氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座

讲课教师:王雪琴E-mail:wangxq0708@163.com第十三章氨基酸代谢氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第1页氨基酸是组成蛋白质基本单位，所以氨基酸代谢是蛋白质代谢中心内容。氨基酸分解反应主要是脱氨基作用，脱氨基后生成酮酸深入氧化分解，转变成糖或脂质或其它含氮化合物（如肾上腺素、肉碱、肌酸、谷胱甘肽等）。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第2页HenryRudolf氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第3页第一节氮源与氨基酸库细胞内游离存在氨基酸称为氨基酸库氨基酸起源：外源蛋白质水解（食物起源）内源蛋白质更新（新陈代谢）氨基酸去向合成蛋白质合成其它含氮化合物（如谷胱甘肽、肌酸，肉碱等）分解供能氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第4页胞内蛋白饮食中蛋白碳骨架氨基酸，核苷，生物胺生物合成氨基甲酰磷酸氮排泄产物尿素循环内源蛋白质更新外源蛋白质分解供能合成其它含氮物质糖异生天冬氨酸+瓜氨酸生成精氨琥珀酸可进入尿素循环草酰乙酸+谷氨酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第5页第二节蛋白酶类及蛋白质酶促水解蛋白质只有在水解成氨基酸后才能被细胞吸收利用：细胞外路径（胃/小肠中消化）细胞内路径（溶酶体，泛素介导）

－－机体对蛋白质需要及其消化作用氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第6页一、细胞外路径蛋白质水解作用在细胞外蛋白酶催化下进行食物蛋白在胃中由胃蛋白酶（pepsin

-芳香族/Met/Leu）作用为小肽小肠中被胰腺分泌各种酶来完成。胰蛋白酶（trypsin

-Lys/Arg），糜蛋白酶（chymotrypsin

-芳香族），弹性蛋白酶（elastase

-脂肪族）作用为更小短肽肠黏膜二肽酶（dipeptidase）、氨基肽酶（aminopeptidase）和胰脏分泌羧肽酶（carboxypeptidase）将短肽彻底水解为各种氨基酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第7页胃蛋白酶胰腺胰腺排泄管酶原→激活蛋白酶胃腺壁细胞胃腺黏膜氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第8页二、细胞内路径组织蛋白质在生理情况下处于不停降解与合成动态平衡。不一样蛋白质半寿期不一样，如人血浆蛋白（10d）和结缔组织中蛋白质（180d）完全不一样。1溶酶体蛋白质降解路径（主要，半寿期长）2泛素介导蛋白质降解路径（半寿期短）*蛋白质首先进行泛素化，形成靶蛋白-泛素复合物，多个泛素形成多泛肽链。多泛肽链被蛋白酶体降解，并释放出泛素和小肽。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第9页三、蛋白酶分类按蛋白酶催化作用位点内肽酶 外肽酶 二肽酶按其起源动物蛋白酶 植物蛋白酶 微生物蛋白酶按其作用最适pH酸性蛋白酶 中性蛋白酶 碱性蛋白酶氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第10页

酶 位点（或底物）

胰蛋白酶(Trypsin） Lys,Arg羧基端 胰凝乳(糜)蛋白酶(Chymotrypsin) Phe,Trp,Tyr羧基端 胃蛋白酶(Pepsin) Phe,Trp,Tyr氨基端 氨肽酶(aminopeptidase) 肽氨基端 羧肽酶(carboxypeptidase) 肽羧基端 二肽酶(dipeptidase) 二肽 弹性蛋白酶(elastase) 各种脂肪族氨基酸形成肽*几个常见蛋白水解酶氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第11页蛋白酶对蛋白质水解氨肽酶内肽酶羧肽酶*蛋白酶对蛋白质水解氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第12页二细胞内路径组织蛋白质在生理情况下处于不停降解与合成动态平衡。不一样蛋白质半寿期不一样。1溶酶体蛋白质降解路径（主要，半寿期长）2泛素介导蛋白质降解路径（半寿期短）氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第13页第三节氨基酸分解代谢

吸收到体内氨基酸可部分地在机体（能够是细胞、组织或个体）中累积起来形成氨基酸代谢库供必要时动用。*氨基酸代谢去路（1）经生物合成形成蛋白质；（2）进行分解代谢：先脱去氨基，形成碳骨架——α-酮戊二酸进入糖代谢路径，彻底氧化或转变为糖和脂肪；（3）以酰胺形式储存起来，或转变为其它含氮物质。

