蛋和氨基酸演示文稿

蛋和氨基酸演示文稿1当前第1页\共有130页\编于星期六\10点2（优选）蛋和氨基酸当前第2页\共有130页\编于星期六\10点

氨基酸代谢库AminoacidpoolProteinfromfoodSynthesisinvivoProteininvivoResourceFateα-KetoacidAmmonia

UreaSubstancewithnitrogenAmines（胺）

CO2NH3EnergyKetobodiesGlucose当前第3页\共有130页\编于星期六\10点

NitrogenBalance－摄入氮量和排除氮量的关系

AllNitrogenBalance－

摄入氮量＝排除氮量

PositiveNitrogenBalance－

摄入氮量>排除氮量

NegativeNitrogenBalance－

摄入氮量<排除氮量In=OutIn>OutIn<Out当前第4页\共有130页\编于星期六\10点

二、Essential,Non-Essential

andSemi-EssentialAminoAcid

EssentialAminoAcids

8EAA-

LysTrpValLeuIleThrMetPhe

TwoSEAA-

HisArg

当前第5页\共有130页\编于星期六\10点Proteinwith8EAANutritionvalueofproteinQuantityQuality当前第6页\共有130页\编于星期六\10点“HighQuality”Protein*当前第7页\共有130页\编于星期六\10点DailyProteinRequirements当前第8页\共有130页\编于星期六\10点思考题对于饮食要求，为何动物蛋白比植物蛋白有益？饮食中蛋白质过量有害吗？为什么高能低氮饮食会导致营养不良？如果用奶酪取代肉类的膳食在氮含量方面是否营养充足？当前第9页\共有130页\编于星期六\10点

常见蛋白酶:TrypsinChymotrypsinPepsin嗜热菌蛋白酶(Thermolysin)羧肽酶(Carboxypeptidase)氨肽酶(Aminopeptidase)当前第10页\共有130页\编于星期六\10点消化道内几种蛋白酶的专一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）当前第11页\共有130页\编于星期六\10点氨肽酶aminopeptidases是肽链外切酶，从多肽链的N-端逐个切割。最常用氨肽酶:亮氨酸氨肽酶，水解以亮氨酸残基为N-末端的肽键速度最大。羧肽酶Carboxypeptidase从多肽链的C-端逐个的水解常用的羧肽酶：A,B,C和Y；A和B来自胰脏；C来自柑桔叶；Y来自面包酵母。羧肽酶A能水解除Pro,Arg和Lys以外的所有C-末端氨基酸残基；B只能水解Arg和Lys为C-末端残基的肽键。当前第12页\共有130页\编于星期六\10点Trypsin：R1=Lys和Arg侧链（专一性较强，水解速度快）。R2=Pro水解受抑水解位点当前第13页\共有130页\编于星期六\10点R1=Phe,Trp,Tyr时水解快;

R1=Leu，Met和His水解稍慢。R2=Pro水解受抑。PeptideChain水解位点Chymotrypsin糜蛋白酶当前第14页\共有130页\编于星期六\10点Pepsin：R1和R2＝Phe,Trp,Tyr;Leu以及其它疏水性氨基酸水解速度较快。R1=Pro水解受抑Pepsin胃蛋白酶水解位点当前第15页\共有130页\编于星期六\10点当前第16页\共有130页\编于星期六\10点

ChymotrypsinTrypsinElastase

三种酶底物结合部位示意图当前第17页\共有130页\编于星期六\10点COO-CAspActiveSiteTrypsinChymotrypsinElastasecutatLys,ArgcutatTrp,Phe,TyrcutatAla,GlyNon-polarpocketDeepandnegativelychargedpocketShallowandnon-polarpocket

O

O–C–N–C–C–N–

C

C

C

C

NH3+

OO–C–N–C–C–N–

C

OO–C–N–C–C–N–

CH3JuangRH(2004)BCbasics当前第18页\共有130页\编于星期六\10点Thermolysin：R2=Phe,Trp,Tyr;Leu，Ile,Met以及其它疏水性强的氨基酸水解速度较快。R2=Pro或Gly水解受抑。R1或R3=Pro水解受抑。水解位点嗜热菌蛋白酶当前第19页\共有130页\编于星期六\10点谷氨酸蛋白酶：

R1=Glu、Asp(磷酸缓冲液);R1=Glu(磷酸缓冲液或醋酸缓冲液)精氨酸蛋白酶：

R1=Arg水解位点谷氨酸蛋白酶和精氨酸蛋白酶当前第20页\共有130页\编于星期六\10点

只能成为FreeAa，少量二肽，三肽才能吸收。

（一）Degradation(分解，消化)FoodPrPepsinpeptidefragmentTrypsin、Chymotypsin、ElastaseSmallpeptidesCarboxypeptidaseB、AStomach(胃)Duodenum

