生化9氨基酸代谢

1、第第 九章九章氨基酸代谢氨基酸代谢Metabolism of amino acidMetabolism of amino acid主要内容主要内容一、一、 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用二、二、 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败三、三、 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢四、四、 氨的代谢氨的代谢五、五、 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用一一 、蛋白质的生理功能、蛋白质的生理功能 组织细胞的构件物质，维持细胞组织组织细胞的构件物质，维持细胞组织 的生长、更新和修补的生长、更新和修补* * 参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动

2、( (如酶、激素如酶、激素) )* * 氧化供能（氧化供能（17.9KJ/g Pr17.9KJ/g Pr）* * 可转化为糖和脂肪等可转化为糖和脂肪等* * 氨基酸是各种含氮化合物的原料氨基酸是各种含氮化合物的原料二、蛋白质的需要量和营养价值二、蛋白质的需要量和营养价值*总氮平衡总氮平衡：摄入氮：摄入氮=排出氮排出氮（蛋白质分解与合成处于平衡）如（蛋白质分解与合成处于平衡）如成人成人*正氮平衡正氮平衡：摄入氮：摄入氮 排出氮排出氮（蛋白质合成量多于分解量）如（蛋白质合成量多于分解量）如儿童、孕妇儿童、孕妇*负氮平衡负氮平衡：摄入氮：摄入氮 排出氮排出氮 （蛋白质分解量多于合成量）（蛋白质分解量

3、多于合成量）如如饥饿饥饿、 消耗性消耗性疾病疾病 （一）氮平衡（一）氮平衡（二）（二） 生理需要量生理需要量2.最低生理需要量最低生理需要量 成人每日最低需要量成人每日最低需要量: 3050g/d我国营养学会推荐的我国营养学会推荐的成人每日需要量成人每日需要量: 80g/d1.1.每天最低分解量每天最低分解量 成人每日最低分解量约为成人每日最低分解量约为20g/d20g/d蛋白质。蛋白质。 蛋白质营养的评价蛋白质营养的评价评定标准：评定标准： 食物蛋白质的含量；食物蛋白质的含量； 蛋白质的消化率；蛋白质的消化率； 蛋白质的利用率。蛋白质的利用率。（三）蛋白质的营养价值（三）蛋白质的营养价值或或

4、*必需氨基酸：必需氨基酸：体内体内需要需要而又而又不能自身合成不能自身合成，必须由食物，必须由食物供应的氨基酸供应的氨基酸Val 缬氨酸、缬氨酸、 Ile异亮氨酸、异亮氨酸、 Leu亮氨酸、亮氨酸、Phe苯丙氨酸、苯丙氨酸、 Met蛋氨酸或甲硫氨酸、蛋氨酸或甲硫氨酸、 Trp色氨酸色氨酸 、 Thr苏氨酸、苏氨酸、 Lys赖氨酸赖氨酸“借借 一一 两两 本本 单单 色色 书书 来来”Thr 、Val、IleLeu、Phe、Met、Trp 、Lys 、“笨蛋来宿舍借凉椅笨蛋来宿舍借凉椅”*半必需氨基酸：半必需氨基酸：酪氨酸和半胱氨酸酪氨酸和半胱氨酸 （可由苯丙和蛋氨酸合成）（可由苯丙和蛋氨酸合成

5、）*非必需氨基酸：非必需氨基酸：（特点：体内可合成）（特点：体内可合成）* *蛋白质的互补作用：蛋白质的互补作用：指营养价值较低的蛋白质混合食用，必需指营养价值较低的蛋白质混合食用，必需氨基酸互相补充从而提高营养价值氨基酸互相补充从而提高营养价值谷类蛋白质含谷类蛋白质含赖氨酸较少赖氨酸较少而含而含色氨酸较多色氨酸较多，豆类蛋白质含豆类蛋白质含赖氨酸较多赖氨酸较多而含而含色氨酸较少色氨酸较少，两者混合食用可提高营养价值两者混合食用可提高营养价值*婴儿期婴儿期组氨酸组氨酸也是必需的也是必需的第二节第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败一、蛋白质的消化一、蛋白质的消化内肽酶内肽酶：

