生物化學(xué)課件：第九章 氨基酸代謝1

第九章氨基酸代謝第一節(jié)蛋白質(zhì)的生理功能和營養(yǎng)價值第二節(jié)蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗第三節(jié)氨基酸的一般代謝第四節(jié)氨的代謝第五節(jié)個別氨基酸的代謝章節(jié)介紹重點內(nèi)容蛋白質(zhì)的生理功能和營養(yǎng)價值

PhysiologicalFunctionandNutritionValueofProtein

第一節(jié)一、體內(nèi)蛋白質(zhì)具有多方面的重要功能（一）蛋白質(zhì)維持細胞組織的生長、更新和修補（二）蛋白質(zhì)參與體內(nèi)多種重要的生理活動（三）蛋白質(zhì)可作為能源物質(zhì)氧化供能(次要）體重%(濕重)蛋白質(zhì)

15～18脂類10～12糖

1～2酶，抗體，激素，信號傳導(dǎo)蛋白等供能（%）糖17脂酸38蛋白質(zhì)1715-2020-3050-70產(chǎn)能（kJ/g）二、體內(nèi)蛋白質(zhì)的代謝狀況可用氮平衡描述根據(jù)：蛋白質(zhì)含氮量相對恒定為16%氮平衡（nitrogenbalance）是指每日氮的攝入量與排出量之間的關(guān)系，可反映機體的蛋白質(zhì)代謝概況。氮平衡狀態(tài)進、出氮情況常見人群氮的總平衡攝入氮＝排出氮健康成年人氮的正平衡攝入氮＞排出氮兒童、青少年、孕婦及恢復(fù)期病人氮的負平衡攝入氮＜排出氮長期饑餓、嚴重?zé)齻⒊鲅?、消耗性疾病患者體內(nèi)蛋白質(zhì)種類繁多，而它們的基本結(jié)構(gòu)單位氨基酸只有20種。根據(jù)氮平衡實驗，可將其分為兩大類：

必需氨基酸（essentialaminoacid）：8種非必需氨基酸（nonessentialaminoacid）：12種三、營養(yǎng)必需氨基酸決定蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值H甘氨酸CH3丙氨酸L-氨基酸的通式R（一）必需氨基酸與非必需氨基酸必需氨基酸：為機體所需要，但又不能在體內(nèi)合成，必需由食物供應(yīng)的氨基酸，有8種：纈氨酸、蘇氨酸、亮氨酸、異亮氨酸蛋氨酸、賴氨酸、色氨酸、苯丙氨酸缺少其中任何一種都會引起氮的負平衡；組氨酸和精氨酸在體內(nèi)合成量不多：

—生長發(fā)育迅速的兒童易缺乏這兩種氨基酸，—因此，有人將組氨酸和精氨酸也列為營養(yǎng)必需氨基酸。（二）食物蛋白質(zhì)的互補作用蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值是指食物蛋白質(zhì)在體內(nèi)的利用率，其高低主要取決于食物蛋白質(zhì)中必需氨基酸的種類和比例。蛋白質(zhì)的互補作用（complementaryeffect）混合食用幾種營養(yǎng)價值較低的蛋白質(zhì)，則必需氨基酸可以互相補充，從而提高蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值。例如：

谷類蛋白質(zhì)（賴氨酸少、色氨酸多）豆類蛋白質(zhì)（賴氨酸多、色氨酸少）二者混合食用，必需氨基酸得到互補，可以提高營養(yǎng)價值。第二節(jié)

蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins一、外源性蛋白質(zhì)消化成寡肽和氨基酸后被吸收（一）在胃和腸道蛋白質(zhì)被消化成寡肽和氨基酸1、蛋白質(zhì)在胃中被水解成多肽和氨基酸—不完全消化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。自胃中開始，主要在小腸內(nèi)進行。胃蛋白酶的最適pH為1.5～2.5，酸性環(huán)境可使蛋白質(zhì)變性而有利于水解。胃蛋白酶對肽鍵作用的特異性較差，主要水解由芳香族氨基酸及蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽鍵；胃蛋白酶還具有凝乳作用，使乳汁中的酪蛋白與Ca2+形成乳凝塊，延長乳汁在胃中停留時間，有利于乳汁中蛋白質(zhì)的消化。1、蛋白質(zhì)在胃中被水解成多肽和氨基酸食物胃粘膜分泌胃泌素壁細胞：鹽酸主細胞：胃蛋白酶原胃蛋白酶的作用由于食物在胃中停留時間短，對蛋白質(zhì)消化不完全，產(chǎn)物主要為多肽及少量氨基酸。HCl激活胃蛋白酶原（分子量4萬）胃蛋白酶（分子量3.4萬）自身激活最適pH1.5~2.5蛋白質(zhì)多肽+氨基酸（少量）消化酶：