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分解代谢后形成α酮酸，是氨基酸分解代谢共同方式。氨基酸能够经过各种形式进行脱氨基，包含氧化脱氨，非氧化脱氨，转氨和联合脱氨等。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第15页一、氨基酸脱氨基作用

(重点)1.氧化脱氨2.转氨基作用转氨酶3.联合脱氨4.非氧化脱氨（微生物中）氨基酸氧化酶氨基酸脱氢酶转氨酶氨基酸脱氢酶，脱氨酶氨基酸失去氨基作用称为脱氨基作用：氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第16页1.氧化脱氨氧化脱氨基：氨基酸在酶作用下伴有氧化脱氨基反应，催化这个反应酶即氧化酶或脱氢酶。L-氨基酸氧化酶（活性不高，对Gly，羟基氨基酸、酸性碱性氨基酸无作用）D-氨基酸氧化酶（存在于脊椎动物肝、肾中，对D-Met，D-Ala有作用）L-谷氨酸脱氢酶（分布广泛，活性强。别构酶，两种辅酶：NAD/NADP）氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第17页（1）氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶，以FMN或FAD为辅基。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第18页（2）氨基酸脱氢酶不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶最普遍存在是L-谷氨酸脱氢酶（别构酶）生成酮戊二酸能够直接氧化，生成ATP；也能够进行糖异生或形成酮体。谷氨酸脱氢酶氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第19页2.转氨基作用*转氨基作用：氨基酸在转氨酶作用下，可将氨基酸氨基转移到酮酸，结果氨基酸转变成酮酸，而酮酸转变成氨基酸。*转氨酶种类多，分布广，多数以－酮戊二酸作为氨基受体*转氨酶辅酶——磷酸吡哆醛（pyridoxalphosphate,PLP）转氨酶氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第20页磷酸吡哆醛是转氨酶和脱羧酶辅基(P431)磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第21页3.联合脱氨基作用

转氨基作用即使普遍存在，但单靠转氨基作用不能最终脱去氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基需要。因为大多数组织中L-谷氨酸脱氢酶活性很高，以及肌肉组织中含有活性较高腺苷酸脱氨酶，所以，机体借助联合脱氨基作用可快速使各种不一样氨基酸脱去氨基。(1)转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用(2)转氨酶和腺苷酸脱氨酶联合脱氨基作用氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第22页（1）转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用转氨酶L-谷氨酸脱氢酶α酮戊二酸α酮酸谷氨酸

