第十章 氨基酸代谢

第十章氨基酸代谢本章内容氨基酸的分解代谢氨基酸合成代谢概况第一节蛋白质的消化吸收

氨基酸是蛋白质的基本构成单位，机体摄入蛋白质后，首先在消化道内消化成各种游离的氨基酸和小肽段，才能供给机体合成自身的各种蛋白来补充机体损失的蛋白。消化部位：在胃开始、主要在小肠进行消化道蛋白酶作用位点第二节氨基酸的分解代谢一、氨基酸的脱氨基作用主要有转氨、氧化脱氨、联合脱氨、另外，还有其它的脱氨基形式1、转氨作用将一种aa

的α-氨基转给另一α-酮酸，生成相应酮酸和1分子α-aa的作用。－－反应并没有氨的脱出转氨酶催化，反应可逆，反应速度取决于四种反应底物的浓度。－－体内合成非必需氨基酸的重要途径1）转氨酶体内有多种转氨酶，具有特异性，不同的氨基酸与α－酮酸之间的转氨作用只能由专一的转氨酶催化。α－酮戊二酸、草酰乙酸、丙酮酸作为氨基受体的转氨酶体系较常见，以谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)分布最广、活性最大。临床以此判断肝功能是否正常。2）辅酶

所有转氨酶辅酶为磷酸吡哆醛（PLP），可接受氨基并变为磷酸吡哆胺（PMP）；

也可以作为脱羧作用、脱氨作用、消旋作用及醇醛裂解反应的辅酶。3）转氨作用4）转氨作用的意义可以使多余的氨基酸脱除氨基，得以分解，又可以将需要的非必需氨基酸得以合成，是aa分解代谢与非必需aa合成代谢的重要步骤；沟通了糖代谢与蛋白质代谢。此过程只有氨基的转移，没有氨基的脱出。2、氧化脱氨作用：

谷氨酸脱氢酶（NAD+或NADP+）

谷氨酸在线粒体中受谷氨酸脱氢酶的作用发生氧化脱氨基的反应。分布广（肝、肾），活性强，和转氨基联合作用。

L－氨基酸氧化酶（FMN或FAD）氨基酸氧化酶活性低，作用小

D－氨基酸氧化酶（FAD）

体内无作用底物，没有意义L－谷氨酸脱氢酶催化的反应氨基酸氧化酶催化的反应：先脱氢再水解脱氨最重要的脱氨基方式联合脱氨基有两种途径：－转氨偶联谷氨酸氧化脱氨（肝、肾活跃）－嘌呤核苷酸循环（主要在骨骼肌中）通过这两种途径可以满足20种氨基酸的脱氨基作用3、联合脱氨基作用1）转氨偶联谷氨酸氧化脱氨反应：主要在肝、肾组织2）嘌呤核苷酸循环：主要发生在骨骼肌、心肌、脑等组织4、其它的脱氨基作用（1）丝氨酸脱水成亚氨酸再加水脱氨成丙酮酸－脱水酶（2）天冬氨酸直接脱氨基成延胡索酸－天冬氨酸酶（3）半光氨酸脱硫化氢后水解脱氨形成丙酮酸和氨－脱硫化氢酶二、脱羧基作用1、概念：aa在aa脱羧酶作用下生成CO2和一个相应一级胺类化合物的作用。2、脱羧酶

专一性强，且只对L-氨基酸起作用。除His脱羧酶不需辅酶外，其余均以磷酸吡哆醛为辅酶。l3、脱羧形成的胺有许多重要生化作用：Glu—γ-氨基丁酸：重要的神经介质，抑制神经中枢His—组胺：有降压、刺激胃液分泌的作用Tyr—酪胺：有升压作用4、胺的去向：

大多数胺类对动物有毒，去向：1）随尿排出；2）在胺氧化酶作用下可进一步氧化分解：胺氨醛脂肪酸合成尿素CO2H2O新氨基酸三、氨的排泄

氨基酸经过氧化脱氨基作用、脱酰氨基作用及嘌呤核苷酸循环途径产生的氨，可以进入血液形成血氨；正常人的血氨水平<0.1mg/100mL，氨对于机体来说是有毒物质，特别是大脑，因此，氨的排泄是生物体维持正常生命活动所必需的。1、氨的转运主要有两种形式（1）通过谷氨酰胺合成酶而形成谷氨酰胺Gln从脑、肌肉中向肝、肾转运氨谷氨酰胺是中性无毒物质，容易透过细胞膜，所以它既是氨的解毒形式又是氨的存贮和运输形式；对于氨中毒的病人可以用谷氨酸盐解毒。是血液中含量最高的氨基酸（8.3mg/100mL）（2）丙氨酸－葡萄糖循环途径肌肉通过葡萄糖-丙氨酸循环转运氨。氨经谷氨酸转给丙酮酸，生成的丙氨酸被运到肝后再转氨生成谷氨酸和丙酮酸。丙酮酸异生为葡萄糖返回肌肉；氨可以进入尿素循环。2、氨的排泄（1）排氨动物经脱氨基作用形成的氨，以谷氨酰氨的形式运送到排泄部位，然后在谷氨酰氨酶的作用下分解，游离出的氨以胺盐形式或借助扩散作用排出体外。（2）排尿素动物通过肝脏中尿素合成机制（尿素循环）将转运来的氨合成尿素排出体外。

