氨基酸代谢(三)

1、第七章氨 基 酸 代 谢（三）Metabolism of Amino Acids第五节 个别氨基酸的代谢Metabolism of Individual Amino Acids氨基酸的脱羧基作用一碳单位的代谢含硫氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢支链氨基酸的代谢概念概念 载体载体 生理功用生理功用一、氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+ CO2辅酶：磷酸辅酶：磷酸吡哆醛吡哆醛CHRCOOHNH2(-aminobutyric acid, GABA)的生成的生成(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2CH2NH2COOHCOCO2 2L-谷氨酸脱羧酶

2、谷氨酸脱羧酶L-L-谷氨酸谷氨酸 - -氨基丁酸氨基丁酸（二）组胺（二）组胺(taurine)的生成的生成 血管舒张剂、降血压，刺激胃液分泌血管舒张剂、降血压，刺激胃液分泌CHNCHNCH2CHCOOHNH2CHNCHNCH2CH2NH2组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶COCO2 2组氨酸组氨酸组胺组胺NHCH2CH2NH2OHNHCH2CHCOOHNH2NHCH2CHCOOHOHNH2色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶色氨酸色氨酸5- 5-羟色氨酸羟色氨酸5- 5-羟色胺羟色胺（四）多胺（四）多胺 (polyamines)的生成的生成 作用：作用： 精胺和精脒是调节细胞生长的重

3、要物质精胺和精脒是调节细胞生长的重要物质 种类：腐胺（种类：腐胺（putrescine） 精胺（精胺（spermine） 精脒（精脒（spermidine）SAM （S-腺苷甲硫氨酸）腺苷甲硫氨酸）S+CH2CH2CH3CHNH2COOHOOHOH腺嘌呤腺嘌呤S+(CH2)3CH2CH3NH2OOHOH腺嘌呤腺嘌呤SAM脱羧酶脱羧酶CO2NH2(CH2)3CH2NH2CO2鸟氨酸鸟氨酸脱羧酶脱羧酶NH2(CH2)3CHNH2COOH腐胺腐胺NH(CH2)4NH(CH2)3NH2(CH2)3NH2丙胺丙胺 转移酶转移酶精胺精胺NH2(CH2)4NH(CH2)3NH2丙胺丙胺 转移酶转移酶精脒精脒

4、鸟氨酸鸟氨酸脱羧基脱羧基SAM生成过程：限速酶生成过程：限速酶鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶 鸟氨酸脱羧酶在生长旺盛的组织中活性较鸟氨酸脱羧酶在生长旺盛的组织中活性较强，血中多胺的含量高于正常，临床上将血、强，血中多胺的含量高于正常，临床上将血、尿中多胺的测定做为肿瘤的辅助诊断。尿中多胺的测定做为肿瘤的辅助诊断。一碳单位一碳单位(one carbon unit)定义：某些氨基酸在分解代谢过程中产生定义：某些氨基酸在分解代谢过程中产生 的含有一个碳原子的基团的含有一个碳原子的基团, ,称为一碳单位称为一碳单位辅酶：四氢叶酸辅酶：四氢叶酸二、一碳单位的代谢种类：种类：甲基甲基 (methyl)-CH3甲

5、烯基甲烯基 (methylene)-CH2-甲炔基甲炔基 (methenyl)-CH=甲酰基甲酰基 (formyl)-CHO亚胺甲基亚胺甲基 (formimino)-CH=NHFH4的生成的生成FFH2FH4FH2还原酶还原酶FH2还原酶还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+ FH4携带一碳单位的形式携带一碳单位的形式 （一碳单位通常是结合在（一碳单位通常是结合在FH4分子的分子的N5、N10位上）位上）N5CH3FH4N5，N10CH2FH4N5，N10=CHFH4N10CHOFH4N5CH=NHFH4一碳单位主要来源于氨基酸代谢一碳单位主要来源于氨基酸代谢丝氨酸丝氨酸

