蛋白質降解與氨基酸代謝()

第十章蛋白質降解與氨基酸代謝蛋白質的降解：外源蛋白的消化內源性蛋白的選擇性降解氨基酸的分解代謝：脫氨方式、血氨轉運、尿素生成氨基酸的生物合成本文檔共164頁；當前第1頁；編輯于星期三\18點16分第一節(jié)蛋白質消化、降解及氮平衡一、蛋白質消化吸收胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶A、B、氨肽酶、彈性蛋白酶。本文檔共164頁；當前第2頁；編輯于星期三\18點16分二、蛋白質的降解是有選擇性的選擇性：（1）異常蛋白、（2）正常的調節(jié)蛋白和酶意義：（1）清除異常蛋白；（2）細胞對代謝進行調控的一種方式蛋白質的周轉：人及動物體內蛋白質處于不斷降解和合成的動態(tài)平衡。周轉的速度用半壽期表示。成人每天有總體蛋白的1%～2%被降解、更新。不同蛋白的半壽期差異很大，人血漿蛋白質的t1/2約10天，肝臟的t1/2約1～8天，結締組織蛋白的t1/2約180天，許多關鍵性的調節(jié)酶的t1/2

均很短。本文檔共164頁；當前第3頁；編輯于星期三\18點16分選擇性降解的特點：（1）居于重要代謝調控位點的酶或調節(jié)蛋白，降解速度快（短壽蛋白多是調節(jié)蛋白或調節(jié)酶）（2）“持家蛋白”的降解速度慢（長壽蛋白多是持家蛋白）（3）蛋白質的降解速度受到細胞營養(yǎng)及激素狀態(tài)的調節(jié)，營養(yǎng)缺乏，周轉速度加快。本文檔共164頁；當前第4頁；編輯于星期三\18點16分真核細胞中蛋白質的選擇性降解有兩條途徑：（1）不依賴ATP的溶酶體途徑，沒有選擇性，主要降解外源蛋白、膜蛋白及長壽命的細胞內蛋白。（2）依賴ATP的泛素途徑，在胞質中進行，主要降解異常蛋白和短壽命蛋白，此途徑在不含溶酶體的紅細胞中尤為重要。泛素是一種8.5KD（76a.a.殘基）的小分子蛋白質，普遍存在于真核細胞內。一級結構高度保守，酵母與人只相差3個a.a殘基，它能與被降解的蛋白質共價結合，使后者活化，然后被蛋白酶降解。本文檔共164頁；當前第5頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第6頁；編輯于星期三\18點16分肽酶的種類和專一性編號名稱作用特征-氨酰肽水解酶(-aminoacylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的N-末端-羧肽水解酶(-carboxylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的C-末端二羧肽水解酶(depeptidehydrolase)水解二肽本文檔共164頁；當前第7頁；編輯于星期三\18點16分蛋白酶的種類和專一性編號名稱作用特征實例絲氨酸蛋白酶類(serinepritelnase)活性中心含Ser硫醇蛋白酶類(Thiolpritelnase)活性中心含Cys羧基（酸性）蛋白酶類[carboxyl(asid)pritelnase]活性中心含Asp,最適pH在5以下金屬蛋白酶類(metallopritelnase)活性中心含有Zn2+、

