含化合物氨基酸的代谢

关于含化合物氨基酸的代谢第1页，课件共51页，创作于2023年2月7.4.1蛋白质的消化和吸收（p265）

Proteins(butnotpepsin)unfoldedAbsorbedastri-&dipeptides,andaminoacidsDegradation&absorptionofdietaryproteinsPepsin:thefirstenzymediscovered(18thcentury).proteasesEssentialaminoacids胃蛋白酶第2页，课件共51页，创作于2023年2月消化道内几种蛋白酶的专一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）（Phe.Trp）第3页，课件共51页，创作于2023年2月蛋白酶的种类和专一性编号名称作用特征实例丝氨酸蛋白酶类(serinepritelnase)活性中心含Ser硫醇蛋白酶类(Thiolpritelnase)活性中心含Cys羧基（酸性）蛋白酶类[carboxyl(asid)pritelnase]活性中心含Asp,最适pH在5以下金属蛋白酶类(metallopritelnase)活性中心含有Zn2+

、

Mg2+等金属胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶木瓜蛋白酶无花果蛋白酶菠萝酶胃蛋白酶凝乳酶枯草杆菌蛋白酶嗜热菌蛋白酶第4页，课件共51页，创作于2023年2月二、端解酶：

氨肽酶：专一性地从肽链的氨基端水解肽键

羧肽酶：专一性地从肽链的羧基端水解肽键第5页，课件共51页，创作于2023年2月必需氨基酸的概念Thr（苏）、Val（缬）、Leu（亮）、Ile（异亮）、Met（甲硫）、Lys（赖）、Phe（苯丙）、Trp（色）(His、Arg)

凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。人的必需氨基酸：第6页，课件共51页，创作于2023年2月氨基酸代谢概况食物蛋白质氨基酸特殊途径-酮酸糖及其代谢中间产物脂肪及其代谢中间产物TCA鸟氨酸循环NH4+CO2H2O体蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤生物固氮硝酸还原（次生物质代谢）CO2胺第7页，课件共51页，创作于2023年2月第二节氨基酸的分解代谢二、脱羧基作用一、脱氨基作用2.非氧化脱氨基3.转氨基作用三、分解产物的去路1.氧化脱氨基第8页，课件共51页，创作于2023年2月一、脱氨基作用CHCOOHNH2RCCOOHNHRCCOOHOR+2H+2e-OH2氧化脱氨基酶作用特点L-氨基酸氧化酶：pH为10，生理pH条件下活性不高，不是主要酶系。D-氨基酸氧化酶：生物体的氨基酸主要由L-氨基酸组成，该E无重要意义谷氨酸脱氢酶：广泛存在，活性高，只催化谷氨酸脱氢。1.氧化脱氨基氨基酸在第9页，课件共51页，创作于2023年2月2.非氧化脱氨基裂解脱氨基：苯丙氨酸解氨酶苯丙氨酸反肉桂酸还原脱氨基：RCHNH2COOHRCH2COOH+NH32H+2e-+氨基酸脂肪酸谷氨酸脱氢酶催化的反应如下：第10页，课件共51页，创作于2023年2月水解脱氨基：3.转氨基作用常见的有谷草转氨酶、谷丙转氨酶等转氨酶CCOOHOR'CHCOOHNH2R''CCOOHOR''CHCOOHNH2R'a-酮酸a-氨基酸a-酮酸a-氨基酸醹CHPOCH2PNH2催化的酶为转氨酶，含磷酸吡哆醛，反应历程为RCHNH2COOH+OH2RCHOHCOOH+NH3氨基酸羟酸转氨酶CCOOHOR'CHCOOHNH2R''CCOOHOR''CHCOOHNH2R'a-酮酸a-氨基酸a-酮酸a-氨基酸醹CHPOCH2PNH2转氨酶CCOOHOR'CHCOOHNH2R''CCOOHOR''CHCOOHNH2R'a-酮酸a-氨基酸a-酮酸a-氨基酸醹CHPOCH2PNH2常见的有谷草转氨酶、谷丙转氨酶等常见的有谷草转氨酶、谷丙转氨酶等第11页，课件共51页，创作于2023年2月