---胰腺和腸黏膜細胞分泌多種蛋白酶及肽酶。

胰液中的蛋白酶——最適pH7.0，產(chǎn)物是寡肽和氨基酸。（1）內(nèi)肽酶（endopeptidase）：從肽鏈內(nèi)部水解特定的肽鍵。（2）外肽酶（exopeptidase）：從肽鏈末端水解肽鍵。

腸黏膜細胞表面的腸激酶——激活胰蛋白酶原。

小腸粘膜細胞存在2種寡肽酶：氨基肽酶、二肽酶

---寡肽的水解主要是在小腸黏膜細胞內(nèi)進行的。2、蛋白質(zhì)在小腸被水解成小肽和氨基酸蛋白水解酶作用示意圖H2N-CHCO—HN-CH······HN-CHCO—HN-CHCO······HN-CHCO—HN-CHCOOHR1R2R3R4R5R6內(nèi)肽酶氨基肽酶羧基肽酶外肽酶（1）內(nèi)肽酶這些蛋白酶由胰腺細胞分泌時，均為無活性的酶原，進入十二指腸后才被激活。各種蛋白酶作用的特異性a.胰蛋白酶主要水解由堿性氨基酸羧基構(gòu)成的肽鍵；b.胰凝乳蛋白酶主要水解由芳香族氨基酸羧基構(gòu)成的肽鍵；c.彈性蛋白酶主要水解由脂肪族氨基酸羧基構(gòu)成的肽鍵。產(chǎn)物主要為寡肽及少量氨基酸。包括胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶（又稱糜蛋白酶）彈性蛋白酶（2）外肽酶包括羧基肽酶A（carboxylpeptidaseA）羧基肽酶B（carboxylpeptidaseB）氨基肽酶羧基肽酶除賴氨酸精氨酸脯氨酸以外的氨基酸任何氨基酸—CO——HN—肽鍵羧基肽酶A任何氨基酸—CO——HN—肽鍵羧基肽酶B羧基肽酶------每次水解脫去羧基末端一個氨基酸：賴氨酸精氨酸組氨酸胰蛋白酶原腸激酶胰蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶原彈性蛋白酶原

彈性蛋白酶羧基肽酶原(A或B)羧基肽酶(A或B)酶原的激活（二）氨基酸和寡肽通過主動轉(zhuǎn)運機制被吸收

吸收部位：主要在小腸吸收機制：耗能的主動轉(zhuǎn)運吸收過程通過轉(zhuǎn)運蛋白介導(dǎo)氨基酸和寡肽的吸收γ-谷氨?；h(huán)完成氨基酸的吸收在胃及小腸中，大約95％的食物蛋白質(zhì)在各種蛋白水解酶的催化下被水解為氨基酸及一些寡肽。1.通過轉(zhuǎn)運蛋白完成氨基酸和小肽的吸收小腸粘膜細胞膜上存在轉(zhuǎn)運氨基酸和寡肽的載體蛋白；轉(zhuǎn)運機制：

載體蛋白與氨基酸或寡肽和Na+形成三聯(lián)體，使氨基酸與Na+轉(zhuǎn)入腸黏膜上皮細胞內(nèi)，再由鈉泵將Na+泵出細胞，并消耗ATP。由于氨基酸側(cè)鏈結(jié)構(gòu)的差異，主動轉(zhuǎn)運氨基酸的轉(zhuǎn)運蛋白也不相同，包括

中性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白堿性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白酸性氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白

亞氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白β-氨基酸轉(zhuǎn)運蛋白二肽與三肽轉(zhuǎn)運蛋白七種轉(zhuǎn)運蛋白AA、小肽Na+ATPADP+Pi中性AA堿性AA酸性AA亞氨基酸β氨基酸二肽、三肽細胞膜（腸）AA、小肽Na+鈉泵氨基酸、小肽轉(zhuǎn)運蛋白2.通過γ-谷氨?；h(huán)完成氨基酸的吸收小腸粘膜細胞、腎小管細胞、腦Meister循環(huán)二、未消化吸收蛋白質(zhì)在大腸下段發(fā)生腐敗作用腐敗作用（putrefaction）指食物中未被消化的蛋白質(zhì)及未被吸收的氨基酸，在腸道細菌（主要是大腸桿菌）的作用下分解，產(chǎn)生一系列產(chǎn)物的過程。腐敗作用是細菌對氨基酸及蛋白質(zhì)的代謝過程：

a.腐敗作用的產(chǎn)物中有些有一定營養(yǎng)價值：如維生素K、泛酸、生物素、葉酸及維生素B12、脂肪酸等。

b.其它大多數(shù)腐敗產(chǎn)物對人體有害：如胺類、酚類、吲哚、硫化氫、氨等。

（一）胺類的生成細菌蛋白酶+H2O蛋白質(zhì)