Mg2+等金屬胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶木瓜蛋白酶無花果蛋白酶菠蘿酶胃蛋白酶凝乳酶枯草桿菌蛋白酶嗜熱菌蛋白酶本文檔共164頁；當前第8頁；編輯于星期三\18點16分消化道內幾種蛋白酶的專一性（）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）本文檔共164頁；當前第9頁；編輯于星期三\18點16分三、氨基酸代謝庫食物蛋白中，經消化而被吸收的氨基酸（外源性a.a）與體內組織蛋白降解產生的氨基酸（內源性a.a）混在一起，分布于體內各處，參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。氨基酸代謝庫以游離a.a總量計算。肌肉中a.a占代謝庫的50％以上。肝臟中a.a占代謝庫的10％。腎中a.a占代謝庫的4％。血漿中a.a占代謝庫的1～6％。肝、腎體積小，它們所含的a.a濃度很高，血漿a.a是體內各組織之間a.a轉運的主要形式。本文檔共164頁；當前第10頁；編輯于星期三\18點16分四、氮平衡氮平衡：機體攝入的氮量和排出量，在正常情況下處于平衡狀態(tài)。即，攝入氮＝排出氮。氮正平衡：攝入氮＞排出氮，部分攝入的氮用于合成體內蛋白質，兒童、孕婦。氮負平衡：攝入氮＜排出氮。饑鋨、疾病。本文檔共164頁；當前第11頁；編輯于星期三\18點16分五、自然界的氮素循環(huán)植物、微生物從環(huán)境中吸收氨、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽等無機氮，合成各種氨基酸、蛋白質、含氮化合物。人和動物消化吸收動、植物蛋白質，得到氨基酸，合成蛋白質及含氮物質。有些微生物能把空氣中的N2轉變成氨態(tài)氮，合成氨基酸。本文檔共164頁；當前第12頁；編輯于星期三\18點16分第二節(jié)氨基酸分解代謝氨基酸的去向：（1）重新合成蛋白質（蛋白質周轉）（2）合成血紅素、活性胺、GSH、核苷酸、輔酶等（3）徹底分解，提供能量（4）多余的氨基酸轉化為葡萄糖、脂肪酸、酮體等本文檔共164頁；當前第13頁；編輯于星期三\18點16分氨基酸代謝概況食物蛋白質氨基酸特殊途徑-酮酸糖及其代謝中間產物脂肪及其代謝中間產物TCA鳥氨酸循環(huán)NH4+NH4+NH3CO2H2O體蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤生物固氮硝酸還原（次生物質代謝）CO2胺本文檔共164頁；當前第14頁；編輯于星期三\18點16分氨基酸的分解代謝一般是：（1）肝外組織以轉氨基、聯合脫氨基等形式脫去氨基，并以Ala、Gln的形式運到肝臟（2）尿素循環(huán)（3）脫氨后的碳骨架可以被氧化成CO2和H2O，也可以轉化為糖、脂肪酸本文檔共164頁；當前第15頁；編輯于星期三\18點16分一、脫氨基作用（一）氧化脫氨基本文檔共164頁；當前第16頁；編輯于星期三\18點16分第一步脫氫生成亞胺。第二步水解。本文檔共164頁；當前第17頁；編輯于星期三\18點16分催化氧化脫氨基反應的酶（1）Ｌ—氨基酸氧化酶有兩類輔酶：Ｅ-ＦＭＮ、Ｅ-ＦＡＤ（人和動物）對下列a.a不起作用：Gly、β-羥氨酸（Ser、Thr）、二羧a.a（Glu、Asp）、二氨a.a（Lys、Arg）本文檔共164頁；當前第18頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第19頁；編輯于星期三\18點16分（2）D-氨基酸氧化酶E-FAD有些細菌、霉菌和動物肝、腎細胞中有此酶，可廣譜性地催化D-a.a脫氨。（3）Gly氧化酶E-FAD使Gly脫氨生成乙醛酸。（4）D-Asp氧化酶E-FADE-FAD兔腎中有D-Asp氧化酶，D-Asp脫氨，生成草酰乙酸。本文檔共164頁；當前第20頁；編輯于星期三\18點16分（5）L-Glu脫氫酶E-NAD+E-NADP+本文檔共164頁；當前第21頁；編輯于星期三\18點16分真核細胞的Glu脫氫酶，大部分存在于線粒體基質中，是一種不需O2的脫氫酶。此酶是能使a.a直接脫去氨基的活力最強的酶，是一個結構很復雜的別構酶。在動、植、微生物體內都有。ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。ADP、GDP及某些a.a可激活此酶活性。因此當ATP、GTP不足時，Glu的氧化脫氨會加速進行，有利于a.a分解供能（動物體內有10%的能量來自a.a氧化）。（5）L-Glu脫氫酶E-NAD+E-NADP+本文檔共164頁；當前第22頁；編輯于星期三\18點16分（二）非氧化脫氨基作用①還原脫氨基（嚴格無氧條件下）②水解脫氨基③脫水脫氨基④脫巰基脫氨基⑤氧化-還原脫氨基兩個氨基酸互相發(fā)生氧化還原反應，生成有機酸、酮酸、氨。⑥脫酰胺基作用谷胺酰胺酶：谷胺酰胺+H2O→谷氨酸+NH3天冬酰胺酶：天冬酰胺+H2O→天冬氨酸+NH3本文檔共164頁；當前第23頁；編輯于星期三\18點16分（三）轉氨基作用轉氨作用是肝外組織中aa脫氨的重要方式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，aa都能參與轉氨基作用。轉氨酶輔酶是維生素B6（磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺）本文檔共164頁；當前第24頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第25頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第26頁；編輯于星期三\18點16分大多數轉氨酶，優(yōu)先利用α-酮戊二酸作為氨基的受體，生成Glu。如丙氨酸轉氨酶（谷丙轉氨酶，GPT），可生成Glu，肝細胞受損后，血中此酶含量大增，活性高。在大多數動物組織細胞中，Asp轉氨酶(谷草轉氨酶）的含量最高，活性最大，Asp是合成尿素時氮的供體，通過轉氨作用解決氨的去向。本文檔共164頁；當前第27頁；編輯于星期三\18點16分（1）肝外：氨基酸+α-酮戊二酸α-酮酸+谷氨酸（2）肝臟：谷氨酸+草酰乙酸α-酮戊二酸+天冬氨酸谷氨酸+NAD(P)α-酮戊二酸+NH3+NAD(P)H天冬氨酸+NH3尿素本文檔共164頁；當前第28頁；編輯于星期三\18點16分（四）聯合脫氨基單靠轉氨基作用不能最終脫掉氨基，單靠氧化脫氨基作用也不能滿足機體脫氨基的需要，因為只有Glu脫氫酶活力最高，其余L-氨基酸氧化酶的活力都低。機體借助聯合脫氨基作用可以迅速脫去氨基本文檔共164頁；當前第29頁；編輯于星期三\18點16分1、以谷氨酸脫氫酶為中心的聯合脫氨基作用本文檔共164頁；當前第30頁；編輯于星期三\18點16分2、通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯合脫氨基做用

骨骼肌、心肌、肝臟、腦都是以嘌呤核苷酸循環(huán)的方式為主本文檔共164頁；當前第31頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第32頁；編輯于星期三\18點16分聯合脫氨基本文檔共164頁；當前第33頁；編輯于星期三\18點16分二、脫羧作用本文檔共164頁；當前第34頁；編輯于星期三\18點16分生物體內大部分a.a可進行脫羧作用，生成相應的一級胺。a.a脫羧酶專一性很強，每一種a.a都有一種脫羧酶，輔酶都是磷酸吡哆醛。a.a脫羧反應廣泛存在于動、植物和微生物中，有些產物具有重要生理功能，如腦組織中L-Glu脫羧生成r-氨基丁酸，是重要的神經介質。His脫羧生成組胺（又稱組織胺），有降低血壓的作用。Tyr脫羧生成酪胺，有升高血壓的作用。但大多數胺類對動物有毒，體內有胺氧化酶，能將胺氧化為醛和氨。本文檔共164頁；當前第35頁；編輯于星期三\18點16分三、氨的去向氨對生物機體有毒，特別是高等動物的腦對氨極敏感，血中1%的氨會引起中樞神經中毒，因此，脫去的氨必須排出體外。氨中毒的機理：腦細胞的線粒體可將氨與α-酮戊二酸作用生成Glu，大量消耗α-酮戊二酸，影響TCA，同時大量消耗NADPH，產生肝昏迷。本文檔共164頁；當前第36頁；編輯于星期三\18點16分氨的去向：（1）重新利用合成aa、核酸。（2）貯存

