第七章AA代谢

null 第七章 氨基酸代谢 Metabolism of Amino Acid §1 蛋白质的营养作用§1 蛋白质的营养作用一、蛋白质营养的重要性（生理功用） 蛋白质是生命的物质基础 维持细胞、组织的生长、更新与修补 参与催化、运输、代谢调节 作为能源物质（仅占总能量需求的18%）null 总平衡 正平衡 负平衡 入=出（正常成人）入>出（儿童、孕妇等)入<出（饥饿、消耗性疾病患者）二、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述 氮平衡(nitrogen balance) 摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。null 蛋白质的生理需要量 成人每日蛋白质最低生理需要量为30g~50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为氮平衡的意义 可以反映体内蛋白质代谢的概况。null 要满足成人每日蛋白质80克的需要量 “一把蔬菜一把豆，一个鸡蛋加点肉” null定义：机体需要而又不能自身合成，必需由食物供给的氨基酸。 共八种： Ile 、 Trp、 Met、 Thr、 Val Leu、 Lys 、Phe 半必需氨基酸： Tyr、Cys Phe Tyr Met Cys 知识点1三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值营养必需氨基酸(essential amino acid)null八种： Ile 、 Leu 、 Trp、 Thr 、Phe 、 Lys、 Met、 Val 一两色素本来淡些 异亮,亮,色,苏,苯丙,赖,蛋,缬 晾（亮）一晾（异亮）出来（赖）本（苯）色，原来是鸡蛋酥（苏）记忆方法：其余12种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需氨基酸。null 蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值是指食物蛋白质在体内的利用率，取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。 蛋白质的互补作用指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。null 几种生理价值较低的蛋白质混合食用，生理价值提高。 谷类 少 多豆类 多 少§2 蛋白质的消化、吸收与腐败§2 蛋白质的消化、吸收与腐败一、外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收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、毒性反应。null（一）在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽 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) 1.胃中的消化null 胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，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。 2.小肠中的消化 ——小肠是蛋白质消化的主要部位。null蛋白酶的特异性null氨基酸 小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶的作用，例如氨基肽酶及二肽酶等。图 7-1null蛋白质在胃和小肠中的消化null吸收部位：主要在小肠 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：耗能的主动吸收过程（二）氨基酸通过主动转运过程被吸收知识点2null 氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。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 β氨基酸转运蛋白 二肽转运蛋白 三肽转运蛋白null 耗能的主动吸收null γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成nullγ-谷氨酰基循环过程图7-3 γ-谷氨酰基循环null肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用。 腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质。二、蛋白质在肠道发生腐败作用知识点3null（一）胺类(amines)的生成蛋白质 氨基酸胺类null（二） 氨的生成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 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。知识点4null 氨 的 生 成null（三）其它有害物质的生成酪氨酸 苯 酚半胱氨酸 硫化氢 色氨酸 吲哚酚§3 氨基酸的一般代谢§3 氨基酸的一般代谢一、体内蛋白质分解生成氨基酸 二、氨基酸的脱氨基作用 （一） L-谷氨酸氧化脱氨基作用 （二）转氨基作用 （三）联合脱氨基作用（主） 1. 