6、胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白 酶酶（水解蛋白质内部肽键）（水解蛋白质内部肽键）外肽酶外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶氨基肽酶、羧基肽酶（从肽键两（从肽键两 端开始水解）端开始水解）1 主要的酶类：主要的酶类： 据水解肽键部位的不同分为两类：据水解肽键部位的不同分为两类：（1）胃中消化）胃中消化胃蛋白酶原胃蛋白酶原 胃蛋白酶胃蛋白酶 H+ 蛋白质蛋白质 多肽（主）多肽（主）胃蛋白酶胃蛋白酶2 消化的部位：消化的部位：*酶原的激活酶原的激活*水解水解内肽酶内肽酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 （2）小肠内消化（）小肠内消化（主要部位主要部位） 主要

7、的酶类：主要的酶类：外肽酶外肽酶 羧基肽酶羧基肽酶A 羧基肽酶羧基肽酶B 蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图NH2CHCNHCH- -R1OR2-NH CH CNHCH- -R3OR4-NH CHCNHCHR5OR6COOH氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶NH2CHCNHCHORCOOHR氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶二、二、 氨基酸的吸收氨基酸的吸收1 主要部位：主要部位：小肠小肠（1）氨基酸吸收载体）氨基酸吸收载体 *碱性氨基酸运载蛋白碱性氨基酸运载蛋白*酸性氨基酸运载蛋白酸性氨基酸运载蛋白*亚氨基酸运载蛋白亚氨基酸运载蛋白（2） -谷氨酰基循环对氨基酸的转运作

8、用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用2 吸收机制吸收机制*中性氨基酸运载蛋白中性氨基酸运载蛋白（主）（主）（3）肽的吸收）肽的吸收 氨基酸进入组织细胞的需钠主动转运机制氨基酸进入组织细胞的需钠主动转运机制ADP+PiATPK+K+Na+Na+Na+氨基酸氨基酸Na+氨基酸氨基酸外外膜膜内内K+-ATP酶酶载体蛋白质载体蛋白质谷胱谷胱甘肽甘肽半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸 -谷氨酸谷氨酸环化酶环化酶5-氧脯氧脯氨酸氨酸谷胱甘肽谷胱甘肽合成酶合成酶 -谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸合成酶合成酶5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶细胞膜细胞膜细胞内细胞内 -谷谷氨酰氨酰基转基转移酶移酶|细细胞胞外外 -谷氨酰基循环谷氨

9、酰基循环甘氨酸甘氨酸半胱氨酸半胱氨酸肽酶肽酶氨氨基基酸酸COOHCHRH2N -谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸COOHCHNH2CH2CH2COHN CHCOOHRCOOHCHRH2NATPATP ATPADP+Pi谷氨酸谷氨酸ADP+Pi -谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸ADP+Pi三、蛋白质在肠道发生腐败作用三、蛋白质在肠道发生腐败作用肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产物所起的作用。化产物所起的作用。腐败作用的产物大多有害，如胺、腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂酸及维生素等可被机体利用的物质酸及维生

10、素等可被机体利用的物质。n 蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用( (putrefaction)1.胺的生成（胺的生成（组胺、酪胺等组胺、酪胺等）CO2胺胺RCH2NH2氨基酸氨基酸CHCOOHRNH2 组氨酸组氨酸组胺组胺 赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺n 假神经递质假神经递质(false neurotransmitter) 某些物质结构某些物质结构( (如如苯乙醇胺，苯乙醇胺，-羟酪胺羟酪胺）与与神神经递质（如儿茶酚胺）经递质（如儿茶酚胺）结构相似，可取代正常神结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。经递质从而影响脑功能，称假神经递质。苯乙

11、胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺CH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2NH2C OHHCH2NH2C OHH酪胺酪胺 -羟酪胺羟酪胺CH2CH2NH2OHCH2CH2NH2OHCH2NH2C OHHOHCH2NH2C OHHOH多巴胺多巴胺CH2CH2NH2OHOH去甲肾上腺素去甲肾上腺素CHOHCH2NH2OHOHCH3肾上腺素肾上腺素CHOHCH2NHOHOHSAM腺苷同腺苷同型半胱型半胱氨酸氨酸儿茶酚胺儿茶酚胺2 肠道肠道氨氨的生成的生成（肠道氨的两种主要来源）（肠道氨的两种主要来源）血氨血氨扩散入血扩散入血肠菌肠菌+ NH3CH2COOHR*氨基酸脱氨基酸脱氨氨 氨基酸氨基酸CHCOOHR

