非營養(yǎng)物質(zhì)代謝生物化學(xué)和分子生物學(xué)

1、非營養(yǎng)物質(zhì)代謝生物化學(xué)和分子生物學(xué)第十一章 非營養(yǎng)物質(zhì)代謝Metabolism of the Nonnutritive Substance第一節(jié)第一節(jié)生物轉(zhuǎn)化作用生物轉(zhuǎn)化作用 Biotransformation一、體內(nèi)非營養(yǎng)物質(zhì)有內(nèi)源性和外源性兩類一、體內(nèi)非營養(yǎng)物質(zhì)有內(nèi)源性和外源性兩類生物轉(zhuǎn)化的定義生物轉(zhuǎn)化的定義一些非營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)變過一些非營養(yǎng)物質(zhì)在體內(nèi)的代謝轉(zhuǎn)變過程稱為生物轉(zhuǎn)化程稱為生物轉(zhuǎn)化 (biotransformation) 。內(nèi)源性：如激素、胺類等外源性：如藥物、毒物等非營養(yǎng)物質(zhì)生物轉(zhuǎn)化的對(duì)象生物轉(zhuǎn)化的主要場(chǎng)所肝是生物轉(zhuǎn)化最重要器官，但在肺、腎、胃腸道和皮膚也有一定生物轉(zhuǎn)化

2、功能 。生物轉(zhuǎn)化的意義對(duì)體內(nèi)的非營養(yǎng)物質(zhì)(xenobiotics)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，使其滅活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)；更為重要的是可使這些物質(zhì)的溶解度增加，易于排出體外。 肝的生物轉(zhuǎn)化作用解毒作用（detoxification） 二、肝的生物轉(zhuǎn)化作用不等于解毒作用三、肝的生物轉(zhuǎn)化作用包括兩相反應(yīng)三、肝的生物轉(zhuǎn)化作用包括兩相反應(yīng)v概概 述述第一相反應(yīng)：氧化、還原、水解反應(yīng)第一相反應(yīng)：氧化、還原、水解反應(yīng)第二相反應(yīng)：結(jié)合反應(yīng)第二相反應(yīng)：結(jié)合反應(yīng)* 有些物質(zhì)經(jīng)過第一相反應(yīng)即可順利排出體外。* 物質(zhì)即使經(jīng)過第一相反應(yīng)后，極性改變?nèi)圆淮?，必須與某些極性更強(qiáng)的物質(zhì)結(jié)合, 即第二相

3、反應(yīng)，才最終排出。 酶 類 輔酶或結(jié)合物 細(xì)胞內(nèi)定位 第一相反應(yīng) 氧化酶類 單加氧酶系 NADPH+H+、O2、細(xì)胞色素P450 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 胺氧化酶 黃素輔酶 線粒體 脫氫酶類 NAD+ 胞液或線粒體 還原酶類 硝基還原酶 NADH+H+或NADPH+H+ 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 偶氮還原酶 NADH+H+或NADPH+H+ 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 水解酶類 胞液或內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 第二相反應(yīng) 葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶 活性葡糖醛酸（UDPGA） 內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 硫酸基轉(zhuǎn)移酶 活性硫酸（PAPS） 胞液 谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶 谷胱甘肽（GSH） 胞液與內(nèi)質(zhì)網(wǎng) 乙?；D(zhuǎn)移酶 乙酰CoA 胞液 ?；D(zhuǎn)移酶 甘氨酸 線粒體 甲基轉(zhuǎn)移酶 S-腺苷甲硫氨酸 （SA

4、M） 胞液與內(nèi)質(zhì)網(wǎng)參與肝生物轉(zhuǎn)化作用的酶類 （一）（一）氧化反應(yīng)是最多見的生物轉(zhuǎn)化第一相反應(yīng)氧化反應(yīng)是最多見的生物轉(zhuǎn)化第一相反應(yīng)n存在部位：微粒體內(nèi)存在部位：微粒體內(nèi)(滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng)滑面內(nèi)質(zhì)網(wǎng))n組成：組成：Cyt P450，NADPH+H+，NADPH-細(xì)胞色素細(xì)胞色素 P450還還原酶原酶n 催化的基本反應(yīng)：催化的基本反應(yīng)：RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP+H2O1. 加單氧酶是氧化非營養(yǎng)物質(zhì)最重要的酶能直接激活氧分子，其中一個(gè)氧原子加入底物分子中，另一氧原子被還原為水，故又稱為混合功能氧化酶。n基本特點(diǎn)：n 產(chǎn)物：羥化物或環(huán)氧化物n 舉例：苯胺對(duì)氨基苯酚多環(huán)芳烴的生物轉(zhuǎn)化過程