肝肾组织中的联合脱氨基作用 2. 嘌呤核苷酸循环（肌） 三、氨基酸碳链骨架可进行转换和分解null一、体内蛋白质分解生成氨基酸成人体内的蛋白质每天约有1%~2%被降解，主要是肌肉蛋白质。 蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%~80%被重新利用合成新的蛋白质。null 一般在下列3种代谢状况下，氨基酸会 氧化降解：① 细胞的蛋白质进行正常的合成和降解时，蛋白质合成并不需要蛋白质降解释放出的某些氨基酸，这些氨基酸会进行氧化分解。 ② 食品富含蛋白质，消化产生的氨基酸超过了蛋白质合成的需要，由于氨基酸不能在体内储存，过量的氨基酸在体内被氧化降解。null ③ 机体处于饥饿状态或未控制的糖尿病状态时，机体不能利用或不能合适地利用糖作为能源，细胞的蛋白质被用做重要的能源。null蛋白质的半寿期(half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间， 用t1/2示. 一些代谢关键酶的t1/2极短: 肝脏中大部分蛋白质的t1/2（在1~8d） 血浆蛋白t1/2（10d） 结缔组织蛋白t1/2很长（180d） 体内蛋白质以不同的速率降解null真核生物中蛋白质的降解有两条途径 ② 胞质途径：依赖ATP和泛素的降解过程① 溶酶体途径（不依赖ATP过程） 它在溶酶体内进行，利用组织蛋白酶降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白。依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白泛素(ubiquitin) 泛素(ubiquitin) 76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD) 普遍存在于真核生物而得名 一级结构高度保守1. 泛素化(ubiquitination) 泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其标记并被激活。2. 蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解泛素介导的蛋白质降解过程null泛素化过程null 蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白质。 26S蛋白质酶体 20S的核心颗粒(CP) 19S的调节颗粒(RP) : 18个亚基, 6个亚基具有ATP酶活性2个α环：7个α亚基2个β环：7个β亚基nullnull泛素介导的蛋白质降解过程：null 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%氨基酸代谢库的 三条来源 四条去路氨基酸代谢库(metabolic pool)null 氨基酸代谢库食物蛋白体内合成 体内蛋白来源去路α-酮酸氨 尿 素某些含 氮物胺 类CO2氧 化 供 能酮 体糖脱 氨图 7-5§3 氨基酸的一般代谢§3 氨基酸的一般代谢一、体内蛋白质分解生成氨基酸 二、氨基酸的脱氨基作用 （一）转氨基作用 （二） L-谷氨酸氧化脱氨基作用 （三）联合脱氨基作用（主） 1. 肝肾组织中的联合脱氨基作用 2. 嘌呤核苷酸循环（肌） 三、氨基酸碳链骨架可进行转换和分解（一）转氨基作用（一）转氨基作用 R’-COCOOH R”-CH COOH R’-CH(NH2)COOH R”-COCOOH 1. 定义： 一个α-氨基酸的氨基转移到另一个α-酮酸酮基的位置上，生成相应的α-氨基酸，而原来的α-氨基酸则转变为相应的α-酮酸。催化这类反应的酶为转氨酶 (transaminase)。NH2NH2知识点 5null体内有多种转氨酶，具有特异性： 不同氨基酸与转氨酶之间的转氨基作用只能由专一的转氨酶催化 α-酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸作为氨基接受体的转氨酶体系常见 谷氨酸与α-酮酸的转氨酶最为重要 转氨酶的辅酶为磷酸吡哆醛2. 转氨酶知识点 6null 丙氨酸氨基转移酶 ALT （alaninetransaminase ） 又称为谷丙转氨酶（GPT）。催化丙氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。 丙氨酸 + α-酮戊二酸 丙酮酸+谷氨酸3. 重要的转氨酶及所催化的反应ALT知识点7null CH3 H-C-NH2 COOHNH2 CH3 H-C=O COOHNH2丙氨酸丙 酮 酸α-酮戊二酸谷氨酸null天冬氨酸氨基转移酶 AST （aspartate transaminase, ） 又称为谷草转氨酶（GOT）。催化天冬氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。 天冬氨酸 + α-酮戊二酸 草酰乙酸 + 谷氨酸 AST知识点8nullNH2天冬氨酸草酰乙酸α-酮戊二酸谷氨酸NH24. 辅酶作用机制4. 辅酶作用机制 吡哆醇:R= -CH2OH 维生素B6吡哆醛:R= -CHO 吡哆胺:R= -CH2NH2 维生素B6的辅酶形式磷酸吡哆醇:R= -CH2OH 磷酸吡哆醛:R= -CHO 磷酸吡哆胺:R= -CH2NH2转氨机制转氨机制null5. 转氨基作用特点：1. 