(十二指肠)Part2Degradation,Absorption，

Putrefactionand

DetoxificationofProteins(十二指肠)当前第21页\共有130页\编于星期六\10点

Oligo-peptidesAminopeptidaseAa,BipeptideandtripeptideetcDipeptidase,TripeptidaseFreeAaPapain,Bromelain（菠萝蛋白酶）Ficin（无花果蛋白酶）etcinPlant(肠粘膜细胞)(消化道各种酶的协同作用产生)当前第22页\共有130页\编于星期六\10点当前第23页\共有130页\编于星期六\10点当前第24页\共有130页\编于星期六\10点

（二）AbsorptionofAminoAcidandTransformation

①FreeAa进入Cell主要方式：主动转运，需Na+、ATP及Carrier，转运与Na+同步进行。

②

其它转运方式:r-Glutamylcycle(r-谷氨酰循环)，转运一个Aa消耗3个ATP，特快，同时与GSH谢有关。③膜上亦有二肽，三肽转运载体蛋白，需ATP,Na+,转运二、三肽进入小肠粘膜细胞内再分解为Aa当前第25页\共有130页\编于星期六\10点

氨基酸进入组织细胞的需钠主动转运机制ADP+PiATPK+K+Na+Na+Na+AaNa+Aa外膜内K+-ATPase载体蛋白质蛋白质的吸收当前第26页\共有130页\编于星期六\10点谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酸环化酶5-氧脯氨酸谷胱甘肽合成酶-谷氨酰半胱氨酸合成酶5-氧脯氨酸酶细胞膜细胞内-谷氨酰基转移酶||||||||||||||||||||||细胞外-谷氨酰循环甘氨酸半胱氨酸肽酶-谷氨酰氨基酸ATPATP

ATPADP+Pi谷氨酸ADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸ADP+PiAA当前第27页\共有130页\编于星期六\10点

经消化吸收的Aa进入细胞后，主要有3fate：①合成新蛋白质②

产生许多重要生物分子的前体，如H，pu,py,V…，或分解成其它代谢产物排除体外③过多则产能，4千卡/g(糖4千卡/g，脂9千卡/g)当前第28页\共有130页\编于星期六\10点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+NH4+NH3CO2H2O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SO42

-生物固氮硝酸还原（次生物质代谢）CO2胺当前第29页\共有130页\编于星期六\10点

大肠中细菌分解产生胺、脂肪酸、醇、酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢、甲烷、氨、二氧化碳、维生素等的作用。

脂肪酸、维生素等有利于机体的物质被重新吸收。

吲哚、甲基吲哚等有毒物质经过生理解毒作用而排除体外。

PutrefactionofProtein

（腐败作用）当前第30页\共有130页\编于星期六\10点

腐败产物大多有毒,大部分可直接排除体外,少数由肝脏酶作用而解毒后,排除体外。

detoxificationways:

Oxidativedetoxification(Specificenzyme)

Conjugateddetoxification(毒素+无毒物)physiologicaldetoxification

（解毒）当前第31页\共有130页\编于星期六\10点一、DeaminationofAA

Aa失去－NH2的作用称为脱氨基作用

◆Oxidative

Deamination

◆Transamination◆联合脱氨（Transdeamination)◆NonoxidativedeaminationPart3CommonMetabolismofAa当前第32页\共有130页\编于星期六\10点

定义：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。反应通式：HNH2R-C-COOH--+O2+H2OR-C-COOH+H2O2+NH3AAoxidaseOAAoxidaseR-C-COO-NH2H2OR-C-COOHO+NH3FPFPH2FPH2+O2FP+H2O2

★

Oxidative

DeaminationHNH2R-C-COOH--当前第33页\共有130页\编于星期六\10点

1、FADorFMN为辅酶或辅基的脱氢酶类（黄素酶）受氢体的不同而分为2类

⑴需氧黄（素）酶（Aerobicflavoenzyme）氧为直接受氢体，2H＋O2H2O2

S-2HFMNorFADH2O2

SFMNH2orFADH2O2

（已氧化代谢物）

e.g.AminoacidoxidaseorAminoacidDHase----2H

2H----需氧黄酶当前第34页\共有130页\编于星期六\10点

⑵不需氧黄酶（Anaerobicflavoenzyme）

不是氧为直接受氢体，催化底物脱下的氢先传给中间传递体，再传给分子氧而生成水。

S-2HFMNorFAD传递体-2H½O2

SFMNH2

传递体H2OorFADH2

e.g.SuccinateDHase[琥珀酸脱氢酶]（FAD）

AcylCoADHase[脂肪酰CoA脱氢酶]（FAD)