转氨基作用

在转氨酶的催化下，α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成相应的α-氨基酸。第12页，课件共51页，创作于2023年2月第13页，课件共51页，创作于2023年2月转氨酶的作用机理（典型的共价催化例证）4.联合脱氨基作用NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH+H+CHCOOHNH2R'a-氨基酸醹a-酮戊二酸谷氨酸CCOOHOR'a-酮酸++谷氨酸脱氢酶转氨酶NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH+H+CHCOOHNH2R'a-氨基酸醹a-酮戊二酸谷氨酸CCOOHOR'a-酮酸++谷氨酸脱氢酶转氨酶NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH+H+CHCOOHNH2R'a-氨基酸醹a-酮戊二酸谷氨酸CCOOHOR'a-酮酸++谷氨酸脱氢酶转氨酶第14页，课件共51页，创作于2023年2月

联合脱氨基作用

转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式。第15页，课件共51页，创作于2023年2月5.脱酰胺作用例如：谷氨酰氨+H2O→谷氨酸+NH3

000胺氨基酸脱羧酶三、分解产物的去路二、脱羧基作用如：赖氨酸→戊二胺（尸胺）组氨酸→组胺酪氨酸→酪胺；这些胺都具有强烈的生理作用，会使生物体中毒，如组胺可降低血压，酪胺可升高血压等。富含蛋白类食物腐败后产生胺类物质，会引起食物中毒。氨的去路（1）重新合成氨基酸；（2）生成NH4+

（3）生成酰胺；（4）合成其他含氮化合物（5）形成尿素（鸟氨酸循环）。第16页，课件共51页，创作于2023年2月氨的代谢氨对生物机体是有毒物质，需进一步转化或排出体外。(主要是肌肉)各组织细胞脱氨NH3α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液肝脏脱氨，转化为排泄形式肌肉为什么以丙氨酸转运氨呢？一举两得。肌肉剧烈运动糖异生糖原脱氨丙酮酸酵解NH3蛋白质分解产能无毒丙氨酸中和第17页，课件共51页，创作于2023年2月氨的命运

氨对生物体是有毒的物质，尤其是高等动物的脑对氨极为敏感，血液中1%的氨就可引起中枢神经系统中毒。因此，排氨是生物维持正常生命活动所必需的。第18页，课件共51页，创作于2023年2月某些水生动物以氨的形式将氨排出体外：为排氨动物绝大多数陆生动物将脱下的氨转变为尿素：

排尿素动物鸟和陆生的爬虫类将氨以尿酸的形式排出：

排尿酸动物第19页，课件共51页，创作于2023年2月谷氨酰胺的生成和利用+NH2ATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶Mg2++2H谷氨酸合酶第20页，课件共51页，创作于2023年2月

谷氨酸的重新生成L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD(P)+NAD(P)H谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸转氨酶

在大脑中发生上述反应，大量消耗了-酮戊二酸和NAD(P)H，引起中毒症状。在肌肉中，可利用这一反应生成的谷氨酸的转氨基作用，生成丙氨酸，将氨转运到肝脏中去。第21页，课件共51页，创作于2023年2月