Gln，Asn高等植物將氨基氮以Gln，Asn的形式儲存在體內。（3）排出體外排氨動物：水生動物，排泄時需少量水排尿素動物：陸生脊椎動物排尿酸動物：鳥類、爬蟲類本文檔共164頁；當前第37頁；編輯于星期三\18點16分四、血氨的轉運（肝外→肝臟）1、Gln轉運

：Gln合成酶、Gln酶Gln合成酶，催化Glu與氨結合，生成Gln。Gln中性無毒，易透過細胞膜，是氨的主要運輸形式。Gln經血液進入肝中，經Gln酶分解，生成Glu和NH3。谷氨酸+NH4++ATP谷氨酰胺+ADP+H+Gln合成酶肝外谷氨酰胺+H2O谷氨酸+NH4+谷胺酰胺酶肝臟本文檔共164頁；當前第38頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第39頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第40頁；編輯于星期三\18點16分Glc-Ala循環(huán)的生物學意義：在肌肉中，糖酵解提供丙酮酸，在肝中，丙酮酸又可生成Glc。肌肉運動產生大量的氨和丙酮酸，兩者都要運回肝臟進一步轉化，而以Ala的形式運送，一舉兩得。本文檔共164頁；當前第41頁；編輯于星期三\18點16分五、氨的排泄（一）直接排氨排氨動物將氨以Gln形式運至排泄部位，經Gln酶分解，直接釋放NH3。游離的NH3借助擴散作用直接排除體外。本文檔共164頁；當前第42頁；編輯于星期三\18點16分（二）生成尿素（尿素循環(huán)）排尿素動物在肝臟中合成尿素的過程稱尿素循環(huán)。1932年，Krebs發(fā)現，向懸浮有肝切片的緩沖液中，加入鳥氨酸、瓜氨酸、Arg中的任一種，都可促使尿素的合成。本文檔共164頁；當前第43頁；編輯于星期三\18點16分尿素循環(huán)途徑（鳥氨酸循環(huán)）本文檔共164頁；當前第44頁；編輯于星期三\18點16分1、氨甲酰磷酸的生成(限速步驟）肝細胞液中的a.a經轉氨作用，與α-酮戊二酸生成Glu，Glu進入線粒體基質，經Glu脫氫酶作用脫下氨基，游離的氨（NH4+）與TCA循環(huán)產生的CO2反應生成氨甲酰磷酸本文檔共164頁；當前第45頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第46頁；編輯于星期三\18點16分氨甲酰磷酸是高能化合物，可作為氨甲?；墓w。氨甲酰磷酸合酶I：存在于線粒體中，參與尿素的合成。氨甲酰磷酸合酶II：存在于胞質中，參與尿嘧啶的合成。N-乙酰Glu激活氨甲酰磷酸合酶I、II本文檔共164頁；當前第47頁；編輯于星期三\18點16分2、合成瓜氨酸（鳥氨酸轉氨甲酰酶）鳥氨酸轉氨甲酰酶存在于線粒體中，需要Mg2+作為輔因子瓜氨酸形成后就離開線粒體，進入細胞液。本文檔共164頁；當前第48頁；編輯于星期三\18點16分3、合成精氨琥珀酸（精氨琥珀酸合成酶）本文檔共164頁；當前第49頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第50頁；編輯于星期三\18點16分4、

精氨琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索素酸此時Asp的氨基轉移到Arg上。來自Asp的碳架被保留下來，生成延胡索酸。延胡索素酸可以經蘋果酸、草酰乙酸再生為天冬氨酸。本文檔共164頁；當前第51頁；編輯于星期三\18點16分5、精氨酸水解生成鳥氨酸和尿素尿素形成后由血液運到腎臟隨尿排除。本文檔共164頁；當前第52頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第53頁；編輯于星期三\18點16分尿素循環(huán)小結NH4++HCO3-+3ATP+Asp+2H2O→

尿素+2ADP+AMP+2Pi+PPi+延胡索酸（1）形成一分子尿素消耗4個高能磷酸鍵（2）兩個氨基分別來自游離氨和Asp，一個CO2來自TCA循環(huán)，（3）2個氨基酸通過尿素循環(huán)形成1分子尿素，可以凈生成1個ATP：脫氨：1個NADH延胡索酸經草酰乙酸轉化為Asp：1個NADH

本文檔共164頁；當前第54頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第55頁；編輯于星期三\18點16分尿素循環(huán)與TCA的關系：延胡索酸→蘋果酸→草酰乙酸→Asp→

精氨琥珀酸肝昏迷（血氨升高，使α-酮戊二酸下降，TCA受阻）可加Asp或Arg緩解。本文檔共164頁；當前第56頁；編輯于星期三\18點16分6、尿素循環(huán)的調節(jié)N-乙酰Glu激活氨甲酰磷酸合成酶I氨基酸降解[N-乙酰Glu]↑[Glu]↑N-乙酰Glu合酶乙酰-CoA轉氨基↑CPSI★[尿素]↑本文檔共164頁；當前第57頁；編輯于星期三\18點16分（三）生成尿酸尿酸（包括尿素）也是嘌呤代謝的終產物。見核苷酸代謝本文檔共164頁；當前第58頁；編輯于星期三\18點16分六、氨基酸碳架的去向20種aa有三種去路（1）重新氨基化生成氨基酸。（2）氧化成CO2和水（TCA）。（3）生糖、生脂。本文檔共164頁；當前第59頁；編輯于星期三\18點16分20種aa的碳架可轉化成7種物質：丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。最后集中為5種物質進入TCA：乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。

