10氨基酸代谢课件

第八章氨基酸代谢MetabolismofAminoAcids目的与要求熟记联合脱氨基作用的过程和意义叙述尿素合成的部位和全过程熟记一碳单位的概念、来源、载体和功能结合α-酮酸去路解释生糖、生酮和生糖兼生酮氨基酸；联系糖代谢途径复述丙氨酸、天冬氨酸与谷氨酸如何氧化成水和CO2，如何异生为糖重要概念：必需氨基酸；蛋白质的互补作用；氨基酸库；联合脱氨基作用；一碳单位；第一节氨基酸代谢概况食物蛋白质尿素体内合成氨基酸（非必需氨基酸）氨酮体-酮酸氧化供能组织蛋白质葡萄糖其他含氮化合物（嘌呤、嘧啶等）胺类氨基酸代谢库氨基酸代谢概况一、蛋白质的营养作用1、营养必需氨基酸（essentialaminoacid）

体内不能合成，必需由食物供给的氨基酸（8种），包括：缬、亮、异亮（支链），苯丙、色（芳香族非极性），蛋（含硫非极性），苏、赖。组氨酸、精氨酸半必需氨基酸：酪氨酸、半胱氨酸2、食物蛋白质的互补作用：营养价值较低的食物蛋白质合理搭配、混合食用，从而互补必需氨基酸的不足，提高营养价值。第一节氨基酸代谢概况二、蛋白质的需要量氮平衡（nitrogenbalance）：摄入氮=排出氮，即氮的“收支”平衡，反映正常成人的蛋白质代谢情况。胃蛋白酶：色、苯丙、酪、蛋、亮胰蛋白酶：精、赖

糜蛋白酶：苯丙、酪、色

弹性蛋白酶：脂肪族氨基酸残基

氨基肽酶：除脯氨酸外任何氨基酸残基（氨基端）

羧基肽酶A：除精、赖、脯外氨基酸残基（羧基端）羧基肽酶B：精、赖（羧基端）三、蛋白质的消化：特异蛋白水解酶作用

第一节氨基酸代谢概况四、氨基酸的吸收γ谷氨酰基循环：需谷胱甘肽

腐败作用（putrefaction）：未被吸收的氨基酸及未被消化的蛋白质在大肠菌中的代谢作用。五、蛋白质的腐败作用第一节氨基酸代谢概况

一、主要的脱氨基作用第二节氨基酸的一般代谢1、氧化脱氨：L-Glu脱氢酶2、转氨基作用：

转氨酶（其辅酶为磷酸吡哆醛/胺）3、联合脱氨基作用：转氨基作用＋L-Glu氧化脱氨

联合方式：氨基酸与α酮戊二酸的联合4、嘌呤核苷酸循环（肌、心）

参与的核苷酸：IMP、AMP、GTP（供能）

二、α酮酸的代谢1、生成非必需氨基酸2、生糖或成脂

生酮氨基酸：Leu、Lys（不能生成葡萄糖）

生酮兼生糖氨基酸：phe、Tyr、Trp（芳香族），Thr，Ile

生糖氨基酸：其他的氨基酸第二节氨基酸的一般代谢

三、氨的代谢1、氨的转运：丙氨酸-葡萄糖循环、谷氨酰氨-谷氨酸循环2、氨的去路：尿素循环（鸟氨酸循环）

部位：线粒体、细胞液

氨基酸类中间产物：鸟氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、精氨酸

终产物：尿素

关键酶：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（位于线粒体中，其激活剂为：N-乙酰谷氨酸，缩写AGA）、精氨琥珀酸合成酶（限速酶）尿素N的来源：NH3、Asp第二节氨基酸的一般代谢

四、肝昏迷的机制1、生成非必需氨基酸2、生糖或成脂血氨升高→NH3进入脑→脑将氨转化为Gln，使Glu量降低中→脑将α酮戊二酸转变为Glu，补充Glu，使α酮戊二酸的量降低→三羧酸循环不能正常进行→ATP生成下降→脑内供能不足→昏迷第二节氨基酸的一般代谢第三节个别氨基酸的代谢

一、脱羧作用脱羧酶（辅酶为磷酸吡哆醛/胺）

Glu→氨基丁酸（GABA）……抑制性神经递质His→组胺……………血管舒张剂、胃酸刺激剂Trp→5羟色胺…..抑制性神经递质、血管收缩剂cys→牛磺酸……..…结合胆汁酸组分orn→多胺(腐胺、精脒、精胺)…..细胞生长调节剂第三节个别氨基酸的代谢二、一碳单位（onecarbonunit）代谢1、概念：由氨基酸代谢生成的含有一个碳原子的化学基团，如甲基、亚甲基（甲烯基）、次甲基（甲炔基）、羟甲基、甲酰基、亚氨甲基。CO、CO2等分子不属于一碳单位2、载体：四氢叶酸（FH4）3、来源：Ser、Gly、His、Trp、Met4、一碳单位的利用：嘌呤和胸腺嘧啶合成的原料、活性甲基（SAM）合成的原料、联系氨基酸代谢和核苷酸代谢第三节个别氨基酸的代谢三、Met、Gly、Tyr的代谢转变1、Met：肾上腺素、肌酸、肉毒碱、精胺、精脒、胆碱、cys，等