氨基酸

胺類脫羧基作用-CO2組氨酸組胺賴氨酸尸胺降壓物質(zhì)酪氨酸酪胺色氨酸色胺升壓物質(zhì)苯丙氨酸酪氨酸苯乙醇胺β羥-酪胺假神經(jīng)遞質(zhì)中樞抑制、肝昏迷脫羧入腦β羥化苯乙胺酪胺正常在肝分解

假神經(jīng)遞質(zhì)(falseneurotransmitter)苯乙胺苯乙醇胺酪胺β-羥酪胺鱆胺Β-羥化酶去甲腎上腺素多巴胺Β-羥化酶（二）氨的生成腸道氨的2個來源：1、在腸道細菌的作用下，未被吸收的氨基酸可通過脫氨基作用可產(chǎn)生氨；2、由血液擴散入腸腔的尿素可經(jīng)腸菌尿素酶分解而產(chǎn)氨。（三）酚類的生成酪氨酸經(jīng)脫羧基、脫氨基及氧化等作用，最后生成苯酚及對甲酚等有害物質(zhì)。（四）吲哚及甲基吲哚的生成由色氨酸分解產(chǎn)生吲哚及甲基吲哚，二者是糞便臭味的主要來源。（五）硫化氫的產(chǎn)生半胱氨酸在腸菌作用下，可分解成：硫醇、硫化氫、甲烷等。第三節(jié)

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids一、體內(nèi)蛋白質(zhì)分解生成氨基酸

正常成人每日約更新體內(nèi)蛋白質(zhì)總量的1%～2％，主要為肌肉蛋白質(zhì)的分解；蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸，約有75%—80％被重新利用合成新的蛋白質(zhì)。通常用半壽期來表示蛋白質(zhì)的降解速率：半壽期（half-life，t1/2）：蛋白質(zhì)濃度減少到開始值的50%所需要的時間。（一）蛋白質(zhì)以不同的速率進行降解體內(nèi)各種組織蛋白的更新速度很不一致，它們的半壽期相差很懸殊：更新速度快的蛋白質(zhì)，其半壽期僅為數(shù)秒鐘或幾小時：

如肝細胞中的某些酶，尤其是一些代謝中的關(guān)鍵酶；以中等速度更新的蛋白質(zhì)，它們的半壽期約在10天左右：

如肝細胞中的大部分蛋白質(zhì)、血漿中的多種蛋白質(zhì)等；更新速率較慢的組織蛋白質(zhì)，其半壽期常超過數(shù)月：

如結(jié)締組織中的膠原蛋白、核內(nèi)的組蛋白等。（二）真核細胞內(nèi)蛋白質(zhì)的降解有兩條重要途徑1、蛋白質(zhì)在溶酶體通過ATP非依賴途徑被降解：降解對象：細胞外來的蛋白質(zhì)、膜蛋白及胞內(nèi)長壽蛋白質(zhì)。特點：不消耗ATP，又稱為非ATP依賴性蛋白質(zhì)降解途徑

。2、蛋白質(zhì)在蛋白酶體通過ATP依賴途徑被降解：降解對象：異常蛋白質(zhì)、損傷蛋白質(zhì)和短壽蛋白質(zhì)。特點：依賴ATP和泛素蛋白質(zhì)在蛋白酶體通過ATP依賴途徑被降解降解過程包括兩個階段：

①首先泛素與被選擇降解的蛋白質(zhì)共價連接；

②然后蛋白酶體特異地識別被泛素標(biāo)記的靶蛋白并將其降解。泛素：

①由76個氨基酸組成的小分子蛋白；

②主要功能是標(biāo)記需要降解的蛋白質(zhì)，使其被水解。泛素化（ubiquitination）：蛋白質(zhì)與泛素的結(jié)合稱為泛素化，蛋白質(zhì)泛素化是易被降解的標(biāo)志。蛋白酶體：存在于細胞核和胞質(zhì)內(nèi)，特異地識別泛素標(biāo)記的蛋白質(zhì)；主要降解異常蛋白質(zhì)和短壽蛋白質(zhì)；蛋白酶體組成：（蛋白酶體）26S蛋白質(zhì)

