氨基酸代謝課件

氨基酸代謝

MetabolismofAminoAcids第七章一、蛋白質(zhì)的生理功能2.蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)根底第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用1.維持細(xì)胞、組織的生長(zhǎng)、更新和修補(bǔ)催化〔酶〕、免疫〔抗原及抗體〕、運(yùn)動(dòng)〔肌肉〕、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)〔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。

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(fù)平衡攝入氮<排出氮饑餓、消耗性疾病患者等*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(guān)系。

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(xué)會(huì)推薦成人每日最低需要80g蛋白質(zhì)

蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值◆蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值

：取決于蛋白質(zhì)所含必需氨基酸的種類、數(shù)量?！舻鞍踪|(zhì)的互補(bǔ)作用營養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，必需氨基酸可以互相補(bǔ)充，從而提高營養(yǎng)價(jià)值，稱為蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用。

*必需氨基酸：體內(nèi)需要但不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括8種：◆非必需氨基酸◆精氨酸、組氨酸，人體能合成，但量少，長(zhǎng)期缺乏,導(dǎo)致負(fù)氮平衡。甲色賴?yán)i異亮苯蘇假設(shè)來寫一兩本書甲硫氨酸〔Met〕色氨酸〔Trp〕賴氨酸〔Lys〕纈氨酸〔Val〕異亮氨酸〔Ile〕亮氨酸〔Leu〕苯丙氨酸〔Phe〕蘇氨酸〔Thr異甲纈亮色苯蘇賴一佳人攜兩三本書來纈異亮苯蛋色蘇賴借一兩本淡色書來

第二節(jié)

蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins一、蛋白質(zhì)的消化蛋白質(zhì)消化的生理意義由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?，便于吸收。消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反響。消化過程

〔一〕胃中的消化作用胃蛋白酶的最適pH為1.5～2.5，對(duì)蛋白質(zhì)肽鍵作用特異性差，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)〔二〕小腸中的消化——小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白質(zhì)的主要酶類，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(gè)氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。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(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2.小腸粘膜細(xì)胞對(duì)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?！惨弧嘲被嵛蛰d體載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯(lián)體，將氨基酸、Na+轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，Na+再由鈉泵排出細(xì)胞，并水解ATP供能。載體類型中性氨基酸載體堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸與甘氨酸載體〔二〕γ-谷氨?；h(huán)對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)作用γ-谷氨?；h(huán)(γ-glutamylcycle)過程：谷胱甘肽對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)谷胱甘肽的再生半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酸環(huán)化轉(zhuǎn)移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-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?；h(huán)過程氨基酸γ-谷氨酰氨基酸利用腸粘膜細(xì)胞上的二肽或三肽的轉(zhuǎn)運(yùn)體系此種轉(zhuǎn)運(yùn)也是耗能的主動(dòng)吸收過程吸收作用在小腸近端較強(qiáng)〔三〕肽的吸收三、*蛋白質(zhì)的腐敗作用◆定義：在消化過程中，有一小局部蛋白質(zhì)不被消化，也有一局部消化產(chǎn)物不被吸收。腸道細(xì)菌對(duì)這局部蛋白質(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(jī)體利用的物質(zhì)。胺類的生成蛋白質(zhì)

腸道細(xì)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腸道中的氨主要有兩個(gè)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(jié)腸。氨的吸收與腸道pH有關(guān)。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)第三節(jié)

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids*氨基酸代謝庫(metabolicpool)食物蛋白經(jīng)消化吸收的氨基酸〔外源性氨基酸〕與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨基酸〔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

酮體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

二、*氨基酸的脫氨基作用

轉(zhuǎn)氨基作用氧化脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用氨基酸氧化酶的作用*轉(zhuǎn)氨酶與轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用：在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，某一氨基酸的-氨基轉(zhuǎn)移到另一種-酮酸的酮基上，生成相應(yīng)的氨基酸；原來的氨基酸那么轉(zhuǎn)變成-酮酸?！惨弧侈D(zhuǎn)氨基作用谷丙轉(zhuǎn)氨酶〔glutamicpyruvictransaminase,ALT，又稱GPT)谷草轉(zhuǎn)氨酶〔glutamicoxaloacetictransminase,AST，又稱GOT〕*轉(zhuǎn)氨基作用特點(diǎn)轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛轉(zhuǎn)氨酶催化的反響沒有游離氨的釋放轉(zhuǎn)氨酶催化反響是可逆反響合成非必需氨基酸氨基的受體：丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸脯氨酸、賴氨酸為例外吡哆醛：R=-CHO吡哆胺：R=-CH2NH2吡哆醇：R=-CH2OHCH2OHRH3CHONP磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺生化作用：轉(zhuǎn)氨酶的輔酶，起遞氨基作用391頁55VB6轉(zhuǎn)氨酶正常人各組織GOT(AST)及GPT(ALT)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?！捕逞趸摪被饔肔-谷氨酸脫氫酶：肝、腎、腦組織廣泛存在，是一種不需氧脫氫酶。L-谷氨酸氧化脫氨基作用亞谷氨酸〔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。2.類型①轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)氧化脫氨基作用1.定義②轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)*是體內(nèi)氨基酸脫氨基的主要方式。①*轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)谷氨酸氧化脫氨的途徑◆主要在肝、腎等組織內(nèi)進(jìn)行?！袈?lián)合脫氨基作用的主要反響途徑?！趔w內(nèi)合成非必需氨基酸的主要途徑。②嘌呤核苷酸循環(huán)主要在骨骼肌、心肌內(nèi)進(jìn)行。因?yàn)榧∪庵蠰-谷氨酸脫氫酶活性不高。二、-酮酸代謝

