第08章蛋白质的分解代谢代谢

1、目目 录录蛋白质的分解代谢第第 八八 章章目目 录录蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用第一节第一节目目 录录一、一、 食物蛋白质的生理功能食物蛋白质的生理功能1. 1. 维持细胞、组织的生长、更新和修补维持细胞、组织的生长、更新和修补2. 2. 参与合成重要的含氮化合物参与合成重要的含氮化合物3. 3. 氧化供能氧化供能 目目 录录二、二、 氮平衡氮平衡(nitrogen balance)指摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含指摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。氮量之间的关系。1. 1.氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮 = = 排出氮（正常成人）排出氮（正常成人） 指示蛋白

2、质合成指示蛋白质合成= =蛋白质分解蛋白质分解2. 2.氮正平衡氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等） 蛋白质合成蛋白质合成 蛋白质分解蛋白质分解氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）病患者） 蛋白质合成蛋白质合成 蛋白质分解蛋白质分解氮平衡可以反映体内蛋白质代谢的慨况。氮平衡可以反映体内蛋白质代谢的慨况。目目 录录（二）蛋白质的营养价值（二）蛋白质的营养价值（一）必需氨基酸（一）必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸

3、。物供给的氨基酸。共有共有8种：种：缬、亮、异亮、苏、赖、色、缬、亮、异亮、苏、赖、色、苯丙、蛋。苯丙、蛋。 三三. .蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值取决于蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸必需氨基酸的的数量、种类、量质比。数量、种类、量质比。目目 录录 （三）生理需要量（三）生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。（四）蛋白质的互补作用（四）蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质指营养价值较低的蛋白质混合食用混合食用，其，其必需氨基酸可以互相补充必需氨基

4、酸可以互相补充而提高营养价值的而提高营养价值的作用。作用。目目 录录 第第 二二 节节 蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败目目 录录（一）胃中的消化作用（一）胃中的消化作用 胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pHpH为为1.51.52.52.5，对蛋白质肽键，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。 胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶 + + 多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶 一、一、 蛋白质的消化蛋白质的消化 蛋白质消化依赖蛋白质消化依赖蛋白水解酶蛋白水解酶，蛋白水解酶是以，蛋白水解酶是以酶原酶原的形式分泌，需一定

5、条件的形式分泌，需一定条件被激活被激活。 蛋白水解酶对所水解肽键的位置和形成肽键蛋白水解酶对所水解肽键的位置和形成肽键的氨基酸残基的氨基酸残基有一定的选择性有一定的选择性目目 录录（二）肠中的消化（二）肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。小肠是蛋白质消化的主要部位。1. 胰酶及其作用胰酶及其作用胰酶胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适pH为为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。 内肽酶内肽酶水解蛋白质水解蛋白质肽链内部肽链内部的一些肽键，如的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。 外肽酶外肽酶自自肽链的末段肽链的

6、末段开始每次水解一个氨基开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。目目 录录氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图 2. 小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用用主要是寡肽酶的作用，例如氨基肽酶及二肽酶。主要是寡肽酶的作用，例如氨基肽酶及二肽酶。目目 录录二、氨基酸的吸收二、氨基酸的吸收收部位：主要在小肠收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收机制：吸收机制：耗能需钠、需要载体的主动转运过程耗能需钠、需要

7、载体的主动转运过程- -谷氨酰基循环谷氨酰基循环目目 录录半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸肽酶肽酶-谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸H2NCHCOOHR5-氧脯氨酸氧脯氨酸谷氨酸谷氨酸 5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸 合成酶合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽谷胱甘肽 合成酶合成酶ATPADP+Pi细胞外细胞外 - -谷谷 氨酰氨酰 基转基转 移酶移酶细胞膜细胞膜谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH细胞内细胞内-谷氨酰基循环过程谷氨酰基循环过程-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸COOHCH

8、NH2CH2CH2CONHCHCOOHRCHH2NCOOHR氨基酸氨基酸目目 录录目目 录录三、三、 蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用腐败作用腐败作用( (putrefaction)是指是指肠道细菌对未被消化肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的分解作用。和吸收的蛋白质及其消化产物所起的分解作用。( (一一) )概念概念( (二二) )产物产物: : 胺、氨、苯酚、吲哚、硫化氢等。胺、氨、苯酚、吲哚、硫化氢等。 少量的肪酸及维生素少量的肪酸及维生素目目 录录 第三节第三节细胞内的蛋白质降解细胞内的蛋白质降解目目 录录 蛋白质的半寿期蛋白质的半寿期( (half-life)蛋白质降低