反应可逆 2. 没有游离NH3 产生 3. 部分氨基酸可以直接或间接以α-酮戊二酸为受氨体生成谷氨酸 4. 辅酶为维生素B6的磷酸酯知识点9 6. ALT 、AST的临床意义 6. ALT 、AST的临床意义 表7-1 正常成人各组织中ALT及AST活性 组织 AST ALT 组织 AST ALT （单位/g 湿组织） （单位/g 湿组织） 心 156000 7100 胰腺 28000 2000 肝 142000 44000 脾 14000 1200 骨骼肌 99000 4800 肺 10000 700 肾 91000 19000 血清 20 16 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。§3 氨基酸的一般代谢§3 氨基酸的一般代谢一、体内蛋白质分解生成氨基酸 二、氨基酸的脱氨基作用 （一）转氨基作用 （二） L-谷氨酸氧化脱氨基作用 （三）联合脱氨基作用（主） 1. 肝肾组织中的联合脱氨基作用 2. 嘌呤核苷酸循环（肌） 三、氨基酸碳链骨架可进行转换和分解nullL-谷氨酸氧化脱氨基作用知识点10反应过程包括脱氢和水解两步null L-谷氨酸脱氢酶(L-glutamate dehydro-genase)是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶，生成的NADH可进入呼吸链进行氧化磷酸化。 该酶活性高，分布广泛，因而作用较大。 该酶属于变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。 上述两步反应是可逆的，通过该途径可以合成谷氨酸。知识点11null 1. 氨基酸氧化酶（需氧脱氢酶） L-氨基酸氧化酶（辅酶为FMN） 分布差（限于肝、肾）、活性低，作用小 D-氨基酸氧化酶（辅酶为FAD） 分布广、活性大，可作用于D-氨基酸；体内作用不明 2. L-谷氨酸脱氢酶（辅酶为NAD+或NADP+） 分布广（肌肉除外）、活性强，十分重要；尤其是在联合脱氨基作用中催化氨基酸氧化脱氨基的酶类§3 氨基酸的一般代谢§3 氨基酸的一般代谢一、体内蛋白质分解生成氨基酸 二、氨基酸的脱氨基作用 （一）转氨基作用 （二） L-谷氨酸氧化脱氨基作用 （三）联合脱氨基作用（主） 1. 肝肾组织中的联合脱氨基作用 2. 嘌呤核苷酸循环（肌） 三、氨基酸碳链骨架可进行转换和分解（三）联合脱氨基作用 （三）联合脱氨基作用 转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为α-酮酸(α-ketoacid)的过程，称为联合脱氨基作用。 知识点12null 转氨酶L-谷氨酸脱氢酶 谷氨酸α-酮戊二酸α-酮酸++NH3 NADH +H+ H2O + NAD+NH2NH2null联合脱氨基作用的特点： 转氨基与氧化脱氨基作用偶联 联合脱氨基作用是氨基酸脱氨基的 主要方式。 3. 产生游离 NH3 4. 合成非必需氨基酸的重要途径 5. 肝、肾、脑中最活跃知识点13null 这是存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。 在骨骼肌和心肌中，由于谷氨酸脱氢酶的活性较低，而腺苷酸脱氨酶的活性较高，故采用此方式进行脱氨基。联合嘌呤核苷酸循环 Purine nucleotide cycle转氨基作用核苷酸参与的脱氨基作用nullα-氨基酸α-酮 戊二酸α-酮酸谷氨酸天冬 氨酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸腺苷酸脱氨酶 H2ONH3NH2NH2NH2NH2NH2苹果酸草酰乙酸图 7-7§3 氨基酸的一般代谢§3 氨基酸的一般代谢一、体内蛋白质分解生成氨基酸 二、氨基酸的脱氨基作用 （一）转氨基作用 （二） L-谷氨酸氧化脱氨基作用 （三）联合脱氨基作用（主） 1. 肝肾组织中的联合脱氨基作用 2. 嘌呤核苷酸循环（肌） 三、氨基酸碳链骨架可进行转换和分解null 三、氨基酸碳链骨架可进行转换和分解　　氨基酸脱氨基后生成的-酮酸(-keto acid）主要有三条代谢去路。（一）α-酮酸可彻底氧化分解并提供能量（二）α-酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸（三）α-酮酸可转变成糖及脂类化合物nullα-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸 草酰乙酸柠檬酸丙酮酸乙酰CoA谷氨酸NH3丙氨酸NH3NH3天冬氨酸null  酮酸非必需AA糖、脂类氧化供能生糖AA 生酮AA生糖兼生酮AA亮、赖大部分异亮苯丙酪苏色（三）α-酮酸可转变成糖及脂类化合物null 1. 生糖氨基酸：大部分 2. 生酮氨基酸：Leu（亮）Lys（赖） 3. 