生化第八章氨基酸代谢

第八章氨基酸代谢生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第1页!氨基酸在动物体内的分解代谢概述TCA的Asp,精氨琥珀酸旁路生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第2页!排氨动物，包括大多数水生动物，硬骨鱼，蝌蚪等排尿素动物：大多数陆生脊椎动物，还有鲨鱼排尿酸动物，鸟类和爬行类生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第3页!食物中蛋白的降解和吸收胃腺壁细胞主细胞胃粘膜胃泌素酶原颗粒生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第4页!二、氨基酸的分解代谢脱氨基作用脱羧基作用氨基酸分解产物的代谢生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第5页!1、氧化脱氨基作用定义：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸并产生氨的过程。反应通式：HNH2R-C-COOH--+O2+H2OR-C-COOH+H2O2+NH3AA氧化酶OHNH2R-C-COOH--AA氧化酶R-C-COO-NH2H2OR-C-COOHO+NH3FPFPH2FPH2+O2FP+H2O2生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第6页!2、转氨基作用指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用，α-AA的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。

OR2-C-COOH=R1-C-COOH+NH2

OR1-C-COOH=R2-C-COOH--+HNH2H迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP）为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。实验证明，除Lys、Thr外，其余氨基酸均可参加转氨基作用，并各有其特异的转氨酶。生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第7页!3、联合脱氨基作用（动物组织主要采取的方式）α-AA▲α-酮酸转氨酶由于转氨并不能最后脱掉氨基，氧化脱氨中只有谷氨酸脱氢酶活力高，转氨基和氧化脱氨联合在一起才能迅速脱氨。α-酮戊二酸GluNAD(P)+NAD(P)H+H+Glu脱氢酶AA的α-NH3借助转氨作用转移到α-酮戊二酸上，生成相应的α-酮酸和Glu。Glu在Glu脱氢酶下脱NH3，生成α-酮戊二酸和NH3（1）转氨基和氧化脱氨基联合脱氨▲▲▲生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第8页!α-氨基酸α-酮戊二酸α-酮酸谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸NH3腺苷酸脱氨酶

H2O苹果酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第9页!+腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺嘌呤核苷酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第10页!还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。

（在微生物中个别AA进行,但不普遍）4、非氧化脱氨L-丝氨酸

CH2

COO-

C-NH3+=-

CH3

COO-

C=NH2+--

COOH

CH2OHNH2-C-H--

COOH

CH3

C=O--丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸-H2O+H2Oα-氨基丙烯酸亚氨基丙酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第11页!脱氨基作用氧化脱氨作用转氨基作用联合脱氨基作用（两个内容）非氧化脱氨小结生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第12页!Gln合成酶Gln合成酶Glu酶1、通过Gln转运到肝脏或肾生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第13页!（三）脱羧基作用

R1

COOH

H-C-NH2--

H

R2O=C--+AA胺类化合物脱羧酶（辅酶为磷酸吡哆醛）磷酸吡哆醛

R1

COOH

H-C-N=C---H-

R2醛亚胺+H2O

R1

H

H-C-N=C---H-

R2CO2H2O

H

R2O=C--+

R1

H

H-C-NH2--专一性强仅His不需磷酸吡哆醛作辅酶生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第14页!（四）氨基酸分解产物的代谢氨的去路排氨生物：以NH3形式随水直接排出体外。(原生动物、线虫和鱼类——水生动物)以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类）以尿素排出：经尿素循环（肝脏）将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动物）重新利用合成AA合成酰胺（高等植物中）嘧啶环的合成（核酸代谢）大量氨入脑,与α-酮戊二酸合成谷氨酸,或与脑中的谷氨酸合成谷氨酰胺,造成脑中α-酮戊二酸减少,TAC减弱,ATP生成减少,引起大脑功能障碍的现象.严重时可导致肝昏迷.生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第15页!1932年德国学者克雷布斯（Krebs）等首先提出尿素生成的鸟氨酸循环学说。生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第16页!生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第17页!生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第18页!1）氨基甲酰磷酸的合成CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(肝mito）N-乙酰谷氨酸(+)，Mg2+NH2-C-O-P=O+2ADP+PiOOHOH（CPS-I）氨基甲酰磷酸（调节酶）尿素合成限速酶(活性最低)生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第19页!3）精氨酸的合成