9、其原浓度一半所需要的蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用时间，用t1/21/2表示表示蛋白质在体内不断的转换更新蛋白质在体内不断的转换更新目目 录录一、真核生物中蛋白质的降解途径一、真核生物中蛋白质的降解途径 不依赖不依赖ATP利用组织蛋白酶利用组织蛋白酶( (cathepsin)降解外源性降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白2. 2. 依赖依赖泛素泛素(ubiquitin)的降解过程的降解过程1. 1. 溶酶体内降解过程溶酶体内降解过程依赖依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白目目 录录 二、泛素二、泛素76个氨基酸的小分子蛋白个氨

10、基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名普遍存在于真核生物而得名一级结构一级结构高度保守高度保守 1. 泛素化泛素化 泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。使其激活。 2. 蛋白酶体蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解对泛素化蛋白质的降解 三、泛素介导的蛋白质降解过程三、泛素介导的蛋白质降解过程目目 录录泛素化过程泛素化过程E E1 1：泛素活化酶：泛素活化酶E E2 2：泛素携带蛋白：泛素携带蛋白E E3 3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶泛素泛素C CO O- -O O+ +HS-EHS-E1 1ATPATP

11、AMP+PPiAMP+PPi泛素泛素C CO OS S E E1 1HS-EHS-E2 2HS-EHS-E1 1泛素泛素C CO OS ES E2 2泛素泛素C CO OS ES E1 1被降解被降解蛋白质蛋白质HS-EHS-E2 2泛素泛素C CO OS ES E2 2泛素泛素C CNH NH 被降解蛋白质被降解蛋白质O OE E3 3目目 录录 如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发癌瘤（促进抑癌蛋白癌瘤（促进抑癌蛋白P53降解）降解） 体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用目目 录录第四节第四节氨基酸的一般代谢氨

12、基酸的一般代谢目目 录录一一. .氨基酸在体内的代谢动态氨基酸在体内的代谢动态食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为处参与代谢，称为氨基酸代谢库。氨基酸代谢库。氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 ( (非必需氨基酸非必需氨基酸) )氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况 - -酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体氧化供

13、能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物 ( (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等) )合成合成 目目 录录目目 录录二、二、 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应- -酮酸的过程。酮酸的过程。脱氨基脱氨基方式方式氧化脱氨基氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基 转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联目目 录录（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用存在于存在于肝、脑、肾肝、脑、肾中中辅酶为辅酶为 NA

14、D+ 或或NADP+肌肉组织活性低肌肉组织活性低 L- L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-L-谷氨酸谷氨酸NHNH3 3- -酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)NAD(P)+ +NAD(P)H+HNAD(P)H+H+ +H H2 2O ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)2COOHCOOH+OC(CH2)2COOHCOOH+L-L-谷氨酸脱氢酶催化的反应谷氨酸脱氢酶催化的反应目目 录录 2. 反应反应 辅酶辅酶磷酸吡哆醛（胺）磷酸吡哆醛（胺） 大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨

15、大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。 （二）（二）转氨基作用转氨基作用 1. 1.概念：概念：在转氨酶的作用下，某一氨基酸去在转氨酶的作用下，某一氨基酸去掉掉-氨基生成相应的氨基生成相应的-酮酸，而另一种酮酸，而另一种-酮酸得酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。到此氨基生成相应的氨基酸的过程。目目 录录 3. 转氨酶转氨酶（1 1）有多种，平衡常数近于有多种，平衡常数近于1 1（即催化（即催化可逆可逆反应）反应）（2）辅酶是辅酶是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛（3）转氨酶是转氨酶是细胞酶细胞酶，正常使血液中含量较低，正常使血液中含量较低（4）重要的转

16、氨酶有丙氨酸转氨酶（谷丙转重要的转氨酶有丙氨酸转氨酶（谷丙转氨酶）和天冬氨酸转氨酶（谷草转氨酶）氨酶）和天冬氨酸转氨酶（谷草转氨酶）目目 录录谷氨酸谷氨酸+ +丙氨酸丙氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸+ +丙氨酸丙氨酸谷丙转氨酶谷丙转氨酶谷氨酸谷氨酸+ +草酰乙酸草酰乙酸 - -酮戊二酸酮戊二酸+ +天冬氨酸天冬氨酸谷草转氨酶谷草转氨酶丙氨酸转氨酶丙氨酸转氨酶 ALTALT 谷丙转氨酶谷丙转氨酶 GPTGPT天冬氨酸转氨酶天冬氨酸转氨酶 ASTAST 谷草转氨酶谷草转氨酶 GOTGOT目目 录录 3. 转氨酶转氨酶 正常人各组织正常人各组织GOTGOT及及GPTGPT活性活性 ( (单位单位/ /