生糖兼生酮氨基酸： 酪 苯 色 异亮 苏 生酮+生糖兼生酮 = “一两色素本来老”（异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、酪氨酸），其中生酮氨基酸为“亮，赖” 知识点14null琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸α-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α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA酮体CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A Cnull一、体内有毒性的氨有三个重要来源 §4 氨的代谢二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式转运三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路null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(urea)而解毒。 正常人血氨浓度一般不超过 0.6μmol/L。 null一、体内有毒性的氨有三个重要来源（一）氨基酸脱氨基作用和胺类分解均可产生氨（二）肠道细菌腐败作用产生氨（三）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺null 体内氨的来源(血氨正常值 <0.1mg/100ml)NH3null2. 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。知识点 16null（易弥散） 铵 NH4+ （不易弥散）（排出）减少氨的吸收：肝硬化腹水病人碱性灌肠，碱性利尿弱酸性透析液结肠透析酸性利尿药null一、体内有毒性的氨有三个重要来源 §4 氨的代谢二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式转运三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路null（二）通过谷氨酰胺氨从脑和肌肉等组织 运往肝或肾 （一）通过丙氨酸-葡萄糖循环氨从肌肉运往肝二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式转运 丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)： 丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)： 肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转运至肝脏再脱氨基，生成的丙酮酸经糖异生合成葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸，通过这一循环反应过程即可将肌肉中氨基酸的氨基转移到肝脏进行处理。这一循环反应过程就称为丙氨酸-葡萄糖循环。 null丙 氨 酸葡 萄 糖 肌肉 蛋白质氨基酸谷氨酸α-KG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图7-8 丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖NH3null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。 谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用 谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用 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。谷氨酸谷氨酰胺NH3 +ATP ADP+Pi谷氨酰胺合成酶H2ONH3谷氨酰胺酶 脑、肌肉肝、 肾null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。 知识点17 谷氨酰胺的生物学意义 谷氨酰胺的生物学意义 天门冬酰胺、 核苷酸谷氨酰胺谷氨酸 运氨、储氨、解氨毒NH3 蛋白质异生成糖供氨体氧化供能知识点 18null一、体内有毒性的氨有三个重要来源 §4 氨的代谢二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式转运三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路null三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路（一）Krebs提出尿素是通过鸟氨酸循环合成的学说（二）肝中鸟氨酸循环合成尿素的详细步骤（三）尿素合成受膳食蛋白质和两种限速酶活性的调节（四）尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒鸟氨酸循环与尿素的合成 ornithine cycle and urea synthesis 鸟氨酸循环与尿素的合成 ornithine cycle and urea synthesis 尿素生成的过程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称尿素循环(urea cycle) 。null 1. 反应起始物 CO2、NH3 Asp中的氨基 2. 反应场所 肝 胞液 线粒体 3. 反应条件 ATP 4. 反应过程 鸟氨酸循环 5. 能量消耗 6. 限速酶 7. 调控 8. 高血氨和氨中毒 鸟氨酸循环过程知识点19 实验： 小鼠肝切片＋铵盐 铵盐 尿素 NH3 NH2 CO NH2O2尿 素说 明：肝 肝是合成尿素的主要器官 肝是合成尿素的主要器官null 1. 