生物化学 第十一章 蛋白质分解代谢

第十一章蛋白质的分解代谢蛋白质氨基酸分解代谢合成分解合成代谢22023/2/18第一节蛋白质的营养一、食物蛋白质的生理功能

蛋白质是生命的物质基础，一切生命现象都离不开蛋白质。32023/2/181．维持组织和细胞的生长、发育与修补作用蛋白质是组织、细胞的重要组成成分。

蛋白质的这项功能是不能由糖或脂肪所代替的。

儿童的生长发育、组织蛋白的不断更新、受损组织的修复，都需要足够的蛋白质，而且必须要从食物中摄取。42023/2/182．参与和合成重要的含氮化合物物质代谢中的——酶代谢调节中的——激素免疫反应中的——抗体物质运输中的——载体凝血过程中的——凝血因子与肌肉收缩有关的躯体运动、消化吸收血液循环——蛋白质。52023/2/183．氧化供能蛋白质在体内可氧化分解产能。16KJ/g成人每日约有18%的能量来自蛋白质。一般情况下，体内的供能物质主要是糖和脂肪。

62023/2/18二、氮平衡指每日氮的摄入量和氮的排出量的对比关系。即每日从食物中摄入氮减去尿氮和粪氮。它反映体内蛋白质的合成与分解速度的相对关系。72023/2/1882023/2/1892023/2/18三、蛋白质的营养价值构成蛋白质的20种氨基酸，有8种不能在体内合成，必需从食物中摄取。这些机体需要但又不能自身合成，必需由食物来供给的氨基酸，称为必需氨基酸。其余的氨基酸在体内可以合成，称为非必需氨基酸。包括苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸1、必需氨基酸102023/2/182．蛋白质营养的评价蛋白质营养价值=(N保留量/N吸收量）×100蛋白质营养价值的高低取决于所含必需氨基酸的种类、数量和相对比例是否与人体蛋白质接近，越接近，其营养价值就越高。112023/2/18蛋白质的营养价值包括：食物蛋白质含量、蛋白质的消化率、蛋白质的利用率。动、植物蛋白质相比较，动物蛋白质中必需氨基酸的种类、比例更接近于人体，故营养价值比植物蛋白质高。122023/2/183.蛋白质的需要量年龄蛋白质供给量（g）婴儿2.0-4.0g/kg1-10岁40-7013-16岁80-90成年男性70-105成年女性65-85妊娠和哺乳期增加15-25中国营养协会制定的每日蛋白质供给量为了能长期保持总氮平衡，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g

。132023/2/184．食物蛋白质的互补作用不同的食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量都不相同，若把几种营养价值较低的蛋白质混合食用，它们所含的必需氨基酸互相补充，从而提高蛋白质的营养价值，称为蛋白质的互补作用。高营养剂：水解蛋白、复合氨基酸液142023/2/18152023/2/18162023/2/18

蛋白来源重量%单食时BV混食时BV——————————————————————豆腐干426577面筋5867——————————————————————小麦3967

小米135789

牛肉2669

大豆2264

—————————————————混合食物蛋白质的互补作用172023/2/18蛋白质互补作用：

大米和面粉——赖氨酸↓混食可以使两种食物中大豆——蛋氨酸↓的氨基酸互相补充有利于提高蛋白质的利用率。注意:(1)需同餐进食;(2)限于植物蛋白间互补。例：番薯粥；玉米+黄豆—赖AA↑182023/2/18第二节

蛋白质的消化、吸收和腐败192023/2/18一、蛋白质的消化蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。食物蛋白质胨及多肽寡肽、氨基酸水解酶水解酶202023/2/181.酶原和酶原的激活