17、克湿组织克湿组织) ) 血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。断和预后的指标之一。组织组织GOTGPT 心心1560007100肝骼肌骨骼肌990004800肾肾9100019000组织组织GOTGPT 胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002000140001200100007002016目目 录录 4. 4. 转氨基作用的机制转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 - -酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶目目 录

18、录（1 1）是体内多数氨基酸脱氨基的起始）是体内多数氨基酸脱氨基的起始步骤。步骤。（2 2）是机体合成非必需氨基酸的重要）是机体合成非必需氨基酸的重要途径。途径。 通过此种方式并未产生游离的氨。通过此种方式并未产生游离的氨。5. 5. 转氨基作用的生理意义转氨基作用的生理意义目目 录录（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下脱下- -氨基生成氨基生成- -酮酸的过程。酮酸的过程。 2. 类型类型 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用 1. 定义定义 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环目目 录录

19、转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 - -酮酸酮酸 - -酮戊二酸酮戊二酸 H2O+NAD+转氨酶转氨酶 NH3+NADH+H+L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 此种方式是氨基酸脱氨基的主要方式，此种方式是氨基酸脱氨基的主要方式，是体内合成非必需氨基酸的主要方式。是体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在主要在肝、肾肝、肾组织进行。组织进行。目目 录录 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环苹果酸苹果酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸

20、谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸 转转氨氨酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸转转氨氨酶酶 2此种方式主要在此种方式主要在肌肉组织肌肉组织进行。进行。腺苷酸腺苷酸脱氢酶脱氢酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)目目 录录三、氨三、氨 的的 代代 谢谢 血氨的来源血氨的来源氨基酸脱氨氨基酸脱氨基产生的氨基产生的氨, , 胺类的分解产生氨。胺类的分解产生氨。2. 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨3. 3. 肾小管泌氨肾小管泌氨 主要来自主要来自谷氨酰胺谷氨酰胺 肠

21、道吸收的氨和肾小管上皮细胞分泌的氨与肠肠道吸收的氨和肾小管上皮细胞分泌的氨与肠道和肾小管的道和肾小管的pHpH值有关，值有关，pHpH升高吸收的氨增多。升高吸收的氨增多。目目 录录血氨的去路血氨的去路1. 1. 在在肝肝内合成内合成尿素尿素，这是最主要的去路，这是最主要的去路2. 2. 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物3. 3. 合成合成谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 + NH+ NH3 3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi目目 录录 （一）尿素的生成（一）尿素的生成 1. 1.生成部位生成部位 主要在主要在肝细胞肝细胞的线粒体及胞

22、液中。的线粒体及胞液中。 2. 2.生成过程生成过程尿素生成的过程由尿素生成的过程由Hans Krebs Hans Krebs 和和Kurt Kurt Henseleit Henseleit 提出，称为提出，称为鸟氨酸循环鸟氨酸循环(orinithine (orinithine cycle)cycle)，又称尿素循环，又称尿素循环(urea cycle(urea cycle) )或或Krebs- Krebs- HenseleitHenseleit循环循环。目目 录录 （1） 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 CO2 + NH3 + H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（

23、N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+ 2ADP + Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行反应在线粒体中进行目目 录录（2） 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3目目 录录（3） 精氨酸的合成精氨酸的合成反应在反应在胞液胞液中进行。中进行。 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2

24、OMg2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3COOHCHH2NCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH目目 录录精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH目目 录录（4） 精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行

25、反应在胞液中进行尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸目目 录录鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液目目 录录目目 录录 3. 3.反应小结反应小结原料原料：2 分子氨，分子氨， 一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。过程

26、过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。耗能耗能：3 个个ATP，4 个高能磷酸键。个高能磷酸键。目目 录录 高氨血症和氨中毒高氨血症和氨中毒 血氨浓度升高称血氨浓度升高称高氨血症高氨血症 ，常见于肝功能严，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。血症。 高氨血症时可引起脑功能障碍，称高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒。氨中毒。目目 录录（二）氨的转运（二）氨的转运 1. 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环反应过程反应过程生理意义生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肌肉中氨以无毒的丙