反应起始物 CO2、NH3 Asp中的氨基 2. 反应场所 肝 胞液 线粒体 3. 反应条件 ATP 4. 反应过程 鸟氨酸循环 5. 能量消耗 6. 限速酶 7. 调控 8. 高血氨和氨中毒 鸟氨酸循环过程 4. 反应过程 ------ 鸟氨酸循环 4. 反应过程 ------ 鸟氨酸循环 ⑴. 氨基甲酰磷酸的合成 线粒体 ⑵. 瓜氨酸的合成 线粒体 ⑶. 精氨酸的合成 胞液 ⑷. 精氨酸水解成尿素 胞液 4. 反应过程 ------ 鸟氨酸循环 4. 反应过程 ------ 鸟氨酸循环 null鸟氨酸循环null鸟氨酸循环天冬氨酸尿素线粒体胞 液null 尿素合成反应过程 a. 鸟氨酸作催化剂 b. 尿素分子中氨基的来源 c. CPSⅠ与CPSⅡ的比较 d. 鸟氨酸循环与三羧酸循环的联系 AA脱氨氨＋鸟氨酸→瓜氨酸→精氨酸→鸟氨酸＋尿素“俺”的“鸟”，“呱”的一声“惊”吓你的“鸟”尿“尿”知识点20CPSⅠ与CPSⅡ的比较CPSⅠ与CPSⅡ的比较 尿素合成的 Krebs 双循环 尿素合成的 Krebs 双循环null 1. 反应起始物 CO2、NH3 Asp中的氨基 2. 反应场所 肝 胞液 线粒体 3. 反应条件 ATP 4. 反应过程 鸟氨酸循环 5. 能量消耗 6. 限速酶 7. 调控 8. 高血氨和氨中毒 鸟氨酸循环过程5. 能量消耗5. 能量消耗在氨基甲酰磷酸的合成的反应中消耗 2ATP 在精氨酸代琥珀酸的合成的反应中消耗 2~P 合成1mol尿素需消耗4molATP 6. 限速酶 CPSⅠ 精氨酸代琥珀酸合成酶知识点21null 1. 反应起始物 CO2、NH3 Asp中的氨基 2. 反应场所 肝 胞液 线粒体 3. 反应条件 ATP 4. 反应过程 鸟氨酸循环 5. 能量消耗 6. 限速酶 7. 调控 8. 高血氨和氨中毒 鸟氨酸循环过程7. 调控7. 调控 高蛋白食物极度饥饿蛋白分解氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ等酶尿素合成⑴. 食物蛋白质的影响⑵. 对 CPS-Ⅰ的调节⑵. 对 CPS-Ⅰ的调节Glu α-KG + NH3ATPTCACPS-ⅠCO2 + 2ATP 氨基甲酰磷酸AGAGlu +AcCoA精氨酸 N－乙酰谷氨酸是氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ必需的变构激活剂，如无AGA存在，CPS-Ⅰ几乎无活性。 精氨酸促进AGA的合成而加强氨甲酰磷酸的合成，使尿素合成增加以适应机体生理需要。null⑶. 尿素和催化酶系的调节酶相对活性氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相对活性酶相对活性氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0null 1. 反应起始物 CO2、NH3 Asp中的氨基 2. 反应场所 肝 胞液 线粒体 3. 反应条件 ATP 4. 反应过程 鸟氨酸循环 5. 能量消耗 6. 限速酶 7. 调控 8. 高血氨和氨中毒 鸟氨酸循环过程null8. 高氨血症和氨中毒知识点22 §5 个别AA的代谢 §5 个别AA的代谢 一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的 胺类化合物二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程null氨基酸脱羧酶 磷酸吡哆醛氨基酸 氨基酸的脱羧基作用知识点 23nullγ－氨基丁酸由谷氨酸脱羧生成催化此反应的酶为谷氨酸脱羧酶，此酶在脑及肾组织中活性强，因而－氨基丁酸在脑中的浓度较高 γ－氨基丁酸的作用 抑制性的神经递质，抑制突触传导 γ－氨基丁酸的进一步代谢可与α－酮戊二酸进行转氨基作用，生成琥珀酸半醛，再氧化成琥珀酸进入三羧酸循环而被代谢 。（1）L-谷氨酸 γ-氨基丁酸（GABA） null 体内许多组织的肥大细胞及嗜碱性细胞在过敏反应、创伤等情况下产生组胺。 组胺是一种强血管扩张剂，可引起血管扩张毛细血管通透性增加，造成血压下降，甚至休克。 组胺可使平滑肌收缩，引起支气管痉挛而发生哮喘，组胺还能促进胃黏膜细胞分泌胃蛋白酶及胃酸，故可用于研究胃分泌功能。 组胺可经氧化或甲基化而灭活null5－羟色胺 在脑的视丘下部，大脑皮层以及神经细胞的突触小泡内含量很高，它是一种神经递质，直接影响神经传导。 5－羟色胺具有强烈的血管收缩作用 5－羟色胺经单胺氧化酶的催化作用，生成5－羟色醛以及5－羟吲哚乙酸等产物随尿排泄。null多胺——鸟氨酸脱羧的系列产物 作用：它们是调节细胞生长、促进细胞增殖的重要物质，其可能的机制： 稳定细胞结构 与核酸结合 增强核酸与蛋白质的合成 生长旺盛组织（胚胎、再生肝、癌瘤），鸟氨酸脱羧酶的活性好，多胺的含量高，临床上通过测定癌瘤病人血液和尿液中多胺含量作为观察病情的指标。（4）鸟氨酸 多胺类（腐胺 、精咪、精胺） §5 个别AA的代谢 §5 个别AA的代谢 一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的 胺类化合物二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程null 一碳单位: 某些AA分解代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团。 