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1、1,血浆脂蛋白代谢 & AS,？,2,第十六章 氨基酸代谢,何冰芳,3,生物体的化学组成,氨基酸蛋白质,氨基酸分解,氨基酸合成,酮酸氨,尿素循环,4,第一节、蛋白质在体内的降解,蛋白质是生命的物质基础，细胞总是不断地从氨基酸合成蛋白质，又把蛋白质降解为氨基酸。各种蛋白质的寿命不同。 细胞中蛋白质降解的重要功能： 1、排除不正常的蛋白 2、排除累积过多的酶和调节蛋白，使细胞代谢竟然有序。,5,一、细胞外途径 蛋白质的消化和吸收,1、蛋白质的消化蛋白酶的作用位点 酶原和酶原激活：多数蛋白酶是以酶原形式分泌的，到一定部位及一定条件下激活为有活性的酶（水解小部分肽链）。其生理意义在于保护组织免受蛋白酶
2、分解。 2、蛋白酶的特异性蛋白酶具有较高的专一性，分别作用于多肽链的不同部位 肠：胰蛋白酶 胃蛋白酶 胰凝乳蛋白酶 食物蛋白 朊、胨、多肽 氨基酸 吸收 弹性蛋白酶 小肽 羧肽酶 外肽酶（二肽） 氨肽酶,6,动物蛋白酶作用的专一性,胃蛋白酶：芳香族氨基酸,Met,Leu的羧基端肽键。 胰蛋白酶：碱性. 的羧基端肽键 糜蛋白酶：芳香族氨基酸 的羧基端肽键 （胰凝乳蛋白酶） 弹性蛋白酶：脂肪族氨基酸 的羧基端肽键 羧肽酶：羧基末端肽（小肽） 氨肽酶：氨基末端肽（小肽）,7,氨基酸及小肽的吸收,小肠粘膜细胞吸收氨基酸和小肽是个“主动运输”过程，两种方式： 1. 主动转运（主）：需钠氨基酸载体（是一种
3、活性受Na+调节的 膜蛋白），耗能,不同的AA吸收可由不同的载体完成。 中性AA载体：运输芳香、脂肪、含硫AA等，特别是必需AA 碱性AA载体： 酸性AA载体： 亚氨基酸及甘氨酸载体 2.谷氨酸酰基循环：需谷胱甘肽、能量、转移酶等 通过酶（在谷氨酸转移酶的催化下）与谷胱甘肽（GSH）作用，生成谷氨酰AA，而进入细胞。,8,9,一个体重70 kg 的人，一般进食，每天约400g 蛋白质发生变化。其中四分之一氧化降解或转变为葡萄糖，四分之三在体内再循环。 体内蛋白降解 真核细胞降解蛋白质有两种体系； 1、溶酶体无选择地降解蛋白质（约50种酶） 2、ATP-依赖的泛肽-蛋白酶降解体系（选择降解）,二
4、、细胞内途径,10,真核细胞中蛋白质降解的两种体系,一、溶酶体降解体系无选择性地降解蛋白质 溶酶体是具单层膜被的细胞器，它含有50多种水解酶，内部 pH为5。 糖尿病会刺激溶酶体的蛋白质分解,11,真核细胞中蛋白质降解的两种体系,二、泛肽(ubiquitin)标记降解体系 给选择降解的蛋白质加以标记，需ATP,（泛肽活化酶）,（泛肽携带蛋白）,宣布无用的蛋白,（泛肽-蛋白连接酶）,（宣布无用的蛋白）,蛋白酶体,泛素 8500Da 76AA,拆,12,第二节、氨基酸的脱氨基作用,机体每天由尿中以含氮化合物排出的氨基氮约 6-20 g ，排泄 5g 氮相当于丢失 30g 内源蛋白。 蛋白质在体内主
5、要以脱氨方式代谢。 氮平衡是指摄入蛋白质的含氮量与排泄物（主要为粪和尿）中含氮量之间的关系，它反映蛋白质的合成与分解代谢的总结果 氮总平衡 氮正平衡 负氮平衡,13,14,氨基酸的脱氨基作用,氧化脱氨 转氨基 联合脱氨基,15,两类酶：L-氨基酸氧化酶 D-氨基酸氧化酶 （需氧） L-谷氨酸脱氢酶（不需氧脱氢酶）,一、氧化脱氨基作用,氨基酸氧化酶 FAD FMN,16,L-谷氨酸脱氢酶 不需氧脱氢酶，辅酶NAD+ or NADP+,酶专一性高，活性高，分布广如肝、肾、脑中，尤其动物肝细胞中。,酮戊二酸与三羧酸循环相连，故L谷氨酸脱氢酶在糖代谢和氨基酸代谢（合成）中具有重要作用，如味精。,L-谷