尿素的生物合成NH3+CO2+3ATP+天冬氨酸+2H2O

NH2-CO-NH2+

2ADP+2Pi+

AMP+PPi+延胡索酸

在排尿动物体内由NH3合成尿素是在肝脏中通过一个循环机制完成的，这一个循环称为尿素循环（鸟氨酸循环）。第22页，课件共51页，创作于2023年2月鸟氨酸循环鸟氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸醹NH2COPATP+CO2+NH3+H2OPiPi线粒体CH2CHNH2COOHNH2[]3CH2CHNH2COOHNHCNHNH2[]3CH2CHNH2COOHNHCNNH2CHCH2COOHCOOH[]3CH2CHNH2COOHNHCONH2[]3ATPAMP+PPi天冬氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鸟氨酸精癜彼醹延胡索酸尿素醹CONH2NH2细胞质第23页，课件共51页，创作于2023年2月尿素循环氨基酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鸟氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸2ADP+Pi2ATP+CO2+NH3+H2O1细胞溶液线粒体NH2-C-NH2O尿素-酮戊二酸-酮戊二酸H2N-C-PO2345第24页，课件共51页，创作于2023年2月3.氨基酸碳架的代谢途径1）再氨基化生成氨基酸2）转变成糖或脂肪

生糖氨基酸生酮氨基酸3）氧化供能生成CO2和H2O第25页，课件共51页，创作于2023年2月2.酮酸的去路（1）合成氨基酸（2）氧化分解（3）生成糖或脂（生糖氨基酸、生酮氨基酸）柠檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸谷氨酸精氨酸组氨酸脯氨酸谷氨酰胺苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸赖氨酸亮氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA脂肪酸异亮氨酸蛋氨酸缬氨酸柠檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸柠檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸柠檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸柠檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸谷氨酸精氨酸组氨酸脯氨酸谷氨酰胺苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸赖氨酸亮氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA脂肪酸异亮氨酸蛋氨酸缬氨酸柠檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸谷氨酸精氨酸组氨酸脯氨酸谷氨酰胺苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸赖氨酸亮氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA脂肪酸异亮氨酸蛋氨酸缬氨酸第26页，课件共51页，创作于2023年2月4.生糖氨基酸和生酮氨基酸生酮氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸和色氨酸，在分解过程中转变为乙酰乙酰—CoA，而乙酰乙酰—CoA在动物的肝脏中可转变为酮体，因此这5种氨基酸称为生酮氨基酸。生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸和草酰乙酸的氨基酸都能生成葡萄糖和糖原，称为生糖氨基酸。生酮生糖氨基酸：苯丙氨酸和酪氨酸即可生成酮体又可生成糖，因此称为生酮生糖氨基酸第27页，课件共51页，创作于2023年2月氨基酸碳架代谢去向酪第28页，课件共51页，创作于2023年2月3.胺的去路（1）氧化（2）转化为其它含氮化合物。胺可转化为生物碱、生长刺激素等等。如色氨酸经脱氨基后可生成植物生长激素—吲哚乙酸。胺氧化酶醛氧化酶第29页，课件共51页，创作于2023年2月4.1由氨基酸衍生的其他重要物质4.1.1氨基酸与一碳单位一碳单位：生物化学中将具有一个碳原子的基团称为“一碳单位”或“一碳基团”生物体内的一碳单位：亚胺甲基：-CHNH甲酰基：HCO-羟甲基：-CH2OH亚甲基（甲叉基，甲烯基）：-CH2-次甲基（甲川基）：-CH=甲基：-CH3第30页，课件共51页，创作于2023年2月4.2氨基酸与生物活性物质生物活性分子少量就能发挥作用的生物分子称为生物活性分子。

第31页，课件共51页，创作于2023年2月氨基酸转变产物生物作用甘氨酸嘌呤碱肌酸卟啉核酸及核苷酸次分组织中储能物质血红蛋白及细胞色素等辅基丝氨酸乙醇胺及胆碱乙酰胆碱磷脂成分神经递质半胱氨酸牛磺酸结合胆汁酸成分天冬氨酸嘧啶碱核酸及核苷酸成分谷氨酸γ-氨基丁酸抑制性神经递质组氨酸组胺神经递质第32页，课件共51页，创作于2023年2月酪氨酸儿茶酚胺类甲状腺激素黑色素神经递质激素皮、发形成黑色色氨酸5-羟色胺黑素紧张素烟酸神经递质促进平滑肌收缩松果体激素维生素PP鸟氨酸腐胺亚精胺促细胞增殖天冬氨酸

兴奋性神经递质谷氨酸

兴奋性神经递质第33页，课件共51页，创作于2023年2月

氨基酸代谢缺陷症氨基酸代谢中缺乏某一种酶，都可能引起疾病，这种疾病称为代谢缺陷症.

