第六章 含氮小分子的代谢60

第六章含氮小分子的代谢YOURLOGO化学实验、公开课、教师说课、教学培训PPT模板知识目标了解氨基酸的生理功能,氨基酸的酶促降解概况、氨基酸的合成代谢掌握蛋白质营养价值、氮平衡、必需氨基酸的基本概念。掌握一碳单位代谢及含硫氨基酸的代谢。了解芳香族氨基酸的代谢。掌握氨基酸分解代谢的一般规律，包括脱氨基作用,转氨基作用、联合脱氨基作用和脱发基作用。第一节蛋白质的营养作用目录CONTENTS1234单击添加标题单击添加标题单击添加标题单击添加标题一.蛋白质的生理功能高等动物摄入食物中的蛋白质，经过消化道内的水解作用变为小分子的氨基酸，然后被吸收进入血液供给细胞合成自身蛋白质的需要。（一）维持组织细胞的生长,修补和更新蛋白质的生理功能高等动物摄入食物中的蛋白质，经过消化道内的水解作用变为小分子的氨基酸，然后被吸收进入血液供给细胞合成自身蛋白质的需要。（二）转变为生理活性分子二、蛋白质的营养价值（一）氮平衡氮平衡是动物摄入氮和排出氮之间的平衡状态是衡量机体蛋白质代谢概况的指标。1.氮的正平衡2.氮的负平衡3.氮的总平衡二、蛋白质的营养价值（二）必需氨基酸植物和某些微生物可以合成各种氨基酸，但人和动物则不同。人和动物通过自身代谢可以合成大部分氨基酸，这些氨基酸称为非必需氨基酸。二、蛋白质的营养价值（三）蛋白质的营养价值与必需氨基酸同一动物在摄入不同饲料来源的蛋白质时，其最低需要量有很大的差异，这是因为不同的蛋白质有不同的营养价值，称为生理价值。蛋白质的生理价值是指饲料蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率：氮的保留量蛋白质的生理价值＝*100氮的吸收量第二节氨基酸的一般分解代谢一、氨基酸的脱氨基作用在酶的催化下氨基酸脱掉氨基的作用成为脱氨基作用（deamination）。其主要的方式有氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用和脱眈胶基作用等。多数氨基酸以联合脱氨基作用脱去氨基。（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用氨基酸在酶的催化下氧化生成相应的酣酸并脱去氨基的过程，称为氧化脱氨基作用。一、氨基酸的脱氨基作用（二）转氨基作用转氨基作用（transamination）是指α一氨基酸和α－酣酸之间氨基的转移作用。（二）转氨基作用转氨基作用（transamination）是指α一氨基酸和α－酣酸之间氨基的转移作用。（二）转氨基作用转氨基作用（transamination）是指α一氨基酸和α－酣酸之间氨基的转移作用。（三）联合脱氨基作用氨基酸的转氨基作用虽然在生物体内普遍进行，但仅仅是氨基的转移并没能彻底脱去氨基。（三）联合脱氨基作用氨基酸通过连续的转氨基作用将氨基转移给草酰乙酸生成天冬氨酸，天冬氨酸与次黄嘌呤核苷酸（IMP）反应生成腺苷酸代琥珀酸，在裂解酶进一步作用下生成延胡索酸和腺嘌呤核苷酸（AMP），后者在腺苷酸脱氨酶催化下脱去氨基生成次黄嘌呤核苷酸，完成氨基酸的脱氨作用（图6.7）二、氨基酸脱氨基产物的代谢（一）氨的代谢氨基酸通过脱氨基作用生成了多种降解产物，如α－酮酸,氨、胶类等，这些物质是畜禽体内氨的主要来源，同时这些产物在体内需要进一步发生代谢转变。1.生成尿素在哺乳动物体内，氨的主要去路是合成尿素排出体外。(1）氨甲酰磷酸的合成：二、氨基酸脱氨基产物的代谢(2）瓜氨酸的合成：在线粒体内，氨甲酰磷酸的氨甲酰基与鸟氨酸缩合成瓜氨酸。