种类： --CH3 --CH2-- --CH= --CHO –NH=CH2 甲基 、 甲烯基、 甲炔基、甲酰基、 亚氨甲基 辅酶：四氢叶酸 FH4 & THFA 知识点24二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位null 5 6叶酸的活性形式为 5,6,7,8-四氢叶酸(FH4) 为一碳单位的辅酶（载体）NNOHH2NNN-CH2-N- -C-N-CH-CH2-CH2-COOH O H7 8101. 一碳单位的存在形式5喋呤啶对氨基苯甲酸谷氨酸叶酸四氢叶酸nullNNOHH2NNN-CH2-N- -C-N-CH-CH2-CH2-COOH O105 FH4N5 - 甲基 -FH4N5 , N10 - 甲炔 - FH4 N10 - 甲酰 - FH4N5 - 亚氨甲基 -FH4N5 , N10 - 甲烯 - FH4CH3CH2CHCHOCH=NHN5 - 甲基 -FH4 N5 , N10 - 甲烯- FH4 N5 , N10 - 甲炔 - FH4 N10 - 甲酰 - FH4 N5 - 亚氨甲基 -FH4 null 甘氨酸组氨酸色氨酸丝氨酸2. 一碳单位与AA代谢甘 氨 酸N5 , N10 CH2-FH4 N5 , N10 CH2-FH4CO2N5-NH=CH2-FH4谷氨酸 N10-CHO-FH4犬 尿 氨 酸 “敢” “死” 去 “阻” “塞” “一贪”官知识点25null N10–CHO –FH4 N5 , N10–CH=FH4 N5 –NH=CH2 –FH4 N5, N10–CH2 –FH4 N5 –CH3 –FH4提供合成嘌呤环的 C2 C8提供胸苷酸合成的 CH33. 一碳单位互变及生理功用null 甘 丝 组色一碳单位嘌呤核苷酸胸苷酸AA代谢核苷酸代谢肌酸一碳单位与AA、核苷酸代谢有什么联系？ 知识点26 §5 个别AA的代谢 §5 个别AA的代谢 一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的 胺类化合物二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程null （一）甲硫氨酸的代谢 1. Met与参与甲基转移 2. 甲硫氨酸为合成肌酸提供甲基 （二）半胱氨酸的代谢 三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的1. Met与参与甲基转移1. Met与参与甲基转移S-CH3 CH2 CH2 CH-NH2 COOH甲硫氨酸 ATP PPi+Pi甲硫氨酰腺苷转移酶S CH2 CH2 CH-NH2 COOHCH3腺苷＋ S-腺苷甲硫氨酸活性甲基（SAM）null 甲基供体的活性形式为S-腺苷甲硫氨酸 （S-adenosyl methionine, SAM） SAM是体内合成许多重要化合物，如肾上腺素、胆碱、肌酸和核酸等的甲基供体。 知识点27null 甲硫氨酸 ATP 同型半胱氨酸 S-腺苷甲硫氨酸 S-腺苷同型甲硫氨酸FH4N5 - 甲基 -FH4 VitB12转甲基酶的辅酶RHR-CH3腺苷巨幼红细胞性贫血巨幼红细胞性贫血 维生素B12缺乏时，N5-CH3-FH4上的甲基不能转移，甲硫氨酸循环受到影响。还会使N5-CH3-FH4淤积造成FH4的再生减弱，周转利用不良，不能充分发挥其功能。出现与叶酸缺乏造成的贫血症状。 由于游离的FH4含量减少，使红细胞中DNA合成障碍（dTMP) 影响细胞分裂增殖，结果引起骨髓及循环血液内出现形态及功能上都异常的巨幼红细胞，最终导致贫血。nullnull2. 甲硫氨酸为合成肌酸提供甲基肝是合成肌酸的主要器官 肌酸合成原料：以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基 肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸 肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatine phosphate)是能量储存、利用的重要化合物。 肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐null 活性物质（肾上腺素等） 蛋氨酸 SAM 肌酸 肌酸酐 磷酸-肌酸 重症肾病人血中重要储能物质肌酸激酶知识点28总 结： Cysnull （一）甲硫氨酸的代谢 1. Met与参与甲基转移 2. 甲硫氨酸为合成肌酸提供甲基 （二）半胱氨酸的代谢 三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的null1. 半胱氨酸与胱氨酸的互变 HH半胱氨酸半胱氨酸 胱氨酸null2. 半胱氨酸可生成牛磺酸 牛磺酸是结合胆汁酸的组成成份之一nullCys是体内硫酸根的主要来源3’-磷酸腺苷-5’磷酸硫酸 PAPS3. 半胱氨酸可生成活性硫酸根null 活性硫酸根的结构 PAPS的作用：1.参与体内的生物合成 2.