胃蛋白酶原胃蛋白酶+六个多肽胃酸或胃蛋白酶

胰蛋白酶原胰蛋白酶+六肽肠激酶及胰蛋白酶糜蛋白酶原弹性蛋白酶原羧基肽酶糜蛋白酶原弹性蛋白酶原＋2二肽羧基肽酶

胰蛋白酶212023/2/182.蛋白水解酶的作用的特异性有两种类型的消化酶：⑴肽链外切酶：如羧肽酶A、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽酶等；⑵肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。产生的寡肽再经寡肽酶(oligopeptidase)，如氨基肽酶及二肽酶等的作用，水解为氨基酸。95%的食物蛋白质在肠中完全水解为氨基酸。222023/2/18表11-3胃肠道中重要的蛋白水解酶的一些特性p284名称来源水解肽键的特异性分子量最适PH胃蛋白酶胃-酸性-CO-NH-芳族3.3×1041.5~2.5胰蛋白酶胰-碱性-CO-NH-R-2.3×1048.0~9.0糜蛋白酶胰-芳族-CO-NH-R-2.4×1048.0~9.0弹性蛋白酶胰-脂族-CO-NH-R-2.6×1048.8羧肽酶A胰-中性氨基酸羧基末端肽3.4×1047.4羧肽酶B胰-碱性氨基酸羧基末端肽3.4×1048.0氨基肽酶小肠寡肽的氨基末端肽7.0~8.5二肽酶小肠二肽的肽键8.0232023/2/18二、肽和氨基酸的吸收吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收机制：耗能的主动吸收过程242023/2/18二、肽和氨基酸的吸收

1.主动转运氨基酸的吸收主要在小肠进行，是一种主动转运过程，需由特殊的氨基酸载体蛋白携带。转运氨基酸进入细胞时，同时转运入Na+。252023/2/18通过氨基酸载体吸收中性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白β-氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白262023/2/182.-谷氨酰基循环由-谷氨酰基转移酶催化，利用GSH，合成-谷氨酰氨基酸进行转运吸收，消耗的GSH可重新再合成。

谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成272023/2/18-谷氨酰基循环半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶-谷氨酸环化转移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi谷胱甘肽

GSH细胞外

γ-谷氨酰基转移酶细胞膜细胞内氨基酸COOHCHNH2CH2CH2CONHCHCOOHR-谷氨酰氨基酸282023/2/18三、蛋白质的腐败作用

蛋白质的腐败分解作用（putrefaction）主要在大肠中进行，是指细菌对蛋白质及其消化产物的分解作用。腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、脱氨、脱巯基等反应。可产生有毒物质，如胺类（腐胺、尸胺、酪胺），酚类，吲哚类，氨及硫化氢等。这些有毒物质被吸收后，由肝进行解毒。产生的少量的有用物质如维生素K、泛酸、生物素、叶酸和维生素B12

292023/2/18成人体内的蛋白质每天约有1%~2%被降解，主要是肌肉蛋白质。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。第三节细胞内的蛋白质降解302023/2/18

蛋白质的半寿期(half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用t1/2表示。蛋白质以不同的速率进行降解不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生理需要而变化。312023/2/18体内蛋白质的降解途径：溶酶体途径：主要降解细胞外来源的蛋白质，以及膜蛋白和细胞内长寿命的蛋白质。细胞液途径：主要降解异常的蛋白质和短寿命的蛋白质322023/2/18（一）溶酶体途径—非ATP依赖性蛋白降解途径332023/2/18（二）细胞液途径—ATP依赖性蛋白降解途径（被泛素标记，后被分解，需耗能）ε342023/2/18一、细胞内蛋白质降解过程中的重要物质（一）泛素(ubiquitin)76个氨基酸组成的多肽(8.5kD)

普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守它在细胞中以自由的方式或通过共价键与蛋白质牢固结合，蛋白质一旦被它标记上就会被送到细胞内的“垃圾处理厂”进行降解，细胞内蛋白质的降解是一个多步骤反应的过程。泛素在一系列酶的催化下，其C-末端Gly与靶蛋白的Lys侧链相连，然后其他泛素分子以Gly连接到先前结合的泛素分子的Lys侧链上而形成多聚泛素链。352023/2/18E1：泛素活化酶E2：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素COS