復(fù)合物20S的核心顆粒(CP)：蛋白酶體的水解核心，可催化不同蛋白質(zhì)的水解。19S的調(diào)節(jié)顆粒(RP)：一些亞基可識別、結(jié)合待降解的泛素化蛋白，與蛋白質(zhì)的去折疊及使蛋白質(zhì)定位于CP有關(guān)。

α-亞基β-亞基

β-亞基α-亞基核心顆粒調(diào)節(jié)顆粒調(diào)節(jié)顆粒①ATP酶活性②識別泛素化的蛋白質(zhì)β環(huán)α環(huán)蛋白酶活性蛋白質(zhì)降解的胞液途徑E1：泛素激活酶E2：泛素結(jié)合酶E3：泛素連接酶E4：多聚泛素鏈結(jié)合因子二、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。氨基酸代謝庫（metabolicpool）：

氨基酸在體內(nèi)分布不均：骨骼肌50%以上腎4%血漿1%～6%肝10%體內(nèi)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他含氮物質(zhì)非必需氨基酸NH3CO2+H2O糖或脂類α-酮酸谷氨酰胺尿素組織蛋白質(zhì)血液氨基酸組織氨基酸氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)三、氨基酸分解先脫氨基

（一）氨基酸通過轉(zhuǎn)氨基作用脫去氨基（二）L-谷氨酸通過L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基（三）氨基酸通過嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基（四）氨基酸通過氨基酸氧化酶脫去氨基1、轉(zhuǎn)氨基作用由轉(zhuǎn)氨酶催化完成

轉(zhuǎn)氨酶催化氨基酸的α－氨基轉(zhuǎn)移至另α－酮酸上的反應(yīng)。（一）氨基酸通過轉(zhuǎn)氨基作用脫去氨基大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用，但賴氨酸、蘇氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。轉(zhuǎn)氨酶（transaminase）/氨基轉(zhuǎn)移酶（aminotransferase）廣泛分布于體內(nèi)各組織中，肝及心肌含量最豐富；體內(nèi)有多種轉(zhuǎn)氨酶，具有特異性：

不同氨基酸與

-酮酸之間的轉(zhuǎn)氨基作用只能由專一的轉(zhuǎn)氨酶催化。多種氨基酸與

-酮戊二酸之間的轉(zhuǎn)氨酶最為重要：如：丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶，alaninetransaminase，ALT；

或稱谷丙轉(zhuǎn)氨酶，GPT

天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶，aspartatetransaminase，AST；

或稱谷草轉(zhuǎn)氨酶，GOT（GPT）（GOT）丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶和天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶催化的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)組織、器官ASTALT心1560007100骼肌990004800腎9100019000胰腺280002000脾140001200肺10000700血清2016ALT與AST在體內(nèi)各組織中廣泛存在，但各組織中含量不同。正常人各組織中AST和ALT含量（單位/克組織）臨床上可將血清轉(zhuǎn)氨酶活性作為疾病診斷和預(yù)后的指標(biāo)之一。2、各種轉(zhuǎn)氨酶都具有相同的輔酶和作用機制轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛及磷酸吡哆胺----（維生素B6的磷酸酯）輔酶在反應(yīng)中起氨基傳遞體的作用轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義：轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式；是機體合成非必需氨基酸的重要途徑；此過程只有氨基的轉(zhuǎn)移，而沒有游離氨的生成。（二）L-谷氨酸通過L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基L-谷氨酸脫氫酶COOH│C=O│(CH2)2

│COOHα-酮戊二酸COOH│C=NH│(CH2)2

│COOHNAD+NADH+H+NH3+COOH│CH-NH2│(CH2)2

│COOH谷氨酸H2OH2O亞氨酸L-谷氨酸脫氫酶（glutamatedehydrogenase）

--唯一既能以NAD+又能以NADP+為輔酶的酶；--分布廣（肌肉除外）、活性強，代謝上十分重要；--與轉(zhuǎn)氨酶的協(xié)同作用，幾乎可使所有氨基酸發(fā)生脫氨基反應(yīng)。它含有六個相同的亞基，其活性可受別構(gòu)調(diào)節(jié)：---GTP和ATP是此酶的別構(gòu)抑制劑；---GDP和ADP則是別構(gòu)激活劑。當(dāng)體內(nèi)能量不足時，即能促進谷氨酸加速氧化，這對于