以α-酮戊二酸为氨基受体，生成α-酮酸和谷氨酸，谷氨酸经谷氨酸脱氢酶催化，生成α-酮戊二酸，同时释出氨气。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第23页（2）转氨酶和腺苷酸脱氨酶联合脱氨基作用*氨基酸将氨基转移给草酰乙酸变成Asp，Asp与次黄嘌呤核苷酸（IMP）生成腺苷酸代琥珀酸，经过裂解，释放出延胡索酸并生成AMP，后者在腺苷酸脱氨酶作用下脱去氨基生成IMP，最终完成氨基酸脱氨基作用。IMP可继续参加上述反应，故将此种联合脱氨基作用称为嘌呤核苷酸循环。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第24页二、氨基酸脱羧基作用在氨基酸脱羧酶作用下脱去羧基生成伯胺和二氧化碳普遍存在动植物和微生物体中，但不是主要路径氨基酸脱羧后产生胺有一定生理作用，在体内积累过多会造成毒害。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第25页氨对动物含有毒性用于生物合成（常见于微生物）无毒形式运输或排出体外氨排泄三种形式：爬虫类(陆地)1.氨2.尿素3.尿酸三、NH3代谢－尿素循环氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第26页1.氨排泄（1）排氨动物-氨基酸脱下氨以谷氨酰胺形式运输到排泄部位，经分解产生游离氨排出体外（2）排尿酸动物-陆生爬虫和鸟类，以尿酸做为氨基酸排泄主要方式。尿酸也是灵长类等嘌呤代谢产物（3）高等动物和人类，氨主要是以尿素形式从肾中排出，小部分以谷氨酰胺形式储存。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第27页2.尿素循环－鸟氨酸循环（5步反应重点）鸟氨酸循环：最早发觉代谢循环，1932年H.Krebs提出，尿素形成主要在肝细胞中进行。HCO3+NH3+2ATP生成氨甲酰磷酸；鸟氨酸与氨及CO2（即氨甲酰基）结合生成瓜氨酸；瓜氨酸接收1分子氨(Asp)而生成精氨酸带琥珀酸；精氨酸带琥珀酸分解生成精氨酸；精氨酸酶作用下，精氨酸分解生成尿素，并重新生成鸟氨酸，鸟氨酸可参加第二轮循环。是发生在动物肝脏一个代谢循环。尿素是无毒水溶性物质，由血液运输至肾，从尿中排出。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第28页氨甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨酸天冬氨酸尿素尿素循环12a2b34氨甲酰磷酸延胡索酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第29页TheUreaCycle鸟氨酸作用：废物运载车瓜氨酸精氨酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第30页（1）氨甲酰磷酸合成酶催化反应碳酸氢根氨基甲酸氨甲酰磷酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第31页（2）瓜氨酸合成鸟氨酸转氨甲酰酶鸟氨酸氨甲酰磷酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第32页（3）精氨琥珀酸合成精氨琥珀酸合成酶天冬氨酸调控酶瓜氨酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第33页（4）精氨酸合成精氨琥珀酸酶延胡索酸氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第34页（5）精氨酸裂解生成尿素精氨酸酶氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第35页*尿素循环总结生成1分子尿素消耗3分子ATP，（四个高能磷酸键）。尿素是蛋白代谢最终产物，形成1分子尿素可去除2分子氨基氮和1分子CO2。前两步骤是在肝细胞线粒体中完成，而后三个步骤都是在胞液中完成。产生二个非蛋白质氨基酸：鸟氨酸、瓜氨酸尿素氮占尿中排出总氮量90％。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第36页鸟氨酸循环中产生延胡索酸能够进入三羧酸循环变成苹果酸，后者可变为草酰乙酸。草酰乙酸可同乙酰CoA缩合成柠檬酸，也可经转氨作用产生天冬氨酸，或经糖原异生作用转变为葡萄糖。延胡索酸是鸟氨酸循环与三羧酸循环之间连接物。

氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第37页尿素循环与TCA连接延胡索酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸TCA循环谷氨酸酮戊二酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨酸尿素鸟氨酸氨甲酰基磷酸Cell溶质尿素循环氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第38页3.氨转运（氨经过什么方式运输到肝脏？）有毒氨极少许以游离状态存在，主要以无毒丙氨酸和谷氨酰胺两种形式在血液中运输：（1）丙氨酸－葡萄糖循环（P433）（2）谷氨酰胺合成与分解氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第39页(1)丙氨酸－葡萄糖循环(P433)糖酵解α－酮戊二酸糖原异生葡萄糖丙酮酸血糖葡萄糖丙酮酸尿素谷氨酸丙氨酸α－酮戊二酸丙氨酸谷氨酸肌肉蛋白氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第40页*丙氨酸－葡萄糖循环意义使肌肉中氨以无毒丙氨酸做为载体运输到肝肝又为肌肉提供了生成丙酮酸葡萄糖。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第41页(2)谷氨酰胺携带氨基进入肝脏谷氨酰胺酶谷氨酸谷氨酰胺谷氨酸肝脏或肾血液谷氨酰氨合成酶氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第42页*谷氨酰胺作用生物体内氨运输形式一些含氮化合物合成原料在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰胺提供酰胺基，转移到天冬氨酸生整天冬酰胺等所以，谷氨酰胺不但是氨基酸解毒产物及运输形式，也是氨储存形式。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第43页四、α-酮酸代谢人体10-15%能量来自于氨基酸氧化分解，氨基酸碳架以5种产物形式进入TCA（分别为乙酰CoA、草酰乙酸、琥珀酰CoA，延胡索酸、-酮戊二酸）彻底氧化为H2O和CO2、还能够经过糖元异生合成葡萄糖或生酮。氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第44页四、α-酮酸代谢1.形成乙酰CoA氨基酸代谢路径2.形成-酮戊二酸氨基酸代谢路径3.形成琥珀酰CoA氨基酸代谢路径4.形成草酰乙酸氨基酸代谢路径5.形成延胡索酸氨基酸代谢路径氨基酸代谢专业知识讲解专家讲座第45页氨基酸进入TCA进入点（P438）延胡索酸乙酰乙酰CoA乙酰CoA草酰乙酸