6、氨酸脱氢酶,L-谷氨酸脱氢酶,17,转氨作用普遍存在的脱氨方式,转氨作用：氨基酸的-氨基与-酮酸的酮基，在转氨酶的作用下相互交换，生成新的氨基酸和-酮酸的反应称为转氨作用。（本质上并没有氨的脱去）,二 、转氨基作用,18,转氨酶种类多，分布广，都以磷酸吡哆醛作辅酶，转氨酶大多数都优先利用酮戊二酸作为氨基的受体。其中最常见且作用最强的是谷丙转氨酶 （glutamic pyruvic transaminase GPT）和谷草转氨酶（glutamic oxaloacetic transaminase GOT）,二 、转氨基作用,19,磷酸吡哆醛起着转递氨基的作用 意义： 1.是体内多数氨基酸脱氨的重
7、要方式（联合脱氨），又是机体合成非必需氨基酸的重要途径。 2.是临床疾病诊断和治疗时的重要指标；GOT GPT 活力,转氨作用,20,三.联合脱氨,1） 转氨酶与L谷氨酸脱氢酶联合脱氨 -氨基酸与-酮戊二酸经转氨作用生成谷氨酸，后者在L谷氨酸脱氢酶（活力高）的催化下，经脱氢脱氨而释放出氨。,转氨酶,L-谷氨酸脱氢酶,21,2）转氨作用偶联AMP循环脱氨作用腺嘌呤核苷酸循环联合脱氨,骨骼肌，心肌的谷氨酸脱氢酶含量少，需经此方式脱氨。,IMP,AMP,H2O,NH3,腺苷酸代琥珀酸,次黄嘌呤核苷酸,GOT,苹,腺苷酸脱氢酶,三.联合脱氨,22,第三节、鸟氨酸循环（Ornichine cycle）,
8、血液中氨浓度达5mg/100ml,兔死亡,运输,排泄,？,23,一、氨的排泄 鸟氨酸循环-尿素 NH3最终排泄方式（无毒）尿素（人和哺乳动物） 尿酸（鸟类和爬行类） 氨NH4+（水生及海洋动物）,第三节、鸟氨酸循环（Ornichine cycle）,24,二、尿素的合成-鸟氨酸循环,1） 氨甲酰磷酸的生成 2） 瓜氨酸的形成 3） 精氨酸代琥珀酸的形成 4） 精氨酸的生成 5） 尿素的生成 整个合成过程中，氨甲酰磷酸合成酶是调节酶 尿素合成的主要器官：肝脏，当肝功能受损时，尿素合成受阻，血氨，称高血氨症。,25,26,27,氨甲酰磷酸合成酶,精氨酸代琥珀酸合成酶,尿素合成的调节,28,1、丙氨
9、酸葡萄糖循环,是肌组织和肝之间进行氨的转运 氨运入肝脏 肌肉 血液 肝 G G G NH3 AA 丙酮酸 丙酮酸 谷氨酸 酮酸 Ala Ala Ala -酮戊二酸,丙酮酸转氨酶(肌肉),GPT,三、氨的转运,29,30,2谷氨酰胺的生成 氨的运输,谷氨酰胺的生成不仅是解氨毒的主要方式，也是氨的运输和贮存形式。 合成酶主要分布于脑，心和肌肉等组织，谷氨酰胺是中性无毒物质，易透过细胞膜。 谷氨酰胺主要从脑，心脏、肌肉等组织向肝，肾运氨（合成尿素等）。 Gln也可参与体内，嘌呤，嘧啶和非必需AA的合成。,谷氨酰胺合成酶,谷氨酰胺酶,31,四、高氨血症与氨中毒,氨在体内以无毒的丙氨酸，谷氨酰胺运输，在
10、肝合成尿素，在肾以铵的形式排出，使氨的代谢保持动态平衡，尿素合成是正常平衡的关键 肝昏迷：肝功能严重损伤 尿素合成障碍，血氨 氨进入脑细胞，与-酮戊二酸形成Gln，大量消耗脑中的-酮戊二酸，TCA循环，ATP，大脑功能障碍。,32,33,三种去路 ） 合成非必需氨基酸转氨作用 ） 转变为糖及脂肪 生糖氨基酸：通过-酮酸转变为糖代谢的中间产物的AA。 Ala Arg Asp Asn Cys Glu Gln Gly His Pro Hyp Met Ser Val 生糖兼生酮AA;-酮酸既可转变成糖又能转变为酮体的AA Try Phe Ile Tyr Thr 如酪氨酸 乙酰乙酸 + Fumaric