氨基酸氧化供能起重要的調(diào)節(jié)作用。聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用：即轉(zhuǎn)氨基作用與L-谷氨酸脫氫作用的結(jié)合，是體內(nèi)最重要的脫氨基方式。聯(lián)合脫氨基有2條反應(yīng)途徑：

---轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用（肝、腎活躍）---嘌呤核苷酸循環(huán)的脫氨基作用

（主要在骨骼肌、心?。┺D(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸L-谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶（三）氨基酸通過嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基——（骨骼肌和心?。┨O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)（四）氨基酸通過氨基酸氧化酶脫去氨基1.分布不廣（肝、腎）2.屬黃素酶類，需O23.輔基：FMN或FAD4.產(chǎn)物：NH4+、H2O2α-酮酸α-氨基酸O2+FMNH2NH4++H2O2L-氨基酸氧化酶氨基酸脫氨基后生成的

-酮酸主要有三條代謝去路:

（一）徹底氧化分解并提供能量

通過三羧酸循環(huán)徹底氧化生成CO2及H2O，同時釋放出能量供機體利用。（二）生成營養(yǎng)非必需氨基酸

-酮酸可經(jīng)脫氨基作用的逆反應(yīng)過程和轉(zhuǎn)氨基作用而氨基化，生成

相應(yīng)的非必需氨基酸。（三）轉(zhuǎn)變成糖及脂類化合物生糖氨基酸：共13種生酮氨基酸：亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸：異、苯、酪、蘇、色四、氨基酸碳鏈骨架可進行轉(zhuǎn)換或分解脫掉氨基后的

-ketoacid可轉(zhuǎn)變成：-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoATCA中間產(chǎn)物PEP葡萄糖酮體氨基酸、糖、脂肪代謝的聯(lián)系

▲生酮氨基酸

○生糖兼生酮氨基酸

未標(biāo)記為生糖氨基酸第四節(jié)

氨的代謝TheFateofAmmonia

1、組織器官中氨基酸的脫氨基（血氨主要來源）；2、胺的氧化分解；

3、嘌呤與嘧啶代謝產(chǎn)氨。一、血氨有三個重要來源（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

NH3+H2ONH4++

OH_血氨：體內(nèi)代謝產(chǎn)生的氨及消化道吸收的氨進入血液，形成血氨。（二）腸道細菌腐敗作用產(chǎn)生氨來源（1）腸菌作用于氨基酸產(chǎn)生氨（腸道氨的重要來源）；（2）尿素在腸菌尿素酶作用下分解產(chǎn)生氨。（腸道產(chǎn)氨量：4g/天，腸道吸收的氨運輸至肝臟合成尿素相當(dāng)于每

天排出尿素總量的1/4）NH3比NH4+

易穿過細胞膜而被吸收；在堿性環(huán)境中，NH4+

易轉(zhuǎn)變成NH3，因此腸道偏堿時，氨

的吸收增強。（三）腎小管上皮細胞泌氨

NH3+H+NH4+以銨鹽的形式由尿排出（調(diào)節(jié)機體酸堿平衡）酸性尿有利于腎小管細胞中的氨擴散入尿，而堿性尿妨礙腎小管細胞中氨的分泌，氨被吸收入血。在腎小管管腔中：

NH3+H2ONH4++

OH_在正常生理pH時，血氨98.5％以毒性低的NH4+形式存在；血氨正常值為47～65μmol/L；非離子氨具有毒性，能自由地透過血腦屏障和腦細胞膜，干擾神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能；血氨的轉(zhuǎn)運方式：

NH3丙氨酸谷氨酰胺肝

腎尿素

銨鹽二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉(zhuǎn)運丙氨酸葡萄糖

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)糖異生肝葡萄糖（一）氨通過丙氨酸-葡萄糖循環(huán)從骨骼肌運往肝骨骼肌中的氨以無毒的丙氨酸形式運往肝，肝又為骨骼肌提供了生成丙氨酸的葡萄糖。（二）氨通過谷氨酰胺從腦和骨骼肌等組織運往肝或腎反應(yīng)過程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶+H2O生理意義1.谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，特別是對神經(jīng)組織；2.也是氨的儲存及運輸形式。合成與分解由兩種不同的酶催化體內(nèi)可在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基，使天冬氨酸