2H----

2H----

2H----不需氧黄酶当前第35页\共有130页\编于星期六\10点

2、NADorNADP为辅酶的脱氢酶（不需氧脱氢酶）

S-2HNAD+orNADP+

传递体-2H

½O2

SNADH+H+or

传递体H2ONADPH+H+

2H----

2H----

2H----不需氧脱氢酶

当前第36页\共有130页\编于星期六\10点

AA氧化酶的种类

L-AAoxidase:催化L-AA氧化脱氨，体内分布不广泛，最适pH10左右，以FAD或FMN为辅基。

D-AAoxidase:体内分布广泛，以FAD为辅基。但体内D-AA不多。

L-GluDHase:专一性强，分布广泛(动、植、微生物)，活力强，以NAD+或NADP+为辅酶。+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCHNH2-CH2COOH--+NAD(P)++H2O谷氨酸脱氢酶ATPGTPNADH变构抑制ADPGDP变构激活CH2-COOHC=O-CH2COOH--体内（正）体外（逆）当前第37页\共有130页\编于星期六\10点转氨基作用

α-氨基酸1

R1-CH-COO-

NH+3

|α-酮酸1

R1-C-COO-O||

R2-C-COO-O||α-酮酸2

R2-CH-COO-

NH+3

|α-氨基酸2转氨酶（辅酶：磷酸吡哆醛）

转氨酶催化下，α-氨基酸氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子上，原α-氨基酸生成相应α-酮酸，而α-酮酸则形成相应的α-氨基酸，称为转氨基作用或氨基移换作用。当前第38页\共有130页\编于星期六\10点α-Aa与α-ketoacid之间-NH2转移作用，一种脱氨形式。

α-ketoglutarate

（α-kG）GPT[谷丙转氨酶]

★Transamination[转氨作用]AlaPyruvateGlu当前第39页\共有130页\编于星期六\10点吡哆素和磷酸吡哆素磷酸吡哆素:

①磷酸吡哆醛（pyridoxalphosphate,PLP）

②磷酸吡哆胺（pyridoxaminephosphate,PMP）。磷酸吡哆素是转氨酶、脱羧酶、消旋酶的辅酶，转氨酶通过磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的相互转换，起转移氨基的作用当前第40页\共有130页\编于星期六\10点吡哆醇吡哆醇氧化酶吡哆醛吡哆胺吡哆胺转氨酶ATPADP磷酸吡哆醇磷酸吡哆醇氧化酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺转氨酶磷酸吡哆胺ATPADP激酶ATPADP当前第41页\共有130页\编于星期六\10点①13种转氨酶，特异性不清楚

②大多数Transaminase都需要α-ketoglutarate或Glu,即对Glu专一，而对另一Aa无专一性。最重要：GPT，GOT(谷草转氨酶）Glu-Leu，Glu-Tyr…等③都以P－吡哆醛(PLP)为辅酶

④转氨作用不仅可使Aa脱氨，而且-NH2转运，血糖维持上起重要调节作用。当前第42页\共有130页\编于星期六\10点当前第43页\共有130页\编于星期六\10点当前第44页\共有130页\编于星期六\10点TransaminationsGln

α-KG+ +Pyruvate AlaGlu α-KG

+ +OAAAspGlutamate-PyruvateAminotransferaseGlutamate-OxaloacetateAminotransferase(GPTinliver)(GOTinmuscle)当前第45页\共有130页\编于星期六\10点

转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。*通过此种方式并未产生游离的氨-氨基转运

意义：当前第46页\共有130页\编于星期六\10点联合脱氨基作用

（1）概念（2）类型a、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联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。当前第47页\共有130页\编于星期六\10点

指转氨＋氧化脱氨－联合作用，使Aa脱氨的过程。

有两种形式：

L-GluDHase为中心的联合脱氨

PurinenucleotideCycle[嘌呤核苷酸循环]

★

Transdeamination

联合脱氨（转氨+脱氢脱氨）（动物组织主要采取的方式）当前第48页\共有130页\编于星期六\10点1.转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联*此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也为体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+转氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶当前第49页\共有130页\编于星期六\10点1.以L-GluDHase为中心的联合脱氨

由于转氨并不能最后脱掉氨基，氧化脱氨中只有谷氨酸脱氢酶活力高，转氨基和氧化脱氨联合在一起才能迅速脱氨。或NADP＋+L-GluDHase

Aminotransferase氨基的常规受体思考题：在饥饿状态下，此途径如何运转？当前第50页\共有130页\编于星期六\10点联合脱氨基作用的特点1.转氨基与氧化脱氨基作用偶联2.产生NH33.合成非必需氨基酸的重要途径4.肝、肾、脑中最活跃当前第51页\共有130页\编于星期六\10点

2、Purinenucleotidecycle

嘌呤核苷酸循环

特点：肌、肝中主要靠此Cycle，脑中50％的NH3。当前第52页\共有130页\编于星期六\10点苹果酸腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸NNNNR-5`-PNH2腺嘌呤核苷酸(AMP)NNNHNR-5`-PO次黄嘌呤