E1HS-E2HS-E1泛素COSE2泛素COSE1被降解蛋白质HS-E2泛素COSE2泛素CNH被降解蛋白质OE3泛素化过程362023/2/18（三）蛋白酶体：“垃圾处理厂”存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白质26S蛋白质酶体20S的核心颗粒(CP)19S的调节颗粒(RP):18个亚基,6个亚基具有ATP酶活性2个α环：7个α亚基2个β环：7个β亚基372023/2/18泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活,即泛素化，包括三种酶参与的3步反应，并需消耗ATP。蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解。泛素介导的蛋白质降解过程三、细胞内蛋白质降解过程382023/2/18重要性：能够清除错误的蛋白质；对细胞的生长周期、DNA的复制，以及染色体结构的调控作用泛素介导的蛋白质降解过程392023/2/18第四节

氨基酸的一般代谢人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。成人每天约有1%~2%的体内蛋白质被降解。一、氨基酸在体内的代谢动态412023/2/18氨基酸代谢概况血液氨基酸组织氨基酸氨基酸代谢库来源去路1.食物蛋白质2.体内合成的非必需氨基酸3.组织蛋白质分解1.合成蛋白质2.分解代谢3.合成其它含氮物(嘌呤、嘧啶）脱氨基脱羧基CO2胺类α-酮酸氨CO2+H2O+能量糖或脂肪非必需氨基酸其它含氮物谷氨酰胺尿素422023/2/18氧化脱氨基作用转氨基作用联合脱氨基作用（最重要）非氧化脱氨二、氨基酸的脱氨基作用432023/2/18（一）氧化脱氨作用442023/2/18L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾脏）D-氨基酸氧化酶（活性强，但体内D-氨基酸少）L-谷氨酸脱氢酶

活性强，分布于肝、肾及脑组织

辅酶为NAD+或NADP+

专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应可逆氨基酸氧化脱氨主要酶章首节首452023/2/181.氨基酸氧化酶辅酶：FAD462023/2/182.L-谷氨酸脱氢酶472023/2/18

L-谷氨酸脱氢酶的特点

催化L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸、NH3和NADH+H+以NAD+或NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶分布广泛，在肝、肾、脑等组织中此酶活性较强该酶与转氨酶协同作用是体内脱氨基的主要方式。

变构酶：ATP和NADH为变构抑制剂

ADP为变构激活剂482023/2/18（二）转氨基作用在转氨酶催化下，氨基酸的a-氨基转移到a-酮酸分子上，使其生成相应的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成相应的a-酮酸，此反应过程称转氨基作用。R1HCNH2COOHR1COCOOH+转氨酶R2COCOOH+R2HCNH2COOH492023/2/18转氨酶的特点

辅酶：VitB6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛体内存在多种转氨酶，辅酶均是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺，它们在氨基酸与a-酮酸之间起传递氨基的作用。不同的氨基酸与a-酮酸之间的转氨基反应均由专一的转氨酶催化。502023/2/18在各种转氨酶中，以L-谷氨酸与a-酮酸转氨酶最为重要。例如：谷丙转氨酶（GPT，又称ALT）谷草转氨酶（GOT，又称AST）512023/2/18转氨基作用COOH

（CH2）

2HCNH2COOHCOOH（CH2）2COCOOH+ALTCH3COCOOH+CH3HCNH2COOH谷氨酸丙酮酸丙氨酸α-酮戊二酸522023/2/18转氨基作用COOH