参与肝脏的生物转换作用nullPAPS 胱氨酸半胱氨酸 硫酸根 （ SO42-）ATP牛磺酸总 结：知识点29null半胱氨酸代谢的主要途径 Cys Prot、 GGSH牛磺酸 胱氨酸PAPS 半必需氨基酸 二硫键维系蛋白质 分子的空间构象 作为巯基酶活性中心的 必需基团，发挥催化作用 §5 个别AA的代谢 §5 个别AA的代谢 一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的 胺类化合物二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程null四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质null 多巴胺：神经递质 帕金森病（Parkinson disease）： 多巴胺生成减少儿茶酚胺（多巴胺、去甲肾上腺素、 肾上腺素）的合成null 酪氨酸代谢相关疾病——帕金森症 帕金森症的发病机理还不十分清楚，其病理变化主要为脑内的黑质、尾状核、壳核中的多巴胺含量减少。神经元的老化、环境中的有害物质、感染、一氧化碳中毒以及遗传倾向等，都被认为与本病的发生有关。 null2. 酪氨酸合成黑色素在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶等催化合成黑色素。 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” (Albinism)null酪氨酸酶 （黑色素细胞）酪氨酸酶缺乏： 白化病 （albinism）null 酪氨酸代谢相关疾病——白化病null3. 酪氨酸的分解代谢尿黑酸尿生糖兼生酮氨基酸null4. 苯丙酮酸尿症 （PKU)null先天性缺乏尿苯酮酸尿症（PKU）中枢神经系统毒性 ------智力发育障碍 治疗：控制苯丙氨酸摄入量4. 苯丙酮酸尿症 （PKU)null 我国PKU的发病率为6000分之一至2万分之一，专家推算，在我国每年2100万名新生儿中，约有2000名PKU患者。从四十年前发现的第一例pku患者以来，患者总数已逼近十万。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。苯丙酮酸尿症 （PKU)null苯丙氨酸是必需氨基酸。 对于PKU孩子来说，苯丙氨酸不能得到正常的代谢，却转化成了一种有害物质--苯丙酮酸。 苯丙酮酸会阻碍黑色素的分泌，使其堆积在膀胱，患者的头发变黄、皮肤变白、尿液发出一种特殊的味道；它会损伤神经系统，使脑组织细胞萎缩、死亡，而这种损伤是永远都不可修复的。 患者通常表现为，动作不能协调，脾气暴躁，语言发育迟缓，甚至发生癫痫等。 nullnull 酪氨酸酶 黑色素苯丙酮酸苯丙酮酸尿症，先天痴呆白化病羟苯丙酮酸尿黑酸羟化酶延胡索酸 乙酰乙酸 尿黑酸氧化酶转氨酶尿黑酸尿苯丙氨酸多巴 儿茶酚胺类酪氨酸总 结： 苯丙氨酸及酪氨酸的主要代谢途径 苯丙氨酸及酪氨酸的主要代谢途径苯丙 氨酸 酪氨酸羟 化 Prot、 G、脂 Prot、 G、脂儿茶酚胺激素黑色素 苯丙酮酸 必需氨基酸 半必需氨基酸知识点30null 色氨酸代谢的主要途径 色氨酸 Prot、 G、脂一碳单位 5-羟色胺 尼克酸 （VitPP） 必需氨基酸知识点31 §5 个别AA的代谢 §5 个别AA的代谢 一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的 胺类化合物二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程null支链氨基酸分解包括转氨、脱羧和彻底氧化阶段支链氨基酸五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程null 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 -NH3 转氨基作用 相应的α-酮酸 -CO2 氧化脱氨基作用 相应的脂肪酰CoA β氧化 相应的α、β烯脂酰CoA 琥珀酰CoA 乙酰CoA 乙酰CoA 支链氨基酸的代谢共同反应阶段null 表7-3 氨基酸衍生的重要含氮化合物化合物生理功能氨基酸前体嘌呤碱嘧啶碱卟啉化合物肌酸、磷酸肌酸尼克酸儿茶酚胺甲状腺素黑色素5-羟色胺组胺γ-氨基丁酸精胺、精脒含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分血红素、细胞色素能量储存维生素神经递质、激素激素皮肤色素血管收缩剂、神经递质血管舒张剂神经递质细胞增殖促进剂Asp、Gln、GlyAspGlyGly、Arg、MetTrpTyr、PheTyrTyr、PheTrpHisGluArg、Met一氧化氮（（NO）细胞信号转导分子Argnull 糖、脂、蛋白质代谢 之间的联系及调节null一、在能量代谢上的相互联系三大营养素共同中间产物共同最终代谢通路糖脂肪蛋白质乙酰CoATAC2H氧化磷酸化ATPCO2 三大营养素可在体内氧化供能。null从能量供应的角度看，三大营养素可以互相代替，并互相制约。 一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。 null饥饿时 肝糖原分解  肌糖原分解 肝糖异生 蛋白质分解 以脂酸、酮体分解供能为主 蛋白质分解明显降低1 ~ 2 天3 ~ 4 周null二、糖、脂和蛋白质之间的相互联系 糖、脂、蛋白质在体内可以相互转化，彼此为对方的生物合成提供原料但相互转化的强度不同，以糖转脂、蛋白质生糖、蛋白质生脂为主。null（一）糖代谢与脂代谢的相互联系1. 摄入的糖量超过能量消耗时 葡萄糖乙酰CoA合成脂肪 （脂肪组织）合成糖原储存（肝、肌肉）null2. 