氨基酸代谢课件

氨基酸代谢

MetabolismofAminoAcids第七章一、蛋白质的生理功能2.蛋白质是生命的物质根底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。

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、消耗性疾病患者等*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。

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

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。◆蛋白质的互补作用营养价值较低的蛋白质混合食用，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。

*必需氨基酸：体内需要但不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸。包括8种：◆非必需氨基酸◆精氨酸、组氨酸，人体能合成，但量少，长期缺乏,导致负氮平衡。甲色赖缬异亮苯苏假设来写一两本书甲硫氨酸〔Met〕色氨酸〔Trp〕赖氨酸〔Lys〕缬氨酸〔Val〕异亮氨酸〔Ile〕亮氨酸〔Leu〕苯丙氨酸〔Phe〕苏氨酸〔Thr异甲缬亮色苯苏赖一佳人携两三本书来缬异亮苯蛋色苏赖借一两本淡色书来

第二节

蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins一、蛋白质的消化蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反响。消化过程

〔一〕胃中的消化作用胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.5，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)〔二〕小肠中的消化——小肠是蛋白质消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶类，最适pH为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。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。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2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。〔一〕氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞，并水解ATP供能。载体类型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与甘氨酸载体〔二〕γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-glutamylcycle)过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽的再生半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酸环化转移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi细胞外

γ-谷氨酰基转移酶细胞膜谷胱甘肽

GSH细胞内γ-谷氨酰基循环过程氨基酸γ-谷氨酰氨基酸利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系此种转运也是耗能的主动吸收过程吸收作用在小肠近端较强〔三〕肽的吸收三、*蛋白质的腐败作用◆定义：在消化过程中，有一小局部蛋白质不被消化，也有一局部消化产物不被吸收。肠道细菌对这局部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。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三节

氨基酸的一般代谢GeneralMetabolismofAminoAcids*氨基酸代谢库(metabolicpool)食物蛋白经消化吸收的氨基酸〔外源性氨基酸〕与体内组织蛋白降解产生的氨基酸〔内源性氨基酸〕混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。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

酮体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

二、*氨基酸的脱氨基作用

转氨基作用氧化脱氨基作用联合脱氨基作用氨基酸氧化酶的作用*转氨酶与转氨基作用转氨基作用：在转氨酶的催化下，某一氨基酸的-氨基转移到另一种-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸那么转变成-酮酸。〔一〕转氨基作用谷丙转氨酶〔glutamicpyruvictransaminase,ALT，又称GPT)谷草转氨酶〔glutamicoxaloacetictransminase,AST，又称GOT〕*转氨基作用特点转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨酶催化的反响没有游离氨的释放转氨酶催化反响是可逆反响合成非必需氨基酸氨基的受体：丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸脯氨酸、赖氨酸为例外吡哆醛：R=-CHO吡哆胺：R=-CH2NH2吡哆醇：R=-CH2OHCH2OHRH3CHONP磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺生化作用：转氨酶的辅酶，起递氨基作用391页55VB6转氨酶正常人各组织GOT(AST)及GPT(ALT)活性(单位/克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。〔二〕氧化脱氨基作用L-谷氨酸脱氢酶：肝、肾、脑组织广泛存在，是一种不需氧脱氢酶。L-谷氨酸氧化脱氨基作用亚谷氨酸〔三〕联合脱氨基作用

两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。2.类型①转氨基作用偶联氧化脱氨基作用1.定义②转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环*是体内氨基酸脱氨基的主要方式。①*转氨基作用偶联谷氨酸氧化脱氨的途径◆主要在肝、肾等组织内进行。◆联合脱氨基作用的主要反响途径。◆体内合成非必需氨基酸的主要途径。②嘌呤核苷酸循环主要在骨骼肌、心肌内进行。因为肌肉中L-谷氨酸脱氢酶活性不高。二、-酮酸代谢

三个方面的代谢途径：经氨基化生成非必需氨基酸转变成糖和脂类氧化供能第四节氨的代谢体内氨的来源与去路氨的转运尿素的生成一、**体内氨的来源与去路肾脏产氨：GlnGlu+NH3