NH2C=ONH（CH2）3CH-NH2COOHCOOHCH-NH2CH2COOH精氨酸代琥珀酸合成酶（胞液）ATPAMP+PPiH2O+

NH2COOHC=NC-HNHCH2（CH2）3COOHCH-NH2COOH瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸各种氨基酸谷氨酸

草酰乙酸天冬氨酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第20页!4）精氨酸水解生成尿素

NH2C=NHNH（CH2）3CH-NH2COOH精氨酸酶(胞液)+H2ONH2C=ONH2

NH2（CH2）3CHNH2COOH精氨酸尿素鸟氨酸+线粒体生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第21页!尿素循环和TCA的联系（Krebs双循环）生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第22页!（2）酰胺的生成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷酰胺合成酶+ATP（3）嘧啶环的合成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶H2O扩散排出体外（尿氨）在肾内：在脑、肝、肌肉等组织：生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第23页!生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第24页!生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第25页!5种氨基酸可以转化成为α酮戊二酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第26页!Asp和Asn被降解为草酰乙酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第27页!AA的生物合成主要通过转氨基作用AA-R1α-酮酸R1转氨酶AA-R2α-酮酸R2

许多氨基酸可以作为氨基的供体，其中最主要的是谷氨酸，其被称为氨基的“转换站”，先Glu其它AA。氨基酸的合成｛有C架（α-酮酸）有AA提供氨基(最主要为谷AA，领头AA)生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第28页!几种氨基酸的关系α-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA羟脯AA鸟AA瓜AA精AA生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第29页!几种氨基酸的关系草酰乙酸赖氨酸苏氨酸甲硫氨酸异亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸β-天冬氨酸半醛生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第30页!

丙氨酸族其它氨基酸的合成2丙酮酸α-酮异戊酸

缩合CO2转氨基缬氨酸α-酮异己酸

亮氨酸转氨基-CH3C=OCOO---CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH--CH3-CHα-酮异戊酸

生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第31页!

COOH

CH2NH2-

COOH

CH2OH

CHNH2-+NH3+CO2+2H++

2e-2H2O

丝AA

甘AA

碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸丝AA还有其它合成途径生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第32页!

半胱氨酸的合成途径（植物或微生物中）丝AA+乙酰-COAO-乙酰丝AA+COA

O-乙酰丝AA+硫化物半胱氨酸+乙酸三种氨基酸的关系乙醛酸甘AA丝AA半胱AA3-磷酸甘油酸转乙酰基酶提供硫氢基团（P273）生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第33页!芳香族氨基酸的关系色氨酸

PEP4-磷酸赤藓糖莽草酸分支酸预苯酸酪氨酸苯丙氨酸若将莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前体，因此芳香族氨基酸合成时相同的一段过程叫莽草酸途径生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第34页!一碳单位的来源1.亚甲基来自丝氨酸和甘氨酸代谢CH2OHCHNH2COOH+FH4丝氨酸羟甲基转移酶-H2ON5，N10-CH2-FH4CH2NH2COOH+丝氨酸甘氨酸一碳单位主要来源生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第35页!2.甲酰基来自色氨酸和甘氨酸代谢中产生的甲酸色氨酸犬尿氨酸+HCOOH甘氨酸乙醛酸甲酸

氧化脱氨基氧化HCOOHN10-CHO-FH4FH4甲酰化酶FH4ATPADP+Pi生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第36页!4.次甲基的生成（1）亚甲基脱氢N5，N10-CH2-FH4N5，N10=CH-FH4

2H（2）甲酰基脱水N10-CHO-FH4N5，N10=CH-FH4++H2O（3）亚氨甲基脱氨N5-CH=NH-FH4N5，N10=CH-FH4+NH3生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第37页!一碳单位的相互转变可通过氧化还原反应互相转变但N5—甲基四氢叶酸不可逆,可将其甲基转给同型半胱氨酸而生成甲硫氨酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第38页!一碳单位代谢的生理意义1.氨基酸代谢的产物2.合成嘌呤、嘧啶的必要原料提供嘌呤、嘧啶环上的C3.提供甲基，合成重要化合物

SAM激素核酸磷脂一碳单位将核酸与氨基酸代谢密切联系起来生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第39页!一、蛋白质的酶促降解肽酶末端蛋白酶肽链内部｛羧基末端羧肽酶氨基末端氨肽酶一个AA或二肽含AA较少的肽链蛋白质小片段氨基酸蛋白酶肽酶生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第40页!（一）脱氨基作用定义：氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用。脱氨基作用包括：氧化脱氨基作用转氨基作用