5、迄今已鑒定出30余種人類編碼CYP的基因。 按氨基酸序列同源性在40%以上分類，可將人肝細(xì)胞P450分為5個(gè)家族：CYP1、CYP2、CYP3、CYP7和CYP27。 在同一家族中，按氨基酸序列同源性在55%60%，又可進(jìn)一步分為A、B、C等亞族。 對(duì)異生素進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化的主要CYP是CYP1、CYP2和CYP3。其中又以微粒體CYP3A4、CYP2C9、CYP1A2和CYP2E1的含量最多。 黃曲霉素是致肝癌的重要危險(xiǎn)因子黃曲霉素B1經(jīng)CYP作用生成的黃曲霉素2,3-環(huán)氧化物可與DNA分子中鳥嘌呤結(jié)合，引起DNA突變。 黃曲霉素B12,3-環(huán)氧黃曲霉素DNA-鳥嘌呤環(huán)曲霉素與DNA的 結(jié)合產(chǎn)物

6、2. 單胺氧化酶氧化脂肪族和芳香族胺類n 存在部位：線粒體內(nèi)n 催化的反應(yīng)：RCH2NH2+O2+H2O2RCHO+NH3+H2O單胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)胺類物質(zhì)相應(yīng)的醛目 錄3,4,5-三甲氧基苯乙酸 麥斯卡林3,4,5-三甲氧基苯乙醛3. 醇脫氫酶和醛脫氫酶將乙醇氧化生成乙酸n 存在部位：胞液中n 催化的反應(yīng)： CH3CHO + NAD+ + H2O CH3COOH + NADH +H+ 醇脫氫酶(alcohol dehydrogenase, ADH)催化醇類氧化成醛。醛脫氫酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)催化醛類生成酸。C

7、H3CH2OH + NAD+ CH3CHO + NADH + H+ADH是乙醇代謝的關(guān)鍵酶。ALDH2活性低下，是該人群飲酒后乙醛在體內(nèi)堆積，引起血管擴(kuò)張、面部潮紅、心動(dòng)過速等反應(yīng)的重要原因。 長期飲用乙醇可使肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)增殖。大量的乙醇可穩(wěn)定內(nèi)質(zhì)網(wǎng)內(nèi)CYP2E1的活性和增加其mRNA的含量，即啟動(dòng)微粒體乙醇氧化系統(tǒng)(microsomal ethanol oxidizing system, MEOS)。CYP2E1不但在氧化乙醇時(shí)消耗ADPH和氧，而且還催化脂質(zhì)過氧化，產(chǎn)生羥乙基自由基。后者可進(jìn)一步促進(jìn)脂質(zhì)過氧化和肝損傷。 ADH與MEOS之間的比較ADHMEOS肝細(xì)胞內(nèi)定位胞液微粒體底物與輔酶乙

8、醇、NAD+乙醇、NADPH、O2對(duì)乙醇的 Km值2mmol/L8.6mmol/L乙醇的誘導(dǎo)作用無有與乙醇氧化相關(guān)的能量變化 氧化磷酸化釋能耗能（二）硝基還原酶和偶氮還原酶是第一相反應(yīng)的（二）硝基還原酶和偶氮還原酶是第一相反應(yīng)的主要還原酶主要還原酶NO2NONHOHNH2硝基還原酶(nitroreductase) :硝基苯亞硝基苯氨基苯羥氨苯還原產(chǎn)物：相應(yīng)胺類偶氮還原酶(azoreductase) :甲基紅鄰氨基苯甲酸N-二甲基氨基苯胺（三）酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物轉(zhuǎn)化的主要水解酶n 存在部位：肝細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)和胞液中n 催化的反應(yīng)酯酶(esterases)可以水解羧酸酯、硫酯、磷酸酯等，產(chǎn)生水