核苷酸

(IMP)NNNNHNH∣CCOOHCH2HOOCR-5`-P

腺苷酸代琥珀酸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此种方式主要在肌肉组织进行转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联当前第53页\共有130页\编于星期六\10点α-AAα-KGα-KetoacidGluAspFumarate腺苷酸代琥珀酸IMPAMP腺苷酸脱氨酶

H2ONH3NH2NH2NH2NH2NH2MalateOAAGPTGOT当前第54页\共有130页\编于星期六\10点-酮酸草酰乙酸氨基酸-酮戊二酸谷氨酸天冬氨酸GOT

嘌呤核苷酸循环联合脱氨（1）GPT当前第55页\共有130页\编于星期六\10点GTP腺苷酸代琥珀酸合成酶天冬氨酸IMP腺苷酸代琥珀酸AMPH2ONH3延胡索酸苹果酸草酰乙酸GOT

嘌呤核苷酸循环联合脱氨（2）当前第56页\共有130页\编于星期六\10点CH2-CONH2CH2-CHNH3+COO---+H2OCH2-COO-CH2-CHNH3+COO---+NH3

谷氨酰胺酶GlutaminaseCH2-CONH2CHNH3+COO---+H2O

天冬酰胺酶AsparaginaseCH2-COO-CHNH3+COO---+NH3中性Gln是体内－NH2贮存、运送的重要形式，它不仅为pr,py,pu等合成提供－NH2，而且是解除氨毒性的重要方式。★氨基酸的脱酰胺作用两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中，有相当高的专一性。当前第57页\共有130页\编于星期六\10点

包括：

DirectdeaminationDehydrateddeamination;DesulfuratedhydrogendeaminationHydrolyzedeaminationReducingdeamination.

★Nonoxidativedeamination

（多在微生物中）当前第58页\共有130页\编于星期六\10点

综上所述：

a、OxidativeDeamination活力低，分布不广。除Gly、Glu外

b、Nonoxidativedeamination(脱水、脱－SH，水解，还原，氧还)主要见于微生物

c、GluDHase活力高，但主要催化肝内Glu合成

d、转氨活性高,分布广,但不能最后脱下－NH2

体内主要途径是??

-联合脱氨！！！当前第59页\共有130页\编于星期六\10点小结

1.氧化脱氨

2.非氧化脱氨

3.氨基酸的脱酰胺作用（重点）

4.转氨基作用

5.联合脱氨基（两个内容,重点）脱氨基作用当前第60页\共有130页\编于星期六\10点

R1

COOH

H-C-NH2--

HR2O=C--+AA胺类化合物脱羧酶

（PLP）R1

COOH

H-C-N=C-

H-R2醛亚胺+H2OR1H

H-C-N=C---H-

R2CO2H2O

H

R2O=C--+

R1

H

H-C-NH2--专一性强二、Decarboxylation脱羧基作用胺类化合物︱︱︱PLPPLP一级胺当前第61页\共有130页\编于星期六\10点

1、Aadecarboxylation是正常代谢途径，但不是主要途径，脱羧后形成一级胺类。

R-NH2CH2-COOH R-CH2-NH2+CO22、除His外，脱羧酶皆以P－吡哆醛为Coenzyme以P－吡哆醛为辅酶的还有：转氨酶、脱水酶、脱-SH酶、D-Aa消旋酶

3、酶专一性很强，绝对专一。人体内无Gly、Ala、Thr、Pro、Hyp脱羧酶

4、一级胺去路(命运)如下脱羧酶（磷酸吡哆醛)当前第62页\共有130页\编于星期六\10点

a.

胺氧化酶（解毒过程）

R-CH2-NH2+O2+H2O

R-CHOR-COOHNH3+H2O2MetabolismofLipid一级胺当前第63页\共有130页\编于星期六\10点

b.

用作药理作用物（用完必须尽快分解）

Glu——γ氨基丁酸，作为神经递质

His——组胺，具有降压作用

Tyr——酪胺，具有升压功效

Lys——尸胺

Orn——腐胺

Trp——甲基色胺－粪臭素

Trp——5-OH-色胺，具有血管收缩作用

Phe——苯胺——苯胺衍生物

腐败－微生物作用产生大量胺化物当前第64页\共有130页\编于星期六\10点Products:

α-ketoacidAmmonium（NH3）

Part4MetabolismofDeaminationProductofAA当前第65页\共有130页\编于星期六\10点

合成新pr重新利用NH3，余大量NH3

如不能尽快清除而在细胞内积累，将会引起“氨中毒”：大量NH3与α-ketoglutarate结合，而使Krebscycle的中间物损耗过量，体内氧化过程减慢，大脑缺能所致。血中NH3含量0.5mg%,>1mg%即中毒昏迷。一、MetabolismofAmmonia

