氨基酸又怎样进一步分解脱氨,尿素循环一碳单位

1、v氨基酸又怎样进一步分解氨基酸又怎样进一步分解脱氨脱氨, ,尿素循环尿素循环v一碳单位一碳单位主要内容：主要内容：第十三章第十三章 氨基酸代谢氨基酸代谢主讲老师：华南师范大学生命科学学院主讲老师：华南师范大学生命科学学院陈文利陈文利第一节第一节 蛋白质的消化与氮平衡蛋白质的消化与氮平衡外源蛋白质的降解外源蛋白质的降解 小肠：胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶、弹小肠：胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶（性蛋白酶、羧肽酶（A、B）、氨肽酶。）、氨肽酶。 胃：胃蛋白酶胃：胃蛋白酶 又称肽链内切酶，能水解肽链内部的肽键。 e.g.: P18一、蛋白酶（一、蛋白酶（proteinase）胃蛋白酶： 能迅速

2、水解由芳香族A.A（如Phe，酪等）和其他氨基酸形成的肽键。胰蛋白酶：水解由碱性氨基酸的羧基所形成的肽键。胰凝乳蛋白酶：水解由芳香族氨基酸的羧基所形成的肽键 。二、二、 肽酶（肽酶（peptidase） 又称 肽链外切酶 。 只水解肽链两端A.A所形成的肽键。e.g.: 羧肽酶、氨肽酶。第二节第二节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢RCH-COOHNH2RCOCOOH+NH3脱氨基脱氨基脱羧基脱羧基RCH2NH2+CO2 1、 氨基酸的脱氨基作用 （一）氧化脱氨基作用 （二）转氨基作用 （四）非氧化脱氨基作用 （五）脱酰胺基作用二、 脱羧基作用三、 氨基酸分解产物的去向一、氨基酸的分解的基本反

3、应氨基酸的分解的基本反应 -氨基酸在酶的催化下氧化生成-酮酸，此时消耗氧并产生氨，此过程称为氨基酸的氧化脱氨基作用。（一）氧化脱氨基作用 （oxidative deamination）消耗氧生成产物是-酮酸和氨1. 氨基酸氧化酶： 是一种黄素蛋白（FP）。 黄素蛋白接受由氨基酸脱出的氢，转变为还原型黄素蛋白（FP-2H），又将氢原子直接与氧结合生成H2O2。（一）脱氨基作用（一）脱氨基作用 1. 氧化脱氨氧化脱氨 2.L-谷氨酸脱氢酶 （L-glutamate dehydrogenase） 肝、肾、脑等组织中广泛存在，是一种不需氧脱氨酶。 辅酶是NAD+或NADP+。最常见转氨酶：2、 转氨基

4、作用转氨基作用GPT 谷丙转氨酶（glutamic pyruvic transaminase）GOT 谷草转氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase） 所有转氨酶的辅酶都是维生素B6的磷酸酯- 磷酸吡哆醛。转氨作用（转氨作用（transamination）转氨酶转氨酶R2CCOOHNH2HR1CCOOHOR2CCOOHOR1CCOOHNH2H氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸(Donor amino acid)(New amino acid)(New keto acid)(Accepter keto acid)( transaminase)转氨基作

5、用机制转氨基作用机制异构体异构体SchiffSchiff碱碱SchiffSchiff碱碱磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛H HO OO OC CC CO OR R1 1+ +N NC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2C CH H2 2H HO OC CH H3 3H H2 2N NHH2 2O OHH2 2O ON NC CH HO OO OC CR R1 1C CH H3 3H HO OH HC CC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2N NH HHH2 2O OHH2 2O ON NC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2C CH H

6、N NH HO OC CH H3 3C CH HO OO OC CH HR R1 1+ +N NC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2C CH HO OH HO OC CH H3 3H HO OO OC CC CN NH H2 2H HR R1 1GluPyruvate-Ketoglutarate(-KG)AlaGPTCOOHCH2CH2CHCOOHNH2COOHCH2CH2COCOOHCH3COCOOHCH3CHNH2COOH谷丙转氨酶谷丙转氨酶(glutamic pyruvic transaminase,GPT),谷草转氨酶谷草转氨酶(glutamic oxaloaceti

7、c transaminase,GOT)转氨酶-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用3、氨基酸的联合脱氨基作用(P261)COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H2ONADHH+NAD+氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸联合脱氨联合脱氨 通过转氨和氧化脱氨联合作用进行脱氨通过转氨和氧化脱氨联合作用进行脱氨-KG谷氨酸谷氨酸转氨酶转氨酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶Amino Acid “X” + - KetoglutarateGlutamate + - Keto Acid “X” - Ketoglutarate + NH4+ + NAD(P)H T