二、氨基酸脱氨基产物的代谢(3）精氨酸的合成：在细胞质中，瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶作用下与天冬氨酸结合生成精氨酸代琥珀酸。二、氨基酸脱氨基产物的代谢(4）精氨酸水解生成尿素：精氨酸是尿素的直接前体，通过精氨酸酶催化，精氨酸水解生成尿素和鸟氨酸。二、氨基酸脱氨基产物的代谢(4）精氨酸水解生成尿素：通过鸟氨酸循环，2分子氨与1分子Hco3-；结合生成1分子尿素及1分子H2O。二、氨基酸脱氨基产物的代谢2.生成尿酸鸟类和陆生爬行类动物（排尿酸动物）以尿酸作为氨基酸氨基排泄的主要方式，尿酸同时也是灵长类、鸟类和陆生爬行动物瞟岭代谢的最终产物。家禽体内氨的去路和哺乳动物有共同之处，也有不同之处。二、氨基酸脱氨基产物的代谢3.生成谷氨酰胶在组织中谷氨酰胶合成酶或天冬酰胶合成酶的作用下生成相应的谷氨酰胶，其中有ATP和Mg2＋的参与，如图6.9所示。二、氨基酸脱氨基产物的代谢（二）α－酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成1.氧化成二氧化碳和水2.转变成糖和脂类3.氨基化生成非必需氨基酸三、氨基酸的脱羧基作用氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下，脱去竣基产生二氧化碳和相应胺，这一过程称为氨基酸的脱羧作用（decarboxylation）。这是氨基酸分解代谢的次要途径。三、氨基酸的脱羧基作用虽然动物体内正常情况下只有少量经由氨基酸脱竣作用产生的胶类但大多数具有极其重要的生理作用，见表6.1第三节个别氨基酸的代谢一、提供一碳基团的氨基酸代谢在代谢过程中某些化合物可以分解产生含有一个碳原子的基团，称为“一碳基团”（onecarbongroup）或“一碳单位”（onecarbonunit）。在物质代谢中的一碳基团常常从一个化合物转移到另外一个化合物的分子上去，这一过程需要一碳单位转移酶催化一、提供一碳基团的氨基酸代谢生物体内一碳单位有多种形式，见表6.20二.芳香族氨基酸代谢芳香族氨基酸包括苯丙氨酸、酷氨酸和色氨酸。苯丙氨酸经苯丙氨酸是化酶作用生成络氨酸，所以合并在一起讨论。二.芳香族氨基酸代谢（一）苯丙氨酸和酶氨酸的代谢酶氨酸代谢的主要途径有3种。1.转变成儿茶酚胺2.合成黑色素3.分解生成延胡索酸及乙酰乙酸进一步代谢二.芳香族氨基酸代谢（二）色氨酸的代谢色氨酸是必需氨基酸。二.芳香族氨基酸代谢（三）含硫氨基酸的代谢1.谷脱甘肽及活性基团谷脱甘肽分子上的活性基团是半脱氨酸的疏基（－SH）。它有氧化态与还原态两种形式，由谷脱甘肽还原酶催化其互相转变，辅酶是NADPH。二.芳香族氨基酸代谢（三）含硫氨基酸的代谢2.蛋氨酸代谢蛋氨酸中含有s－甲基，可参与多种转甲基的反应，生成多种含甲基的生理活性物质。二.芳香族氨基酸代谢（三）含硫氨基酸的代谢2.蛋氨酸代谢肾上腺素、胆碱、甜菜碱、肉毒碱、肌酸等都是从SAM中获得甲基的。二.芳香族氨基酸代谢（三）含硫氨基酸的代谢2.蛋氨酸代谢蛋氨酸分子中甲基可间接通过时一CH3-FH4等其他非必需氨基酸提供，以防止蛋氨酸的大量消耗（图6.11）。二.芳香族氨基酸代谢（三）含硫氨基酸的代谢3.半胱氨酸和脱氨酸的代谢半脱氨酸含疏基（－SH），胱氨酸含有二硫键(-S-S一）二.芳香族氨基酸代谢（三）含硫氨基酸的代谢3.