第八章物质代谢第三节氨基酸代谢讲解

主讲人：李敏艳老师第八章物质代谢第三节氨基酸代谢2.熟悉熟悉氨基酸代谢概况，氨基酸的脱氨基作用及含硫氨基酸代谢。3.了解了解日常发生的蛋白质代谢紊乱疾病，肝昏迷发病生化机制的分析。掌握蛋白质的营养作用，氨基酸的脱氨基方式，氨的来源和去路，ɑ-酮酸的代谢，一碳单位的概念、种类、载体、来源和生物学意义。1.掌握目录一、蛋白质的营养作用二、氨基酸的一般代谢三、个别氨基酸代谢四、氨基酸代谢与临床第一节蛋白质的营养作用一、蛋白质的生理功能*维持细胞组织的生长、更新和修补；*参与催化、运输和代谢调节；*提供能源：

每克蛋白质在体内分解可释放17.19kJ(4.1kcal)的能量，人体每日18%能量由蛋白质提供。二、蛋白质的需要量（一）氮平衡概念：指摄入食物的含氮量（摄入氮）与排泄物尿、粪中含氮量（排除氮）之间的关系。意义：可以反应体内蛋白质代谢的概况。*总氮平衡：摄入氮=排出氮（蛋白质分解与合成处于平衡）如成人*负氮平衡：摄入氮<排出氮

（蛋白质分解量多于合成量）如饥饿、消耗性疾病

*正氮平衡：摄入氮>排出氮（蛋白质合成量多于分解量）如儿童、孕妇（二）生理需要量成人每日最低需要量:

30~50g/d我国营养学会推荐的成人每日需要量:

80g/d三、蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值：取决于其含必需氨基酸数量、种类及比例。其余12种可以在体内合成，称为非必需氨基酸

共8种：缬、异亮、亮、苯丙、蛋、色、苏、赖（口诀：借一两本淡色书来）*1、必需氨基酸：

概念：体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应的氨基酸。*2、蛋白质的互补作用：

指营养价值较低的蛋白质混合食用，必需氨基酸互相补充从而提高营养价值。谷类蛋白质含赖氨酸较少而含色氨酸较多，豆类蛋白质含赖氨酸较多而含色氨酸较少，两者混合食用可提高营养价值

定义：肠道细菌对未被消化的蛋白质及未被吸收的消化产物进行的代谢过程。四、蛋白质的腐败作用腐败作用产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质，但大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；1、胺的生成（组胺、尸胺、酪胺等）–CO2胺氨基酸脱羧酶2、肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)脱氨基作用尿素酶

降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。3.腐败作用产生其它有害物质酪氨酸

苯酚半胱氨酸

硫化氢

色氨酸

吲哚正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。第二节氨基酸的一般代谢一、氨基酸代谢概况

食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸（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：氧化供能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)α-酮酸脱氨基作用酮体糖胺类脱羧基作用氨尿素代谢转变其他含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成氨基酸的来源和去路二、氨基酸的脱氨基作用转氨基作用氧化脱氨基联合脱氨基嘌呤核苷酸循环

方式

脱氨基作用

是指氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸和氨的过程。（一）氧化脱氨基作用

指氨基酸在酶的催化下进行伴有氧化反应的脱氨基反应。其中以L-谷氨酸脱氢酶催化的反应最重要。要点：①反应可逆。②L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为NAD+或NADP+。此酶具有较强的专一性，只能参与谷氨酸的脱氨基作用。此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。（二）转氨基作用在转氨酶的作用下，α-氨基酸的氨基转移给α-酮酸，生成相应的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成α-酮酸。氨基酸α-酮酸α-酮酸氨基酸要点：①反应可逆。②体内除赖氨酸、脯氨酸和羟脯氨酸外，大多数氨基酸都可进行转氨基作用。③转氨酶均以磷酸吡哆醛为辅酶。磷酸吡哆醛是VB6的衍生物。反应中起传递氨基的作用。体内重要的转氨酶1、丙氨酸转氨酶（ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）：肝脏中活性最高。2、天冬氨酸转氨酶（AST），又称为谷草转氨酶（GOT）：心肌中活性最高。临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高临床意义：心肌梗死患者血清AST升高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。

转氨基作用的生理意义（三）联合脱氨基作用定义：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。

它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式，其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途径。转氨基偶联氧化脱氨基作用*此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。*主要在肝、肾、脑组织中进行。*骨骼肌和心肌的脱氨基方式*是一种特殊的联合脱氨基作用*反应不可逆