27、氨酸形式运输到肝。 肝为肌肉提供葡萄糖。肝为肌肉提供葡萄糖。目目 录录丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解途径糖酵解途径肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖目目 录录目目 录录 2. 谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在在脑、肌肉合成脑、肌肉合

28、成谷氨酰胺，运输到谷氨酰胺，运输到肝和肾肝和肾后再分解后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。为氨和谷氨酸，从而进行解毒。 生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储氨的储存及运输形式。存及运输形式。 目目 录录四、四、- -酮酸的代谢酮酸的代谢（一）经氨基（一）经氨基化生成非必需氨基酸化生成非必需氨基酸（二）转变成（二）转变成糖及脂类糖及脂类甘甘氨氨酸酸、丝丝氨氨酸酸、缬缬氨氨酸酸、组组氨氨酸酸、精精氨氨酸酸、羟羟脯脯氨氨酸酸、丙丙氨氨酸酸、谷谷氨氨酸酸、谷谷氨氨酰酰胺胺、蛋蛋氨氨酸酸、天天冬冬氨氨酸酸、天天冬冬酰酰胺胺、脯脯氨氨酸酸、半半胱胱氨氨酸酸类类别别

29、氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸氨氨基基酸酸生生糖糖及及生生酮酮性性质质的的分分类类甘甘氨氨酸酸、丝丝氨氨酸酸、缬缬氨氨酸酸、组组氨氨酸酸、精精氨氨酸酸、羟羟脯脯氨氨酸酸、丙丙氨氨酸酸、谷谷氨氨酸酸、谷谷氨氨酰酰胺胺、蛋蛋氨氨酸酸、天天冬冬氨氨酸酸、天天冬冬酰酰胺胺、脯脯氨氨酸酸、半半胱胱氨氨酸酸类类别别氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨酸酸、苯苯

30、丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸甘甘氨氨酸酸、丝丝氨氨酸酸、缬缬氨氨酸酸、组组氨氨酸酸、精精氨氨酸酸、羟羟脯脯氨氨酸酸、丙丙氨氨酸酸、谷谷氨氨酸酸、谷谷氨氨酰酰胺胺、蛋蛋氨氨酸酸、天天冬冬氨氨酸酸、天天冬冬酰酰胺胺、脯脯氨氨酸酸、半半胱胱氨氨酸酸类类别别氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸类类别别氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨

31、酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸氨氨基基酸酸生生糖糖及及生生酮酮性性质质的的分分类类（三）氧化供能（三）氧化供能琥珀酰琥珀酰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-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA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异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色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 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸

32、缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 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 缬氨酸缬氨酸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目目 录录目目 录录第五节第五节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢目目 录录 一、氨基酸脱羧基作用一、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用的产物是生物胺。脱羧基作用的产物是生物胺。氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+ CO2(磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛)CCOOHNH2HR目目 录录 （一）（一）谷氨酸脱羧谷氨酸脱羧 生成生成 氨基丁酸氨基丁酸(GABA)

33、 (GABA) L- L-谷氨酸谷氨酸GABAGABACO2L- L- 谷氨酸脱酶谷氨酸脱酶 GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。抑制作用。目目 录录（二）组氨酸脱羧生成组胺（二）组氨酸脱羧生成组胺L-L-组氨酸组氨酸组胺组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2 组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。的通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。目目 录录（三）（三）色氨酸羟化脱羧色氨酸羟化脱羧 生成生成5- 5-羟色胺羟色胺 (5-HT)(5-HT) 色氨酸色氨酸5-羟色氨酸羟色氨酸5

34、-HT色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5- 5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶CO2 5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。用；在外周组织有收缩血管的作用。目目 录录（四）鸟氨酸脱羧（四）鸟氨酸脱羧 多胺多胺 鸟氨酸鸟氨酸腐胺腐胺 S- S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 (SAM )(SAM )鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶CO2精脒精脒 精胺精胺 多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高，其限速酶高，其限速酶鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶活性较

35、强。活性较强。目目 录录 二、一碳单位的代谢二、一碳单位的代谢（一）（一）概念种类概念种类1. 1.概念：概念： 某些氨基酸在分解代谢过程中产某些氨基酸在分解代谢过程中产生的只生的只含有一个碳原子含有一个碳原子的的基团基团，称为，称为一碳单位一碳单位( (one carbon unit)。 目目 录录 2. 2.种类种类甲基甲基 (methyl)-CH3甲烯基甲烯基 (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=NH 目目 录录（二）一碳单位的载体（二）一碳单位的载体: : 四氢叶