9、溶性較強(qiáng)的酸和醇。酰胺酶(amidase)可水解各種酰胺類。 環(huán)氧化物水解酶(epoxide hydrolase)主要存在于肝細(xì)胞微粒體中，胞液雖也有環(huán)氧化物水解酶，但不重要。該酶水解環(huán)氧化物產(chǎn)生鄰二醇 。CH3CH3CH3COCCH2CH2CCH2CH2CH2NCH2CH2COOCCH2CH2CCH2CH2CH2NCH2CH2COH 苯丁酸氮芥異丁酯苯丁酸氮芥異煙肼異煙酸肼苯并芘苯并芘-7,8-二醇DHEP-BPn結(jié)合對(duì)象：凡含有羥基、羧基或氨基的藥物、毒物或激素均可發(fā)生結(jié)合反應(yīng)。n結(jié)合劑：葡糖醛酸、硫酸、谷胱甘肽、甘氨酸、乙酰基、甲基等物質(zhì)或基團(tuán)。 （四）結(jié)合反應(yīng)是生物轉(zhuǎn)化的第二相反應(yīng)1.

10、 1. 葡糖醛酸結(jié)合是最重要和最普遍的結(jié)合反應(yīng)葡糖醛酸結(jié)合是最重要和最普遍的結(jié)合反應(yīng)尿苷二磷酸葡糖醛酸尿苷二磷酸葡糖醛酸 (UDPGA)是葡糖醛酸基的是葡糖醛酸基的直接供體。直接供體。2NAD+2NADH+ 2H+UDPG脫氫酶 催化酶：葡萄糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT)舉例：+ UDPGAOH苯酚+ UDP苯葡糖醛酸苷vUDPGA作為葡糖醛酸的活性供體，在肝微粒體的作為葡糖醛酸的活性供體，在肝微粒體的UDP-葡葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶 （UDP-glucuronyl transferases, UGT）催化下，可將具有多個(gè)羥基和可解

11、離羧基的葡糖醛酸催化下，可將具有多個(gè)羥基和可解離羧基的葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移到醇、酚、胺、羧酸類化合物的羥基、氨基及基轉(zhuǎn)移到醇、酚、胺、羧酸類化合物的羥基、氨基及羧基上形成相應(yīng)的羧基上形成相應(yīng)的-D葡糖醛酸苷，使其極性增加易排葡糖醛酸苷，使其極性增加易排出體外。出體外。v據(jù)研究，有數(shù)千種親脂的內(nèi)源物和異源物可與葡糖醛酸據(jù)研究，有數(shù)千種親脂的內(nèi)源物和異源物可與葡糖醛酸結(jié)合結(jié)合, 如膽紅素、類固醇激素、嗎啡和苯巴比妥類藥物等均如膽紅素、類固醇激素、嗎啡和苯巴比妥類藥物等均可在肝與葡糖醛酸結(jié)合進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，進(jìn)而排出體外。可在肝與葡糖醛酸結(jié)合進(jìn)行生物轉(zhuǎn)化，進(jìn)而排出體外。雌酮OOH2. 2. 硫酸結(jié)合也是常見的

12、結(jié)合反應(yīng)硫酸結(jié)合也是常見的結(jié)合反應(yīng)n硫酸供體硫酸供體: 3 -磷酸腺苷磷酸腺苷5 -磷酸硫酸磷酸硫酸( PAPS)n催化酶：硫酸轉(zhuǎn)移酶 (sulfate transferase ) 舉例PAPS+PAP雌酮硫酸酯X-OH + PAPS X-OSO3H + PAP 3. 乙?；悄承┖贩菭I養(yǎng)物質(zhì)的重要轉(zhuǎn)化反應(yīng)異煙肼乙酰輔酶A乙酰異煙肼輔酶A磺胺N-乙?；前?. 4. 谷胱甘肽結(jié)合是細(xì)胞應(yīng)對(duì)親電子性異源物的重要谷胱甘肽結(jié)合是細(xì)胞應(yīng)對(duì)親電子性異源物的重要 防御反應(yīng)防御反應(yīng)黃曲霉素B1-8,9-谷胱甘肽谷胱甘肽結(jié)合產(chǎn)物環(huán)氧化物 催化這類反應(yīng)的酶稱為谷胱甘肽S轉(zhuǎn)移酶（glutathione S-tra