轉(zhuǎn)變?yōu)樘於０?；天冬酰胺酶治療白血病天冬酰胺為非必需氨基酸，一般細胞可自身合成，但在分裂異常的白血病細胞卻不能或很少能合成天冬酰胺，必須通過血液從其他器官獲取。---減少血液天冬酰胺從而抑制白血病細胞蛋白質(zhì)的合成。（一）Krebs提出尿素是通過鳥氨酸循環(huán)合成的學(xué)說鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle)尿素循環(huán)(ureacycle)Krebs-Henseleit循環(huán)三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路合成尿素是氨的主要去路：正常成人尿素占排氮總量的80%～90％；肝是合成尿素的主要器官1953NobelPrize1、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氨基甲酰磷酸部位：線粒體（二）肝中鳥氨酸循環(huán)的詳細步驟反應(yīng)部位：線粒體關(guān)鍵酶：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)消耗2分子ATP激活劑：N-乙酰谷氨酸(AGA)，可誘導(dǎo)CPS-Ⅰ變構(gòu)，增加對ATP的親和力。N-乙酰谷氨酸(AGA)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NH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2(CH2)3CHCOOHNH2鳥氨酸瓜氨酸酶：鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶

(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)

反應(yīng)部位：線粒體，瓜氨酸生成后進入胞質(zhì)。3、瓜氨酸與天冬氨酸反應(yīng)生成精氨酸代琥珀酸

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPi+天冬氨酸精氨酸代琥珀酸關(guān)鍵酶活性最低瓜氨酸部位：胞質(zhì)天冬氨酸提供了尿素分子中的第二個氮原子。4、精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸來自游離NH3和天冬氨酸的氨都在精氨酸分子上。部位：胞質(zhì)5、精氨酸水解釋放尿素并再生成鳥氨酸鳥氨酸再進入線粒體參加瓜氨酸的合成；瓜氨酸又經(jīng)上述變化最后生成尿素及鳥氨酸。精氨酸鳥氨酸尿素NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNH精氨酸酶NH2NH2CONH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2(CH2)3CHCOOHNH2H2O部位：胞質(zhì)鳥氨酸循環(huán)線粒體胞液尿素合成總結(jié)在哺乳類動物，尿素作為代謝終產(chǎn)物排出體外。尿素合成的總反應(yīng)：2NH3+CO2+3H2O+3ATP→2ADP+AMP+4Pi+H2N-CO-NH2尿素中的兩個N原子：

其中一個來自氨、另一個來自氨基酸（直接或間接）。

（多種氨基酸的氨基可通過天冬氨酸的形式參加尿素合成。）尿素的合成是消耗能量的，每生成1分子尿素，共計消耗4個高能磷酸鍵。（三）尿素合成受膳食蛋白質(zhì)和兩種關(guān)鍵酶的調(diào)節(jié)（1）高蛋白質(zhì)膳食促進尿素合成：高蛋白膳食時合成尿素加快，而低蛋白膳食則相反。（2）AGA激活CPS-Ⅰ啟動尿素合成：AGA是氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ必需的別構(gòu)激活劑；精氨酸促進AGA的合成而加強氨甲酰磷酸的合成，使尿素合成增加。（3）精氨酸代琥珀酸合成酶活性促進尿素合成精氨酸代琥珀酸合成酶的活性最低，是尿素合成的限速酶，可調(diào)

節(jié)尿素的合成速度。（四）尿素合成障礙可引起高血氨癥與氨中毒高血氨癥（hyperammonemia）：肝功能受損傷時，尿素合成障礙，導(dǎo)致血氨濃度升高。尿素合成酶的遺傳性缺陷可以導(dǎo)致高血氨癥。高血氨的毒性作用機制：氨進入腦組織與α-酮戊二酸結(jié)合生成谷氨酸與谷氨酰胺；α-酮戊二酸減少，三羧酸循環(huán)減弱；腦組織中ATP生成減少，引起腦功能障礙；

嚴重時可以發(fā)生昏迷氨的來源去路血氨氨基酸脫氨基腸道吸收氨腎小管上皮細胞分泌的氨合成尿素合成Gln合成其他含氮化合物，如嘧啶等第五節(jié)

個別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids

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)催化脫羧基反應(yīng)的酶稱為脫羧酶，它的輔酶是磷酸吡哆醛；

氨基酸通過脫羧基反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的胺類，其中一些胺類是重要的生

物活性物質(zhì)。（一）谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化生成γ-氨基丁酸(GABA)GABACOOH(CH2)2CH2NH2

CO2L-谷氨酸脫羧酶COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸

L-谷氨酸脫羧酶在腦及腎組織中活性很高，因而

-氨基丁酸在腦中

的濃度較高。

GABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，其作用是抑制突觸傳遞。（二）組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶催化生成組胺體內(nèi)許多組織的肥大細胞及嗜堿性細胞在過敏反應(yīng)、創(chuàng)傷等情況下產(chǎn)

