氨基酸代谢1幻灯片

氨基酸代谢费嘉第二节

氨基酸的跨膜转移氨基酸的吸收在小肠中进行耗能的主动吸收过程（1）肠粘膜细胞膜上的氨基酸吸收载体（2）g-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用（3）肽的吸收γ（一）氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。载体类型中性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体（二）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-glutamylcycle)过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成三、氨基酸的来源与去路氨基酸代谢库其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)体内合成氨基酸(非必需aa)组织蛋白质食物蛋白质a-酮酸胺类氨酮体氧化供能糖尿素脱氨基脱羧基代谢转变消化吸收合成分解第三节氨基酸的脱氨基作用(重点)定义指氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程。脱氨基方式氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨基非氧化脱氨基

转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联以联合脱氨基作用为主氨基酸a-酮戊二酸谷氨酸a-酮酸氨NH3NADH+H+H2O+NAD+转氨酶L-谷氨酸脱氢酶（一）转氨基作用(transamination)（重点）1.定义在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。（一）转氨基作用H—C—NH2+C＝OR1COOHR2COOHC＝O+H—C—NH2

R1COOHR2COOH转氨酶上述反应可逆。因此转氨基作用既是氨基酸分解代谢过程，也是体内某些氨基酸（非必需氨基酸）合成的重要途径。转氨酶

催化氨基酸转氨基的酶是转氨酶，体内存在着多种转氨酶。不同氨基酸与a-酮酸之间的转氨基作用只能由专一的转氨酶催化。在各种转氨酶中，以L-谷氨酸与a-酮酸的转氨酶最为重要。如谷丙转氨酶(glutamicpyruvictransaminase,GPT或ALT)谷草转氨酶(glutamicoxaloacetictransaminase,GOT或AST)正常成人各组织中GOT及GPT活性1620血清19,00091,000肾70010,000肺4,80099,000骨骼肌1,20014,000脾44,000142,000肝2,00028,000胰腺7,100156,000心GPTGOT组织GPTGOT组织(单位/克湿组织)转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺。在转氨基过程中，磷酸吡哆醛与磷酸吡哆胺之间相互转变，起着传递氨基的作用。转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸磷酸吡哆醛α-酮酸磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶转氨酶通过此种方式并未产生游离的氨。转氨基作用的生理意义转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。把氨基酸的氨基氮集中在谷氨酸中，体内唯一可快速进行氧化脱氨基的氨基酸。参与代谢过程，如转变为天冬氨酸，参与鸟氨酸循环和嘌呤核苷酸循环等过程。（二）L-谷氨酸氧化脱氨基作用存在于肝、脑、肾的线粒体中辅酶为

NAD+或NADP+GTP、ATP为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂催化酶：L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O（二）氧化脱氨基作用HOOC—(CH2)2—CH—COOHNH2NAD+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶HOOC—(CH2)2—C—COOHNHH2ONH3＋HOOC—(CH2)2—C—COOHO亚氨基酸不稳定（三）联合脱氨基作用（重点）

两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。2.类型①转氨基偶联氧化脱氨基作用1.定义②转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+转氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶

此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。（四）嘌呤核苷酸循环氨基酸a-酮戊二酸L-谷氨酸a-酮酸转氨酶天冬氨酸草酰乙酸腺苷酸代琥珀酸延胡索酸苹果酸IMPAMPNH3H2O谷草转氨酶AMP脱氨酶转氨基偶联嘌呤核苷酸循环苹果酸

腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸谷氨酸α-酮酸转氨酶1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶2此种方式主要在肌肉组织进行。腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸蛋氨酸丝氨酸苏氨酸缬氨酸酮体亮氨酸赖氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系TAC目录第四节氨的代谢三、氨基酸的来源与去路氨基酸代谢库其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)体内合成氨基酸(非必需aa)组织蛋白质食物蛋白质a-酮酸胺类氨酮体氧化供能糖尿素脱氨基脱羧基代谢转变消化吸收合成分解体内氨的来源氨的转运尿素的生成一、血氨的来源与去路1.血氨的来源①

氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②

肠道吸收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③肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶2.血氨的去路①在肝内合成尿素，这是最主要的去路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肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。氨的转运丙氨酸—葡萄糖循环（重点）肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸a-酮戊二酸葡萄糖丙酮酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙酮酸a-酮戊二酸谷氨酸糖异生葡萄糖葡萄糖糖分解转氨酶转氨酶NH3尿素鸟氨酸循环血液肝肌肉丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途径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尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖目录1.丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle)生理意义①肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。②肝为肌肉提供葡萄糖。氨的转运谷氨酰胺的运氨作用（1）从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。（2）谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。COOH(CH2)2CHNH2COOHCONH2(CH2)2CHNH2COOH谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺酶NH3+ATPADP+PiNH3H2O谷氨酰胺可以提供酰胺基使天冬氨酸转变为天冬酰胺天冬酰胺+H2O========>>天冬氨酸+NH3天冬酰胺酶氨的去路合成尿素——肝脏（主要去路）胺盐——随尿排出（一）尿素的生成正常情况下体内的氨主要在肝中合成尿素而解毒，只有少部分氨在肾以铵盐形式由尿排出肝是尿素合成的主要器官尿素合成的鸟氨酸循环（重点）鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸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鸟氨酸尿素线粒体胞液目录鸟氨酸循环(1)氨基甲酰磷酸的合成—线粒体内CO2+NH3+H2O+2ATPH2N—C—O~PO32-+2ADP+PiO氨基甲酰磷酸合成酶IN-乙酰谷氨酸Mg2+鸟氨酸循环(2)瓜氨酸的合成——线粒体内NH2(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝OO~PO32-鸟氨酸氨基甲酰转移酶NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝OH3PO4氨基甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸鸟氨酸循环(3)精氨酸的合成——胞液中NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝OCOOHCH2NH2—CHCOOHNH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝NCOOHCH2—CHCOOH精氨酸代琥珀酸合成酶ATPH2OAMP+PPi瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝NHCOOHCH2CHCOOH精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸延胡索酸鸟氨酸循环(4)精氨酸水解生成尿素和鸟氨酸NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝NHH2ONH2C＝ONH2精氨酸酶NH2(CH2)3CHNH2COOH精氨酸尿素鸟氨酸尿素合成的总反应（重点）