（CH2）

2HCNH2COOHCOOH（CH2）2COCOOH+ASTCOOHCH2COCOOH+COOHCH2HCNH2COOH谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸α-酮戊二酸532023/2/18－H20＋H203.转氨作用的机制542023/2/183.转氨酶的催化机理转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺552023/2/18转氨基作用实质－－是氨基酸的氨基转移氨基并未真正脱去，随着一个氨基酸的氨基转移，必然有另一个氨基酸的生成。4.转氨作用的意义：1.氨基酸分解代谢的方式之一2.体内合成非必需氨基酸的途径。562023/2/18广泛分布于各组织细胞内在不同组织中含量不同572023/2/18ALT和AST广泛存在于各组织内，但在各组织中的含量却不相同，以心、肝组织活性最高，血清中活性最低。

例如急性肝炎患者血清ALT活性↑↑

心肌炎或心肌梗死患者血清AST活性↑↑——临床上以此作为疾病诊断和疗效观察的生化指标之一。当某些因素使细胞膜通透性增加或细胞损伤时，转氨酶可大量的释放入血，造成血清转氨酶活性升高。582023/2/18（三）联合脱氨作用

1.转氨作用偶联氧化脱氨作用：定义：氨基酸首先与α-酮戊二酸在转氨酶作用下生成α-酮酸和谷氨酸，然后谷氨酸再经L-谷氨酸脱氢酶作用，脱去氨基产生游离氨和生成α-酮戊二酸。

意义1、是体内AA脱氨基的最重要方式

2、是体内合成非必需氨基酸的主要途径。主要在肝、肾组织进行592023/2/18图联合脱氨基作用602023/2/182.转氨偶联AMP循环脱氨作用主要在肌肉组织进行苹果酸

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腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)612023/2/18IMP腺苷酸代琥珀酸氨基酸-酮酸NH3H2O-酮戊二酸谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸AMP延胡索酸苹果酸嘌呤核苷酸循环2.转氨偶联AMP循环脱氨作用主要在肌肉组织进行622023/2/18脱水脱氨基、脱硫氢基脱氨基、直接脱氨基等。（在微生物中个别AA进行,但不普遍）L-丝氨酸CH2COO-C-NH3+=-CH3COO-C=NH2+--COOHCH2OHNH2-C-H--COOHCH3C=O--丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸-H2O+H2Oα-氨基丙烯酸亚氨基丙酸（四）非氧化脱氨作用例：脱水脱氨基（只适于含一个羟基的AA)632023/2/18三、氨的代谢氨是有毒的，尤其是对中枢神经系统。虽然有各种来源的氨进入体内，但机体又有多种渠道将它们消除掉，即氨的来源和去路保持着动态平衡。正常人血氨浓度很低，不超过58.7

mol／L(0．1mg／d1)。642023/2/18血氨肠道吸收的氨氨基酸脱氨肾脏产生的氨氨的来源肝肾等谷氨酰胺丙氨酸-葡萄糖循环氨的转运合成尿素（肝）合成非必需氨基酸转变其他含氮物铵盐排出（肾）氨的去路血氨的来源与去路652023/2/181.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662023/2/18氨的吸收与肠道pH有关碱性条件下，氨多以NH3分子形式存在，有利于氨的吸收酸性条件下多以NH4+的形式存在，氨的吸收减少。注意：临床上对高血氨病人不宜用肥皂水灌肠NH3NH4+H+OH-672023/2/18(3)肾脏产生的氨谷氨酰胺提示：高血氨病人慎用碱性利尿剂谷氨酰胺酶谷氨酸H20NH3肾小管H+NH4+碱性尿则不利于NH4+

的形成和排出682023/2/182.血氨的去路①在肝内合成尿素，这是最主要的去路②合成其它含氮化合物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。692023/2/18(一)尿素合成－鸟氨酸循环——这是体内氨的主要去路合成尿素的途径——鸟氨酸循环合成尿素的原料——NH3和CO2合成尿素的主要器官——肝脏掌握702023/2/18鸟氨酸循环2分子NH3和1分子CO2经过1次循环可生成1分子尿素。鸟氨酸瓜氨酸精氨酸尿素NH3CO2NH3NH2CONH2712023/2/181.氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行722023/2/18反应由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化。N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)732023/2/182.瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸742023/2/183.精氨酸的合成反应在胞质中进行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸752023/2/18精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸762023/2/184.精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行尿素鸟氨酸精氨酸H2O772023/2/18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782023/2/18限速酶792023/2/18尿素循环小结合成的主要器官肝合成的细胞内部位线粒体和胞液限速酶精氨酸代琥珀酸合成酶尿素分子中C原子来源HCO32-尿素分子中N原子来源氨基酸生理意义解氨毒问题：您能对尿素循环做个小结吗？802023/2/18