当前第66页\共有130页\编于星期六\10点水生动物：排Ammonium陆生（人和其它哺乳动物）：排

Urea(尿素，脲)鸟类、爬行类：排

Uricacid植物：不排放，以Asn、Gln形式回收利用，贮存。各种生物排NH3方式：当前第67页\共有130页\编于星期六\10点①Aa经脱氨作用和胺的分解产生；②肠道细菌分解Aa产生；③肾上皮细胞，由Gln分解而来。

Resourceofammonia(HumanandAnimal)当前第68页\共有130页\编于星期六\10点

1、Ala-GlcCycle，氨运入肝脏

Aa

+Pyruvate(Muscle)

Ala经血液循环

Liver,联合脱氨

PyruvateGlc

血液循环MusclePyruvate再次转氨

糖异生NH3氨的转运（氨以Ala和Gln2种形式运输）当前第69页\共有130页\编于星期六\10点1.丙氨酸-葡萄糖循环

(alanine-glucosecycle)

（肌肉中氨的主要输出形式，占70%）⑵过程：

⑴意义：①肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝②

肝为肌肉提供葡萄糖当前第70页\共有130页\编于星期六\10点Ala-GlccycleGlu-KGPyrAlaAlaAlaUreaNH3

-KGGluPyrGlcGlcGlc

AANH3Blood||||||||||||||||||||||MusclePROTEINMUSCLELiverNH3当前第71页\共有130页\编于星期六\10点丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊

二酸丙酮酸酵解途径转氨酶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-葡萄糖循环葡萄糖一举两得肌肉剧烈运动丙酮酸NH3丙氨酸糖异生糖原脱氨酵解蛋白质分解产能当前第72页\共有130页\编于星期六\10点当前第73页\共有130页\编于星期六\10点2.谷氨酰胺的运氨作用

（主要是脑、肌肉中氨的转运）

⑴过程：

谷氨酸

+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶*在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。⑵意义：

谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。临床上用谷氨酸盐降低血氨当前第74页\共有130页\编于星期六\10点2、Gln转运氨

Glu+NH3Gln

GlnGlutaminesynthetase（Brain,muscleetc)GlutaminaseGlu+NH3(Bloodcycle)(Liver,kidney）谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺酶当前第75页\共有130页\编于星期六\10点

Excretionofammonium

氨的排泄

1.NH3可用于Aminoacid和Amine的合成以便储存和利用

2.

也作为废物排除体外，不同动物采取不同的排除形式。

人和其它哺乳动物以Urea形式排除体外，即所谓“OrnithineCycleorUreaCycle”，由系列酶的催化完成。当前第76页\共有130页\编于星期六\10点以Ammonium排出：NH3转变成酰胺（Gln），运到排泄部位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）以Urate排出：将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。（陆生爬虫及鸟类）：经尿素循环（肝脏）将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动物）重新利用合成AA：合成酰胺（高等植物中）;嘧啶环的合成（核酸代谢）1、氨的去路：以UREA排出当前第77页\共有130页\编于星期六\10点氨甲酰磷酸合成酶-I2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶II

2ATP2ADP+PiPP尿素循环（OrnithineCycle，inliver）1、Process（livercellMit）

a.氨甲酰－合成CO2+

NH4+

+H2O

NH2-CO

HCO3-+Gln NH2-CO+Glu

（Cytosol）Pb.

瓜氨酸(Cit)合成NH2-CO+鸟氨酸（Orn） 瓜氨酸

Orn转氨甲酰基酶P（Mit）CTPNH4+的活化当前第78页\共有130页\编于星期六\10点

2.Processincytosol

瓜氨酸出Mit

精氨酰琥珀酸 Arg+Fumarate

精氨酰琥珀酸合成酶ATPAMP+PPi精氨酰琥珀酸裂合酶瓜氨酸

+Asp 精氨酰琥珀酸MalateOAAAsp鸟氨酸Arg,H2ONH2-CO-NH2(Urea)当前第79页\共有130页\编于星期六\10点NH3+CO2+H2O氨基甲酰磷酸精氨酸代琥珀酸2ATP2ADP+PiN-乙酰谷氨酸鸟氨酸Pi瓜氨酸瓜氨酸Urea鸟氨酸H2OATPAMP+PPiAspMalateOAAGlu-KGAA-酮酸线粒体胞液鸟氨酸循的全过程精氨酸Fumarate当前第80页\共有130页\编于星期六\10点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当前第81页\共有130页\编于星期六\10点鸟氨酸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草酰乙酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸ATPAMP+PPiH2O2ATP+CO2+NH3+H2O2ADP+Pi基质线粒体胞液NH2-C-NH2O尿素当前第82页\共有130页\编于星期六\10点Mit瓜氨酸Arg鸟氨酸精氨酸代琥珀酸Asp