12、NH2*尿素水解尿素水解肠菌尿素酶肠菌尿素酶CO2 +2NH3扩散入血扩散入血血氨血氨血中尿素血中尿素C=ONH2NH2尿素尿素扩散入肠腔扩散入肠腔氨的吸收主要在结肠，氨的吸收主要在结肠，其受肠腔其受肠腔pH的影响，的影响，降低结肠的降低结肠的pH，可减，可减少肠道氨的吸收少肠道氨的吸收2 肠道肠道氨氨的生成的生成3.腐败作用产生其它有害物质腐败作用产生其它有害物质酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚 正常情况下，上述有害物质大部分随粪便正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，

13、故不会发生中毒现象。变而解毒，故不会发生中毒现象。第三节第三节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids一、体内蛋白质分解生成氨基酸一、体内蛋白质分解生成氨基酸 成人体内的蛋白质每天约有成人体内的蛋白质每天约有1%2%被被降解，主要是肌肉蛋白质。降解，主要是肌肉蛋白质。 蛋白质降解产生的氨基酸，大约蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%80%被重新利用合成新的蛋白质。被重新利用合成新的蛋白质。n 蛋白质的半寿期蛋白质的半寿期( (half-life)蛋白质降低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t1/2表示。表示

14、。蛋白质以不同的速率进行降解蛋白质以不同的速率进行降解n不同的蛋白质降解速率不同，降解速率不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生理需要而变化。随生理需要而变化。真核生物中蛋白质的降解有两条途径真核生物中蛋白质的降解有两条途径 不依赖不依赖ATP利用组织蛋白酶利用组织蛋白酶( (cathepsin)降解降解外源外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白白 依赖泛素依赖泛素(ubiquitin)的降解过程的降解过程 溶酶体内降解过程溶酶体内降解过程依赖依赖ATP降解降解异常蛋白和短寿命蛋白异常蛋白和短寿命蛋白The Nobel Prize in Chemistry 20

15、04(2004-10-6公布公布)for the discovery of ubiquitin-mediated protein degradation 泛素泛素76个氨基酸的小分子蛋白个氨基酸的小分子蛋白(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高度保守一级结构高度保守1. 泛素化泛素化(ubiquitination) 泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。并使其激活。包括三种酶参与的包括三种酶参与的3步反应，并步反应，并需消耗需消耗ATP。2. 蛋白酶体蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解对泛素化

16、蛋白质的降解泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程n泛素化过程泛素化过程E1：泛素激活酶：泛素激活酶E2：泛素结合酶：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶UBCO-O+HS-E1ATPAMP+PPiUBCOS E1HS-E2HS-E1UBCOS E2UBCOS E1UB：泛素泛素Pr：被降解蛋白质：被降解蛋白质PrHS-E2UBCOS E2UBC NH OE3Prn泛素介导的蛋白质降解过程：泛素介导的蛋白质降解过程： 如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发癌瘤（促进抑癌蛋白发癌瘤（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

17、体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用调节作用二、氨基酸代谢概况：二、氨基酸代谢概况：合成合成分解分解嘌呤、嘧啶、嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮化肌酸等含氮化合物合物代谢转变代谢转变胺类胺类 + CO2脱羧基作用脱羧基作用脱氨基脱氨基作用作用消化吸收消化吸收其它含氮物质其它含氮物质非必需氨基酸非必需氨基酸NH3CO2+H2O糖或脂类糖或脂类-酮酸酮酸谷氨酰胺谷氨酰胺尿素尿素食物食物蛋白蛋白质质组织组织蛋白蛋白质质血液血液氨基氨基酸酸组织氨组织氨基酸基酸氨氨基基酸酸代代谢谢库库经肾排出经肾排出 (1g/d)三、氨基酸的脱氨基作用三、氨基酸的脱氨基作用氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 2H -酮酸酮酸+ H2O

18、+ NH3CCOOHR2O氨基酸氨基酸CHCOOHRN H21 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用（特点：有氨生成）（特点：有氨生成）亚氨基酸亚氨基酸RCCOOHNH氨基酸氧化脱氨的主要酶：氨基酸氧化脱氨的主要酶：* L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及（活性低，分布于肝及 肾脏，辅基为肾脏，辅基为FMN）* D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性强，但体内（活性强，但体内D-氨基氨基 酸少，辅基为酸少，辅基为FAD）* L-谷谷氨酸脱氢酶氨酸脱氢酶 活性强，分布于肝、肾及脑组织活性强，分布于肝、肾及脑组织 为变构酶，为变构酶，GTP、ATP为其抑制剂，为其抑制剂， GDP、ADP为其激活剂