鸟氨酸循环的小结原料：2分子氨，1个来自游离的氨，另一个来自天冬氨酸反应部位：肝细胞线粒体和胞液耗能：3个ATP4个高能磷酸键意义：解氨毒一把有毒的NH3转变成无毒的尿素重要的酶：精氨酸代琥珀酸缩合酶（限速酶）氨甲酰磷酸合成酶I（CPS-I）812023/2/18尿素生成的调节1.食物蛋白质的影响高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓CPS-Ⅰ的调节：N-乙酰谷氨酸（AGA）、精氨酸为其激活剂3.尿素生成酶系的调节：822023/2/18氨的转运（二）丙氨酸－葡萄糖循环生理意义：1.肌肉中氨以无毒的丙氨酸形成运输到肝2.肝为肌肉提供葡萄糖反应过程：832023/2/18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842023/2/18(三)谷氨酰胺的生成氨谷氨酸谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺脑、心、肌肉+ATPADP+PiH2OCOOHCH2CH2CHNH2COOHCONH2CH2CH2CHNH2COOH肝或肾反应过程852023/2/18谷氨酰胺谷氨酰胺

谷氨酰胺酶谷氨酸H20NH3肾小管H+肾NH4+随尿排出862023/2/18谷氨酰胺在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝或肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义：谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。还可为某些含氮化合物的合成提供原料。872023/2/18（三）高血氨症与氨中毒血氨正常值：<60μmol/L高血氨症:肝功能严重损伤，尿素合成障碍，血氨增高。肝昏迷或肝性脑病：严重的肝病引起的以代谢紊乱为基础的中枢神经系统综合症。临床表现主要是意识障碍和昏迷。氨中毒学说是肝昏迷的机制之一。血NH3增高谷氨酸大脑能量供应不足昏迷严重的肝病尿素合成障碍882023/2/18肝性昏迷的临床生化检验指标1.血清白蛋白降低，表明蛋白合成能力低下；2.血清胆红素可呈显著升高，说明有胆汁排泄障碍；3.低胆固醇血症，因肝合成能力降低所致；4.AST及ALT由高值转为低值，见于大量肝细胞坏死的情况；5.尿素呈低值，提示肝合成尿素功能低下；6.血糖降低，由于肝糖原储备减少引起；7.凝血酶原时间延长，由于肝合成凝血因子降低；8.血液pH增高及PCO2降低（呼吸性碱中毒），因脑水肿引起的换气过度所致。892023/2/18肝性昏迷治疗原则

减少血氨的来源，增加血氨的去路：1.限制蛋白质饮食和其他含氮药物；2.给予肠道抗生素；3.给予酸性液体灌肠；4.给予谷氨酸钠，使之与氨结合为谷氨酰胺；5.给予精氨酸钠或鸟氨酸钠，促进尿素的合成等。902023/2/18四、α－酮酸的代谢1、经还原氨基化生成非必需氨基酸2、转变为糖和脂类3、氧化供能生糖氨基酸：在体内可转变成糖的氨基酸生酮氨基酸：在体内可转变为酮体和脂酸的AA生糖兼生酮氨基酸912023/2/18