13、nsferase, GST）。5. 甲基化反應(yīng)是代謝內(nèi)源化合物的重要反應(yīng)甲基化反應(yīng)是代謝內(nèi)源化合物的重要反應(yīng)甲基的供體：S - 腺苷甲硫氨酸(SAM)煙酰胺N-甲基煙酰胺兒茶酚O-甲基兒茶酚6. 6.甘氨酸主要參與含羧基非營養(yǎng)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化甘氨酸主要參與含羧基非營養(yǎng)物質(zhì)的生物轉(zhuǎn)化COOH+ CoASH + ATPCOSCoA+ AMP + PPiCOSCoA +COOHCH2HNCO+ CoASH苯甲酸苯甲酰CoA甘氨酸苯甲酰CoA苯甲酰甘氨酸四、生物轉(zhuǎn)化作用受許多因素的影響四、生物轉(zhuǎn)化作用受許多因素的影響年齡對(duì)生物轉(zhuǎn)化作用的影響很明顯年齡對(duì)生物轉(zhuǎn)化作用的影響很明顯;某些生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)有明顯的性

14、別差異某些生物轉(zhuǎn)化反應(yīng)有明顯的性別差異;營養(yǎng)狀況對(duì)生物轉(zhuǎn)化作用亦產(chǎn)生影響營養(yǎng)狀況對(duì)生物轉(zhuǎn)化作用亦產(chǎn)生影響;疾病尤其嚴(yán)重肝病也可明顯影響生物轉(zhuǎn)化作用疾病尤其嚴(yán)重肝病也可明顯影響生物轉(zhuǎn)化作用; 遺傳因素亦可顯著影響生物轉(zhuǎn)化酶的活性。遺傳因素亦可顯著影響生物轉(zhuǎn)化酶的活性。 （一）年齡、性別、營養(yǎng)、疾病及遺傳等因素對(duì)生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)生明顯影響（二）許多異源物可誘導(dǎo)生物轉(zhuǎn)化的酶類（二）許多異源物可誘導(dǎo)生物轉(zhuǎn)化的酶類許多異源物可以誘導(dǎo)合成一些生物轉(zhuǎn)化酶類，在加速許多異源物可以誘導(dǎo)合成一些生物轉(zhuǎn)化酶類，在加速其自身代謝轉(zhuǎn)化的同時(shí)，亦可影響對(duì)其他異源物的生其自身代謝轉(zhuǎn)化的同時(shí)，亦可影響對(duì)其他異源物的生物轉(zhuǎn)化。物轉(zhuǎn)化

15、。由于多種物質(zhì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)化常由同一酶系的催化，由于多種物質(zhì)在體內(nèi)轉(zhuǎn)化常由同一酶系的催化，因此同時(shí)服用多種藥物時(shí)可出現(xiàn)藥物之間對(duì)同一因此同時(shí)服用多種藥物時(shí)可出現(xiàn)藥物之間對(duì)同一轉(zhuǎn)化酶系的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，使多種藥物的生物轉(zhuǎn)化酶系的競(jìng)爭(zhēng)性抑制作用，使多種藥物的生物轉(zhuǎn)化作用相互抑制，可導(dǎo)致某些藥物藥理作用強(qiáng)轉(zhuǎn)化作用相互抑制，可導(dǎo)致某些藥物藥理作用強(qiáng)度的改變。度的改變。 此外，食物中亦常含有誘導(dǎo)或抑制生物轉(zhuǎn)化酶的非此外，食物中亦常含有誘導(dǎo)或抑制生物轉(zhuǎn)化酶的非營養(yǎng)物質(zhì)。營養(yǎng)物質(zhì)。第二節(jié)第二節(jié)膽汁與膽汁酸的代謝膽汁與膽汁酸的代謝Metabolism of Bile and Bile Acids膽汁的成分：膽汁酸