四、氨的代谢去路

－尿素的合成（占总排氮量的80％）1、尿素形成部位实验：肝为尿素形成部位（脑、肾中可合成极少量）

a、蛋白质膳食：尿中尿素↑；

b、切除肝：血、尿中尿素↓

c、aa喂养切肝动物：aa积存在血液中，同时，血氨的浓度升高；

d、切肾：血中尿素↑；

e、同时切肝、肾：血中尿素含量很低，血氨的含量升高。尿素形成实验依据：A、肝切片+铵盐混合保温：铵盐↓尿素↑B、肝切片+aa：脱下的氨几乎全成尿素；C、肝切片+aa+鸟aa（Orn)或瓜aa（Cit）：

尿素合成量及速度↑D、肝切片+Orn或Cit：无尿素

↑

说明Orn或Cit起促进作用。氨是尿素合成的前体的实验：15N标记铵盐饲喂动物证明：15N出现在Arg的胍基、及全部的尿素上。2、尿素合成的过程－－鸟氨酸循环（尿素循环）又称Krebs—Henseleitcycle尿素的两个N原子来自一个氨分子和一个天冬氨酸分子，整个循环包括5步酶促反应，其中两步发生在线粒体中，3步发生在细胞溶胶中。（1）氨的活化：在线粒体中进行，消耗2分子的ATP，反应不可逆，需要Mg2+参加。氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPSⅠ)催化形成氨甲酰磷酸，产物是一高能化合物，容易和鸟氨酸结合形成瓜氨酸。N-乙酰谷氨酸（AGA)为别构激活剂（与酶结合后，使酶的某些巯基暴露，增加了与ATP的亲合能力）。（2）形成瓜氨酸（线粒体）鸟氨酸转氨甲酰酶将氨甲酰基转移给鸟氨酸，瓜氨酸形成后，从线粒体脱出进入细胞质。反应不可逆，所需要的能量由氨甲酰磷酸的高能磷酸键提供。（3）精氨琥珀酸生成：（细胞液）精氨琥珀酸合成酶催化出线粒体的瓜氨酸与Asp缩合；反应需ATP（利用β磷酸酯键），消耗2个高能键。Asp是尿素形成的第二个氨基的供体；（4）形成精氨酸（细胞液）精氨琥珀酸酶（精氨琥珀酸裂解酶）催化精氨琥珀酸上Asp骨架以延胡索酸形式移去（5）尿素形成、鸟氨酸再生（细胞液）精氨酸酶作用于精氨酸说明形成的尿素中两个N原子一个来自游离的氨，另一个来自Asp；鸟氨酸在循环中起催化剂的作用，并不消耗；尿素的合成是一个消耗能量的过程，共消耗3分子ATP，4个高能磷酸键；3、尿素循环的调节（1）CPSⅠN－乙酰谷氨酸（AGA)为别构激活剂；（2）精氨琥珀酸合成酶是整个循环中活性最低的酶，所以是尿素合成的限速酶，调节合成的速度；（3）摄入高蛋白食物，使尿素循环加快。4、尿素循环的意义：A、有利于生物体的自身保护；B、防止过量氨积累于血液而引起神经中毒。C、尿素循环和柠檬酸循环是通过柠檬酸循环中的草酰乙酸接受氨基形成Asp和尿素循环中的精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸形成精氨酸和延胡索酸联系起来的。尿素循环与TCA的关系Krebs自行车五、氨基酸碳骨架——α-酮酸的命运合成aa、转化成糖、脂肪、氧化成CO2和

H2O六、生糖氨基酸和生酮氨基酸生糖氨基酸凡是能分解产生TCA循环中间产物的氨基酸生酮氨基酸凡是能够分解产生乙酰-CoA的氨基酸生糖兼生酮氨基酸既能够产生TCA循环中间产物又可以分解产生乙酰-CoA的氨基酸

生酮+生糖兼生酮＝“一两色素本来老”，其中生酮氨基酸为“亮赖”；除这7个氨基酸外，其余均为生糖氨基酸。概念：生物化学将氨基酸代谢产生的具一个碳原子的基团称~，不能独立存在，是生物体各种化合物甲基化的甲基来源。许多aa可作一碳单位来源：肝胆阻塞死（甘氨酸、蛋氨酸、组氨酸、色氨酸、丝氨酸）。七、氨基酸与一碳单位氨基酸代谢缺陷症氨基