本文檔共164頁；當前第60頁；編輯于星期三\18點16分氨基酸碳骨架進入TCA的途徑本文檔共164頁；當前第61頁；編輯于星期三\18點16分氨基酸碳骨架進入三羧酸循環(huán)的途徑草酰乙酸磷酸烯醇式酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸Trp谷氨酸谷氨酰胺精氨酸組氨酸脯氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸蘇氨酸葡萄糖檸檬酸本文檔共164頁；當前第62頁；編輯于星期三\18點16分(一）形成乙酰-CoA的途徑通過丙酮酸到乙酰-CoA的途徑通過乙酰乙酰-CoA到乙酰-CoA氨基酸直接形成乙酰-CoA本文檔共164頁；當前第63頁；編輯于星期三\18點16分1、通過丙酮酸到乙酰-CoA的途徑Ala、Gly、Ser、Thr、Cys（1）AlaL-Ala+α-酮戊二酸谷丙轉氨酶丙酮酸+谷氨酸本文檔共164頁；當前第64頁；編輯于星期三\18點16分（2）Gly①

先轉變成Ser，再由Ser轉變成丙酮酸。Gly+N5.N10-甲烯基四氫葉酸絲氨酸轉羥甲基酶L-Ser+四氫葉酸Mn2+Gly與Ser的互變是極為靈活的，該反應也是Ser生物合成的重要途徑。磷酸吡哆醛為輔基，甲烯基四氫葉酸為供體，需Mn本文檔共164頁；當前第65頁；編輯于星期三\18點16分②

Gly的分解代謝不是以形成乙酰CoA為主要途徑，Gly的重要作用是一碳單位的提供者。Gly+FH4+NAD+

→

N5,N10-甲烯基FH4+CO2+NH4++NADH③次要途徑是氧化脫氨生成乙醛酸，再氧化成甲酸或草酸。④甘氨酸與谷胱甘肽、肌酸、膽堿、嘌呤、卟啉的合成都有關系。

本文檔共164頁；當前第66頁；編輯于星期三\18點16分（3）Ser：脫水、脫氨，生成丙酮酸由絲氨酸脫水酶催化含磷酸吡哆醛(PLP)

本文檔共164頁；當前第67頁；編輯于星期三\18點16分（4）Thr有3條途徑①由Thr醛縮酶催化裂解成Gly和乙醛，后者氧化成乙酸→乙酰CoA。氧化為乙酸后本文檔共164頁；當前第68頁；編輯于星期三\18點16分（4）Thr有3條途徑脫氫脫羧形成丙酰CoA最后形成丙酮酸本文檔共164頁；當前第69頁；編輯于星期三\18點16分（5）Cys有3條途徑①轉氨，生成β-巰基丙酮酸，再脫巰基，生成丙酮酸。產生的硫化氫要氧化成亞硫酸，再氧化成硫酸，由尿排出。

②加水分解成丙酮酸③氧化成丙酮酸

本文檔共164頁；當前第70頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第71頁；編輯于星期三\18點16分Phe,Tyr,Leu,Lys,Trp①苯丙氨酸：由苯丙氨酸-4-單加氧酶催化生成酪氨酸，消耗一個NADPH。2、通過乙酰乙酰CoA到乙酰-CoA的途徑本文檔共164頁；當前第72頁；編輯于星期三\18點16分②酪氨酸2、通過乙酰乙酰CoA到乙酰-CoA的途徑本文檔共164頁；當前第73頁；編輯于星期三\18點16分③亮氨酸2、通過乙酰乙酰CoA到乙酰-CoA的途徑本文檔共164頁；當前第74頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第75頁；編輯于星期三\18點16分④賴氨酸：先由兩條途徑生成L-a-氨基己二酸半醛2、通過乙酰乙酰CoA到乙酰-CoA的途徑本文檔共164頁；當前第76頁；編輯于星期三\18點16分⑤色氨酸：較復雜，先氧化，依次脫去甲醛、丙氨酸，最后形成a-酮己二酸，生成乙酰乙酰輔酶A。其11個碳原子共生成一個乙酰乙酰輔酶A，一個，4個二氧化碳和一個甲酸。2、通過乙酰乙酰CoA到乙酰-CoA的途徑本文檔共164頁；當前第77頁；編輯于星期三\18點16分2、通過乙酰乙酰CoA到乙酰-CoA的途徑（1）