α－KGGlu

MalateOAA

Fumarate

氨甲酰磷酸

CO2＋NH4+

Cytosol尿素循环与柠檬酸循环的联系Cycle当前第83页\共有130页\编于星期六\10点

每合成一个Urea循环一次，需：（1）氨甲酰P供1分子NH2、Asp

供1分子NH2，CO2提供1分子CO2（2）Arg-琥珀酸合成需1ATP（2高能键）（3）1分子urea入肾、尿排出总耗能4高能键（4）酶类

Mit：氨甲酰-P合成酶，2ATP，Orn转氨甲酰酶(Cit)Cyt：Arg-琥合成酶，耗2高能键

Arg-琥裂合酶，Arg酶(Arginase)，Asp转氨酶

Glu脱氢酶酶缺陷病人将NH3中毒：智力迟钝，神经发育停滞。小儿忌pr，喂α-酮戊二酸及酮酸当前第84页\共有130页\编于星期六\10点CO2

2NH3（其中1分子来自于天冬氨酸*）

4ATP•生理意义：体内氨的主要去路,解氨毒的重要途径。总反应方程式：Urea+2ADP+AMP+2Pi+PPi2NH3+CO2+3ATP+H2O限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶鱼类等水生，NH3+Glu Gln（运出细胞） Glu+NH3

水鸟类，尿酸（uricacid）合成复杂，NA代谢中提到。当前第85页\共有130页\编于星期六\10点脱羧骨架

FAmetabolism（amine胺、aldehyde醛、acid酸）CO2－排出及合成新物质NH3－合成NewAa，ProteinandUrea脱氨后的α－ketoacid骨架：

20种不同ketoacid分解方式不同，可以生糖或生酮。但最终都进TCACycle，按进入方式可分为6类。二、Metabolismofα-ketoacid当前第86页\共有130页\编于星期六\10点氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径

草酰乙酸磷酸烯醇式酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸组氨酸脯氨酸异亮氨酸亮氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸葡萄糖柠檬酸进入方式1进入方式2进入方式3当前第87页\共有130页\编于星期六\10点琥珀酰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脂肪甘油三酯α-磷酸甘油脂肪酸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

缬氨酸乙酰乙酰CoA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TAC当前第88页\共有130页\编于星期六\10点

1、生成Aa

α－ketoacid

NEAA(非必需氨基酸)2、氧化成CO2和H2OPyruvate、OAA、α-ketoglutarateTCACycle3、转变为FA和Sugar

GlucogenicAa(Allnon-essentialAa，13/14)KetogenicAa(Lys?,Leu)

GlucogenicwithKetogenicAa(Ile、Lys、Phe、Trp、Tyr，5）即异赖3芳

如Ala、Ser、Cys也可形成AcCoAOAA，生糖Aa和生酮Aa的界定并非严格Amination当前第89页\共有130页\编于星期六\10点Part5CatabolismofAminoAcids

一、OneCarbonGroupMetabolism

具一个C原子的基团称一C单位，体内一C单位包括：甲基 －CH3亚甲基 －CH2－（甲叉基，甲烯基）次甲基 －CH＝（甲川基，甲炔基）甲酰基 －HCO亚氨甲基 －CH=NH（亚氨甲基）羟甲基 －CH2OH

凡属一C单位的转移和转化都叫一C单位代谢一C代谢与FH4，FH2，S－腺苷－Met有关

当前第90页\共有130页\编于星期六\10点

载体:THFA(FTHFA)还原酶催化，NADPH2供氢部位：N5和N10当前第91页\共有130页\编于星期六\10点

一C单位供体Aa一C单位除与Aa代谢有关外，还与Pu、Py合成，肾上腺素、肌酸、胆碱、卵磷脂合成有关，生物学意义重要。

主要来源:苏、组、甘、甲、丝(记住！！）

1、Gly甲川FH4

（PuC8）；甲酰FH4（PuC2）2、Thr 乙醛+Gly3、Ser 甲叉FH4+Gly4、His 亚氨甲基FH4；甲川FH4

5、Met S-腺苷-Met

Met是近50种物质的CH3供体，如肌酸、胆碱，肾上腺素等。失去的甲基由N5－CH3－FH4补充，供给。当前第92页\共有130页\编于星期六\10点

二、CatabolismofGlyandSer

PYRUVATETCACYCLE甘氨酸代谢途径

Gly

Ser当前第93页\共有130页\编于星期六\10点

三、

CatabolismofMet，CysHandCys

Met

S-腺苷

Met

S-腺苷同型Cys

同型Cys(高Cys)ATPPPi+PiCH3腺苷N5-CH3-FH4FH4

PropionylCoASuccinylyCoA

TCACYCLE当前第94页\共有130页\编于星期六\10点

游离Cys极少，CysH与Cys的代谢基本相同。

Cys

Pyruvate+NH3牛黄酸H2SO43-磷酸腺苷－5－磷酸硫酸（活性硫酸根）OtherMetabolism当前第95页\共有130页\编于星期六\10点

四、CatabolisnofTyr,TrpandPhe

苯乙酸苯乳酸黑色物质乙酰乙酸（生酮）延胡索酸（生糖）PhehydroxylasePhe

TyrPhehydroxylase缺，患苯丙酮尿症(Phenylketonuria)尿黑酸氧化酶基缺，患黑酸尿症（Alcaptonuria）酪胺、肾上腺素、黑色素等Attention:!!!!!×尿黑酸×尿黑酸氧化酶Othermetabolism