嘌呤核苷酸循环脱氨反应苹果酸

腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸

(IMP)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腺苷酸脱氨酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基三、氨的代谢氨是机体正常代谢产物，具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。正常人血氨浓度47~65mol/L。(一)血氨的来源与去路1.血氨的来源①

氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②

肠道吸收的氨蛋白质和氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨③肾产氨主要来自谷氨酰胺

谷氨酰胺谷氨酸+NH3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肾小管泌氨转化为铵盐分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。NH3氨基酸脱氨基作用肠道蛋白质的腐败谷氨酰胺（肾）尿素（主要）合成谷氨酰胺合成核苷酸、非必需氨基酸NH4

尿体内氨的来源与去路：+来源去路转运（主要）氨的来源和去路(二)氨的转运1.丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle)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。氨在血液中的运输形式：丙氨酸和谷氨酰胺丙氨酸葡萄糖

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-葡萄糖循环葡萄糖目录2.谷氨酰胺的运氨作用反应过程谷氨酸+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)氨的去路1、尿素的生成生成部位主要在肝细胞的线粒体及胞液中。生成过程尿素生成的过程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，称为鸟氨酸循环，又称尿素循环或Krebs-Henseleit循环。1）氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行关键酶2）瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。3）精氨酸代琥珀酸的合成反应在胞液中进行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸提供氨基关键酶精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸

精氨酸的合成4）精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行尿素鸟氨酸精氨酸

尿素：经血液运输到肾，随尿排除。鸟氨酸：进入线粒体，参与瓜氨酸合成，完成鸟氨酸循环。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目录原料：2分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶；耗能：3个ATP，4个高能磷酸键。（三）尿素合成的特点小结（四）高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称高氨血症(hyperammonemia)，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammoniapoisoning)。三羧酸循环

↓

脑供能不足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1.氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行氨基酸脱氨基后生成的

-酮酸主要有三条代谢去路。*合成非必需氨基酸*氧化供能*转变成糖或脂肪四、

-酮酸的代谢第三节个别氨基酸代谢

一、氨基酸脱羧基作用氨基酸脱去羧基生成CO2和水的过程。氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。氨基酸脱羧酶氨基酸胺RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛（一）γ-氨基丁酸（GABA）L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脱酶GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用（VitB6→止吐）。（二）组胺L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，可使平滑肌收缩，引起支气管痉挛导致哮喘，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。（三）5-羟色胺(5-HT)色氨酸5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO25-HT在脑内是一种抑制性神经递质；在外周组织有收缩血管的作用。（四）多胺

鸟氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脱羧基SAM

鸟氨酸脱羧酶CO2SAM脱羧酶CO2精脒丙胺转移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺转移酶

精胺多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高，其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。氨基酸的特殊代谢

二、一碳单位的代谢定义：

某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位。

主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的分解代谢。种类甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲酰基

(formyl)-CHO亚胺甲基

(formimino)-CH=NH

（一）一碳单位的来源

（二）四氢叶酸（FH4）是一碳单位的载体FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+FH4的生成

一碳单位不能游离存在，需与FH4结合而转运及参与代谢。（三）一碳单位的生理功能作为合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来FH4缺乏巨幼红细胞性贫血

三、含硫氨基酸的代谢胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸甲硫氨酸半胱氨酸胱氨酸三种氨基酸代谢相互联系必需氨基酸（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)活性蛋氨酸甲基转移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内最重要的甲基直接供体2.甲硫氨酸循环甲硫氨酸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(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH33、肌酸与磷酸肌酸精氨酸甘氨酸胍乙酸鸟氨酸肌酸磷酸肌酸肌酐＋＋脒基转移酶SAMS-腺苷同型半胱氨酸甲基转移酶ATPADP肌酸激酶H2OH2O＋Pi血中肌酐的测定有助于肾功能不全的诊断（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+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2半胱氨酸胱氨酸2.硫酸根的代谢含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5´-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸，PAPS）PAPS为活性硫酸根，是体内硫酸基的供体

四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸

苯丙氨酸

酪氨酸

色氨酸1、苯丙氨酸羟化生成酪氨酸苯丙氨酸+O2酪氨酸+H2O苯丙氨酸羟化酶四氢生物蝶呤二氢生物蝶呤NADPH+H+NADP+此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。（一）苯丙氨酸与酪氨酸的代谢苯酮酸尿症(PKU)

体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。2、黑色素的合成人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病。3、儿茶酚胺：

多巴胺、去甲肾上腺素及肾上腺素的统称。帕金森病患者多巴胺生成减少。4.酪氨酸的分解代谢