8、ransaminationGlutamate Dehydrogenase+ NAD(P)+ 2. 非氧化脱氨非氧化脱氨 还原脱氨还原脱氨 水解脱氨水解脱氨 3. 脱酰胺基作用脱酰胺基作用 嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环腺苷酸基腺苷酸基琥珀酸裂合酶琥珀酸裂合酶延胡索酸延胡索酸腺苷酸基腺苷酸基琥珀酸合成酶琥珀酸合成酶腺苷酸基琥珀酸腺苷酸基琥珀酸AMP+H2ONH3-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸Glu-KGAOAAAsp + IMP转氨酶转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶4、氨基酸的脱羧基作用、氨基酸的脱羧基作用 P326脱羧基作用脱羧基作用 RCH2NH2胺胺氧氧化化酶酶RCHORCOOH氧氧化化CH2NH2CO

9、OH氨氨基基酸酸脱脱羧羧酶酶（PLP）RCH2NH2+ CO2R 二、 氨基氮的排泄1、氨的转运葡萄糖-丙氨酸循环氨的代谢去路氨的代谢去路 氨的去路：合成酰胺、合成氨基酸、合成氨的去路：合成酰胺、合成氨基酸、合成Pu，合成合成Py，但绝大部分是排到体外。，但绝大部分是排到体外。 NH4+Uric acidUrea 2、尿素的合成尿素循环 1932,德国学者德国学者Hans Krebs提出提出尿素循环尿素循环(urea cycle)或或鸟鸟氨酸循环氨酸循环(ornithine cycle)。Urea BiosynthesisNH2(CH2)3HCCOOHNH2NH(CH2)3HCCOOHNH2C

10、ONH2NH(CH2)3HCCOOHNH2CNHNH2鸟鸟氨氨酸酸瓜瓜氨氨酸酸精精氨氨酸酸NH2CONH2尿尿素素精精氨氨酸酸尿尿素素鸟鸟氨氨酸酸瓜瓜氨氨酸酸NH3 + CO2H2OH2ONH3H2O(Arg)(Orn)1. 氨甲酰磷酸的合成氨甲酰磷酸的合成 2. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成 3. 由瓜氨酸合成精氨基琥珀酸由瓜氨酸合成精氨基琥珀酸 4. 生成生成Arg 5. Arg的水解的水解 carbamoyl phosphate synthetase 1, is allosterically activated by N-acetylglutamate N-acetylglutamate i

11、s synthesized from glutamate and acetyl-CoA the remaining enzyme s regulated by substrate levels substrate level buildup stimulates urea cycle enzymes product buildup inhibits urea cycle enzymes 尿素循环总结尿素循环总结 总方程式总方程式 2NH3+CO2+3ATP+H2O+2ADP+AMP+4PiCNH2NH2O 早在1932年，德国学者Huns Krebs 和Kurt Henseleit根据一系列实

12、验，首次提出了鸟氨酸循环（ornithine cycle）学说，又称尿素（urea cycle）或Krebs-Henseleit循环。鸟氨酸循环（ornithine cycle）学说生成部位：生成部位： 肝脏肝脏 （1）氨甲酰磷酸的合成（2）瓜氨酸的合成（3）精氨琥珀酸的合成（4）精氨琥珀酸的裂解（5）尿素的形成 3. 尿素循环小结 P329 尿素分子中的两个氮原子，一个来自氨，另一个则来自天冬氨酸，而Asp又由其它A.A.通过转氨基作用而生成， 因此，尿素分子中两个N的来源都直接或间接来自各种A.A.。 尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键，即2分子ATP供给氨基甲

13、酰磷酸的合成；1分子ATP供给精氨酸代琥珀酸的合成反应中产生AMP和焦磷酸，后者进一步水解成两分子磷酸，并消耗1个高能磷酸键。CO2H2O 并放出并放出能量以供体内需要。能量以供体内需要。三、氨基酸碳架的氧化-A.A脱氨酮酸酮酸 再合成再合成A.A转变糖和脂肪糖和脂肪氧化-A.A-A.A 将在体内可以转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸（glucogenic amino acid）， 能转变成酮体者称为生酮氨基酸 （ketogenic amino acid）, 二者兼有者称为生糖兼生酮氨基酸 （glucogenic and ketogenic amino acid）。1.生糖氨基酸和生酮氨基酸返回生