当前第96页\共有130页\编于星期六\10点Phenylketonuria(PKU)DiseaseDeficiencyofPhehydroxylaseOccursin1:16,000livebirthsinU.S.Seizures,mentalretardation,braindamageTreatment:??ScreeningofallnewbornsmandatedinallstatesPheTyrTransaminationPhenylpyruvate(urine)苯丙酮尿症当前第97页\共有130页\编于星期六\10点Trp(生糖、酮)

①转化为PyruvateAcCoA（生糖和生酮）②

转化为尼克酸（合成维生素原料，特例，但少）

NAD/NADP

③转化为5－羟基色胺（动物，血管收缩、体温调节等）④转化为吲哚乙酸（植物生长刺激素）

当前第98页\共有130页\编于星期六\10点TryptophanMetabolism:SerotoninFormationTryptophan(Trp)IndoleringTrphydroxylaseO25-Hydroxy-tryptophanDecarboxylaseCO25-Hydroxy-Tryptamine(5-HT);(Serotonin)

当前第99页\共有130页\编于星期六\10点SerotoninMetabolism:Melatonin2StepsSerotoninMelatoninMelatonin:FormedprincipallyinpinealglandSynthesiscontrolledbylight,amongotherfactorsInducesskinlighteningSuppressesovarian卵巢functionPossibleuseinsleepdisorders（松果腺）当前第100页\共有130页\编于星期六\10点

五、MetabolismofOtherAa

（自学）

（一）Leu,IleandVal

（代谢途径相似）

LeuAcCoA+AcAcCoAIleAcCoA+PropionylCoA

ValPropionylCoASuccinylCoA

当前第101页\共有130页\编于星期六\10点

（二）CatabolismofThr

Gly+乙醛（转化为AcCoA）

Thr

(Liver、kidneyandsomemicroorganism)α-ketobutyrateButyrate+Propionate

PropionylCoA(Somemicroorganism)

（三）CatabolismofHis

HisGlu

（四）CatabolismofLys

LysGlu+AcAcCoA当前第102页\共有130页\编于星期六\10点

（五）CatabolismofArg

ArgUrea+OrnOrnGlu

（六）CatabolismofAla、GluandAsp

AffterOxidativeDeaminationandTransamination,FormPyruvate,α-ketoglutarateandOAA?AnotherimprotantroutofGluisGAGA支路：

Glu脱羧的γ-aminobutyrate是神经递质和大脑细胞能源物质。当前第103页\共有130页\编于星期六\10点GABAFormationGlutamateGamma-aminobutyrate(GABA)GABAisanimportantinhibitoryneurotransmitterinthebrainDrugs(e.g.,benzodiazepines苯(并)二氮卓类,苯(并)二氮卓类)thatenhancetheeffectsofGABAareusefulintreatingepilepsy

GlutamatedecarboxylaseCO2（癫痫）γ-氨基丁酸当前第104页\共有130页\编于星期六\10点

六AaandBioactiveSubstance

Aa是很多物质的前体，如H，V，CoE，生物碱，卟啉，抗菌素，色素，神经递质。

①GSH

在Aa转运入Cell中(已讲)。同时，它是机体氧化还原体系的重要成员。

②肌酸－

（脊椎动物贮能形式）

－肌酸在骨肌中含量较丰富，是脊椎动物贮能的一种形式。非脊椎中则为－Arg。PPP当前第105页\共有130页\编于星期六\10点

③GABA(

-NH2-丁酸)

-氨基丁酸是抑制性神经递质

④5-OH-Trp与吲哚乙酸、组胺

5－OH－Trp是一种血管收缩素，升压

Trp—吲哚乙酸催熟（植物）组胺是一种血管舒张素，降压。⑤乙酰胆碱与卵磷脂由Ser形成，Met提供甲基乙酰胆碱是兴奋性神经递质，胆碱经胆碱乙酰化E

催化而成乙酰胆碱.