6、N5, N10CH2FH4甘氨酸甘氨酸 N5, N10CH2FH4组氨酸组氨酸 N5CH=NHFH4色氨酸色氨酸 N10CHOFH4N5CH3FH4NADH+H+NAD+N10CHOFH4N5,N10CHFH4H+H2ON5,N10CH2FH4NADPH+H+NADP+N5CHNHFH4NH3一碳单位间的相互转变一碳单位间的相互转变色色甘甘丝丝胆碱、甜菜碱胆碱、甜菜碱组组（四）一碳单位的生理功用四）一碳单位的生理功用 主要功能是作为合成嘌呤及嘧啶的原料主要功能是作为合成嘌呤及嘧啶的原料 一碳单位将氨基酸与核酸代谢联系起来一碳单位将氨基酸与核酸代谢联系起来 一碳单位的障碍可造成某些病理情况，如由

7、于叶一碳单位的障碍可造成某些病理情况，如由于叶酸、维生素酸、维生素B6B6缺乏，造成一碳单位运输障碍，直缺乏，造成一碳单位运输障碍，直接影响造血组织的接影响造血组织的DNADNA合成，引起巨幼红细胞贫血合成，引起巨幼红细胞贫血性贫血。性贫血。2H2HNH2OSCH3OH甲硫氨酸甲硫氨酸CH2CHCOOHSHNH2半胱氨酸半胱氨酸CH2CHCOOHSNH2CH2CHCOOHNH2S胱氨酸胱氨酸1. 甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸与转甲基作用 甲硫氨酸与甲硫氨酸与ATP作用，生成作用，生成S-腺苷甲硫腺苷甲硫氨酸（氨酸（SAM），然后通过各种转甲基作用可，然后通过各种转甲基作用可以生成多种含甲基的重

8、要生理活性物质。以生成多种含甲基的重要生理活性物质。 SAM中的甲基称为中的甲基称为活性甲基活性甲基，SAM称为称为活性甲硫氨酸活性甲硫氨酸 NNNNOOHOHCH2SCH2CH3CH2CHCOOH3NNH2S-Adenosylmethionine (SAM)甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环同型半胱氨酸同型半胱氨酸H2O腺苷腺苷甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 （SAM）ATPPPi + PiS-腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸RHRCH3N5CH3FH4FH4(VitB12)N5CH3FH4转甲基酶转甲基酶l生理意义：生理意义： 由由N5-CH3-FH4（一碳单位）供给甲基合成甲硫（一碳

9、单位）供给甲基合成甲硫氨酸，再通过此循环的氨酸，再通过此循环的SAM提供甲基，以进行体内提供甲基，以进行体内广泛存在的广泛存在的甲基化反应甲基化反应。lN5-CH3-FH4是体内甲基的是体内甲基的间接供体间接供体l由由N5-CH3-FH4供给甲基合成甲硫氨酸，就目前知道供给甲基合成甲硫氨酸，就目前知道体内利用体内利用N5-CH3-FH4唯一反应唯一反应l所需酶为甲硫氨酸合成酶，辅酶是维生素所需酶为甲硫氨酸合成酶，辅酶是维生素B12，缺乏，缺乏时时N N5 5-CH-CH3 3-FH-FH4 4的甲基不能转给同型半胱氨酸，影响的甲基不能转给同型半胱氨酸，影响甲硫氨酸的合成，妨碍叶酸的再利用，影响

10、甲硫氨酸的合成，妨碍叶酸的再利用，影响DNADNA的的合成，从而影响细胞的分裂，出现巨幼红细胞贫血合成，从而影响细胞的分裂，出现巨幼红细胞贫血NH3+NH3+NH3+NH3+NH3+NH3+H2OH2OL丝氨酸丝氨酸L同型半胱氨酸同型半胱氨酸L半胱氨酸半胱氨酸L同型丝氨酸同型丝氨酸胱硫醚胱硫醚同型半胱氨酸同型半胱氨酸 + + 丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸-酮丁酸酮丁酸同型丝氨酸同型丝氨酸胱硫醚胱硫醚合成酶合成酶琥珀酰琥珀酰CoA甲硫氨酸甲硫氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸胱硫醚胱硫醚合成酶缺乏、合成酶缺乏、B B族维生素缺族维生素缺乏等乏等2 2、甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基、甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基

