氨基酸代谢学习

氨基酸代谢学习第1页/共83页一、蛋白质的生理功能2.蛋白质是生命的物质基础第一节蛋白质的营养作用1.维持细胞、组织的生长、更新和修补催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等3.氧化供能

人体每日18%能量由蛋白质提供

第2页/共83页二、蛋白质的需要量氮的总平衡摄入氮=排出氮正常成人等氮的正平衡摄入氮>排出氮儿童、孕妇等氮的负平衡摄入氮<排出氮饥饿、消耗性疾病等

氮平衡摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系第3页/共83页

蛋白质的生理需要量

成人每日最低分解20g蛋白质成人每日最低需要30-50g

蛋白质

营养学会推荐成人每日最低需要80g蛋白质第4页/共83页人体必需氨基酸定义：

体内需要但不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸2.包括8种：

甲硫氨酸（蛋氨酸）、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸3.记忆方法：假设来写一两本书；甲色赖缬异亮苯苏第5页/共83页

蛋白质的营养价值◆蛋白质的营养价值：取决于蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量◆蛋白质的互补作用：不同蛋白质混合食用，必需氨基酸可以互相补充，从而提高营养价值，称为蛋白质的互补作用。如：谷类含Lys少，含Trp多，豆类含Lys多，含Trp少

第6页/共83页第二节

蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins第7页/共83页胃中的消化作用（pH为1.5～2.5）胃蛋白酶特异性较差胃蛋白酶还有凝乳作用胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)一、蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收第8页/共83页小肠是蛋白质消化的主要部位胰酶是消化蛋白质的主要酶类，最适pH为7.0左右内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶第9页/共83页肠液中酶原的激活胰蛋白酶原糜蛋白酶原羧基肽酶原弹性蛋白酶原

肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶

弹性蛋白酶

(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用酶原还可视为酶的贮存形式酶原激活的意义第10页/共83页氨肽酶内肽酶羧肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意图小肠黏膜细胞对蛋白质的消化作用寡肽的水解主要在小肠黏膜细胞内进行第11页/共83页（二）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：耗能的主动转运过程第12页/共83页二、蛋白质在大肠的腐败作用◆定义：在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用，称为蛋白质的腐败作用◆产物：胺类、氨及其它有害物质（如苯酚、吲哚、硫化氢等），也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质第13页/共83页胺类的生成蛋白质

肠道细菌水解氨基酸

脱羧基胺类假神经递质酪氨酸酪胺苯丙氨酸苯乙胺赖氨酸尸胺组氨酸组胺第14页/共83页*假神经递质学说一部分氨基酸经肠菌的脱羧作用而形成胺类，如苯乙胺及酪胺，正常情况下可被肝内单胺氧化酶分解而清除。肝功能不全时可直接经体循环入脑，经脑内非特异羟化酶作用生成苯乙醇胺及β-羟酪胺，与儿茶酚胺类递质（多巴胺、去甲肾上腺素）结构相似，又不能正常地传递冲动，故称假神经递质第15页/共83页肠道中的氨主要有两个来源：未被吸收的氨基酸在肠菌作用下脱氨基而生成血液中尿素渗入肠道，由肠菌尿素酶水解而生成氨

氨的吸收部位主要在结肠。氨的吸收与肠道pH有关。H2N-C-NH2+H2O2NH3+CO2O肠菌尿素酶NH3+H+NH4+pH＜6pH＞6这是酸性灌肠的依据第16页/共83页第三节

氨基酸的一般代谢GeneralMetabolismofAminoAcids第17页/共83页一、体内蛋白质的分解（一）不同的蛋白质以不同的速率降解（二）真核细胞内蛋白质的降解有两条途径1.溶酶体内降解过程2.依赖泛素的降解过程

第18页/共83页氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收

组织蛋白质分解体内合成氨基酸

(非必需氨基酸)氨基酸代谢概况

α-酮酸

脱氨基作用脂肪氧化供能糖胺类脱羧基作用氨尿素代谢转变其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成目录结构差异共同的结构特点共同代谢途径(脱羧基)个别氨基酸代谢(含S、芳香族氨基酸）（脱氨基）第19页/共83页三、氨基酸的脱氨基作用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转氨基作用谷氨酸脱氢酶脱氨基联合脱氨基*非氧化脱氨基

转氨基和谷氨酸脱氢偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联第20页/共83页（一）转氨基作用第21页/共83页谷丙转氨酶（ALT，又称GPT)谷草转氨酶（AST，又称GOT）转氨酶第22页/共83页