由于某种酶的缺乏，致使该酶的作用底物在血中或尿中大量出现.如尿黑酸症。见表30-3第34页，课件共51页，创作于2023年2月3.氨基酸碳架的代谢途径1）再氨基化生成氨基酸2）转变成糖或脂肪

生糖氨基酸生酮氨基酸3）氧化供能生成CO2和H2O第35页，课件共51页，创作于2023年2月3.胺的去路（1）氧化（2）转化为其它含氮化合物。胺可转化为生物碱、生长刺激素等等。如色氨酸经脱氨基后可生成植物生长激素—吲哚乙酸。胺氧化酶醛氧化酶第36页，课件共51页，创作于2023年2月第三节氨基酸的生物合成一、生物氮

1.NH3的来源（1）生物固氮固氮酶的组成：有两种成分，即铁蛋白和钼铁蛋白，二者均为铁硫蛋白，其中，铁蛋白的功能是接受供电子体的电子并转移给钼铁蛋白，钼铁蛋白的功能是直接还原氮。供电子体是NADPH。该过程要消耗ATP。氧化还原3NADPH+H+3NADP+铁氧还蛋白铁蛋白钼铁蛋白N22NH312ATP12ADP+Pi固氮酶6e－6e－6e－6e－固氮机理：固氮机理：固氮机理：固氮机理：第37页，课件共51页，创作于2023年2月生物固N的化学本质2NH36H6e-N2+12ATP+12H2O12ADP+12Pi固氮酶Go'=-27kJN2+3H22NH3

Go'=-208kJN2+8e-+16ATP+16H2O2NH3+H2

+16ADP+16Pi+8H+

第38页，课件共51页，创作于2023年2月第39页，课件共51页，创作于2023年2月（厌氧环境）N2还原剂铁蛋白钼铁蛋白NADPH生物固氮的作用机理e-e-e-e-第40页，课件共51页，创作于2023年2月自然界中N素循环第41页，课件共51页，创作于2023年2月（2）硝酸还原硝酸还原分为两步，第一步在硝酸还原酶催化下，NO3－还原为NO2－，第二步在亚硝酸还原酶催化下，NO2－还原为NH3NO3－+2H++2e-————————→NO2－+H2O

硝酸还原酶电子供体为NADPH、NADH（高等植物、真菌、蓝藻）和铁氧还蛋白（其它）NO2－+7H++6e-————————→NH3

+2H2O

亚硝酸还原酶电子供体为铁氧还蛋白。第42页，课件共51页，创作于2023年2月（3）直接吸收2.氨的同化是指将氨转化为有机物中的氮的过程氨的同化又两条途径，谷氨酸脱氢酶a-酮戊二酸谷氨酸（1）谷氨酸脱氢酶途径第43页，课件共51页，创作于2023年2月（2）谷氨酰胺—谷氨酸合成酶途径谷氨酰胺合成酶谷氨酸谷氨酰胺谷氨酸合成酶谷氨酸谷氨酰胺a-酮戊二酸总反应：a-酮戊二酸+NH3+ATP+NAD(P)H+H+→谷氨酸+ADP+NAD(P)+第44页，课件共51页，创作于2023年2月第45页，课件共51页，创作于2023年2月

1概述

不同生物合成氨基酸的能力不同。可利用二氧化碳，有机酸及单糖。

a.人体能合成部分氨基酸。机体不能自己合成必须从外界摄取的氨基酸称为必需氨基酸

Phe