19、；为其激活剂；辅酶为辅酶为NAD+ 或或NADP+ 专一性强，只作用于谷氨酸，催专一性强，只作用于谷氨酸，催化化 的反应可逆的反应可逆+ H2O_H2O+ NH3 -酮戊二酸酮戊二酸(CH2)2COOHC=OCOOHL-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOHL-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 NAD+NADH+H+(CH2)2COOHC=NHCOOHn转氨基作用转氨基作用(transamination)转氨基作用由转氨酶催化完成转氨基作用由转氨酶催化完成在在转氨酶转氨酶(transaminase)的作用下，某的作用下，某一氨基酸去掉一氨基酸去掉-氨基生成相应的

20、氨基生成相应的- -酮酸，酮酸，而另一种而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。基酸的过程。2. 转氨基作用转氨基作用转氨酶转氨酶R1CCOOHNH2HR2CCOOHO+R2CCOOHNH2HR1CCOOHO大多数氨基酸可大多数氨基酸可参与转氨基作用，参与转氨基作用，但但赖氨酸、脯氨赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸酸、羟脯氨酸除除外。外。（1）转氨酶）转氨酶（其辅酶为磷酸吡哆醛）（其辅酶为磷酸吡哆醛）*丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶（ALT） 又称谷丙转氨酶（又称谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高升高*天冬氨酸氨基转移

21、酶天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶）又称谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗死患者血清临床意义：心肌梗死患者血清AST升高升高ALT谷氨酸谷氨酸 + 丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 + 丙氨酸丙氨酸AST谷氨酸谷氨酸 + 草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸 +天冬氨酸天冬氨酸正常人各组织中正常人各组织中ALT及及AST 活性活性 (单位单位/克湿组织克湿组织)n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。组组 织织 ALT AST组组 织织 ALT AST 肝肝 44000 142000胰胰 腺腺 2000 2800

22、0 肾肾 19000 91000脾脾 1200 14000 心心 7100 156000肺肺 700 10000 骨骼肌骨骼肌 4800 99000血清血清 16 20（2）转氨基作用机制）转氨基作用机制 +NCH3OHCH2OPO3H2COH磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛H2O+H2OSchiffs碱碱氨基酸氨基酸HOOCCNH2HR1NCH3OHCH2OPO3H2CH2NH2磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺H2O+H2O分子重排分子重排Schiffs碱异构体碱异构体 -酮酸酮酸+HOOC COR1特点：特点：生理意义：生理意义：接受氨基的主要酮酸有：接受氨基的主要酮酸有：转氨基作用转氨基作用* 只有氨基的转移，

23、没有氨的生成只有氨基的转移，没有氨的生成 * 催化的反应可逆催化的反应可逆 * 其辅酶都是磷酸吡哆醛其辅酶都是磷酸吡哆醛 是体内合成非必氨基酸的重要途径是体内合成非必氨基酸的重要途径*丙酮酸丙酮酸 * -酮戊二酸酮戊二酸 *草酰乙酸草酰乙酸转氨酶转氨酶3. 联合脱氨基作用联合脱氨基作用转氨基作用和谷氨酸氧化脱氨基作用的联合转氨基作用和谷氨酸氧化脱氨基作用的联合 -酮戊二酸酮戊二酸(CH2)2COOHC=OCOOHOH2+ NAD+谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NH3+ NADH+H+氨基酸氨基酸RCCOOHHNH2 -酮酸酮酸RCCOOHO谷氨酸谷氨酸COOHCH2CH2CCOOHHNH2特点：特点

24、：有氨生成，反应过程可逆有氨生成，反应过程可逆骨骼肌和心肌组织主要由该途径脱氨骨骼肌和心肌组织主要由该途径脱氨4. 嘌呤核苷酸循环联合脱氨反应嘌呤核苷酸循环联合脱氨反应生理意义生理意义： *体内合成非必需氨基酸的主要途径体内合成非必需氨基酸的主要途径 * 肝、肾等组织肝、肾等组织主要脱氨主要脱氨途径途径3. 3. 联合脱氨基作用联合脱氨基作用 -酮酸酮酸C=ORCOOHCOCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸嘌呤核苷酸循环（嘌呤核苷酸循环（1）氨基酸氨基酸(CH2)2COOHC=OCOOH -酮戊二酸酮戊二酸(CH2)2COOHCHNH2COOH谷氨酸谷氨酸COOHCH2CHCOOHH2N天