Phe

→Tyr（2）

Tyr

產物：1個乙酰乙酰CoA,1個延胡索酸，1個CO2（3）Leu

產物：1個乙酰CoA，1個乙酰乙酰CoA，相當于3個乙酰CoA；反應中先脫1個CO2，后又加1個CO2，C原子不變。（4）Lys

產物：1個乙酰乙酰CoA，2個CO2；在反應途中轉氨：a.氧化脫氨，b.轉氨（5）Trp

產物：1個乙酰乙酰CoA，1個Ala，3個CO2，1個甲酸本文檔共164頁；當前第78頁；編輯于星期三\18點16分（二）α-酮戊二酸途徑Arg、His、Gln、Pro、Glu形成α-酮戊二酸的途徑本文檔共164頁；當前第79頁；編輯于星期三\18點16分1.精氨酸：由精氨酸酶水解成鳥氨酸和尿素，再轉氨生成谷氨酸γ半醛，由脫氫酶氧化成谷氨酸，轉氨或脫氨形成。a-酮戊二酸。本文檔共164頁；當前第80頁；編輯于星期三\18點16分2.組氨酸：組氨酸分解酶脫去氨基形成尿刊酸，再水合、開環(huán)生成N-甲亞氨基谷氨酸，谷氨酸轉甲亞氨酶催化轉給四氫葉酸，形成谷氨酸。本文檔共164頁；當前第81頁；編輯于星期三\18點16分3.谷氨酰胺：a.可由谷氨酰胺酶水解；b.可將酰胺轉給α-酮戊二酸，生成兩個谷氨酸；c.也可轉到α-酮戊二酸的γ-羧基上，形成的γ-酮谷酰胺酸可水解生成α-酮戊二酸。本文檔共164頁；當前第82頁；編輯于星期三\18點16分4.脯氨酸：先由脯氨酸氧化酶形成雙鍵，再加水開環(huán)形成谷氨酸γ半醛，用NAD氧化成谷氨酸。

羥脯氨酸分解代謝與脯氨酸的異同本文檔共164頁；當前第83頁；編輯于星期三\18點16分（1）Arg產物：1分子Glu，1分子尿素（2）His產物：1分子Glu，1分子NH3,1分子甲亞氨基（3）Gln三條途徑①Gln酶：Gln+H2O→Glu+NH3②Glu合成酶：Gln+α-酮戊二酸+NADPH→2Glu+NADP+③轉酰胺酶：Gln+α-酮戊二酸→Glu+r-酮谷酰氨酸后者→α-酮戊二酸+NH4+（4）Pro產物：Pro→GluHpro→丙酮酸+乙醛酸本文檔共164頁；當前第84頁；編輯于星期三\18點16分（三）形成琥珀酰CoA途徑有蘇氨酸、甲硫氨酸、異亮氨酸和纈氨酸。脫氫脫羧形成丙酰CoA本文檔共164頁；當前第85頁；編輯于星期三\18點16分（三）形成琥珀酰CoA途徑2.甲硫氨酸：與ATP生成S-腺苷甲硫氨酸，轉甲基后水解，生成高半胱氨酸，在胱硫醚-β-合成酶催化下與絲氨酸合成胱硫醚，胱硫醚-γ-分解酶催化脫去半胱氨酸和氨基，生成α-酮丁酸，脫羧成丙酰輔酶A，丙酰輔酶A羧化酶催化生成D-甲基丙二酰輔酶A，消旋酶生成L-型，變位生成琥珀酰輔酶A。本文檔共164頁；當前第86頁；編輯于星期三\18點16分（三）形成琥珀酰CoA途徑3.異亮氨酸：轉氨，脫羧生成α-甲基丁酰輔酶A，經β-氧化生成乙酰輔酶A和丙酰輔酶A，最后生成琥珀酰輔酶A。本文檔共164頁；當前第87頁；編輯于星期三\18點16分（三）形成琥珀酰CoA途徑4.纈氨酸：轉氨，脫羧形成異丁酰輔酶A，脫氫、水化后再水解，生成β-羥異丁酸，脫氫生成甲基丙二酸半醛，氧化為甲基丙二酰輔酶A，再變位生成琥珀酰輔酶A。本文檔共164頁；當前第88頁；編輯于星期三\18點16分（三）形成琥珀酰CoA途徑Met、Ile、Val轉變成琥珀酰CoA（1）Met

給出1個甲基，將-SH轉給Ser（生成Cys），產生一個琥珀酰CoA（2）Ile產生一個乙酰CoA和一個琥珀酰CoA蘇氨酸本文檔共164頁；當前第89頁；編輯于星期三\18點16分（四）延胡索酸途徑Phe、Tyr可生成延胡索酸。部分碳鏈形成延胡索酸，另一部分為乙酰乙酸

本文檔共164頁；當前第90頁；編輯于星期三\18點16分（五）形成草酰乙酸途徑Asp和Asn可轉變成草酰乙酸進入TCA，Asn先轉變成Asp（Asn酶），Asp經轉氨作用生成草酰乙酸。天冬酰胺酶可控制某些白血病，影響快速增殖的細胞對天冬酰胺的利用。

本文檔共164頁；當前第91頁；編輯于星期三\18點16分氨基酸氧化途徑

半塊酥餅干，四個舊銅板；彈盡糧絕來，容色本已老；老本胡吃掉，天天嚼青草；腹中早無谷，無臉驚先祖；留下一雙鞋，輸掉喂老虎。解釋

半蘇丙甘絲->丙酮酸亮賴色苯酪->乙酰乙酰輔酶A酪苯->延胡索酸;天(Asp)天(Asn)->草酰乙酸

脯谷精酰(Gln)組->α酮戊二酸

硫異纈蘇->琥珀酰輔酶A.本文檔共164頁；當前第92頁；編輯于星期三\18點16分七、生糖氨基酸與生酮氨基酸生酮氨基酸：Phe、Tyr、Trp、Leu、Lys。在分解過程中轉變?yōu)橐阴Ｒ阴oA，后者在動物肝臟中可生成乙酰乙酸和β-羥丁酸。生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸的a.a.都稱為生糖a.a，它們都能生成Glc。Phe、Tyr是典型的生酮兼生糖aa。Trp也可以算一個本文檔共164頁；當前第93頁；編輯于星期三\18點16分八、由氨基酸衍生的其它重物質1、由氨基酸產生一碳單位一碳單位：具有一個碳原子的基團，甲烷和二氧化碳例外