氨的来源：

肠道吸收的氨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，由肠菌尿素酶水解生成氨。氨基酸及胺的分解氨基酸脱氨基作用（体内氨的主要来源）胺的分解：RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶谷氨酰胺酶2.血氨的去路①在肝内合成尿素，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合成谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。二、氨的转运丙氨酸-葡萄糖循环谷氨酰胺的运氨作用氨在血液中主要以两种形式运输：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丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle)葡萄糖生理意义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。2.谷氨酰胺的运氨作用

反响过程谷氨酸+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。生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。

三、尿素的生成尿素合成的鸟氨酸循环学说尿素合成的反响高血氨和氨中毒主要器官：肝脏反响部位：肝细胞线粒体及胞液2NH3+CO2H2N-C-NH2+H2OO鸟氨酸循环〔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〔二〕尿素合成的反响1.氨基甲酰磷酸的合成2.瓜氨酸的合成3.精氨酸的合成4.精氨酸水解生成尿素分为以下四步：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精氨酸代琥珀酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ*要点

部位：肝细胞线粒体、胞液

原料：NH3

、

CO2、ATP、

天冬氨酸2个氮原子，1个来自氨，1个来自天冬氨酸

涉及的氨基酸及其衍生物：6种鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、精氨酸代琥珀酸、N-乙酰谷氨酸

限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶

耗能：4个ATP；与三羧酸循环的联系物质：延胡索酸*意义

解除氨毒以保持血氨的低浓度水平〔三〕*高血氨与氨中毒◆高血氨症：肝功能严重损伤，尿素合成障碍◆肝昏迷：◆降血氨的常用方法：给予谷氨酸、精氨酸；肠道抑菌药；酸性盐水灌肠；限制蛋白质进食量。TAC↓脑供能缺乏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(脑)第五节个别氨基酸的代谢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

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〔一〕-氨基丁酸〔-aminobutyricacid,GABA〕功能：抑制性神经递质

VB6〔二〕牛磺酸〔taurine〕p201功能：结合胆汁酸的组成成分〔三〕组胺〔histamine〕功能：平滑肌收缩，毛细血管扩张，与过敏反响有关。还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。存在于肥大细胞〔四〕五-羟色胺〔5-hydroxytryptamine,5-HT〕

功能：抑制性神经递质；缩血管作用〔五〕*多胺polyamines

腐胺、精脒、精胺◆功能：调节细胞生长的重要物质◆在生长旺盛的组织其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。二、*一碳单位的代谢定义：某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的基团，称为一碳单位〔onecarbonunit〕体内的一碳单位：甲基〔–CH3〕、甲烯基〔–CH2–〕、甲炔基〔–CH=〕、甲酰基〔–CHO〕、亚胺甲基〔–CH=NH〕CO2不是一碳单位一碳单位不能游离存在，常与四氢叶酸结合NNNNH2NOHCH2NHCO谷氨酸1蝶呤啶2345678109对氨基苯甲酸叶酸*四氢叶酸是一碳单位的载体一碳单位通常结合在四氢叶酸分子的N5、N10上〔一〕一碳单位与四氢叶酸442页叶酸NN5678叶酸FH2还原酶二氢叶酸（7，8）NN5678FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+四氢叶酸（5，6，7，8）NN5678生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，起着传递“一碳〞单位的作用N5–

CH=NH–FH4N5，N10=CH–FH4N10–CHO–FH4一碳单位主要来源于氨基酸代谢丝氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4组氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸

N10—CHO—FH4〔三〕一碳单位与氨基酸代谢〔四〕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〔四〕一碳单位的生理功能合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的原料。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，产生巨幼红细胞性贫血。

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〔一〕甲硫氨酸的代谢1.甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)甲基转移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸*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。2.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-CH3〔二〕半胱氨酸与胱氨酸的代谢1.半胱氨酸与胱氨酸的互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS22.硫酸根的代谢

PAPS的性质活泼，是体内活性硫酸根的供体

类固醇激素的灭活，肝生物转化，硫酸角质素、硫酸软骨素的合成3’-磷酸腺苷5’-磷酸硫酸四、芳香族氨基酸的代谢苯丙氨酸〔Phe〕酪氨酸〔Tyr〕色氨酸〔Trp〕〔一〕苯丙氨酸和酪氨酸的代谢