生組胺；組胺是一種強烈的血管擴張劑，可引起血管擴張，毛細血管通透性增

加，造成血壓下降，甚至休克。組胺可使平滑肌收縮，引起支氣管痙攣而發(fā)生哮喘。組胺還能促進胃黏膜細胞分泌胃蛋白酶及胃酸，故可用于研究胃分泌

功能。（三）色氨酸經(jīng)5-羥色胺酸生成

5-羥色胺(5-HT)5-羥色胺在腦的視丘下部、大腦皮層以及神經(jīng)細胞的突觸小泡內(nèi)含

量很高；

它是一種神經(jīng)遞質(zhì)，具有抑制作用，直接影響神經(jīng)傳導(dǎo)；

除神經(jīng)組織外，5-羥色胺也存在于胃、腸、血小板及乳腺細胞中，

具有強烈的血管收縮作用。CO25-羥色氨酸脫羧酶NH2CH2CHCOOH|NHNH2CH2CHCOOH|NHHOCH2CH2NH2|NHHO色氨酸羥化酶色氨酸5－羥色氨酸5－羥色胺（四）某些氨基酸的脫羧基作用可產(chǎn)生多胺類物質(zhì)精胺與精脒是調(diào)節(jié)細胞生長的重要物質(zhì)；多胺因帶有正電荷，可與帶負電荷的物質(zhì)如DNA、RNA結(jié)合，從而促進核酸及蛋白質(zhì)的生物合成，具有促進細胞增殖的作用。精脒二、某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生一碳單位（一）四氫葉酸作為一碳單位的運載體參與一碳單位代謝一碳單位（one-carbonunit）

是指某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團，包括：甲基-CH3甲烯基-CH2-甲炔基-CH=甲?；?CHO亞氨甲基-CH=NH一碳單位不能游離存在，四氫葉酸（FH4）是它們的運載體。55，6，7，8-四氫葉酸FH4的生成葉酸FH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+

FH4是一碳單位的載體

（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（二）由氨基酸產(chǎn)生的一碳單位可相互轉(zhuǎn)變一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色氨酸的分解代謝。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（N5,N10-甲烯-FH4）（N5,N10-甲烯FH4）（N5-亞氨甲基-FH4）（N10-甲酰-FH4）

N5,N10—CH=FH4（N5,N10-甲炔-FH4）N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADH+H+NAD+NADH+H+NAD+NH3(N5-甲基-FH4)一碳單位的互相轉(zhuǎn)變：（三）一碳單位的功能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；將氨基酸代謝和核酸代謝緊密聯(lián)系起來；一碳單位代謝障礙或FH4不足時，可引起巨幼紅細胞貧血等疾病。一碳單位的主要功能是參與嘌呤與嘧啶的合成：

嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬└拾彼峒兹不ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊㏕MP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2dUMP脫氧胸苷一磷酸dTMP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（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)甲硫氨酸在轉(zhuǎn)甲基之前必須首先與ATP作用生成活性甲硫氨酸（SAM），其中的甲基稱為活性甲基。多種含甲基的生理活性物質(zhì)，都是在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下直接從SAM接受甲基而被甲基化：如：去甲腎上腺素→腎上腺素胍乙酸→肌酸GABA→肉堿腦磷脂→卵磷脂的生成

DNA、RNA、蛋白質(zhì)的甲基化SAM的結(jié)構(gòu)與生成+甲硫氨酸ATP腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+PiS—腺苷甲硫氨酸(SAM)活性甲基SAM是體內(nèi)甲基最重要的直接供體。SAM的轉(zhuǎn)甲基作用甲基轉(zhuǎn)移酶RHR—CH3S—腺苷同型半胱氨酸SAM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間接甲基供體甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)直接甲基供體甲硫氨酸循環(huán)的總結(jié)由SAM直接提供活性甲基以進行體內(nèi)廣泛的甲基化反應(yīng)，

生成多種重要的含甲基生理活性物質(zhì)；N5-CH3-FH4可以看作是體內(nèi)甲基的間接供體；在甲硫氨酸循環(huán)中，維生素B12是N5-CH3-FH4轉(zhuǎn)甲基酶（又稱甲硫氨酸合成酶）的輔酶。維生素B12不足：巨幼紅細胞性貧血高同型半胱氨酸血癥：動脈粥樣硬化和冠心病肌酸與磷酸肌酸是關(guān)系到能量利用與貯存的重要物質(zhì)；肝是合成肌酸的主要器官；