包括：亞氨甲基（-CH=NH），甲?；?CH=O），羥甲基（-CH2OH），亞甲基（又稱甲叉基，-CH2-），次甲基（又稱甲川基，-CH=），甲基（-CH3）本文檔共164頁；當前第94頁；編輯于星期三\18點16分Gly、Ser、Thr、His、Met等aa可以提供一碳單位。一碳單位的轉移靠四氫葉酸（5，6，7，8-四氫葉酸），攜帶甲基的部位是N5、N10本文檔共164頁；當前第95頁；編輯于星期三\18點16分葉酸和四氫葉酸（FH4或THFA）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO本文檔共164頁；當前第96頁；編輯于星期三\18點16分①甘氨酸裂解酶裂解甘氨酸，生成甲烯基四氫葉酸和二氧化碳及氨。甘氨酸脫氨生成的乙醛酸可產生次甲基四氫葉酸，乙醛酸氧化生成的甲酸可生成甲?；臍淙~酸。②蘇氨酸可分解產生甘氨酸，形成一碳單位。③絲氨酸的β-碳可轉移到四氫葉酸上，生成亞甲基四氫葉酸和甘氨酸。④組氨酸分解時產生亞氨甲酰谷氨酸，生成亞氨甲酰四氫葉酸。脫氨后產生次甲基四氫葉酸。⑤甲硫氨酸生成的S-腺苷甲硫氨酸可提供甲基，產生的高半胱氨酸可從四氫葉酸接受甲基形成甲硫氨酸?？晒┙o50種受體。本文檔共164頁；當前第97頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第98頁；編輯于星期三\18點16分一碳基團的來源與轉變S-腺苷蛋氨酸N5-CH3-FH4N5，N10-

CH2-FH4N5，N10=CH-FH4

N10-CHO-FH4N5，

N10-CH2-FH4還原酶N5，

N10-CH2-FH4脫氫酶環(huán)水化酶

絲氨酸

組氨酸甘氨酸參與

甲基化反應為胸腺嘧啶合成提供甲基參與嘌呤合成FH4FH4FH4

HCOOHH2ONAD+NDAH+H+NAD+NDAH+H+H+參與嘌呤合成本文檔共164頁；當前第99頁；編輯于星期三\18點16分（2）Tyr與兒茶酚胺類

可生成多巴、多巴胺（神經遞質）、去甲腎上腺素、腎上腺素（激素），這四種統稱兒茶酚胺類。后三種稱為兒茶酚胺類激素，對心血管和神經系統有重要作用。

（1）Tyr與黑色素酪氨酸酶先催化羥化，形成二羥苯丙氨酸，即多巴，再將多巴氧化成多巴醌，多巴醌可自發(fā)聚合形成黑色素。缺乏酪氨酸酶引起白化病。

2、氨基酸與生物活性物質本文檔共164頁；當前第100頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第101頁；編輯于星期三\18點16分（3）Trp與5-羥色胺及吲哚乙酸羥化、脫羧形成5-羥色胺，是神經遞質，與神經興奮、小動脈和支氣管平滑肌收縮、胃腸道肽類激素的釋放有關。色氨酸脫氨脫羧可形成吲哚乙酸，是植物生長激素。色氨酸分解的中間物可轉變?yōu)槟峥怂?，但合成率很低?/p>

本文檔共164頁；當前第102頁；編輯于星期三\18點16分（4）肌酸和磷酸肌酸（Arg、Gly、Met）先由精氨酸和甘氨酸合成胍基乙酸，再由S-腺苷甲硫氨酸轉甲基，生成肌酸?？闪姿峄?，作為儲備能源，稱為磷酸原。肌酸和磷酸肌酸，在貯存和轉移磷酸鍵能中起重要作用。它們存在于動物的肌肉、腦、血液中。

本文檔共164頁；當前第103頁；編輯于星期三\18點16分（5）His與組胺

His脫羧生成組胺，可使平滑肌舒張、微血管擴張、胃酸分泌，引起支氣管哮喘、丘疹等過敏反應。臨床用抗組胺藥物治療過敏。組胺還是感覺神經遞質。

（6）多胺合成：是堿性小分子，含多個氨基的長鏈脂肪族化合物，如精胺、亞精胺、尸胺、腐胺等。Arg脫羧形成腐胺，再與S-腺苷甲硫氨酸生成亞精胺，再反應則生成精胺。精胺有退熱降壓作用。多胺常與核酸并存，可能在轉錄和細胞分裂的調節(jié)中起作用。本文檔共164頁；當前第104頁；編輯于星期三\18點16分Arg→水解→鳥氨酸→脫羧→腐胺→亞精胺→精胺（7）Glu與r-氨基丁酸

Glu本身就是一種興奮性神經遞質（還有Asp），在腦、脊髓中廣泛存在。Glu脫羧形成的r-氨基丁酸是一種抑制性神經遞質，在生物體中廣泛存在。

（8）?；撬岷虲ys

Cys的SH氧化成-SO3-，并脫去-COO-就形成了?；撬?，?；撬崤c膽汁酸結合，乳化食物。本文檔共164頁；當前第105頁；編輯于星期三\18點16分氨基酸來源的部分生物活性物質本文檔共164頁；當前第106頁；編輯于星期三\18點16分九、氨基酸代謝缺陷癥苯丙酮尿癥本文檔共164頁；當前第107頁；編輯于星期三\18點16分九、氨基酸代謝缺陷癥尿黑酸癥本文檔共164頁；當前第108頁；編輯于星期三\18點16分九、氨基酸代謝缺陷癥白化病本文檔共164頁；當前第109頁；編輯于星期三\18點16分九、氨基酸代謝缺陷癥在兒童時期限制攝入苯丙氨酸可防止智力遲鈍本文檔共164頁；當前第110頁；編輯于星期三\18點16分一、氨基酸合成概論1、氮源（1）生物固氨（微生物）

a.與豆科植物共生的根瘤菌

b.自養(yǎng)固氮菌蘭藻在固氮酶系作用下，將空氣中的N2固定，產生NH3

（2）硝酸鹽和亞硝酸鹽(植物、微生物)