联合脱氨基作用非氧化脱氨基作用生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第41页!AA氧化酶的种类

L-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，体内分布不广泛，最适pH10左右，以FAD或FMN为辅基。

D-AA氧化酶：体内分布广泛，以FAD为辅基。但体内D-AA不多。

L-谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛（动、植、微生物），活力强，以NAD+或NADP+为辅酶。+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCHNH2-CH2COOH--+NAD(P)++H2O谷氨酸脱氢酶ATPGTPNADH变构抑制ADPGDP变构激活CH2-COOHC=O-CH2COOH--谷氨酸脱氢酶：体内（正）体外（反）生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第42页!AAR1α-酮酸R2P-吡哆醛醛亚胺——酮亚胺AAR2α-酮酸R1例如谷氨酸+丙酮酸α-酮戊二酸+丙氨酸天冬氨酸+α-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸CH2-COO-CHNH+3COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CHNH+3COO---++谷丙转氨酶（GPT）——肝脏中谷草转氨酶（GOT）——心脏中生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第43页!（2）以嘌呤核苷酸循环的方式进行联合脱氨肌肉组织中(谷氨酸脱氢酶活性弱)的另一种氨基酸脱氨基作用，肝有90%嘌呤核苷酸循环联合脱氨氨基酸

α-酮戊二酸天冬氨酸IMP

NH3α-酮酸谷氨酸草酰乙酸延胡索酸AMPH2O苹果酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸脱氨酶生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第44页!+腺苷酸代琥珀酸合成酶GTP天冬氨酸次黄嘌呤核苷酸腺苷酸代琥珀酸GDP+Pi生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第45页!腺苷酸脱氨酶+NH3腺嘌呤核苷酸（AMP）次黄嘌呤核苷酸（IMP）+H2O生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第46页!由解氨酶催化

CH2-CHNH2-COOH(OH)CH=CH-COOH(OH)+NH3L-苯丙氨酸(酪氨酸)反式肉桂酸(反式香豆酸)单宁等次生物辅酶QPAL生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第47页!（二）氨在生物体（动物）内的转运在肌肉或神经细胞中产生的NH4，是有害的，要先转换为无害的物质，转运到肝脏或肾进行处理+生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第48页!2、通过Ala从骨骼肌把氨转运到肝脏：葡萄糖-丙氨酸循环生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第49页!Gluγ-氨基丁酸+CO2Aspβ-Ala+CO2Lys尸胺+CO2鸟AA腐胺+CO2丝氨酸乙醇胺胆碱卵磷脂色氨酸吲哚丙酮酸吲哚乙醛吲哚乙酸

胺类有一定作用，但有些胺类化合物有害（尤其对人），应维持在一定水平，体内胺氧化酶可将多余的胺氧化成醛，进一步氧化成脂肪酸。RCH2NH2+O2+H2ORCHO+H2O2+NH3RCHO+1/2O2RCOOHCO2+H2OAA尿素生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第50页!1、氨的代谢转变（1）尿素的合成——鸟氨酸循环或尿素循环①尿素合成的部位肝脏是生成尿素的主要器官（证据P.216）②尿素生成的机制和鸟氨酸循环小鼠肝切片＋铵盐铵盐、尿素O2鸟氨酸或瓜氨酸促进尿素生成肝中含精氨酸酶，催化精氨酸水解为尿素和鸟氨酸NH3

NH2CONH2尿素？肝生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第51页!

NH2

（CH2）3H2N-CHCOOHNH2CONH

（CH2）3H2N-CHCOOH

（CH2）3H2N-CHCOOHNH2CNHNHNH2CONH2NH3CO2H2OH2ONH3H2O鸟氨酸循环尿素鸟氨酸瓜氨酸精氨酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第52页!NH3+CO2+H2O2ATP2ADP+2Pi氨基甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi精氨酸代琥珀酸精氨酸延胡索酸+H2O尿素鸟氨酸Pi鸟氨酸循环线粒体

①②③④③鸟氨酸循环的中间步骤生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第53页!H2O生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第54页!2）瓜氨酸的合成NH2CO～PO

NH2（CH2）3CHNH2COOHOCT

NH2C=ONH（CH2）3CH-NH2COOH++H3PO4氨基甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸

OCT：鸟氨酸氨基甲酰转移酶（线粒体）生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第55页!精氨酸代琥珀酸裂解酶

NH2C=NHNH（CH2）3CH-NH2COOH+COOHCHCHCOOH精氨酸延胡索酸联系尿素与三羧酸循环生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第56页!尿素生成总反应式2NH3+CO2+3ATP+2H2OCO（NH2）2+2ADP+AMP+2Pi+PPi生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第57页!尿素合成小结1.原料:2NH3（AspNH3）、CO22.产物:1尿素3.部位:肝4.过程:鸟氨酸循环5.排泄:肾

6.意义:解除氨毒,并消耗部分CO27.消耗4个高能键2NH3+CO2+3ATP+2H2OCO（NH2）2+2ADP+AMP+2Pi+PPi8.总反应式:生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第58页!2、-酮酸的代谢转变（1）再合成AA（2）转变成糖和脂肪

生糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊二酸的AA。（AspAsnSerGlyThrAlaCysGluGlnHisArgProValMet）生酮AA：凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的AA。LeuLys,在动物肝脏中转变成酮体）生糖兼生酮AA：二者兼有的AA。（IleTyrPheTrp）（3）氧化成CO2和H2O氨基酸碳骨架进入TCA的途径：生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第59页!六种氨基酸被降解成为丙酮酸

AlaThrGlySerCysTrp生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第60页!7种氨基酸可以转化成为乙酰CoA生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第61页!4种氨基酸可以转化成为琥珀酰辅酶A生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第62页!三、氨基酸合成代谢概况（一）氨基酸合成途径的类型必需氨基酸:

人体自身不能合成或合成的量不足,必须通过食物供应的氨基酸.口诀：携苏丹来奔以色列

缬苏蛋赖苯丙异亮色亮生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第63页!1、α-酮戊二酸衍

生类型(谷氨酸族氨基酸的合成)包括：Glu、Gln、Pro、Arg共同碳架：TCA中的α-酮戊二酸

α-酮戊二酸

Glu为还原同化作用+NH3

+NADH+NAD++H2O谷AA脱H酶（动物和真菌，不普遍）谷氨酰胺+α-酮戊二酸2谷AA（普遍）

α-酮戊二酸谷AA+NH3

+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O合酶

Glu合酶NADPH+H+NADP+生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第64页!2、草酰乙酸衍生类型(天冬氨酸族氨基酸的合成)包括：Asp、Asn、Lys、Thr、Met、Ile共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CH+NH3COO---CH2-COO-CH+NH3COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---++转氨天冬AA天冬酰胺合酶Mg2+Mg2+｛天冬AA+NH3+ATP天冬酰胺+H2O

+AMP+PPi天冬AA+谷氨酰胺+ATP天冬酰胺+谷AA+AMP+PPi（植，细菌）（动）生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第65页!包括：Ala、Val、Leu3、丙酮酸衍生类型(丙氨酸族氨基酸的合成)共同碳架：EMP中的丙酮酸

COOH

CH3

C=O--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CH3

CHNH2--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--谷丙转氨酶++丙酮酸谷AA

丙AA

α-酮戊二酸

谷丙转氨酶：GPT生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第66页!4、甘油-α-磷酸衍生类型(丝氨酸族氨基酸的合成)包括：Ser、Gly、Cys甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CHO-+

COOH

CH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH--+α-酮戊二酸

甘AA

谷AA

乙醛酸

生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第67页!COOH

HO-CHCH2O-P--COOH

C=OCH2O-P--COOH

CHNH2CH2O-P--

COOH

CH2OH

CHNH2-COOH

C=OCH2O-P--COOH

HO-CHCH2OH--COOH

C=OCH2OH--H2O

Pi磷酸酶转氨基氧化H2O

Pi转氨磷酸化途径非磷酸化途径3-磷酸甘油酸3-磷酸羟基丙酮酸3-磷酸丝氨酸甘油酸3-羟基丙酮酸丝氨酸生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第68页!5、4-磷酸-赤藓糖和烯醇式丙酮酸磷酸衍生类型

(芳香族氨基酸的合成)包括酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)、色AA(Trp)芳香族AA碳架：4-磷酸-赤藓糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH--NHCHN来自核糖来自谷氨酰胺的酰胺基从谷氨酸经转氨作用而来来自ATP生化第八章氨基酸代谢共75页，您现在浏览的是第6