氨基酸生糖及生酮性质的分类类别氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、苏氨酸生糖氨基酸丙氨酸、精氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、甘氨酸、脯氨酸、蛋氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺922023/2/18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TAC932023/2/18思考天冬氨酸如何转变成葡萄糖？942023/2/18天冬氨酸彻底氧化过程谷草转氨酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸丙酮酸脱氢酶复合体乙酰辅酶A三羧酸循环-1GTP1ATP952023/2/18主要内容第五节个别氨基酸的代谢一、氨基酸的脱羧基作用二、氨基酸与“一碳基团”代谢三、个别氨基酸代谢降解与疾病熟悉962023/2/18一、氨基酸的脱羧基作用概念：在氨基酸脱羧酶的催化，体内部分氨基酸可进行脱羧基作用生成相应的胺。酶：氨基酸脱羧酶辅酶：为磷酸吡哆醛意义：生成的胺类物质常具有重要的生理功用或药理作用*胺氧化酶能将胺类物质氧化成醛类或酸类物质，从而避免胺类在体内蓄积。972023/2/18RHCNH2COOHa-氨基酸

胺氨基酸脱羧酶磷酸吡哆醛RCH2NH2CO2+

氨基酸脱羧后生成的胺具有一定的生理活性，但在体内不能蓄积过多，否则会引起心血管系统和神经系统的功能紊乱。（VitB6）982023/2/18992023/2/18γ-氨基丁酸是一种神经递质，对中枢神经系统有抑制作用。脱羧酶γ-氨基丁酸谷氨酸1.-氨基丁酸（GABA）1002023/2/18组氨酸体内许多组织的肥大细胞及嗜碱性细胞在过敏反应、创伤等情况下产生组胺组胺是一种强血管扩张剂组胺可使平滑肌收缩组胺还能促进胃黏膜细胞分泌胃蛋白酶及胃酸脱羧酶组胺2.组胺1012023/2/18鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸腐胺（丁二胺）CO2丙胺转移酶S-腺苷-3-甲硫丙胺5’-甲硫腺苷精脒丙胺转移酶精胺S-腺苷-3-甲硫丙胺5’-甲硫腺苷3.多胺的合成精眯和精胺是调节细胞生长的重要物质。临床上测定肿瘤病人血或尿中多胺的含量作为观察病情和辅助诊断的指标。1022023/2/18色氨酸5-羟色胺在脑组织是一种抑制性神经递质，在外周组织有收缩血管的作用。羟化酶脱羧酶5-羟色胺5-羟色氨酸4.5-羟色胺1032023/2/185.牛磺酸-构成胆汁酸1042023/2/18（一）一碳基团与载体概念：某些氨基酸在体内分解代谢的过程中可产生含有一个碳原子的有机基团。体内的一碳单位：甲基（-CH3）亚甲基（-CH2-）次甲基（-CH=）甲酰基（-CHO）羟甲基（-CH2OH）亚氨甲基（-CH=NH）二、氨基酸与“一碳基团”的代谢1052023/2/18载体：FH4FH4由叶酸经FH2还原酶的催化，经两步还原反应而生成。一碳单位通常结合在FH4分子的N5、N10位上。1062023/2/18四氢叶酸是一碳单位的载体FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+1072023/2/18常见的一碳单位的四氢叶酸衍生物

1．N10-甲酰四氢叶酸（N10-CHO-FH4）。

2．N5-亚氨甲基四氢叶酸（N5-CH=NH-FH4）。

3．N5,N10-亚甲基四氢叶酸（N5,N10-CH2-FH4）。

4．N5,N10-次甲基四氢叶酸（N5,N10=CH-FH4）。

5．N5-甲基四氢叶酸（N5-CH3-FH4）。

1082023/2/18（二）一碳单位的生成与互变1.一碳单位的生成主要来源于Ser、Gly、His、Trp代谢1092023/2/181102023/2/181112023/2/18来源：主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的代谢。（二）一碳单位的来源