（3）各種脫氨基作用產生的NH3（所有生物）第三節(jié)氨基酸的生物合成本文檔共164頁；當前第111頁；編輯于星期三\18點16分自然界的氮素循環(huán)硝酸鹽亞硝酸NH3生物固氮工業(yè)固氮固氮生物動植物硝酸鹽還原大氣固氮大氣氮素巖漿源的固定氮火成巖反硝化作用氧化亞氮蛋白質入地下水動植物廢物死的有機體本文檔共164頁；當前第112頁；編輯于星期三\18點16分氨的固定方式：（1）通過氨甲酰磷酸合成酶（2）通過谷氨酸脫氫酶（3）通過谷氨酰胺合成酶本文檔共164頁；當前第113頁；編輯于星期三\18點16分2、碳源直接碳源是相應的α-酮酸。植物能合成20種aa相應的全部碳架或前體。人和動物只能直接合成部分aa相應的α-酮酸。主要來源：糖酵解、TCA、磷酸戊糖支路。必需氨基酸：Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Val、（Arg、His）

本文檔共164頁；當前第114頁；編輯于星期三\18點16分植物能合成20種aa相應的全部碳架或前體異亮氨酸本文檔共164頁；當前第115頁；編輯于星期三\18點16分植物能合成20種aa相應的全部碳架或前體異亮氨酸合成檸檬酸，普京哭，天一來家書；His戊糖I餅酥。糖酵解，拌干絲，冰涼血；芳香氣味絕。本文檔共164頁；當前第116頁；編輯于星期三\18點16分①α-酮戊二酸衍生類型Glu、Gln、Pro、Arg、Lys（蕈類、眼蟲）

與a.a.分解進入α-酮酸的途徑比較，少了一種a.a.，即His。

②草酰乙酸衍生類型Asp、Asn、Met、Thr、Ile（也可歸入丙酮類）、Lys（植物、細菌）

經TCA中間產物（α-酮戊二酸、草酰乙酸）可合成10種a.a.，即Glu、Gln、Pro、Arg、Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys。3、aa生物合成的概貌本文檔共164頁；當前第117頁；編輯于星期三\18點16分③丙酮酸衍生類型Ala、Val、Leu、（Ile）

④3-磷酸甘油酸衍生類型Ser、Gly、Cys

經酵解中間產物（3-磷酸甘油酸、丙酮酸），可合成Ser、Cys、Gly、Ala、Val、Leu等6種a.a。

⑤經酵解及磷酸戊糖中間產物（磷酸烯醇丙酮酸、4-磷酸赤蘚糖），可合成Phe、Tyr、Trp等3種芳香族a.a。

⑥His有自己獨特的合成途徑，與其它氨基酸之間沒有關系本文檔共164頁；當前第118頁；編輯于星期三\18點16分二十種氨基酸的生物合成概況

谷氨酸族天冬氨酸族丙酮酸族絲氨酸族His和芳香族本文檔共164頁；當前第119頁；編輯于星期三\18點16分His和芳香族返回本文檔共164頁；當前第120頁；編輯于星期三\18點16分絲氨酸族返回本文檔共164頁；當前第121頁；編輯于星期三\18點16分丙氨酸族天冬氨酸族返回本文檔共164頁；當前第122頁；編輯于星期三\18點16分谷氨酸族TCA返回本文檔共164頁；當前第123頁；編輯于星期三\18點16分（一）絲氨酸類型（絲氨酸，甘氨酸，半胱氨酸）1、絲氨酸：3-磷酸甘油酸脫氫生成3-磷酸羥基丙酮酸，轉氨生成3-磷酸絲氨酸，水解形成絲氨酸。本文檔共164頁；當前第124頁；編輯于星期三\18點16分（一）絲氨酸類型2、甘氨酸：絲氨酸經絲氨酸轉羥甲基酶催化，形成甲叉FH4和甘氨酸。本文檔共164頁；當前第125頁；編輯于星期三\18點16分（一）絲氨酸類型3、半胱氨酸：某些植物和微生物由O-乙酰絲氨酸和H2S反應生成，其H2S由硫酸還原而來。本文檔共164頁；當前第126頁；編輯于星期三\18點16分（一）絲氨酸類型3、半胱氨酸：動物則由高半胱氨酸與絲氨酸合成胱硫醚，再分解成半胱氨酸和α-酮丁酸，與甲硫氨酸的分解相同。本文檔共164頁；當前第127頁；編輯于星期三\18點16分（二）丙酮酸衍生物類型