正常人各组织GOT及GPT酶活性

(单位/克湿组织)GPT------肝炎GOT-----心肌梗死P83第23页/共83页2.各种转氨酶都有相同的辅酶磷酸吡哆醛，VB6的活化形式P441-442氨基酸

磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶第24页/共83页（二）通过谷氨酸脱氢酶脱氨基存在于肝、脑、肾中辅酶为

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α-酮戊二酸NH3NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O第25页/共83页（三）通过嘌呤核苷酸循环脱氨基主要在骨骼肌、心肌内进行。因为肌肉中L-谷氨酸脱氢酶活性不高第26页/共83页联合脱氨基作用转氨基与脱氨基的联合作用2.类型①转氨基偶联谷氨酸脱氢作用（主要方式）1.

定义②转氨基偶联嘌呤核苷酸循环（肌肉中的主要方式）第27页/共83页四、α-酮酸代谢

三个方面的代谢途径：经转氨基作用生成非必需氨基酸转变成糖和脂类氧化供能第28页/共83页其他小结转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨酶催化的反应没有游离氨的释放两个重要的转氨酶几种α-酮酸：丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸第29页/共83页第四节

氨的代谢MetabolismofAmmonia第30页/共83页氨是机体正常代谢产物，具有毒性体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒

体内氨的来源与去路氨在血液中的转运尿素的生成第31页/共83页一、血氨的三个来源（一）氨基酸及胺的分解氨基酸脱氨基作用（血氨主要来源）胺类的分解：RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶（二）肠道腐败作用

肠道产氨较多，在结肠吸收入血。碱性增加吸收（三）肾脏产氨

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶第32页/共83页二、氨的转运氨在血液中主要以两种形式运输：丙氨酸、谷氨酰胺第33页/共83页丙氨酸葡萄糖

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通过丙氨酸-葡萄糖循环，氨从肌肉运往肝葡萄糖肌肉中的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝肝为肌肉提供糖异生生成的葡萄糖生理意义第34页/共83页谷氨酰胺的运氨作用反应过程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶生理意义主要从脑、肌肉等组织向肝、肾运氨脑中解氨毒的一种重要方式谷氨酰胺是氨的运输、贮存、利用形式第35页/共83页小结：简述血氨的来源、去路及转运方式来源：a、氨基酸及胺类的分解：体内氨的主要来源。b、肠道吸收的氨。（两个来源：肠菌作用，尿素分解）c、肾脏产氨：肾小管上皮细胞谷氨酰胺分解产生的氨。去路：①在肝内通过鸟氨酸循环合成尿素，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在肾以铵盐形式排出。转运：丙氨酸、谷氨酰胺第36页/共83页三、尿素的生成尿素合成的鸟氨酸循环学说尿素合成的反应

尿素合成的调节*高血氨和氨中毒主要器官：肝脏反应部位：肝细胞线粒体及胞液第37页/共83页（一）尿素合成的鸟氨酸循环学说

1932年HanksKrebs及其同事提出了鸟氨酸循环学说第38页/共83页1.氨基甲酰磷酸的合成

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

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸（二）尿素合成的反应

CPS-I第39页/共83页2.瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸第40页/共83页3.精氨酸的合成

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸第41页/共83页精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸第42页/共83页4.精氨酸水解生成尿素尿素鸟氨酸精氨酸第43页/共83页鸟氨酸循环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第44页/共83页小结及思考：尿素合成的主要器官及反应部位尿素合成需要的原料尿素中两个氮原子的来源直接参与尿素合成的氨基酸有哪些第45页/共83页（三）*尿素合成的调节1.食物蛋白质的影响高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓2.CPS-Ⅰ的调节：AGA、精氨酸为其激活剂3.尿素生成酶系的调节第46页/共83页（四）尿素合成障碍：高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称高氨血症，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒第47页/共83页TAC↓

脑供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3

脑内α-酮戊二酸↓氨中毒的可能机制降血氨的常用方法：给予谷氨酸；肠道抑菌药；酸性盐水灌肠；限制蛋白质进食量。第48页/共83页第五节

个别氨基酸的代谢MetabolismofIndividualAminoAcids第49页/共83页氨基酸的脱羧基作用一碳单位的代谢含硫氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢支链氨基酸的代谢主要内容：第50页/共83页