1122023/2/18（二）“一碳基团”的来源、互变与生理功用

+H2O-H2O+2H-2HSAM苏、丝甘组N-亚氨甲酰谷氨酸乙醛酸N5-CH=NHFH4谷NH3色N10-CHOFH4甲酸N5,N10=CH-FH4丝甘N5,N10-CH2-FH4+2HN5-CH3FH4嘌呤(C2)嘌呤(C8)

胸腺嘧啶(-CH3)蛋

同型半胱氨酸1132023/2/18（三）一碳单位的生理功用

是作为合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。是联系氨基酸和核酸代谢的枢纽化合物。参与形成SAM（S-腺苷蛋氨酸）而发挥转甲基作用。如肾上腺素、肌酸、胆碱等。FH4缺乏造成巨幼红细胞性贫血磺胺类药物---二氢叶酸合成酶-----抗菌药甲氨蝶呤---二氢叶酸还原酶-----抗癌药1142023/2/18含硫氨基酸的代谢体内的含硫氨基酸：蛋氨酸（甲硫氨酸）、半胱氨酸和胱氨酸这三种氨基酸的代谢是相互联系的。蛋氨酸是必需氨基酸三、个别氨基酸代谢降解与疾病1152023/2/18（一）

蛋氨酸的代谢活性形式：S-腺苷蛋氨酸（SAM），又称活性蛋氨酸SAM的作用：是体内甲基的直接供给体SAM的结构特点：含活性甲基1162023/2/181172023/2/181.转甲基作用是蛋氨酸在体内最主要的分解代谢途径。在蛋氨酸腺苷转移酶催化下，蛋氨酸与ATP作用生成S-腺苷蛋氨酸(SAM),为活性蛋氨酸,其所含甲基为活性甲基。意义：可生成多种含甲基的重要生理活性物质，如肾上腺素、肌酸、胆碱等，具有广泛作用。1182023/2/181192023/2/18

2.蛋氨酸循环

概念：蛋氨酸由ATP提供腺苷生成SAM，活性甲硫氨酸转甲基后生成S-腺苷同型半胱氨酸，经水解生成同型半胱氨酸。同型半胱氨酸可以接受N5-甲基四氢叶酸提供的甲基，重新生成蛋氨酸，形成一个循环过程。意义：将其他来源的一碳单位（N5-CH3-FH４）转变为活性甲基，参与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。1202023/2/18S-腺苷蛋氨酸循环的反应过程蛋氨酸SAM蛋氨酰腺苷转移酶ATPPPi+PiFH4N5-CH3FH4蛋氨酸合成酶（VitB12）甲基受体甲基转移酶甲基受体-CH3S-腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸S-腺苷同型半胱氨酸裂解酶H2O腺苷1212023/2/18

维生素B12缺乏引起巨幼红细胞性贫血

VitB12缺乏→巨幼红细胞性贫血→细胞分裂障碍→核酸合成障碍→转运其他一碳单位↓

→游离FH4含量↓FH4再生↓→甲硫氨酸生成↓→N5-CH3-FH4的甲基不能转移1222023/2/18(二)半胱氨酸与胱氨酸的代谢蛋白质分子中两个cys之间形成的二硫键对维持Pr结构有重要作用。体内许多重要酶的活性均与其分子中cys残基上的巯基存在直接有关，故称巯基酶体内存在的还原型GSH有保护巯基酶的作用1232023/2/181.谷胱甘肽（GSH)生成与功能H2N-CHCH2CH2CO—COOHγ-GluNHCHCO—CH2SHCysNHCH2COOHGly2GSHGSSG1242023/2/18谷胱甘肽H2O22H2O2G-SHG-S-S-GNADPH++H+NADP+此类酶可保护生物膜及血红蛋白免遭损伤谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽还原酶6-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖酸6-磷酸葡萄糖脱氢酶磷酸戊糖途径1252023/2/18

硫酸根的代谢

含硫氨基酸氧化分解均可产生硫酸根部分硫酸根活化成活性硫酸根，即3’-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸（PAPS）PAPS的性质比较活泼，可使某些物质形成硫酸酯1262023