16、鹽（bile salts）、無機(jī)鹽、粘蛋白、磷脂、膽色素、膽固醇、多種酶類一、一、膽汁的主要固體成分是膽汁酸鹽膽汁的主要固體成分是膽汁酸鹽膽道系統(tǒng)肝膽汁（hepatic bile）肝細(xì)胞分泌膽囊膽汁（gallbladder bile）肝膽汁經(jīng)膽囊濃縮肝膽汁膽囊膽汁比重1.0091.0131.0261.032pH7.18.55.57.7水96978086固體成分341420無機(jī)鹽0.20.90.51.1粘蛋白0.10.914膽汁酸鹽0.521.510膽色素0.050.170.21.5總脂類0.10.51.84.7膽固醇0.050.170.20.9磷脂0.050.080.20.5 兩種膽汁的百分組

17、成和部分性質(zhì) 膽汁酸(bile acids)的概念： 膽汁酸是存在于膽汁中一大類膽烷酸的總稱，以鈉鹽或鉀鹽的形式存在，即膽汁酸鹽，簡(jiǎn)稱膽鹽 (bile salts)。 按結(jié)構(gòu)分: 游離膽汁酸(free bile acid)結(jié)合膽汁酸(conjugated bile acid)二、膽汁酸有游離型、結(jié)合型及二、膽汁酸有游離型、結(jié)合型及 初級(jí)、次級(jí)之分初級(jí)、次級(jí)之分游離膽汁酸HCOOHOHO HO H312724例：膽酸COOHHOHO H3712例：鵝脫氧膽酸結(jié)合膽汁酸CONHCH2CH2SO3HHOHOHOH3127例：?；悄懰崂焊拾蹦懰酑ONHCH2COOHHOHOHOH3127 按來源分：

18、初級(jí)膽汁酸(primary bile acid)次級(jí)膽汁酸(secondary bile acid)初級(jí)膽汁酸： 是肝細(xì)胞以膽固醇為原料直接合成的膽汁酸，包括膽酸、鵝脫氧膽酸及相應(yīng)結(jié)合型膽汁酸。次級(jí)膽汁酸： 在腸道細(xì)菌作用下初級(jí)膽汁酸 7-羥基脫氧后生成的膽汁酸，包括脫氧膽酸及石膽酸。7-羥基脫氧HCOOHOHOHOH3127膽酸HCOOHOHOH3127脫氧膽酸初級(jí)膽汁酸次級(jí)膽汁酸7-羥基脫氧HCOOHOHOH3127鵝脫氧膽酸HCOOHOH3127石膽酸次級(jí)膽汁酸初級(jí)膽汁酸三、膽汁酸的主要生理功能三、膽汁酸的主要生理功能（一）促進(jìn)脂類物質(zhì)的消化與吸收 膽汁酸分子內(nèi)部既含有親水性的羥基和羧基

19、，又含有疏水性的烴核和甲基，而且羥基和羧基的空間配位又全是型，位于分子的同一側(cè)構(gòu)成親水面，而分子的另一側(cè)構(gòu)成疏水面，所以膽汁酸的立體構(gòu)型具有親水和疏水兩個(gè)側(cè)面。這種結(jié)構(gòu)特點(diǎn)賦予膽汁酸很強(qiáng)的界面活性，成為較強(qiáng)的乳化劑，能夠降低油/水兩相之間的界面張力，使脂類在水中乳化成細(xì)小微團(tuán)，增加了脂肪酶的附著面積，有利于脂肪的消化。脂類的消化產(chǎn)物又與膽汁酸鹽結(jié)合，并匯入磷脂等形成混合微團(tuán)，利于通過小腸黏膜的表面水層，促進(jìn)脂類物質(zhì)的吸收。 n促進(jìn)脂類的消化與吸收（最重要功能）疏水側(cè)甘氨膽酸的立體構(gòu)型親水側(cè)膽汁中膽汁酸、卵磷脂與膽固醇的正常比值 101。n膽汁酸還有許多其他生理作用 （二） 維持膽汁中膽固醇的溶