11、 肌酸肌酸(creatine)和磷酸肌酸和磷酸肌酸(creatine phosphate)是是能量储存、利用的重要化合物。能量储存、利用的重要化合物。 肝肝是合成肌酸的主要器官。是合成肌酸的主要器官。 肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。提供甲基而合成。NCH2COOHCH3CNH2HNSAMArgGlySAM精氨酸精氨酸甘氨酸甘氨酸ATP ADP 肌酸肌酸 磷酸磷酸肌酸肌酸 氧化磷酸化氧化磷酸化 底物水平磷酸化底物水平磷酸化 机械能机械能( (肌肉收缩肌肉收缩) )渗透能渗透能( (物质主动转运物质主动转运) ) 化学能化学能(

12、(合成代谢合成代谢) )电能电能( (生物电生物电) )热能热能( (维持体温维持体温) ) 肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。 肌 酸 和 磷 酸 肌 酸 代 谢 的 终 产 物 为肌 酸 和 磷 酸 肌 酸 代 谢 的 终 产 物 为 肌 酸 酐肌 酸 酐(creatinine)。H2OCH2SCHNH2COOHSCH2CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOH2- 2H+ 2HCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OSOHO氧氧化化CHNH2CH2OSOHO磺酸丙氨磺酸丙氨酸脱羧酶酸脱羧酶COCO2 2 牛磺酸是结合胆汁酸的

13、组成成分之一。牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分之一。 含硫氨基酸氧化分解均可以产生硫酸根，含硫氨基酸氧化分解均可以产生硫酸根，半胱半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源氨酸是体内硫酸根的主要来源。 体内的硫酸根一部分可经体内的硫酸根一部分可经ATPATP活化成活化成活性硫酸活性硫酸根，即根，即3-3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5 -5 -磷酸硫酸（磷酸硫酸（PAPSPAPS）。PAPSPAPS的性质比较活泼，可提供硫酸根参与转硫酸根作用。的性质比较活泼，可提供硫酸根参与转硫酸根作用。3 3、半胱氨酸可生成活性硫酸根、半胱氨酸可生成活性硫酸根SO42-+ ATPAMP - SO3-(腺苷腺苷-5 -磷酸硫酸磷酸硫酸

14、)3-PO3H2-AMP-SO3-（3 -磷酸腺苷磷酸腺苷-5 -磷酸硫酸，磷酸硫酸，PAPS）nPAPS为活性硫酸根，为活性硫酸根，是体内硫酸基的供体。是体内硫酸基的供体。四、芳香族氨基酸的代谢NH2OOH苯丙氨酸苯丙氨酸NH2OOHOH酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶羟化酶NCH2CHNH2COOH色氨酸色氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸 + O2酪氨酸酪氨酸 + H2O苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶四氢生物蝶呤四氢生物蝶呤二氢生物蝶呤二氢生物蝶呤NADPH+H+NADP+此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。苯丙氨酸苯丙氨酸对羟苯丙酮酸对羟苯丙酮酸尿黑酸尿黑酸延胡索酸、延胡

15、索酸、乙酰乙酸乙酰乙酸多巴多巴黑色素黑色素多巴醌多巴醌酪氨酸酶酪氨酸酶( (黑色素细胞黑色素细胞) )酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶( (神经神经组织、肾上腺组织组织、肾上腺组织) )苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶苯丙酮酸苯丙酮酸 苯丙氨酸转氨酶苯丙氨酸转氨酶多巴多巴去甲肾上腺素去甲肾上腺素多巴胺多巴胺肾上腺素肾上腺素甲状腺素甲状腺素儿茶酚胺儿茶酚胺 苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏使苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏使苯丙氨酸积累，并转变为苯丙酮酸而引起苯丙酮酸尿积累，并转变为苯丙酮酸而引起苯丙酮酸尿症。症。 苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统有毒性，苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统有毒性，故患儿的智力发育障碍。对此种