一、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛

谷氨酸-氨基丁酸（GABA）组氨酸组胺色氨酸5-羟色胺（5-HT）抑制性神经递质血管扩张剂/平滑肌收缩抑制性神经递质具有强烈的血管收缩作用第51页/共83页

二、一碳单位的代谢定义某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位。如：甲基、甲烯基等。一碳单位不能游离存在，常与四氢叶酸结合而参与代谢第52页/共83页种类甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲酰基

(formyl)-CHO亚胺甲基

(formimino)-CH=NH

第53页/共83页（一）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+P442对氨基苯甲酸谷氨酸蝶呤磺胺类药物甲胺蝶呤第54页/共83页第55页/共83页N5–

CH=NH–FH4N5，N10=CH–FH4N10–CHO–FH4第56页/共83页丝氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4组氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（二）一碳单位主要来源于氨基酸代谢第57页/共83页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甲硫氨酸循环第58页/共83页（三）一碳单位的生理功能主要是参与嘌呤和嘧啶的合成一碳单位代谢将氨基酸代谢与核苷酸代谢联系起来●叶酸缺乏或一碳单位代谢障碍，DNA合成受到抑制，产生巨幼红细胞性贫血第59页/共83页

三、含硫氨基酸的代谢胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸P10第60页/共83页（一）甲硫氨酸的代谢转甲基作用腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM) SAM中的甲基是高度活化的，称活性甲基，SAM称为活性甲硫氨酸，为体内甲基最重要的直接供体，可参与体内多种物质合成，例如：肌酸、肾上腺素、胆碱等。第61页/共83页RH甲基转移酶RH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸第62页/共83页甲硫氨酸循环(methioninecycle)甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

转甲基酶(VB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3P443第63页/共83页2.*甲硫氨酸为肌酸的合成提供甲基肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐(creatinine)。P173第64页/共83页（二）半胱氨酸的代谢1.半胱氨酸与胱氨酸的互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS22.半胱氨酸可转变为牛磺酸第65页/共83页3.半胱氨酸可生成活性硫酸根半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5´-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸，PAPS）PAPS为活性硫酸根，在肝的生物化学中有重要作用第66页/共83页

四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸

苯丙氨酸

酪氨酸

色氨酸第67页/共83页

先天性苯丙氨酸羟化酶缺陷者，苯丙氨酸经作用造成成苯丙酮酸堆积，对中枢神经有毒性，出现苯丙酮酸尿症，使脑发育障碍，患儿智力低下苯丙酮酸尿症苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶酪氨酸苯丙氨酸转氨酶

苯丙酮酸

苯丙氨酸和酪氨酸的代谢主要代谢途径第68页/共83页儿茶酚胺的生成帕金森氏病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成减少第69页/共83页酪氨酸酶

白化病患者色素细胞内酪氨酸酶缺陷时黑色素生成受阻白化病酪氨酸多巴黑色素黑色素的生成第70页/共83页*酪氨酸分解生成尿黑酸

=体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。第71页/共83页（二）*色氨酸代谢色氨酸5-羟色胺一碳单位丙酮酸+乙酰乙酰CoA维生素PP第72页/共83页五、*支链氨基酸的代谢

亮氨酸（Leu）异亮氨酸（Ile）缬氨酸（Val）

生酮氨基酸生糖氨基酸生糖兼生酮氨基酸支链氨基酸/骨骼肌芳香族氨基酸/肝脏支/芳比值正常人为2.3~3.5第73页/共83页思考题葡萄糖→软脂酸软脂酸→葡萄糖丙氨酸→葡萄糖葡萄糖→亚油酸*亮氨酸→葡萄糖以上反应能否进行?第74页/共83页脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰CoA葡萄糖脂肪甘油甘油激酶肝、肾、肠磷酸-甘油葡萄糖第75页/共83页糖异生的途径基本上是酵解的逆向过程糖异生途径主要在肝、肾细胞的胞浆及线粒体丙酮酸羧化酶PEP羧激酶果糖二磷酸酶葡萄糖-6-磷酸酶第76页/共83页Review八种人体必需氨基酸（三字符）联合脱氨基作用是体内主要的脱氨基途径，两种形式，不同组织中两个重要的转氨酶，催化的反应（涉及的氨基酸与对应的α-酮酸），临床意义转氨酶含有共同的辅酶，对应的维生素血氨主要的来源、去路及血液中的运输形式第77页/共83页Review尿素合成的器官和部位及原料鸟氨酸循环中相关的氨基酸，关键酶脑中氨的主要