半胱氨酸和脱氨酸的代谢体内的硫酸根一部分以元机盐形式从尿中排出，一部分经ATP活化生成3＇一磷酸腺苷－5＇－磷酸硫酸（PAPS），即活性硫酸根二.芳香族氨基酸代谢（三）含硫氨基酸的代谢4.肌酸和肌酶的合成肌酸（甲基肌乙酸）和磷酸肌酸在能量贮存及利用中起重要作用。肌酸在肝脏和肾脏中合成，广泛分布于骨骼肌肉、心肌、大脑等组织中，尤其以骨骼肌中含量最高。第四节核苷酸的代谢一核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的合成4.肌酸和肌酶的合成1.嘌呤核苷酸的从头合成一核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的合成4.肌酸和肌酶的合成(1)IMP的合成：IMP的合成从PRPP开始，经过10步连续的反应完成。(2)AMP和GMP的合成：一核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的合成4.肌酸和肌酶的合成在鸟瞟岭核苷酸合成酶的催化下，由谷氨酰胺提，ATP供给能量，黄嘌呤核苷酸氨基化为GMP，同时ATP水解为AMP和无机焦磷酸。一核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的合成2.嘌呤核苷酸的补救合成一核苷酸的合成代谢（二）嘧啶核苷酸的合成一核苷酸的合成代谢（三）脱氧核苷酸的合成1.核糖核苷酸的还原一核苷酸的合成代谢（三）脱氧核苷酸的合成1.核糖核苷酸的还原四种核糖核苷酸（即ADP、GDP,CDP和UDP）分别为底物，可在核苷磷酸还原酶催化下还原为对应的脱氧核糖核音酸。核糖核苷酸还原为脱氧核糖核苷酸的反应通式见图6.180一核苷酸的合成代谢（三）脱氧核苷酸的合成2.胸腺嘧啶脱氧核苷酸的合成尿嘧啶脱氧核糖核苷酸可由脱氧尿苷二磷酸水解而来，也可通过脱氧胞苷酸脱去氨基获得，尿嘧啶脱氧核糖核苷酸甲基化形成胸腺嘧啶脱氧核苷酸的反应由胸苷酸合成酶催化（图6.19）二、核苷酸的分解代谢在动物体内有许多催化核酸水解的酶，称为核酸酶（nuclease）。核酸酶可按其底物不同分为核糖核酸酶（RNase）和脱氧核糖核酸酶（DNase）两类。二、核苷酸的分解代谢（一）嘌呤的分解嘌呤在不同种类动物中分解的最终产物也不同。二、核苷酸的分解代谢（二）嘧啶的分解胞嘧啶水解脱氨转化为尿嘧啶。拓展与应用动物配合饲料中氨基酸的有效利用蛋白质是动物最重要的营养素之一，是生命的物质基础，它是机体的重要组成成分，参与动物绝大部分与生命相关的生物化学反应，在动物生命活动中起着重要作用。拓展与应用动物配合饲料中氨基酸的有效利用蛋白质饲料是指干物质中粗蛋白含量达到或超过20%、粗纤维含量低于189毛的饲料，又分为植物性蛋白质饲料和动物性蛋白质饲料。植物性蛋白质饲料以各种油料籽实榨油后的饼柏为主（主要有大豆、棉籽、花生、菜籽等饼柏）；动物性蛋白质饲料包括鱼粉、肉粉及肉骨粉、血粉、皮革粉、羽毛粉、蚕踊柏（粉）等。拓展与应用动物配合饲料中氨基酸的有效利用在畜禽饲养过程中，可利用氨基酸的互补作用，合理搭配饲料，以提高蛋白质的利用率和营养价值。故配合饲料时，蛋白饲料的应用应注意以下问题。(1）氨基酸平衡问题拓展与应用动物配合饲料中氨基酸的有效利用在畜禽饲养过程中，可利用氨基酸的互补作用，合理搭配饲料，以提高蛋白质的利用率和营养价值。故配合饲料时，蛋白饲料的应用应注意以下问题。(2）按可消化氨基酸配制日粮拓展与应用动物配合饲料中氨基酸的有效利用在畜禽饲养过程中，可利用氨基酸的互补作用，合理搭配饲