14、糖生糖生酮生酮aa:Ile, Tyr, Trp phe丙氨酸丙氨酸Ala是生糖A.A。脱去氨基丙酮酸丙酮酸转变成葡萄糖葡萄糖亮氨酸是生酮A.A。亮氨酸亮氨酸一系列代谢乙酰辅酶乙酰辅酶A或或乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮体或脂肪酮体或脂肪苯丙氨酸、酪氨酸是生糖兼生酮A.A。苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸延胡索酸延胡索酸葡萄糖葡萄糖乙酰乙酸乙酰乙酸酮体酮体2、个别氨基酸的分解代谢途径(1)一碳单位 在代谢过程中，某些化合物可以分解产生具有一个碳原子的基团，称为一碳单位（one carbon unit）。 3、氨基酸衍生的其他重要物质体内重要的一碳单位有：体内重要的一碳单位有：甲基（CH3，methyl）甲

15、叉基（CH2，methylene）甲川基（CH=，methenyl）甲酰基（CHO，formyl）亚氨甲基（CH=NH，formamino） 一碳单位不能游离存在，常与四氢叶酸结合而转运和参加代谢。 一碳单位主要来源于丝氨酸，甘氨酸，苏氨酸及组氨酸 (P331 )。维生素维生素B11（叶酸（叶酸folic acid） 结构结构 功能功能 叶酸在叶酸在5、6、7、8位加上四个氢，生成四氢叶酸位加上四个氢，生成四氢叶酸（FH4），四氢叶酸是一碳单位的载体，传递一碳单位。），四氢叶酸是一碳单位的载体，传递一碳单位。 （1）作为合成嘌呤及嘧啶的原料，故在核酸 的生物合成中占有重要地位。一碳单位主要生理

16、功用：一碳单位主要生理功用：（2）为体内甲基化反应提供甲基。（3）是联系A.A.代谢和核酸代谢的枢纽化合物。甲基的主要供体： S-腺苷甲硫氨酸(2) 由氨基酸衍生的生物活性物质P335第三节第三节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成 氨基酸的生物合成（1）C架来源于糖代谢（2）氨基供体主要是Glu（3）以Glu为中心的转氨基作用是非常重要的。 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成 必需氨基酸必需氨基酸 非必需氨基酸非必需氨基酸 对人来说有对人来说有8种必需氨基酸种必需氨基酸苏、缬、亮、异亮，苏、缬、亮、异亮，苯丙属芳香，苯丙属芳香，还有色、赖、蛋，还有色、赖、蛋，缺一人遭殃。缺一人遭殃。有有2种半必

17、需氨基酸种半必需氨基酸：Arg、His其余其余10种是非必需氨基酸种是非必需氨基酸。 高等动物是高等动物是10种必需氨基酸种必需氨基酸合成氨基酸的主要途径合成氨基酸的主要途径 1. 酮酸还原氨化酮酸还原氨化 2. 转氨作用转氨作用 3. 氨基酸的相互转化氨基酸的相互转化 Phe、Tyr的代谢：的代谢： Phe、Tyr的代谢是否正常和遗传病的关系十分密切，的代谢是否正常和遗传病的关系十分密切，不少先天性代谢病就是由于这二种氨基酸代谢发生障碍不少先天性代谢病就是由于这二种氨基酸代谢发生障碍的缘故，例如苯丙酮尿症、酪氨酸症、黑尿症和白化病。的缘故，例如苯丙酮尿症、酪氨酸症、黑尿症和白化病。分解代谢分

18、解代谢 :合成代谢合成代谢 :苯丙酮尿症（苯丙酮尿症（phenyl ketonurin, Pku）：）：缺乏缺乏Phe羟化酶，羟化酶，Phe不能羟化成不能羟化成Tyr。酪氨酸症：酪氨酸症：缺乏缺乏4-羟苯丙酮酸二氧合酶，造羟苯丙酮酸二氧合酶，造成尿中有对一羟苯丙酮酸和它的还原产物对成尿中有对一羟苯丙酮酸和它的还原产物对羟苯乳酸及羟苯乳酸及Tyr。 尿黑酸症：尿黑酸症：缺乏尿黑酸二氧合酶，造成尿黑酸缺乏尿黑酸二氧合酶，造成尿黑酸的积累。的积累。白化病：白化病：缺乏缺乏Tyr酶，造成黑色素的缺乏。酶，造成黑色素的缺乏。三、氨基酸生物合成的调节三、氨基酸生物合成的调节（一）通过终端产物对氨基酸生物合成的抑制（一）通过终端产物对氨基酸生物合成的抑制1 1、简单的终端产物抑制、简单的终端产物抑制2 2、不同终端产物对共经合成途径的协同抑制、不同终端产物对共经合成途径的协同抑制3 3、不同分支产物对多个同工酶的特殊抑制、不同分支产物对多个同工酶的特殊抑制酶的多重性抑制酶的多重性抑制 4 4、连续产物抑制，又称连续反馈