20、解狀態(tài)以抑制膽固醇析出 四、膽汁酸的代謝及膽汁酸的腸肝循環(huán)四、膽汁酸的代謝及膽汁酸的腸肝循環(huán)（一）初級(jí)膽汁酸在肝內(nèi)以膽固醇為原料生成部位：肝細(xì)胞的胞液和微粒體中原料：膽固醇膽固醇轉(zhuǎn)化成膽汁酸是其在體內(nèi)代謝的主要去路 關(guān)鍵酶：膽固醇7-羥化酶膽固醇(27C)7-羥化膽固醇初級(jí)膽汁酸(24C)結(jié)合型初級(jí)膽汁酸7-羥化酶 過程：復(fù)雜 （二）次級(jí)膽汁酸在腸道由腸菌作用生成（二）次級(jí)膽汁酸在腸道由腸菌作用生成熊脫氧酸脫氧膽酸石膽酸膽酸 脫7-羥基 鵝脫氧膽酸 脫7-羥基 鵝脫氧膽酸 脫7-羥基轉(zhuǎn)變?yōu)?-羥基 （三）膽汁酸的腸肝循環(huán)使有限的膽汁 酸庫存循環(huán)利用膽汁酸隨膽汁排入腸腔后，通過重吸收經(jīng)門靜脈又回

21、到肝，在肝內(nèi)轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合型膽汁酸，經(jīng)膽道再次排入腸腔的過程。 膽汁酸的腸肝循環(huán)(enterohepatic circulation of bile acid)膽汁酸池（bile acid pool）機(jī)體內(nèi)膽汁酸儲(chǔ)備的總量，成人膽汁酸池約35g。 膽固醇結(jié)合膽汁酸（合成0.40.6g/d代謝池35g/d） 膽汁酸腸肝循環(huán)的過程 膽汁酸腸肝循環(huán)的生理意義： 將有限的膽汁酸反復(fù)利用以滿足人體對(duì)膽汁酸的生理需要。第三節(jié)第三節(jié) 血紅素的生物合成血紅素的生物合成Biosynthesis of Heme一. 血紅素的生物合成過程n合成的組織和亞細(xì)胞定位： 參與血紅蛋白組成的血紅素主要在骨髓的幼紅細(xì)胞和網(wǎng)織紅細(xì)

22、胞中合成。n合成原料：甘氨酸、琥珀酰CoA、Fe2+合成的起始和終末階段均在線粒體內(nèi)進(jìn)行，而中間階段在胞漿內(nèi)進(jìn)行。 n合成部位：n血紅素合成過程： -氨基-酮戊酸(-aminolevulinic acid, ALA)的生成：+HSCoA + CO2ALA合酶（磷酸吡哆醛）v反應(yīng)部位在線粒體內(nèi)；反應(yīng)部位在線粒體內(nèi)；v催化此反應(yīng)的酶是催化此反應(yīng)的酶是ALAALA合酶合酶(ALA synthase)(ALA synthase)，其輔酶是，其輔酶是磷酸吡哆醛。此酶是血紅素合成的關(guān)鍵酶，受血紅素的磷酸吡哆醛。此酶是血紅素合成的關(guān)鍵酶，受血紅素的反饋調(diào)節(jié)。反饋調(diào)節(jié)。 vALAALA生成后從線粒體進(jìn)入胞液。

23、生成后從線粒體進(jìn)入胞液。膽色素原(prophobilinogen，PBG)的生成：ALA脫水酶2H2Ov在ALA脫水酶(ALA dehydrase)催化下，二分子 ALA 脫水縮合生成一分子PBG。 尿卟啉原與糞卟啉原的生成：4x 膽色素原線狀四吡咯尿卟啉原糞卟啉原尿卟啉原同合酶尿卟啉原同合酶尿卟啉原脫羧酶v反應(yīng)部位：胞液v反應(yīng)生成的糞卟啉原再進(jìn)入線粒體。 血紅素的生成：v反應(yīng)部位：線粒體糞卟啉原原卟啉原原卟啉血紅素糞卟啉原氧化脫羧酶亞鐵螯合酶原卟啉原氧化酶 合成的主要部位是骨髓和肝臟，但成熟紅細(xì)胞不能合成； 合成的原料簡(jiǎn)單：琥珀酰CoA、甘氨酸Fe2+等小分子物質(zhì)； 合成過程的起始與最終過程