11、acid 生酮AA：-酮酸变成酮体的AA Leu Lys,Leu 乙酰乙酸+乙酰CoA 3）氧化成CO2和H2O，产能，进TCA循环,-酮酸的代谢,34,AA -酮酸进入TCA循环的几个方式,1、形成丙酮酸的途径 经丙酮酸乙酰CoA途径 Ala Gly Ser Cys Thr Try * 2、形成乙酰CoA途径 经乙酰乙酰CoA乙酰CoA途径 Phe* Tyr Leu Lys Try * (Ile) 3、形成-酮戊二酸途径 Arg His Gln Glu Pro Hyp 4、形成琥珀酰CoA途径 Met Ile Val Thr 5、形成富马酸途径 Phe* Tyr* 6、形成草酰乙酸途径 As
12、p Asn 注：*多途径进入三羧酸循环,35,36,37,38,一、生成生物胺类 氨基酸的脱羧基,部分氨基酸脱羧形成一级胺 -脱羧酶 （磷酸吡哆醛）,第五节、氨基酸转变为生物活性物质,39,1、儿茶酚胺类 Phe Tyr 代谢,食物蛋白 组织蛋白,苯丙酮酸,尿黑酸,酪氨酸酶,羟化酶,甲状腺素 酪胺 乙酰乙酸等,多巴胺 肾上腺素,多巴 黑色素,40,2、5-羟色胺 色氨酸的代谢,食物蛋白 组织蛋白,羟化酶 脱羧酶,Try 5-羟色胺(5-HT),犬尿氨酸,褪黑激素 (黑素紧张素),尼克酸 (维生素PP),黄尿酸,41,色氨酸代谢,1、Try是必需AA 5羟色胺是一种神经递质，5HT过低可引起睡眠
13、障碍等症状 2、Try代谢产物尼克酸（Vit PP） 尼克酰胺，合成辅酶NAD+，NADP+ 3、褪黑激素（眠纳多宁）由松果体产生，可促进高质量的睡眠，不成瘾，是理想的安眠药 4、黄尿酸是Try的正常代谢物，可作为临床指标检查妊娠是否正常,42,1）Glu的脱羧作用 -氨基丁酸（GABA）是神经系统的主要抑制性递质 2）组氨酸脱羧作用 组胺具有扩张血管，降低血压，促进平滑肌收缩及胃液分泌作用,Glu 脱羧酶,His 脱羧酶,3、组胺与-氨基丁酸,43,3）鸟氨酸(Orn)脱羧作用 肿瘤细胞及胚胎中该酶活性高，多胺，使细胞生长和分裂加速。,亚精胺,精胺,Orn 脱羧酶,CO2,+ SAM,+ S
14、AM,5-甲硫腺苷,5-甲硫腺苷,丙基氨基转移酶,多胺类,44,二、氨基酸与“一碳基团”代谢,一.四氢叶酸是一碳单位的载体 “一碳基团” 含一个碳原子的基团：参与多种重要化合物的合成 甲基： -CH3 亚甲基： -CH2- 次甲基：-CH 甲酰基： -CHO 羟甲基：-CH2OH 亚氨甲基：-CHNH “一碳基团”代谢：AA代谢产生的“一碳基团”的转移和代谢，统称为“一碳基团”代谢 “一碳基团”的载体：四氢叶酸 S-腺苷蛋氨酸（SAM）,45,四氢叶酸,5 10,FH4-N5N10 CH2,简写式：,FH4分子上N5和N10 是结合“一碳基团”的位置,叶酸 二氢叶酸,46,二.“一碳基团”的来
15、源与互变,来源于各种AA的代谢 Gly Thr Ser His Met 1甘氨酸与“一碳基团”的生成,Gly 氧化酶,-NH3, -H2O2,O2,CO2,次甲基FH4合成酶,甲酰基FH4合成酶,（FH4-N5 , N10 CH）,（FH4-N10 CHO）,47,2组氨酸与“一碳基团”生成,48,3丝氨酸与 “一碳基团”生成,“一碳基团”互变 FH4的“一碳基团”在一定条件下可互变，但生成的N5CH3FH4反应不可逆 所以体内N5CH3FH4是“一碳基团”的主要存在形式。,49,50,“一碳基团”互变 FH4的“一碳基团”在一定条件下可互变，但生成的N5CH3FH4反应不可逆 所以体内N5CH3FH4是“一碳基团”的主要存在形式。,51,4蛋氨酸与“一碳基团”生成,Met是体内甲基重要来源，活性形式：S腺苷蛋氨酸 SAM参与胆碱、肌酸、肾上腺素等合成中的甲基化反应。,52,蛋氨酸甲基转移循环,SAM,Met,ATP,S腺苷同型半胱氨酸,同型半胱氨酸,53,三. “一碳基团”代谢的生理意义,1、FH4“一碳基团”：参与合成嘌呤和嘧