脂肪的甘油部分能在体内转变为糖脂酸乙酰CoA葡萄糖脂 肪甘油甘油激酶肝、肾、肠磷酸-甘油葡萄糖null3. 脂肪的分解代谢受糖代谢的影响饥饿、糖供应不足或糖代谢障碍时null（二）糖与氨基酸代谢的相互联系例 如:丙氨酸丙酮酸脱氨基糖异生葡萄糖1. 大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸，可转变为糖。null2. 糖代谢的中间产物可氨基化生成某些 非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoA柠檬酸α-酮戊二酸null 1. 蛋白质可以转变为脂肪 2. 氨基酸可作为合成磷脂的原料（三）脂类与氨基酸代谢的相互联系null—— 但不能说，脂类可转变为氨基酸。 其他α-酮酸某些非必需氨基酸3. 脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸null（四）核酸与糖、蛋白质代谢的相互联系 1. 氨基酸是体内合成核酸的重要原料2. 磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供null葡萄糖、糖原丙酮酸乙酰CoA脂肪草酰乙酸α- 酮戊二酸琥珀酸延胡索酸null 计算1mol谷氨酸通过有氧氧化彻底分解成CO2和H2O，共产生多少molATP？ CO2和H2Oα-KG草酰乙酸AcCoA丙酮酸PEP谷氨酸null Glu α-KG 草酰乙酸 AcCoA 丙酮酸 PEP氧化脱氨① TAC②③ 脱羧④底物水平 磷酸化氧化脱羧⑤CO2和H2OTAC⑥①氧化脱氨 NADH 2.5ATP ② TAC 2NADH+FADH2+ATP 7.5ATP ③脱羧 -1ATP ④底物水平磷酸化 1ATP ⑤氧化脱羧 NADH 2.5ATP ⑥ TAC 10ATP22.5 ATP典型试题 A．氨基酸的种类及数量 B．必需氨基酸的种类、数量及比例 C．必需氨基酸的种类 D．必需氨基酸的数量 E．以上说法均不对 典型试题分析A型题1、蛋白质生理价值的高低取决于 2、蛋白质的互补作用是指 2、蛋白质的互补作用是指A. 糖和蛋白质混合食用，以提高食物的生理价值作用 B. 脂肪和蛋白质混合食用，以提高食物的生理价值作用 C. 几种生理价值低的蛋白质混合食用，提高食物的生理价值作用 D. 糖、脂肪、蛋白质及维生素混合食用，提高食物的生理价值作用 E. 用糖和脂肪代替蛋白质的作用3、在脱氨基作用中，肝脏中最常见的方式是3、在脱氨基作用中，肝脏中最常见的方式是A. 氧化脱氨基作用 B. 转氨基作用 C. 联合脱氨基作用 D. 嘌呤核苷酸循环 E. 以上都不是 4、与联合脱氨基作用无关的是 4、与联合脱氨基作用无关的是A. -酮戊二酸 B. 转氨酶 C. NAD+ D. 谷氨酸脱氢酶 E. 脯氨酸5、骨骼肌和心肌中丙氨酸脱氨基的方式 主要是5、骨骼肌和心肌中丙氨酸脱氨基的方式 主要是A. 经联合脱氨基作用脱氨 B. 经嘌呤核苷酸循环途径脱氨 C. 经丙氨酸酶催化直接脱氨 D. 经丙氨酸氧化酶催化直接脱氨 E. 经丙氨酸水解酶催化脱氨6、血中氨的主要来源是6、血中氨的主要来源是A. 胺类物质分解产生 B. 肾脏谷氨酰胺水解产生 C. 氨基酸脱氨基作用产生 D. 嘌呤嘧啶分解产生 E. 从肠道吸收而来7、血中氨的主要去路是7、血中氨的主要去路是A. 合成尿素 B. 参与嘌呤嘧啶的合成 C. 生成谷氨酰胺 D. 生成非必需氨基酸 E. 生成铵盐8、丙氨酸-葡萄糖循环的作用是8、丙氨酸-葡萄糖循环的作用是A. 是氨的转运形式和促进氨基酸转变成糖 B. 促进非必需氨基酸的合成 C. 促进鸟氨酸循环 D. 促进氨基酸转变为脂肪 E. 促进氨基酸氧化供能9、血氨增高导致脑功能障碍的生化机理是NH3增高可以9、血氨增高导致脑功能障碍的生化机理是NH3增高可以A．抑制脑中酶活性 B．升高脑中pH C．大量消耗脑中α－酮戊二酸 D．抑制呼吸链的电子传递 E．升高脑中尿素浓度 10、尿素循环中一个氨由氨基甲酰磷酸提供，另一个氨来源于10、尿素循环中一个氨由氨基甲酰磷酸提供，另一个氨来源于A．游离氨 B．谷氨酰胺 C．氨基甲酸磷酸 D．天冬酰胺 E．天冬氨酸 11、尿素循环的叙述正确的是 11、尿素循环的叙述正确的是A. 需由CTP供能 B. 天冬氨酸的含碳部分掺入精氨酸中 C. 精氨酸是瓜氨酸的直接前身物 D. 尿素中的两个氮都直接或间接来自氨基酸 E. 草酰乙酸是精氨酸代琥珀酸的直接产物 12、生酮兼生糖氨基酸是 12、生酮兼生糖氨基酸是A. 丙氨酸 B. 天冬氨酸 C. 苯丙氨酸 D. 亮氨酸 E. 甘氨酸 13、S-腺苷蛋氨酸的重要作用是 13、S-腺苷蛋氨酸的重要作用是A. 补充甲硫氨酸 B. 生成腺嘌呤核苷 C. 合成四氢叶酸 D. 合成同型半胱氨酸 E. 提供甲基nullA. 胆碱的合成 B. 肌酸的合成 C.肾上腺素的合成 D. 脂肪酸的合成 E. 以上都有关14.下列哪个代谢与S-腺苷蛋氨酸无关nullA. 指含一个碳原子的有机酸 B. 所有氨基酸分解代谢过程中均可产生一碳单位 C. 代谢物氧化脱羧产生一碳单位 D. 某些氨基酸分解时产生的只含一个碳原子的有机基团 E. 一碳单位不需载体携带15.关于一碳单位的正确描述是16、下列哪种化合物不能由酪氨酸合成16、下列哪种化合物不能由酪氨酸合成A. 甲状腺素 B. 苯丙氨酸 C. 肾上腺素 D. 黑色素 E. 多巴胺nullA. 合成非必需氨基酸 B. 转变成糖 C.