24、在線粒體，中間過程在胞液。n血紅素合成的特點(diǎn)：v血紅素對(duì)ALA合酶的別構(gòu)反饋抑制v許多物質(zhì)可誘導(dǎo)ALA合酶的合成 二、血紅素生物合成的調(diào)節(jié)： ALA合酶是血紅素合成途徑的關(guān)鍵酶 ：v與膜受體結(jié)合，加速有核紅細(xì)胞的成熟以及血紅素和的合成促使原始紅細(xì)胞的繁殖和分化。重金屬可敏感抑制ALA脫水酶與亞鐵螯合酶 促紅細(xì)胞生成素(erythropoietin, EPO) 是紅細(xì)胞生成的主要調(diào)節(jié)劑 第第 四四 節(jié)節(jié) 膽色素的代謝與黃疸膽色素的代謝與黃疸Metabolism of Bile Pigment and Jaundice膽色素（膽色素（bile pigmentbile pigment）是體內(nèi)鐵卟啉類

25、化合物的主）是體內(nèi)鐵卟啉類化合物的主要分解代謝產(chǎn)物，包括膽綠素（要分解代謝產(chǎn)物，包括膽綠素（biliverdinbiliverdin）、膽紅素）、膽紅素（bilirubinbilirubin）、膽素原（）、膽素原（bilinogenbilinogen）和膽素（）和膽素（bilinbilin）。）。這些化合物主要隨膽汁排出體外，其中膽紅素居于膽色這些化合物主要隨膽汁排出體外，其中膽紅素居于膽色素代謝的中心，是人體膽汁中的主要色素，呈橙黃色。素代謝的中心，是人體膽汁中的主要色素，呈橙黃色。體內(nèi)的鐵卟啉化合物血紅蛋白、肌紅蛋白、細(xì)胞色素、過氧化氫酶及過氧化物酶。約80來自衰老紅細(xì)胞中血紅蛋白的分解。

26、一、膽紅素是鐵卟啉類化合物的降解產(chǎn)物（一）膽紅素主要源自衰老紅細(xì)胞的破壞膽紅素(bilirubin)來源（二）血紅素加氧酶和膽綠素還原酶催化膽紅素（二）血紅素加氧酶和膽綠素還原酶催化膽紅素的生成的生成 部位肝、脾、骨髓單核巨噬細(xì)胞系統(tǒng)細(xì)胞微粒體與胞液中 過程血紅蛋白血紅素珠蛋白氨基酸膽紅素 膽紅素的性質(zhì)親脂疏水，對(duì)大腦具有毒性作用膽紅素的生成過程N(yùn)N HNNOCOOOHCOHHOHHn膽紅素空間結(jié)構(gòu)示意圖膽 紅 素 的 特有結(jié)構(gòu)賦予其親脂疏水的性質(zhì), 易自由透過細(xì)胞膜進(jìn)入血液。 血紅素加氧酶(HO)有3種同工酶：HO-1、HO-2和HO-3。 HO-1（32 kDa）是一種誘導(dǎo)酶，為熱激蛋白3

27、2（HSP32）。主要存在于肝、脾、和骨髓等降解衰老紅細(xì)胞的組織器官。 HO-2（36 kD）是組成型酶，僅受糖皮質(zhì)激素誘導(dǎo)，主要存在于大腦及睪丸組織內(nèi)，其功能多認(rèn)為與CO的神經(jīng)信使作用有關(guān)。 HO-3（33 kDa）與HO-2有90%的同源性，亦屬組成型表達(dá)，其功能尚未明晰。 HO-1在血紅素代謝中居重要地位，其生物合成可被其底物血紅素迅速激活，以及時(shí)清除循環(huán)系統(tǒng)中的血紅素。 HO-1亦是迄今所知的誘導(dǎo)物最多的誘導(dǎo)酶。缺氧、高氧、內(nèi)毒素、重金屬、白細(xì)胞介素-10（IL-10）、一氧化氮（NO）、促紅細(xì)胞生成素（EPO）、炎癥細(xì)胞因子等許多能引發(fā)細(xì)胞氧化應(yīng)激（oxidative stress）