活性甲基形式：S-腺苷甲硫氨酸（S-腺苷蛋氨酸，SAM）……含有AMP组分

Met→Cys

活性硫酸：PAPS（磷酸腺苷磷酸硫酸）………以cys为原料2、Gly嘌呤碱、血红素、肌酸、结合胆汁酸、谷胱甘肽、一碳单位，等第三节个别氨基酸的代谢三、Met、Gly、Tyr的代谢转变3、phe→Tyr：儿茶酚胺（肾上腺素、去甲肾上腺素、多巴胺）、黑色素、甲状腺素白化病人体内缺少：酪氨酸酶苯丙酮尿症：体内缺少苯丙氨酸羟化酶，应控制phe的摄入第一节蛋白质的营养作用一、蛋白质的生理功能1、维持细胞组织的生长、更新和修补2、参与多种重要的生理活动酶、多肽激素、抗体、调节蛋白、肌肉收缩、血液凝固、胺类神经递质等3、氧化供能：17.19kJ（4.1kCal）/g蛋白质食物蛋白质的互补作用：

营养价值较低的食物蛋白质合理搭配、混合食用，从而互补必需氨基酸的不足，提高蛋白质营养价值的作用。如：谷类蛋白质：赖氨酸少，色氨酸多豆类蛋白质：赖氨酸多，色氨酸少第一节蛋白质的营养作用二、蛋白质的需要量1、生理需要量成人：分解20g/日最低需30-50g/日 我国营养学会推荐80g/日2、氮平衡氮的总平衡：摄入氮=排出氮（正常成人）正氮平衡：摄入氮>排出氮（儿童、孕妇和恢复期病人）氮的负平衡：摄入氮<排出氮（饥饿、消耗性疾病）第二节蛋白质的消化、吸收与腐败二、蛋白质的消化

（一）胃中的消化胃蛋白酶（Pepsin）胃蛋白酶原（Pepsinogen）（胃粘膜主细胞分泌）图8-1一些蛋白水解酶原的激活胃蛋白酶原（MW40000）糜蛋白酶（MW23500）

胃蛋白酶、HCl氨基末端胃蛋白酶（MW33000）胰蛋白酶（MW23200）胰蛋白酶胰蛋白酶SSSSSSS肠激酶（或胰蛋白酶）42aa胰蛋白酶原（MW24000）胰蛋白酶原（MW24000）S第二节蛋白质的消化、吸收与腐败二、蛋白质的消化

（二）小肠中的消化1、胰液中的蛋白酶及其作用内肽酶（endopeptidase）胰蛋白酶（trypsin）糜蛋白酶（chymotrypsin）弹性蛋白酶（elastase）

外肽酶（exopeptidase）羧基肽酶A（carboxypeptidaseA）羧基肽酶B（carboxypeptidaseB）氨基肽酶（aminopeptidase）H2N-CH-CO-NH-CH…NH-CH-CO-NH-CH-CO…NH-CH-CO-NH-CH-COOHR1R2R3R4R5R6氨基肽酶羧基肽酶内肽酶氨基酸+H2N-CH-CO-NH-CH-COOHRR二肽酶氨基酸酶特异性胃蛋白酶R3=色、苯丙、酪、蛋、亮R4=任何氨基酸残基胰蛋白酶R3=精、赖R4=任何氨基酸残基糜蛋白酶R3=苯丙、酪、色R4=任何氨基酸残基弹性蛋白酶R3=脂肪族氨基酸残基R4=任何氨基酸残基氨基肽酶R1=任何氨基酸残基R2=除脯氨酸外任何氨基酸残基羧基肽酶AR5=任何氨基酸残基R6=除精、赖、脯外氨基酸残基羧基肽酶BR5=任何氨基酸残基R6=精、赖表8.1蛋白水解酶作用的特异性R2等代表图8-2中所指氨基酸残基第二节蛋白质的消化、吸收与腐败

（二）小肠中的消化2、肠液中肠激酶的作用和小肠粘膜细胞的消化作用（1）肠激酶（enterokinase）对胰酶的激活（2）小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用胰蛋白酶原胰蛋白酶肠激酶糜蛋白酶原糜蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶羧肽酶原（A及B）羧肽酶（A及B）第二节蛋白质的消化、吸收与腐败三、氨基酸的吸收