25、冬氨酸天冬氨酸ASTCHNH2RCOOH嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环(2)CHHCCOOHHOOC延胡索酸延胡索酸CHOHCOOHCH2COOH苹果酸苹果酸COCOOHCH2COOH草酰乙酸草酰乙酸COOHCH2CHCOOHH2N天冬氨酸天冬氨酸|-5-pNNNRNH腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸HOOC CH2CHCOOHH2ONH3腺苷酸腺苷酸脱氨酶脱氨酶-5-pNHNONRIMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸合琥珀酸合成酶成酶(GTP)AMPNNNRNH2-5-p转氨基作用转氨基作用四、四、 - -酮酸的代谢酮酸的代谢2. 经三羧酸循环氧化供能经三羧酸循环氧化供能1. 经氨基化生成非必需氨基酸经氨

26、基化生成非必需氨基酸3. 转变为糖及脂类转变为糖及脂类生糖氨基酸：生糖氨基酸：甘、丝、丙甘、丝、丙等多种氨基酸等多种氨基酸生酮氨基酸：生酮氨基酸：亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸 生酮兼生糖氨基酸：生酮兼生糖氨基酸：异亮、苯丙、酪、苏、色异亮、苯丙、酪、苏、色氨基酸、糖及脂肪代谢的联系氨基酸、糖及脂肪代谢的联系草酰乙酸草酰乙酸三羧酸循环三羧酸循环琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸延胡索酸延胡索酸苯丙、酪苯丙、酪蛋、苏、丝、蛋、苏、丝、缬缬、异亮异亮天冬天冬亮、色亮、色、异亮、异亮丙、甘、丙、甘、丝、半胱丝、半胱、苏、苏、色色糖糖丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA磷酸丙糖磷酸丙糖脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油

27、甘油亮、赖亮、赖、苯丙、酪、色、苯丙、酪、色谷谷精、组、脯精、组、脯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮体酮体第四节第四节 氨的代谢氨的代谢一、一、 体内氨的来源体内氨的来源*来源：来源： 氨基酸脱氨（主）氨基酸脱氨（主）从肠道吸收的氨从肠道吸收的氨肾脏产生的氨肾脏产生的氨（主要来自谷氨酰胺分解的氨主要来自谷氨酰胺分解的氨） 肝功能严重障碍的病人，不宜使用碱性利肝功能严重障碍的病人，不宜使用碱性利尿药，以免血氨升高。尿药，以免血氨升高。氨的去路：氨的去路：合成尿素排出（主）合成尿素排出（主）与谷氨酸合成谷氨酰胺与谷氨酸合成谷氨酰胺合成非必需氨基酸及含氮物合成非必需氨基酸及含氮物经肾脏以铵盐形式排出经肾脏以

28、铵盐形式排出二、二、 氨的转运氨的转运 1. 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环肌肉蛋肌肉蛋白质白质谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸丙酮酸丙酮酸糖分解糖分解丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸尿素尿素NH3 -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖氨基酸氨基酸NH3肌肉肌肉血液血液肝肝|2. 谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3 + ATPADP + Pi谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶合成酶(脑、肌肉脑、肌肉)H2ONH3谷氨酰酶谷氨酰酶(肝、肾肝、肾)尿素、铵盐等尿素、铵盐等临床上用谷氨

29、酸盐临床上用谷氨酸盐降低血氨降低血氨CONH2(CH2)2CHNH2COOH谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸COOHCH2CHNH2COOHAspCONH2CH2CHNH2COOHAsnH2ONH3天冬酰胺酶天冬酰胺酶白血病细胞不能白血病细胞不能临床上用此酶分解血临床上用此酶分解血的的Asn治疗白血病治疗白血病三、三、 尿素的生成尿素的生成（一）（一） 尿素合成的主要器官：尿素合成的主要器官：肝脏肝脏瓜氨酸瓜氨酸OH2OH2精氨酸酶精氨酸酶尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸NH3 + CO2精氨酸精氨酸OH2NH32分子氨与分子氨与1分子分子CO2结合生成结合生成1分分子尿素及子尿素及1分子水分子水（二）（二）