16、患儿的治疗故患儿的智力发育障碍。对此种患儿的治疗原则是早期发现，并适当控制膳食中的苯丙原则是早期发现，并适当控制膳食中的苯丙氨酸含量。氨酸含量。苯 丙 酮 酸 尿 症白化病色氨酸色氨酸5-羟色胺羟色胺一碳单位一碳单位丙酮酸丙酮酸 + 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA维生素维生素 PP 亮氨酸亮氨酸NH2OCH3CH3OH异亮氨酸异亮氨酸NH2OCH3CH3OH缬氨酸缬氨酸NH2CH3OCH3OH都属于必需氨基酸都属于必需氨基酸分解代谢主要在骨骼肌分解代谢主要在骨骼肌其分解产物有：其分解产物有： 琥珀酰辅酶琥珀酰辅酶A A（缬氨酸）（缬氨酸） 乙酰辅酶乙酰辅酶A A、乙酰乙酰辅酶、乙酰乙酰辅酶A A（亮氨

17、酸）（亮氨酸） 乙酰辅酶乙酰辅酶A A、琥珀酰辅酶、琥珀酰辅酶A A（异亮氨酸）（异亮氨酸）缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸- NH3转氨基作用转氨基作用相应的相应的a a-酮酸酮酸- CO2氧化脱羧基作用氧化脱羧基作用相应的相应的脂酰脂酰CoAb b-氧化氧化相应的相应的a a、b b烯烯脂酰脂酰CoA琥珀琥珀酰酰CoA乙乙酰酰CoA及及 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙乙酰酰CoA及及 琥珀琥珀酰酰CoA糖糖脂类脂类氨基酸氨基酸琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸- -酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖脂

18、肪脂肪 甘油甘油脂肪酸脂肪酸甘油三酯甘油三酯丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸甘氨酸甘氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸苏氨酸苏氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 缬氨酸缬氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸 苏氨酸苏氨酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸 酪氨酸酪氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 脯氨酸脯氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C胆固醇胆固醇要 求1氮平衡的概念和类型，必需氨基酸的种类；氮平衡

19、的概念和类型，必需氨基酸的种类；2氨基酸的脱氨基作用：转氨基作用、谷氨酸氧化脱氨基作氨基酸的脱氨基作用：转氨基作用、谷氨酸氧化脱氨基作用、联合脱氨基作用和嘌呤核苷酸循环。掌握转氨基作用的用、联合脱氨基作用和嘌呤核苷酸循环。掌握转氨基作用的概念和机制；概念和机制；3-酮酸的代谢去路，生糖氨基酸、生酮氨基酸的概念；酮酸的代谢去路，生糖氨基酸、生酮氨基酸的概念；4氨的来源与去路，氨的转运形式；氨的来源与去路，氨的转运形式；5尿素合成的部位、鸟氨酸循环的主要步骤和生理意义；尿素合成的部位、鸟氨酸循环的主要步骤和生理意义；6氨基酸的脱羧基作用，脱羧基后产生的胺类物质；氨基酸的脱羧基作用，脱羧基后产生的胺类物质；7一碳单位的概念及代谢：来源、载体、种类和生理意义；一碳单位的概念及代谢：来源、载体、种类和生理意义；8含硫氨基酸的代谢：甲基的直接供体（含硫氨基酸的代谢：甲基的直接供体（SAM）、甲硫氨）、甲硫氨酸循环、硫酸的活性形式（酸循环、硫酸的活性形式（PAPS）、肌酸的合成。）、肌酸的合成。【掌握】1.蛋白质的需要量和营养价值，蛋白酶对蛋白质的水解蛋白质的需要量和营养价值，蛋白酶对蛋白质的水解作用，蛋白质在小肠的腐败作用；作用，蛋白质在小肠的腐败作用；2.芳香族芳香族氨基酸的代谢：苯丙氨酸和酪氨酸的代谢与重氨基酸的代谢：苯丙氨酸和酪氨酸的代谢与重要