36、酸四氢叶酸目目 录录 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目目 录录丝氨酸丝氨酸 N N5 5, N, N1010CHCH2 2FHFH4 4甘氨酸甘氨酸 N N5 5, N, N1010CHCH2 2FHFH4 4组氨酸组氨酸 N N5 5CH=NHFHCH=NHFH4 4色氨酸色氨酸 N N1010CHOFHCHOFH4 4 （三）一碳单位的来源与互变（三）一碳单位的来源与互变1. 1.来源来源目目

37、 录录（2 2）一碳单位的互相转变）一碳单位的互相转变N10CHOFH4N5, N10=CHFH4N5, N10CH2FH4N5CH3FH4N5CH=NHFH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3目目 录录 （五）一碳单位的生理功能（五）一碳单位的生理功能 1. 1.是是嘌呤嘌呤和和嘧啶嘧啶合成的合成的原料原料之一之一, ,参与核酸参与核酸代谢使氨基酸代谢和核酸代谢联系起来。代谢使氨基酸代谢和核酸代谢联系起来。 2.N5CH3FH 4和和SAM协同作用为体内协同作用为体内多种物质合成多种物质合成提供甲基提供甲基. .。 3. 3.一碳基团代谢与新药设计一碳基团代谢与

38、新药设计抑菌药物抑菌药物抗肿瘤药物抗肿瘤药物目目 录录（一）甲硫氨酸的代谢（一）甲硫氨酸的代谢1. 甲硫氨酸与转甲基作用（甲硫氨酸与转甲基作用（SAM的生成）的生成）腺苷转移酶腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM) 三、含硫氨基酸代谢三、含硫氨基酸代谢目目 录录甲基转移酶甲基转移酶RHRHCH3腺苷腺苷SAMS腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内甲基的直接供体为体内甲基的直接供体目目 录录2. 甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环(methionine cycle)甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷同型腺苷同型 半胱氨酸半胱氨酸S-腺苷甲硫

39、氨酸腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4 转甲基酶转甲基酶(VitB12)H2O腺苷腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3意义意义提供活性甲基提供活性甲基有利于有利于FH4FH4再生再生目目 录录 3. 肌酸的合成肌酸的合成肌酸和磷酸肌酸是能量储存、利用的重要化合物。肌酸和磷酸肌酸是能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以肌酸以甘氨酸甘氨酸为骨架，由为骨架，由精氨酸精氨酸提供脒基，提供脒基，SAM提供甲基而合成。提供甲基而合成。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

40、酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐。肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐。目目 录录H2O+目目 录录目目 录录半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸（胱氨酸（-S-S-S-S-）活性硫酸活性硫酸PAPSPAPS牛磺酸牛磺酸 结合胆汁酸成分结合胆汁酸成分谷胱甘肽谷胱甘肽 抗氧化剂、参与生物转化抗氧化剂、参与生物转化（二）半胱氨酸的代谢（二）半胱氨酸的代谢PAPSPAPS参与体内生物转化参与体内生物转化（3-3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-5-磷酸硫酸）磷酸硫酸）目目 录录 四、芳香族氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸芳香族氨基酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸目目 录录（一）苯丙氨酸的代谢（一）苯丙

41、氨酸的代谢苯丙氨酸苯丙氨酸 + O+ O2 2酪氨酸酪氨酸 + H+ H2 2O O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+HNADPH+H+ +NADPNADP+ +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。目目 录录 苯酮酸尿症苯酮酸尿症(phenyl keronuria, PKU) 体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。目目 录录（二）（二）. . 酪氨酸代谢酪氨酸代谢 1. 儿茶酚胺的合成儿茶酚胺的合成帕金森病帕金森病(Parkinson disease)(Parkinson disease)患者多巴胺生成减少患者多巴胺生成减少目目 录录 2. 2. 黑色素黑色素的合成的合成 在黑色素细胞中，酪氨酸可经在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶酪氨酸酶等催化等催化合成黑色素。合成黑色素。 人体缺乏人体缺乏酪氨酸酶酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为毛发等发白，称为白化病白化病( (albinism) )。3. 酪氨酸的分解代谢酪氨酸的分解代谢 体