2NH3+CO2+3ATP+3H2ONH2C＝ONH2+2ADP+AMP+4Pi尿素分子中的两个N原子，一个来自氨，另一个来自天冬氨酸，而天冬氨酸有可从其他氨基酸通过转氨基作用而生成。由此，尿素分子中2个N原子都是直接或间接来自各种氨基酸。另外，尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键第五节

α-酮酸的代谢a-酮酸的代谢经氨基化生成非必需氨基酸转变成糖及脂类生糖氨基酸、生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸氧化供能（重点）琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸蛋氨酸丝氨酸苏氨酸缬氨酸酮体亮氨酸赖氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系TAC目录（三）氧化供能α-酮酸在体内可通过TCA和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。氨基酸可转变成糖和脂肪。糖也可转变成脂肪及多数非必需氨基酸的碳架部分。脂肪不容易转变成糖和氨基酸。三羧酸循环是物质代谢的总枢纽。第六节氨基酸的脱羧基作用催化反应的是氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸脱羧产生的胺类具有重要的生理功用胺氧化酶将胺氧化成醛类，再进一步将醛氧化成羧酸，从而避免胺类在体内蓄积儿茶酚胺1儿茶酚胺与黑色素的合成多巴胺去甲肾上腺素肾上腺素2酪氨酸的分解代谢酪氨酸苯丙氨酸多巴多巴羟苯丙氨酸去甲肾上腺素多巴胺黑色素多巴醌尿黑酸延胡索酸、乙酰乙酸酪氨酸酶(黑色素细胞)酪氨酸羟化酶(神经组织、肾上腺组织)苯丙氨酸羟化酶苯乙酸苯丙氨酸转氨酶肾上腺素2.苯酮酸尿症(phenylkeronuria,PKU)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酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。一碳单位（重点）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,称为一碳单位，其代谢的辅酶是四氢叶酸。第七节氨基酸代谢与其他含氮物质的生成一碳单位种类甲基(methyl)-CH3甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基(methenyl)-CH=甲酰基(formyl)-CHO亚胺甲基(formimino)-CH=NH

（二）四氢叶酸是一碳单位的载体FH4的生成FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+109叶酸四氢叶酸910HH还原一碳单位与四氢叶酸

四氢叶酸是一碳单位的载体，一碳单位通常结合在FH4分子的N5、N10位上一碳单位与氨基酸代谢（重点）一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的代谢一碳单位的相互转变一碳单位的代谢

FH4携带一碳单位的形式（一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上）N5—CH3—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4一碳单位主要来源于氨基酸代谢丝氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4组氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（三）一碳单位与氨基酸代谢（四）一碳单位的互相转变N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3一碳单位的生理功用

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含硫氨基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ATP作用，生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM），然后通过各种转甲基作用可以生成多种含甲基的重要生理活性物质。SAM中的甲基称为活性甲基，SAM称为活性甲硫氨酸CH2CHNH2COOHS—CH3CH2OHOH腺嘌呤CH2腺苷转移酶PPi+PiCH2CHNH2COOHS+CH2OHOH腺嘌呤CH2P~PP~CH3OO甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)甲基转移酶RHR—CH3OHOH腺嘌呤CH2CH2CHNH2COOHS+CH2HO腺苷CH2CHNH2COOHSHCH2S—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸（2）甲硫氨酸循环甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸N5—CH3—FH4H2O腺苷ATPPPi+PiRHFH4R—CH3(VitB12)N5—CH3—FH4转甲基酶生理意义：由N5-CH3-FH4供给甲基合成甲硫氨酸，再通过此循环的SAM提供甲基，以进行体内广泛存在的甲基化反应。N5-CH3-FH4是体内甲基的间接供体由N5-CH3-FH4供给甲基合成甲硫氨酸，就目前知道体内利用N5-CH3-FH4唯一反应所需酶为甲硫氨酸合成酶，辅酶是维生素B12（3）肌酸的合成肌酸和磷酸肌酸都是能量储存、利用的重要化合物肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，S-腺苷甲硫氨酸供给甲基而合成。肝是合成肌酸的主要器官肌酸激酶由两种亚基组成，M亚基(肌型)与B亚基(脑型)，有三种同工酶形式肌酸与磷酸肌酸的代谢终产物是肌酸酐H2O+目录谷胱甘肽半胱氨酸与胱氨酸的互变CH2SHCHNH2COOHCH2—S—CHNH2COOHS—CH2CHNH2COOH2-2H+2H蛋白质中两个半胱氨酸残基之间形成的二硫键对维持蛋白质的结构具有重要作用，体内许多重要酶的活性均与其分子中半胱氨酸残基上巯基的存在直接相关。硫酸根的代谢

含