28、的因素均可誘導(dǎo)此酶的表達(dá), 從而增加CO、膽綠素和繼之膽紅素的產(chǎn)生。 許多疾病亦表現(xiàn)HO-1的表達(dá)增加，例如腫瘤、動(dòng)脈粥樣硬化、心肌缺血、阿爾茨海默病等。 HO-1作為一種應(yīng)激蛋白，其誘導(dǎo)因素的多樣性是對(duì)細(xì)胞的一種重要保護(hù)機(jī)制。 HO-1在上述諸多有害環(huán)境刺激和疾病存在條件下所呈現(xiàn)的對(duì)機(jī)體保護(hù)作用，主要是通過其催化生成的產(chǎn)物來實(shí)現(xiàn)的，這些產(chǎn)物主要是CO與膽紅素。二、血液中的膽紅素主要與清蛋白結(jié)合而運(yùn)輸 意義增加膽紅素在血漿中的溶解度，限制膽紅素自由通過生物膜產(chǎn)生毒性作用。 競(jìng)爭(zhēng)結(jié)合劑如磺胺藥，水楊酸，膽汁酸等。 運(yùn)輸形式膽紅素清蛋白復(fù)合體新生兒生理性黃疸新生兒生理性黃疸v新生兒出生時(shí)血清未結(jié)合

29、膽紅素水平在新生兒出生時(shí)血清未結(jié)合膽紅素水平在1735 mol/L , 出出生后生后3天可上升至天可上升至80100 mol/L ，一周后逐漸下降至，一周后逐漸下降至1520 mol/L。約。約50%的新生兒在出生后的新生兒在出生后5天內(nèi)肉眼可見黃疸。天內(nèi)肉眼可見黃疸。v高未結(jié)合膽紅素血癥可嚴(yán)重的損害新生兒的大腦，產(chǎn)生核黃疸高未結(jié)合膽紅素血癥可嚴(yán)重的損害新生兒的大腦，產(chǎn)生核黃疸(kernicterus)，或稱膽紅素腦病，或稱膽紅素腦病(bilirubin encephalopathy)。v新生兒黃疸屬肝前性黃疸，其直接原因是肝細(xì)胞合成新生兒黃疸屬肝前性黃疸，其直接原因是肝細(xì)胞合成UDP-葡糖醛

30、酸基轉(zhuǎn)移酶葡糖醛酸基轉(zhuǎn)移酶(UGT)的能力低下。的能力低下。 三、膽紅素在肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合膽紅素三、膽紅素在肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)變?yōu)榻Y(jié)合膽紅素并泌入膽小管并泌入膽小管（一）游離膽紅素可滲透肝細(xì)胞膜而被攝取（一）游離膽紅素可滲透肝細(xì)胞膜而被攝取與清蛋白結(jié)合的膽紅素在肝細(xì)胞膜血竇域分解出游離的膽紅素，并被肝細(xì)胞攝取。其動(dòng)力是肝細(xì)胞內(nèi)外膽紅素的滲透壓。其速度取決于清蛋白-膽紅素的釋放速度和肝細(xì)胞對(duì)膽紅素的處理能力。膽紅素在肝細(xì)胞漿中主要與胞漿Y蛋白和Z蛋白相結(jié)合，其中以Y蛋白為主。Y蛋白，即配體蛋白(ligandin)配體蛋白將膽紅素?cái)y帶到肝內(nèi)質(zhì)網(wǎng)。 谷胱甘肽S-轉(zhuǎn)移酶是膽紅素在肝細(xì)胞漿的主要載體v部位：部位：滑面內(nèi)網(wǎng)質(zhì)滑面內(nèi)網(wǎng)質(zhì)v反應(yīng)：反應(yīng)：結(jié)合反應(yīng)（主要為結(jié)合物為結(jié)合反應(yīng)（主要為結(jié)合物為UDP葡糖醛酸，葡糖醛