三個(gè)方面的代謝途徑：經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸轉(zhuǎn)變成糖和脂類氧化供能第四節(jié)氨的代謝體內(nèi)氨的來源與去路氨的轉(zhuǎn)運(yùn)尿素的生成一、**體內(nèi)氨的來源與去路腎臟產(chǎn)氨：GlnGlu+NH3

氨的來源：

腸道吸收的氨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，由腸菌尿素酶水解生成氨。氨基酸及胺的分解氨基酸脫氨基作用（體內(nèi)氨的主要來源）胺的分解：RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶谷氨酰胺酶2.血氨的去路①在肝內(nèi)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合成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。二、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)丙氨酸-葡萄糖循環(huán)谷氨酰胺的運(yùn)氨作用氨在血液中主要以兩種形式運(yùn)輸：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)(alanine-glucosecycle)葡萄糖生理意義①肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁巍＂诟螢榧∪馓峁┢咸烟恰?.谷氨酰胺的運(yùn)氨作用

反響過程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運(yùn)輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進(jìn)行解毒。生理意義谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲(chǔ)存及運(yùn)輸形式。

三、尿素的生成尿素合成的鳥氨酸循環(huán)學(xué)說尿素合成的反響高血氨和氨中毒主要器官：肝臟反響部位：肝細(xì)胞線粒體及胞液2NH3+CO2H2N-C-NH2+H2OO鳥氨酸循環(huán)〔一〕尿素合成的鳥氨酸循環(huán)學(xué)說

1932年HanksKrebs及其同事提出了鳥氨酸循環(huán)學(xué)說〔二〕尿素合成的反響1.氨基甲酰磷酸的合成2.瓜氨酸的合成3.精氨酸的合成4.精氨酸水解生成尿素分為以下四步：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精氨酸代琥珀酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ*要點(diǎn)

部位：肝細(xì)胞線粒體、胞液

原料：NH3

、

CO2、ATP、

天冬氨酸2個(gè)氮原子，1個(gè)來自氨，1個(gè)來自天冬氨酸

涉及的氨基酸及其衍生物：6種鳥氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、精氨酸代琥珀酸、N-乙酰谷氨酸

限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶

耗能：4個(gè)ATP；與三羧酸循環(huán)的聯(lián)系物質(zhì)：延胡索酸*意義

解除氨毒以保持血氨的低濃度水平〔三〕*高血氨與氨中毒◆高血氨癥：肝功能嚴(yán)重?fù)p傷，尿素合成障礙◆肝昏迷：◆降血氨的常用方法：給予谷氨酸、精氨酸；腸道抑菌藥；酸性鹽水灌腸；限制蛋白質(zhì)進(jìn)食量。TAC↓腦供能缺乏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(腦)第五節(jié)個(gè)別氨基酸的代謝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

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〔一〕-氨基丁酸〔-aminobutyricacid,GABA〕功能：抑制性神經(jīng)遞質(zhì)

VB6〔二〕?；撬帷瞭aurine〕p201功能：結(jié)合膽汁酸的組成成分〔三〕組胺〔histamine〕功能：平滑肌收縮，毛細(xì)血管擴(kuò)張，與過敏反響有關(guān)。還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。存在于肥大細(xì)胞〔四〕五-羥色胺〔5-hydroxytryptamine,5-HT〕

功能：抑制性神經(jīng)遞質(zhì)；縮血管作用〔五〕*多胺polyamines

腐胺、精脒、精胺◆功能：調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的重要物質(zhì)◆在生長(zhǎng)旺盛的組織其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強(qiáng)。二、*一碳單位的代謝定義：某些氨基酸在分解代謝過程中可以產(chǎn)生含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，稱為一碳單位〔onecarbonunit〕體內(nèi)的一碳單位：甲基〔–CH3〕、甲烯基〔–CH2–〕、甲炔基〔–CH=〕、甲?；波CCHO〕、亞胺甲基〔–CH=NH〕CO2不是一碳單位一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸結(jié)合NNNNH2NOHCH2NHCO谷氨酸1蝶呤啶2345678109對(duì)氨基苯甲酸葉酸*四氫葉酸是一碳單位的載體一碳單位通常結(jié)合在四氫葉酸分子的N5、N10上〔一〕一碳單位與四氫葉酸442頁葉酸NN5678葉酸FH2還原酶二氫葉酸（7，8）NN5678FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+四氫葉酸（5，6，7，8）NN5678生化作用：FH4是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶，起著傳遞“一碳〞單位的作用N5–

CH=NH–FH4N5，N10=CH–FH4N10–CHO–FH4一碳單位主要來源于氨基酸代謝絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸

N10—CHO—FH4〔三〕一碳單位與氨基酸代謝〔四〕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)〔四〕一碳單位的生理功能合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的原料。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，產(chǎn)生巨幼紅細(xì)胞性貧血。

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〔一〕甲硫氨酸的代謝1.甲硫氨酸與轉(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)甲基轉(zhuǎn)移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸*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。2.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-CH3〔二〕半胱氨酸與胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS22.硫酸根的代謝

PAPS的性質(zhì)活潑，是體內(nèi)活性硫酸根的供體

類固醇激素的滅活，肝生物轉(zhuǎn)化，硫酸角質(zhì)素、硫酸軟骨素的合成3’-磷酸腺苷5’-磷酸硫酸四、芳香族氨基酸的代謝苯丙氨酸〔Phe〕酪氨酸〔Tyr〕色氨酸〔Trp〕〔一〕苯丙氨酸和酪氨酸的代謝