卵磷脂是生物膜重要组份当前第106页\共有130页\编于星期六\10点⑥卟啉卟啉是血色素，胆红素，Cyt，叶绿素等环的核心部分，它们的基本结构都是四吡咯环。合成吡咯环的是Gly+琥珀酰CoA——胆色素原（吡咯环衍生物）

⑦Tyr与黑色素、肾上腺素、多巴胺

⑧Cys与牛黄酸

⑨甲基苯丙胺—过份兴奋当前第107页\共有130页\编于星期六\10点

Summarization

1、内源和外源性蛋白质主要靠各种Proteases水解为Aa

①

合成NewProtein；

②

产生许多重要生物分子的前体，如H，pu,py,V…③分解成其它代谢产物排除体外

2、FreeAa进Cell有

2ways:

①Positivetransform主动转运

②

r-Glutamylcycle，ATP、GSH参加当前第108页\共有130页\编于星期六\10点

3、Aa入细胞后，脱羧（R-CH2-NH2+CO2）;

脱氨（α－Ketoacid和Glu的转氨最重要。方式：转氨－氧化脱氨和嘌呤核苷酸循环)。转氨酶（PLP）和NDA/NADP参加。

4、氨的转运形式为Gln。

5、Urea通过尿素循环形成，直接前体为Arg，Asp和ATP等参加。

6、生糖Aa(非必须氨基酸)，2种生酮Aa(Leu,Lys?),生糖兼生酮Aa(异赖3芳)

7、Aa的碳骨架以6pathwaysenterTCACycle当前第109页\共有130页\编于星期六\10点①Ala,Ser,Cys,Gly,ThrPyruvateAcCoA②AspandAsnOAA③Gln,His,Pro,ArgGluα-ketoglutarateSuccinylCoAAcCoA⑤Phe,Leu,Tyr,Lys,TrpAcAcCoAAcCoA⑥Tyr,PheFumarate④Met,Ile,Val当前第110页\共有130页\编于星期六\10点Part6

AnabolismofAA1、不同生物合成Aa的能力不同，合成的种类差异大。机体维持正常生长所必需，自身不能合成，只有从外界获得的Aa，叫EAA（人和大白鼠为10种）。能自己合成的为NEAA。

2、氨基酸合成碳骨架来源于TCACYCLE、EMP、PPP。按其途径划分为：当前第111页\共有130页\编于星期六\10点

①α－酮戊二酸提供碳骨架包括Glu、Met、Thr、Ile、Lys（以OAA）

②3-磷酸甘油酸提供碳骨架包括Ser、Cys、Gly

③其始物为赤藓糖－4－磷酸和PEP

包括Phe、Tyr、Trp（Trp合成中还有PRPP和Ser参加）④His合成是嘌呤核苷酸代谢的一个分支。合成需要PRPP（5-磷酸核糖-1-焦磷酸）和ATP的N-C基团

当前第112页\共有130页\编于星期六\10点一、氨的同化

定义：生物体将无机态的氨转化为含氮有机化合物的过程（N素亦称生命元素）生物体N的来源食物来源的N（食物中的蛋白质和氨基酸）：人和动物的N源生物固N（某些微生物和藻类通过体内固氮酶系的作用将分子氮转变成氨的过程，1862年发现）

当前第113页\共有130页\编于星期六\10点

生物固N机制的研究历史：

1862-1962：完整的细胞水平（分离固氮微生物）

1960-1966：无细胞水平（发现固N需要铁氧还蛋白等作电子传递体，需要ATP等）

1966-目前：分子水平（Nitragenase固N酶纯化，组分I为钼铁蛋白；组分II为铁蛋白，1992年测定其空间结构）

当前第114页\共有130页\编于星期六\10点硝酸还原生成（植物体中的N源）NO3-氨同化的途径

Glu的形成途径氨甲酰磷酸形成途径硝酸还原酶NO2-亚硝酸还原酶NH3AAPro其它含N

化合物当前第115页\共有130页\编于星期六\10点1、Glu合成途径GluDHase（细菌）NH3GluotherAACH2-COOHCH2-C=OCOOH--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--+NH3+NADH+NAD++H2O

α-KG（FromTCAcycle)

此反应要求有较高浓度的NH3，足以使光合磷酸化解偶联，不可能是无机氨转为有机氮的主要途径当前第116页\共有130页\编于星期六\10点

谷氨酰胺合成酶（高等植物的主要途径）

CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--CH2-CONH2CH2-CHNH2COOH--+NH3+ATP+ADP+Pi+H2O

谷氨酰胺(贮存了氨）可做为NH3的供体将其转移CH2-CONH2CH2-CHNH2COOH--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--++2HCH2-COOHCH2-CHNH2COOH--2总反应:NH3+ATP+α-酮戊二酸+2H谷AA+ADP+H2O+Pi

Glu合成酶当前第117页\共有130页\编于星期六\10点2、氨甲酰磷酸合成途径（微生物和动物）原料：NH3CO2ATP

氨甲酰激酶NH3+CO2+ATPMg2+

O

H2N-C-OPO3H2+ADP=氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸合成酶NH3+CO2+2ATPMg2+辅因子

O