（一）氨基酸吸收的载体（carrierprotein）中性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸和甘氨酸载体氨基酸氨基酸载体蛋白肠粘膜细胞ATP肠粘膜细胞氨基酸载体蛋白的作用外内

钠泵氨基酸氨基酸Na+Na+Na+第二节蛋白质的消化、吸收与腐败三、氨基酸的吸收

（二）γ谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用COOHCHNH2（CH2）2CH-------N--CHOHRCOOHATPr谷氨酰半胱氨酸谷氨酸5羟脯氨酸GSHAAATPADP+PiATPADP+PiADP+Pi半胱氨酰甘氨酸甘氨酸半胱氨酸AAr谷氨酰氨基酸r谷氨酰转肽酶细胞外细胞膜细胞内图8-3r谷氨酰循环第二节蛋白质的消化、吸收与腐败三、氨基酸的吸收

（三）肽的吸收二肽或三肽转运体系四、蛋白质的腐败（putrefaction）肠道细菌对蛋白质及其消化产物的作用

（一）胺类（amines）的生成蛋白质氨基酸胺类蛋白酶脱羧基作用组氨酸组胺色氨酸色胺酪氨酸酪胺赖氨酸尸胺第二节蛋白质的消化、吸收与腐败CH2CH2NH2苯乙胺H—C—OHCH2NH2苯乙醇胺CH2CH2NH2酪胺H—C—OHCH2NH2β-羟酪胺OHOH

（一）胺类（amines）的生成假神经递质（falseneurotransmitter）某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。

β-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结构，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。第二节蛋白质的消化、吸收与腐败

降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排除，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。四、蛋白质的腐败（putrefaction）

（二）胺的生成氨基酸脱氨、尿素分解未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨（ammonia）肠道细菌脱氨基作用尿素酶第二节蛋白质的消化、吸收与腐败四、蛋白质的腐败（putrefaction）

（三）其他有害物质的生成苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢酪氨酸苯酚半胱氨酸硫化氢色氨酸吲哚第三节氨基酸的一般代谢1-2%/总蛋白质/天被降解（degradation）蛋白质T1/2：人血浆蛋白质10天肝蛋白质1-8天结缔组织180天真核生物中蛋白质的降解有两条途径

（1）溶酶体内降解过程不依赖ATP利用组织蛋白酶（cathepsin）降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿的细胞内蛋白

（2）依赖泛素（ubiquitin）的降解过程依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白第三节氨基酸的一般代谢蛋白质降解途径：1.溶酶体外来蛋白质、膜蛋白、长寿命蛋白质2.胞浆泛素ATPMW：8.5×103

76aa降解异常蛋白质短寿命蛋白质酶第三节氨基酸的一般代谢泛素：76个氨基酸的小分子蛋白（8.5kD）普通存在于真核生物而得名一级机构高度保守泛素介导的蛋白质降解过程1.泛素化（ubiquitination）泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。2.蛋白酶体（proteasome）对泛素化蛋白质的降解体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发癌瘤（促进抑癌蛋白P53降解）第三节氨基酸的一般代谢氨基酸代谢库（metabolicpool）：体内所有游离氨基酸的总称肌肉50%肝脏10%肾脏4%血浆1-6%第三节氨基酸的一般代谢一、氨基酸的脱氨基作用

（一）转氨基作用1、转氨酶与转氨基作用R1H—C—NH2COOH+R2CCOOHO转氨酶R1CCOOHO+R2H—C—NH2COOH大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。第三节氨基酸的一般代谢一、氨基酸的脱氨基作用

（一）转氨基作用1、转氨酶与转氨基作用谷氨酸+丙酮酸GPTα-酮戊二酸+丙氨酸谷氨酸+草酰乙酸GOTα-酮戊二酸+天冬氨酸谷丙转氨酶：glutamicpyruvictransaminase（GPT）

（丙氨酸转氨酶alaninetransaminase，ALT）谷草转氨酶：glutamicoxaloacetictransaminase（GOT）（天冬氨酸转氨酶aspartatetransaminase，AST）第三节氨基酸的一般代谢一、氨基酸的脱氨基作用组织GOT（单位／g湿组织）GPT（单位／g湿组织）心1560007100骼肌990004800肾9100019000胰腺280002000脾140001200肺10000700血清2016表8-2正常成人组织中GOT及GPT活性第三节氨基酸的一般代谢氨基酸α-酮酸磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺谷基酸α-酮戊二酸转氨酶磷酸砒哆醛CHONOHCH3CH2OPO3H2磷酸砒哆胺NOHCH3CH2OPO3H2CHH2N

（一）转氨基作用2、转氨基作用的机理

转氨酶的辅酶：维生素B6的磷酸酯

转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛R1H—C—NH2COOH+磷酸砒哆醛CHONOHCH3CH2OPO3H2CHNOH