是通過鳥氨酸循環(huán)合成的學(xué)說尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle)，又稱尿素循環(huán)(ureacycle)或Krebs-Henseleit循環(huán)。第五十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第55頁，共102頁。1、NH3、CO2和ATP縮合生成氨基甲酰磷酸

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

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行（二）肝中鳥氨酸循環(huán)合成尿素的詳細(xì)步驟第五十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第56頁，共102頁。反應(yīng)由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化。N-乙酰谷氨酸為其激活劑，反應(yīng)消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)第五十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第57頁，共102頁。2、氨基甲酰磷酸與鳥氨酸反應(yīng)生成瓜氨酸鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸第五十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第58頁，共102頁。反應(yīng)由鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化，OCT常與CPS-Ⅰ構(gòu)成復(fù)合體。反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行，瓜氨酸生成后進(jìn)入胞液。第五十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第59頁，共102頁。3、瓜氨酸與天冬氨酸反應(yīng)生成精氨酸代琥珀酸反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3第六十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第60頁，共102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4、精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。第六十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第61頁，共102頁。5、精氨酸水解釋放尿素并再生成鳥氨酸反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。尿素鳥氨酸精氨酸H2O第六十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第62頁，共102頁。鳥氨酸循環(huán)線粒體胞液第六十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第63頁，共102頁。反應(yīng)小結(jié)：原料：2分子氨，一個來自于游離氨，另一個來自天冬氨酸。過程：通過鳥氨酸循環(huán)，先在線粒體中進(jìn)行，再在胞液中進(jìn)行。耗能：3個ATP，4個高能磷酸鍵。第六十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第64頁，共102頁。1、高蛋白質(zhì)膳食促進(jìn)尿素合成2、AGA激活CPS-Ⅰ啟動尿素合成3、精氨酸代琥珀酸合成酶活性促進(jìn)尿素合成（三）尿素合成受膳食蛋白質(zhì)和兩種限速酶活性的調(diào)節(jié)第六十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第65頁，共102頁。酶相對活性氨基甲酰磷酸合成酶鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相對活性酶相對活性氨基甲酰磷酸合成酶鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0第六十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第66頁，共102頁。血氨濃度升高稱高血氨癥(hyperammonemia)高血氨癥時可引起腦功能障礙，稱氨中毒(ammoniapoisoning)。（四）尿素合成障礙可引起高血氨癥與氨中毒常見于肝功能嚴(yán)重?fù)p傷或尿素合成相關(guān)酶的遺傳缺陷。第六十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第67頁，共102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(jī)制第六十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第68頁，共102頁。第五節(jié)

個別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids第六十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第69頁，共102頁。

一、氨基酸的脫羧基作用產(chǎn)生特殊的胺類化合物脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛第七十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第70頁，共102頁。（一）谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化生成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,GABA)GABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中樞神經(jīng)有抑制作用。GABACOOH(CH2)2CH2NH2

CO2L-谷氨酸脫羧酶COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸第七十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第71頁，共102頁。（二）組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶催化生成組胺(histamine)組胺是強(qiáng)烈的血管舒張劑，可增加毛細(xì)血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2HNNCH2CHCOOHNH2HNNCH2CH2NH2第七十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第72頁，共102頁。（三）色氨酸經(jīng)5-羥色胺酸生成5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)5-HT在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì)起，抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2CH2NH2HO第七十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第73頁，共102頁。（四）某些氨基酸的脫羧基作用可產(chǎn)生多胺類(polyamines)物質(zhì)鳥氨酸脫羧酶

鳥氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脫羧基SAM

CO2SAM脫羧酶CO2精脒(spermidine)丙胺轉(zhuǎn)移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉(zhuǎn)移酶

精胺(spermine)多胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長的重要物質(zhì)。第七十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第74頁，共102頁。二、某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生一碳單位一碳單位的定義（一）四氫葉酸作為一碳單位的運(yùn)載體參與一碳單位代謝

某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團(tuán)，稱為一碳單位(onecarbonunit)。

第七十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第75頁，共102頁。一碳單位的種類甲基(methyl)-CH3甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基(methenyl)-CH=甲?；?formyl)-CHO亞胺甲基(formimino)-CH=NH第七十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第76頁，共102頁。四氫葉酸的結(jié)構(gòu)FH4的生成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+第七十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第77頁，共102頁。FH4攜帶一碳單位的形式

（一碳單位通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上）N5—CH3—FH4N5,N10—CH2—FH4N5,N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4第七十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第78頁，共102頁。一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色胺酸的分解代謝絲氨酸

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）由氨基酸產(chǎn)生的一碳單位可相互轉(zhuǎn)變第七十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第79頁，共102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第八十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第80頁，共102頁。（三）一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶的合成N10-CHO-FH4與N5,N10=CH-FH4分別為嘌呤合成提供C2與C8，N5,N10-CH2-FH4為胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來。第八十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第81頁，共102頁。三、含硫氨基酸的代謝是相互聯(lián)系的胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸含硫氨基酸第八十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第82頁，共102頁。（一）甲硫氨酸參與甲基轉(zhuǎn)移1、甲硫氨酸轉(zhuǎn)甲基作用與甲硫氨酸循環(huán)有關(guān)腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)第八十三頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第83頁，共102頁。甲基轉(zhuǎn)移酶RHR—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內(nèi)甲基的直接供體第八十四頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第84頁，共102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(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiR-CH3第八十五頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第85頁，共102頁。2、甲硫氨酸為肌酸合成提供甲基肌酸(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)。第八十六頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第86頁，共102頁。H2O第八十七頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第87頁，共102頁。（三）半胱氨酸代謝可產(chǎn)生多種重要的生理活性物質(zhì)1、半胱氨酸與胱氨酸可以互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2第八十八頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第88頁，共102頁。2、半胱氨酸可轉(zhuǎn)變成?；撬崤；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分之一。2+2H-2HCOOHCHNH2CH2SHCOOHCOOHCHNH2CHNH2CH2-S-S-CH2半胱氨酸胱氨酸第八十九頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第89頁，共102頁。3、半胱氨酸可生成活性硫酸根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，是體內(nèi)硫酸基的供體。第九十頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第90頁，共102頁。四、芳香族氨基酸代謝可產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸第九十一頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第91頁，共102頁。1、苯丙氨酸羥化生成酪氨酸

此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑。（一）苯丙氨酸和酪氨酸代謝有聯(lián)系又有區(qū)別苯丙氨酸+H2O苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADPH+H+NADP+酪氨酸+O2第九十二頁，編輯于星期六：二十一點(diǎn)二十四分。第92頁，共102頁。苯酮酸尿癥(phenylkeronuria,PKU)體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，苯丙氨酸?jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