《生物化学》教学课件：第七章 氨基酸代谢（11级采用）

1、第七章 氨基酸代谢,氨基酸,蛋白质的基本组成单位,本章讨论重点,氨基酸的分解代谢,1,涉及：蛋白质的分解代谢 及氨 基酸合成代谢,1 蛋白质的营养作用,一、蛋白质的生理功能,二、蛋白质的需要量和营养价值,（一）氮平衡,（二）生理需要量,（三）营养价值,2,2 蛋白质的消化、吸收与腐败,一、蛋白质的消化（食物蛋白质的分解）,小肠（主要）,胃,酶催化,（一）消化蛋白的酶及作用特点,部位,特点,1. 蛋白酶原及其激活,2. 蛋白酶的特异性,（二）消化过程,3,二、氨基酸的吸收,（转运氨基酸的载体蛋白）,（小肠粘膜细胞，肾，肌）,耗能的主动吸收过程,（一）氨基酸吸收载体,（二）-谷氨酰基循环对氨基酸的

2、转运作用,（三）小肽的吸收,耗能主动吸收,二（三）肽转运体系,（小肠）,4,多（小）肽研究,三、蛋白质及其消化产物的腐败作用 （食物蛋白质的分解）,腐败作用,(putrefaction),产物：胺，氨，其他有害物,（一）胺类的生成,（二）氨的生成,（三）其他有害物质的生成,5,3 氨基酸的一般代谢,一、体内蛋白质的转换更新,动态平衡,蛋白质的半寿期,降解途径,t 1/2 （half-life）,蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间,不同蛋白质的t1/2差异很大,1 % 2%,异常、短寿命蛋白,1. 溶酶体中(不依赖ATP),外源、膜、长寿命蛋白,2. 胞液中，依赖ATP和泛素,6,（组织蛋白质的

3、分解）,分布于体内各处，参与代谢的所有游离AA的总称,分布不均：肌 50%， 肝 10%， 肾 4%， 血浆 1%6%,二、氨基酸代谢库,7,氨基酸代谢库的 三条来源 四条去路,三、AA的脱氨基作用,联合脱氨基作用,（体内氨基酸最重要的脱氨基方式）,脱氨基作用 指氨基酸脱去-氨基生成相应-酮酸的过程。,两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下-氨基生成-酮酸的过程。,(三)嘌呤核苷酸循环,(一)转氨基作用,(二)L-谷氨酸氧化脱氨基作用,三、-酮酸的代谢,1生成非必需AA,2. 转变成糖和脂类,3. 氧化供能,TAC是糖、脂酸、氨基酸相互转变的枢纽,生酮AA Leu, Lys （亮，赖） 生糖兼

4、生酮 Ile, Phe, Tyr, Thr, Trp (异亮，苯丙， 酪， 苏， 色 ) 生糖 其余,9,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-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,-磷酸甘油,脂肪酸,脂肪,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,酮体,CO2,CO2,氨基酸、糖及脂肪代谢的联系,T A C,4 氨的代谢,一、体内氨的来源,(血氨正常值 65mol/L),NH3,毒,NH3,10,（一）丙氨酸-葡萄糖循环,二、氨的转运,（二）Gln的运氨作用,11,Glu,脑，肌肉,肝，肾,合成与分解由两种不同的酶催化,谷氨酰胺的运氨作用,作用,意义,酶,生成Gln是神经组

5、织解氨毒的重要方式 ； 也是氨的储存和运输方式。,12,体内氨的去路有：,在肝内合成尿素，这是最主要的去路；,肾小管泌氨,分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。,合成非必需氨基酸及其它含氮化合物；,合成谷氨酰胺。,肝,三、尿素的生成,（一）部位,（二）途径,（三）鸟氨酸循环的详细步骤,（线粒体+胞液）,（四）尿素合成的调节,（五）高血氨症和氨中毒,13, 5 个别AA的代谢,一、氨基酸的脱羧基作用,特殊代谢途径，重要生理意义,二、一碳单位的代谢,三、含硫氨基酸的代谢,四、芳香族氨基酸的代谢,五、支链氨基酸的代谢,14,一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的胺类化合物,脱羧基作用(decar