30、 尿素合成的鸟氨酸循环尿素合成的鸟氨酸循环尿素循环尿素循环(urea cycle)或或Krebs- Henseleit循环循环（三）（三） 鸟氨酸循环的详细步骤鸟氨酸循环的详细步骤CO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I（CPS-）N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Mg2+2ATP2ADP+Pi1. 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成（反应部位：线粒体反应部位：线粒体）氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2C OOPO32-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)是是CPS- I的变构激活剂的变构激活剂2. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸鸟氨酸(CH2)3NH2CH-NH2COOH鸟氨酸

31、氨基鸟氨酸氨基甲酰转移酶甲酰转移酶+ H3PO4瓜氨酸瓜氨酸(CH2)3NHCH-NH2COOHC=ONH2反应部位：反应部位：线粒体线粒体 + 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸PO32-NH2COO3. 精氨酸的合成精氨酸的合成-1（反应部位：胞液反应部位：胞液）瓜氨酸瓜氨酸 +(CH2)3NHCH-NH2COOHC=ONH2可由转氨基可由转氨基作用提供作用提供*天冬氨酸天冬氨酸COOHCH2CHCOOHH2N精氨酸代琥珀精氨酸代琥珀酸合成酶酸合成酶, Mg2+ATPAMP + PPi精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸(CH2)3NHCH-NH2COOHCNH2NCHCH2COOHCOOH3. 精氨酸的合

32、成精氨酸的合成-2精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸精氨酸(CH2)3NHCH-NH2COOHCNH2NH+延胡索酸延胡索酸COOHCHCHHOOC4. 精氨酸水解为尿素精氨酸水解为尿素精氨酸酶精氨酸酶鸟氨酸鸟氨酸+尿素尿素C=ONH2NH2(CH2)3NH2CH-NH2COOH+ H2O精氨酸精氨酸(CH2)3NHCH-NH2COOHCNH2NHNH3 + CO2 + H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸2ATP2ADP+ PiN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸鸟鸟氨酸氨酸Pi瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸尿素尿素鸟鸟氨酸氨酸H2OATPAMP+PPi天冬氨酸天冬氨酸精氨精

33、氨酸酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰草酰 乙酸乙酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸aa -酮酸酮酸线粒体线粒体胞液胞液鸟氨酸循环的全过程鸟氨酸循环的全过程（四）尿素合成的调节（四）尿素合成的调节1. 食物蛋白的影响食物蛋白的影响 高蛋白膳食时尿素合成速度高蛋白膳食时尿素合成速度 加快，且排出的含氮物中尿素占加快，且排出的含氮物中尿素占90%3. 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的是尿素合成的限速酶限速酶， 可调节尿素的合成。可调节尿素的合成。2. CPS- 的调节的调节 精氨酸激活精氨酸激活AGA合成酶，促进合成酶，促进 AGA的合成，的合成，AGA激活激活CPS-，尿素合

34、成加快尿素合成加快尿素合成小结尿素合成小结主要器官：肝脏主要器官：肝脏 CO2 2NH3（其中（其中1分子来自于天冬氨酸分子来自于天冬氨酸*） 4ATP生理意义：生理意义：是体内氨的主要去路是体内氨的主要去路, 解氨毒解氨毒的重要途径。的重要途径。总反应方程式：总反应方程式：尿素尿素 + 2ADP + AMP + 2Pi +PPi原料：合成原料：合成1分子尿素需：分子尿素需：2NH3 + CO2 + 3ATP + H2O限速酶：限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶TAC 脑供能不足脑供能不足- -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 脑内脑内- -酮戊二酸酮戊二

35、酸 氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制(四四) 高血氨症与肝昏迷高血氨症与肝昏迷* 血氨正常参考值：血氨正常参考值：5.5465 mol/L*引起高血氨症主要原因：引起高血氨症主要原因： 肝功能严重损伤，尿素合成障碍肝功能严重损伤，尿素合成障碍*降低血氨的措施：降低血氨的措施： 限制蛋白进限制蛋白进食量，给肠道抑食量，给肠道抑菌药物，菌药物， 给谷氨酸使其给谷氨酸使其与氨结合为与氨结合为GLn第第 五五 节节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢Metabolism of Individual Amino Acids 一、氨基酸脱羧基作用一、氨基酸脱羧基作用胺类胺类RCH2NH2+ CO2氨基酸脱羧