（丙氨酸，纈氨酸，亮氨酸，異亮氨酸）1.丙氨酸：由谷丙轉氨酶合成，反應可逆，無反饋抑制。本文檔共164頁；當前第128頁；編輯于星期三\18點16分（二）丙酮酸衍生物類型2.纈氨酸：丙酮酸脫羧、氧化成乙酰TPP，與另一個丙酮酸縮合，形成α-乙酰乳酸，然后甲基移位，脫水形成α-酮異戊酸，轉氨生成纈氨酸。本文檔共164頁；當前第129頁；編輯于星期三\18點16分（二）丙酮酸衍生物類型3.異亮氨酸：蘇氨酸脫水脫氨生成α-酮丁酸，然后與纈氨酸相同，與活性乙醛縮合，移位、脫水、轉氨，生成異亮氨酸。本文檔共164頁；當前第130頁；編輯于星期三\18點16分（二）丙酮酸衍生物類型4.亮氨酸：開始與纈氨酸相同，形成α-酮異戊酸后與乙酰輔酶A合成α-異丙基蘋果酸，異構、脫氫、脫羧，形成α-酮異己酸，轉氨生成亮氨酸。本文檔共164頁；當前第131頁；編輯于星期三\18點16分（三）天冬氨酸類型1、天冬氨酸：由谷草轉氨酶催化合成。天冬氨酸，天冬酰胺，賴氨酸，甲硫氨酸，蘇氨酸，異亮氨酸本文檔共164頁；當前第132頁；編輯于星期三\18點16分（三）天冬氨酸類型2、天冬酰胺：由天冬酰胺合成酶催化，谷氨酰胺提供氨基，消耗一個ATP的兩個高能鍵。細菌可利用游離氨。也消耗ATP兩個高能鍵。本文檔共164頁；當前第133頁；編輯于星期三\18點16分（三）天冬氨酸類型3、賴氨酸：細菌和植物先將天冬氨酸還原成半醛，再與丙酮酸縮合成環(huán)，還原后開環(huán)并N-琥珀?；?，末端羧基轉氨后脫去琥珀酸，異構，脫羧，形成賴氨酸。本文檔共164頁；當前第134頁；編輯于星期三\18點16分（三）天冬氨酸類型3、賴氨酸本文檔共164頁；當前第135頁；編輯于星期三\18點16分（三）天冬氨酸類型4、甲硫氨酸：先合成半醛，還原成高絲氨酸，再將羥基?；?。然后可由兩個途徑生成高半胱氨酸，一是在硫解酶催化下與硫化氫生成高半胱氨酸，二是與半胱氨酸合成胱硫醚，再裂解放出高半胱氨酸和丙酮酸。最后由5甲基四氫葉酸提供甲基，生成甲硫氨酸。本文檔共164頁；當前第136頁；編輯于星期三\18點16分胱硫醚途徑與分解時不同，合成時有琥珀?；?，分解時放出丙酮酸。本文檔共164頁；當前第137頁；編輯于星期三\18點16分（三）天冬氨酸類型5、蘇氨酸：天冬氨酸依次還原成半醛和高絲氨酸，被ATP磷酸化后由蘇氨酸合成酶水解生成蘇氨酸。本文檔共164頁；當前第138頁；編輯于星期三\18點16分（三）天冬氨酸類型6、異亮氨酸：有4個碳來自天冬氨酸，2個來自丙酮酸，一般列入天冬氨酸類型，但其合成與纈氨酸類似。本文檔共164頁；當前第139頁；編輯于星期三\18點16分1、谷氨酸：

由α-酮戊二酸與游離氨，經L-Glu脫氫酸催化。對于植物和微生物，氨的來源是Gln的酰胺基。

NH3+α-酮戊二酸Glu脫氫酶／NADPHGlu+H2OGln+α-酮戊二酸Glu合酶／NADPH2Glu

（四）谷氨酸類型：谷氨酸，谷氨酰胺，脯氨酸，精氨酸，賴氨酸本文檔共164頁；當前第140頁；編輯于星期三\18點16分2、谷氨酰胺：由α-酮戊二酸形成Glu，由Glu可以進一步形成GlnGln合酶是催化氨轉變?yōu)橛袡C含氮物的主要酶，活性受9種含氮物反饋調控：氨基Glc-6-P、Trp、Ala、Gly、Ser、His和CTP、AMP、氨甲酰磷酸。除Gly、Ala，其余含氮物的氮都來自Gln。Glu+NH4++ATP谷胺酰胺合酶Gln+ADP+Pi+H+（四）谷氨酸類型本文檔共164頁；當前第141頁；編輯于星期三\18點16分本文檔共164頁；當前第142頁；編輯于星期三\18點16分（四）谷氨酸類型3、脯氨酸：谷氨酸先還原成谷氨酸γ-半醛，自發(fā)環(huán)化，再還原生成脯氨酸?？煽醋鞣纸獾哪孓D，但酶不同，如生成半醛時需ATP活化。本文檔共164頁；當前第143頁；編輯于星期三\18點16分（四）谷氨酸類型4、精氨酸：谷氨酸先N-乙?；谶€原成半醛，以防止環(huán)化。半醛轉氨后將乙?；D給另一個谷氨酸，生成鳥氨酸，然后與尿素循環(huán)相同，生成精氨酸。本文檔共164頁；當前第144頁；編輯于星期三\18點16分（四）谷氨酸類型5、賴氨酸：蕈類和眼蟲以a-酮戊二酸合成賴氨酸，先與乙酰輔酶A縮合成高檸檬酸，異構、脫氫、脫羧生成a-酮己二酸，轉氨，末端羧基還原成半醛，經酵母氨酸轉氨生成賴氨酸。本文檔共164頁；當前第145頁；編輯于星期三\18點16分（五）芳香族氨基酸的合成形成分枝酸：芳香族氨基酸由植物和微生物合成，分枝酸是其共同前體。赤蘚糖-4-磷酸與磷酸烯醇式丙酮酸縮合，生成莽草酸后與另一個PEP形成分枝酸，稱為莽草酸途徑。1、苯丙氨酸2、酪氨酸3、色氨酸本文檔共164頁；當前第146頁；編輯于星期三\18點16分（五）芳香族氨基酸的合成1、苯丙氨酸：分枝酸變位生成預苯酸，脫水脫羧形成苯丙酮酸，再轉氨生成苯丙氨酸。2、酪氨酸：分枝酸變位，氧化脫羧形成對羥苯丙酮酸，轉氨生成酪氨酸。也可由苯丙氨酸羥化形成。苯丙氨酸和酪氨酸的合成稱為預苯酸