6、boxylation),生理功用,（一）谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化生成-氨基丁酸(-aminobutyric acid, GABA),GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。 （用VitB6治疗小儿惊厥）,（二）组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺 (histamine),组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。,（三）色氨酸经5-羟色胺酸生成5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT),5-HT在脑内作为神经递质起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。,（四）某些氨基酸的脱羧基作用可产生多胺类(polyamines)物质,多胺是

7、调节细胞生长的重要物质。,二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位,一碳单位的定义,（一）四氢叶酸作为一碳单位的运载体参与一碳单位代谢,某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为一碳单位(one carbon unit)。,一碳单位的种类,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,四氢叶酸的结构,FH4的生成（哺乳动物体内）,FH4携带一碳单位的形式,（一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上）,一碳单位主要来源于

8、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色胺酸的分解代谢,（二）由氨基酸产生的一碳单位可相互转变,一碳单位的互相转变,N10CHOFH4,N5, N10=CHFH4,N5, N10CH2FH4,N5CH3FH4,N5CH=NHFH4,H+,H2O,NADPH+H+,NADP+,NADH+H+,NAD+,NH3,（三）一碳单位的主要功能是参与嘌呤、嘧啶的合成,N10-CHO-FH4与N5,N10=CH-FH4分别为嘌呤合成提供C2与C8，N5,N10-CH2-FH4为胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。,药物：,抑制菌体二氢叶酸合成酶,抑制哺乳类二氢叶酸还原酶,病理：,影响细胞分裂，巨幼红细胞性贫血,磺胺类,甲氨蝶呤,

9、抗菌,抗肿瘤,1. 联系氨基酸与核酸代谢,2. 一碳单位代谢障碍,三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,（一）甲硫氨酸参与甲基转移,1、甲硫氨酸转甲基作用与甲硫氨酸循环有关,腺苷转移酶,PPi+Pi,+,甲硫氨酸,ATP,S腺苷甲硫氨酸(SAM),甲基转移酶,RH,RCH3,腺苷,SAM,S腺苷同型半胱氨酸,同型半胱氨酸,SAM为体内甲基的直接供体,甲硫氨酸循环(methionine cycle),回顾：VitB12缺乏,甲硫氨酸的合成 FH4 同型半胱氨酸,2、甲硫氨酸（SAM）为肌酸合成提供甲基,肝是合成肌酸的主要器官。 原料：肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，

10、SAM提供甲基而合成。 存在：肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatine phosphate)是能量储存、利用的重要化合物。 肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。 排泄：肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐(creatinine)。,（二）半胱氨酸代谢可产生多种重要的生理活性物质,1、半胱氨酸与胱氨酸可以互变,2、半胱氨酸可转变成牛磺酸,牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分之一。,3、半胱氨酸可生成活性硫酸根,H2S,脱巯基酶,-氨基丙烯酸,半胱氨酸,-亚氨基丙酸,丙酮酸,NH3,H2O,O,H2SO4,SO42-,PAPS为活性硫酸根，是体内硫酸基的供体。,四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质,1、苯丙氨酸羟化生成酪氨酸,此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。,（一）苯丙氨酸和酪氨酸代谢有联系又有区别,苯酮酸尿症（PKU）,苯酮酸尿症(phenyl keronuria, 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、酪氨酸转变为儿茶酚胺和黑色素或彻底氧化分解,多巴醌,吲哚醌,黑色素,聚合,黑色素(melanin) 的生成,酪氨酸酶缺乏： 白化病（albinism）,儿茶酚胺(catecholamine) 的生成,S-腺苷同型半胱氨酸,多巴胺：神经递质 帕金森病（Parkin