36、酶氨基酸脱羧酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸H-C-NH2COOHRL-L-谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 COCO2 2GABAGABA(CH2)2COOHCH2NH2L-L-谷氨酸谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOH（一）（一） - -氨基丁酸氨基丁酸（二）（二） 其他具有生理活性的胺其他具有生理活性的胺 L-半胱氨酸半胱氨酸牛磺酸牛磺酸组胺组胺L-组氨酸组氨酸色氨酸色氨酸5-羟色胺羟色胺鸟氨酸鸟氨酸腐胺腐胺精脒精脒精胺精胺二、二、 一碳单位的代谢一碳单位的代谢 氨基酸在分解过程中产生的含一氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的基团个碳原子的基团。（一）一碳单位的概念（一）一碳单位的概

37、念甲基甲基 -CH3亚甲基亚甲基 -CH2-次甲基次甲基 -CH=甲酰基甲酰基 -CHO亚氨甲基亚氨甲基 -CH=NH（二）一碳单位的来源（二）一碳单位的来源N5 ，N10-甲炔基四氢叶酸甲炔基四氢叶酸N10-甲烯基四氢叶酸甲烯基四氢叶酸甘氨酸甘氨酸色氨酸色氨酸组氨酸组氨酸N5-亚氨甲基四氢叶酸亚氨甲基四氢叶酸丝氨酸丝氨酸N5 ，N10-甲烯基四氢叶酸甲烯基四氢叶酸（四）一碳单位的生理功用（四）一碳单位的生理功用* 参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸再生等的合成。参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸再生等的合成。* 一碳单位代谢障碍会引起巨幼红细胞性贫血。一碳单位代谢障碍会引起巨幼红细胞性贫血。* 药物可通

38、过影响一碳单位代谢而发挥药理作用。药物可通过影响一碳单位代谢而发挥药理作用。*参与许多物质的甲基化过程。参与许多物质的甲基化过程。三、含硫氨基酸的代谢三、含硫氨基酸的代谢CH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOH胱氨酸胱氨酸蛋氨酸蛋氨酸半胱氨酸半胱氨酸 含硫氨基酸含硫氨基酸CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2SCH3CH2CHNH2COOHCH21. 甲硫氨酸的代谢甲硫氨酸的代谢 （1）甲硫氨酸与转甲基作用）甲硫氨酸与转甲基作用+ROOOHOHPOOHPOOOHOHOHOOP

39、ATP甲硫氨酸甲硫氨酸(CH2)2S-CH3CH-NH2COOH腺苷转移酶腺苷转移酶 PPi +PiS-腺苷甲硫氨腺苷甲硫氨酸酸 (SAM)ROCH2OHOHS+(CH2)2CH3C-NH2COOHH(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SAM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+PiR-CH3 重要的转甲基作用的受体及产物重要的转甲基作用的受体及产物甲基受体甲基受体 甲基化产物甲基化产物 甲基受体甲基受体 甲基化产物甲基

40、化产物去甲肾上腺素去甲肾上腺素 肾上腺素肾上腺素 RNA 甲基化的甲基化的RNA 胍乙酸胍乙酸 肌酸肌酸 DNA 甲基化的甲基化的DNA磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱 蛋白质蛋白质 甲基化的蛋白质甲基化的蛋白质 当当VitB12缺乏时，一碳基团转运受阻，缺乏时，一碳基团转运受阻，可产生可产生巨幼红细胞性贫血。巨幼红细胞性贫血。小小 结结同型半胱氨酸同型半胱氨酸 甲硫氨酸是体内甲硫氨酸是体内利用利用 N5-CH3-FH4的唯一反应。的唯一反应。 继续运载一碳单位。继续运载一碳单位。甲硫氨酸循环的生理意义甲硫氨酸循环的生理意义 减少甲硫氨酸的净消耗。减少甲硫氨酸的净消耗。 2. 半胱氨酸与胱氨酸的代谢半胱氨酸与胱氨酸的代谢（1）半胱氨酸与胱氨酸的互变）半胱氨酸与胱氨酸的互变+ 2HCOOHCHNH2CH2SH2半胱氨酸半胱氨酸 2HCOOHCHNH2CH2COOHCHNH2CH2SS胱氨酸胱氨酸ATP + SO4- PPiAMP-SO3-腺苷腺苷-5-磷酸硫酸磷酸硫酸+ ATP3-PO3