肌酸是由甘氨酸接受精氨酸提供的咪唑基和S-腺苷甲硫

氨酸提供的甲基合成的；

肌酸在肌酸激酶（CK）的催化下，接受由ATP轉(zhuǎn)來的

能磷酸基形成磷酸肌酸，磷酸肌酸可貯存能量；肌酸與磷酸肌酸的終末代謝產(chǎn)物是肌酐，肌酐隨尿排出。2、甲硫氨酸為肌酸合成提供甲基H2O100磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。（二）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

二硫鍵對于維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的穩(wěn)定性具有重要作用：

如胰島素、琥珀酸脫氫酶、乳酸脫氫酶（巰基酶）2、半胱氨酸可轉(zhuǎn)變成牛磺酸?；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分之一。CONHCH2CH2SO3H3、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）半胱氨酸丙酮酸+氨+H2S1235[O]+ATPPAPS為活性硫酸根，是體內(nèi)硫酸基的供體。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PheTyrTrp（一）苯丙氨酸和酪氨酸代謝既有聯(lián)系又有區(qū)別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）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+O2OH苯丙氨酸的羥化由苯丙氨酸羥化酶催化，該酶是以四氫生物蝶呤為輔酶的單加氧酶，此反應(yīng)不可逆。苯丙酮酸尿癥(phenylketonuria,PKU)若體內(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?，?/p>

丙氨酸可經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用大量生成苯丙酮酸，苯丙酮酸及其部分代謝產(chǎn)物（苯乳酸及苯乙酸等）隨尿排出，稱為苯丙酮酸尿癥。苯丙酮酸堆積對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性，會導(dǎo)致腦發(fā)育障礙，患兒智力低下。2、酪氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)閮翰璺影泛秃谏鼗驈氐籽趸纸?1)兒茶酚胺(catecholamine)的生成（腎上腺髓質(zhì)和神經(jīng)組織）S-腺苷同型半胱氨酸酪氨酸酪氨酸羥化酶多巴多巴胺去甲腎上腺素腎上腺素SAM多巴醌吲哚醌黑色素聚合(2)黑色素(melanin)的生成（黑色素細胞）先天性酪氨酸酶缺乏的病人，因不能合成黑色素，患者皮膚、毛發(fā)色淺或者是發(fā)白，稱為白化病。酪氨酸酶酪氨酸多巴酪氨酸的分解代謝體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸尿癥。（二）色氨酸的分解代謝可產(chǎn)生丙酮酸和乙酰乙酰CoA色氨酸5-羥色胺一碳單位丙酮酸+乙酰乙酰CoA維生素PP吲哚五、支鏈氨基酸的分解有相似的代謝過程支鏈氨基酸亮氨酸異亮氨酸纈氨酸（都是營養(yǎng)必需氨基酸）支鏈氨基酸的分解代謝過程（骨骼?。┚毩?xí)與思考選擇題名詞解釋簡答題選擇題練習(xí)1.蛋白質(zhì)生理價值的高低取決于：A.氨基酸的種類B.氨基酸的數(shù)量C.必需氨基酸的種類D.必需氨基酸的數(shù)量E.必需氨基酸的種類、數(shù)量及比例選擇題練習(xí)2.下列哪種氨基酸為必需氨基酸：A.甘氨酸B.谷氨酸C.甲硫氨酸D.丙氨酸E.酪氨酸

選擇題練習(xí)3.真核細胞降解外來蛋白質(zhì)的場所是：

A.細胞核B.線粒體

C.溶酶體D.高爾基體E.內(nèi)質(zhì)網(wǎng)選擇題練習(xí)4.丙氨酸和

-酮戊二酸經(jīng)谷丙轉(zhuǎn)氨酶和下述哪種酶的連續(xù)作用才能產(chǎn)生游離的氨：A.谷草轉(zhuǎn)氨酶B.谷氨酰氨合成酶

C.

-酮戊二酸脫氫酶D.L-谷氨酸脫氫酶

E.丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶選擇題練習(xí)5.轉(zhuǎn)氨酶的輔酶含有下列哪種維生素：A.維生素CB.維生素B12C.維生素DD.維生素EE.維生素B6選擇題練習(xí)6.肌肉中氨基酸脫氨基的主要方式是：A.嘌呤核苷酸循環(huán)

B.丙氨酸-葡萄糖循環(huán)C.L-谷氨酸氧化脫氨基作用