《生物化学：第9章 氨基酸代谢》由会员分享，可在线阅读，更多相关《生物化学：第9章 氨基酸代谢（96页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第九章第九章目的与要求目的与要求1.掌握联合脱氨基作用的过程和意义掌握联合脱氨基作用的过程和意义2.掌握尿素合成的部位和全过程掌握尿素合成的部位和全过程3.掌握一碳单位的概念、来源、载体和功能掌握一碳单位的概念、来源、载体和功能4.掌握下列概念掌握下列概念nitrogen balance; essential amino acid; amino acid pool； one carbon unit;蛋白质的互补作用；联合脱氨基作用蛋白质的互补作用；联合脱氨基作用第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用一一. 蛋白质的生理功能蛋白质的生理功能（一）（一）.维持细胞组织的生长、更新和修补维持
2、细胞组织的生长、更新和修补（二）（二）.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动酶、多肽激素、抗体、调节蛋白、肌肉收酶、多肽激素、抗体、调节蛋白、肌肉收缩、血液凝固、胺类神经递质等缩、血液凝固、胺类神经递质等（三）（三）.氧化供能氧化供能17.19kJ（4.1kCal）/g蛋白质蛋白质二二.蛋白质的需要量蛋白质的需要量（一）（一）.氮平衡氮平衡(nitrogen balance)蛋白质含氮量蛋白质含氮量16%1. 氮的总平衡氮的总平衡 摄入氮摄入氮=排出氮排出氮正常成人正常成人2. 氮的正平衡氮的正平衡 摄入氮摄入氮排出氮排出氮儿童、孕妇和恢复期病人儿童、孕妇和恢复期病人3. 氮的负平衡氮
3、的负平衡 摄入氮摄入氮排出氮排出氮饥饿、消耗性疾病饥饿、消耗性疾病（二）（二）.生理需要量生理需要量成人：成人：分解分解20g/日日最低需最低需30-50g/日日我国营养学会推荐我国营养学会推荐80g/日日（三）（三）.蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值营养必需氨基酸：营养必需氨基酸：体内不能合成，必需由食物供给的氨基酸体内不能合成，必需由食物供给的氨基酸组氨酸、精氨酸组氨酸、精氨酸半必需氨基酸：半必需氨基酸：酪氨酸、半胱氨酸酪氨酸、半胱氨酸赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、赖氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、苏氨酸、甲硫氨酸、苯丙氨酸苯丙氨酸食物蛋白质的互补作用
4、：食物蛋白质的互补作用： 营养价值较低的食物蛋白质混营养价值较低的食物蛋白质混合食用，从而提高蛋白质营养价值合食用，从而提高蛋白质营养价值的作用。的作用。如：如：谷类蛋白质：赖氨酸少，色氨酸多谷类蛋白质：赖氨酸少，色氨酸多豆类蛋白质：赖氨酸多，色氨酸少豆类蛋白质：赖氨酸多，色氨酸少第二节第二节. 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败一一. 蛋白质的消化蛋白质的消化（一）（一）.胃中的消化胃中的消化胃蛋白酶原（胃蛋白酶原（Pepsinogen） 胃蛋白酶（胃蛋白酶（Pepsin）（胃粘膜主细胞分泌）（胃粘膜主细胞分泌） 胃蛋白酶、胃蛋白酶、HCl氨基末端氨基末端 胃蛋白酶原胃蛋白酶原
5、（MW 40000） 胃蛋白酶胃蛋白酶（MW 33000） 胰蛋白酶原胰蛋白酶原（MW 24000） 胰蛋白酶胰蛋白酶（MW 23200）胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原（MW 24000） 糜蛋白酶糜蛋白酶（MW 23500）SSSSSSS- S-一些蛋白水解酶原的激活一些蛋白水解酶原的激活肠激酶（或胰蛋白酶）肠激酶（或胰蛋白酶）42 aa（二）（二）.小肠中的消化小肠中的消化1. 胰液中的蛋白酶及其作用胰液中的蛋白酶及其作用内肽酶内肽酶(endopeptidase)：胰蛋白酶胰蛋白酶(trypsin)糜蛋白酶糜蛋白酶(chymotrypsin)弹性蛋白酶弹性蛋白酶(el
6、astase)外肽酶外肽酶(exopeptidase)羧基肽酶羧基肽酶A(carboxypeptidase A)羧基肽酶羧基肽酶B(carboxypeptidase B)氨基肽酶氨基肽酶(aminopeptidase) 氨基肽酶氨基肽酶 内肽酶内肽酶 羧基肽酶羧基肽酶H2N-CH-CO-NH-CHNH-CH-CO-NH-CH-CONH-CH-CO-NH-CH-COOH R1 R2 R3 R4 R5 R6 二肽酶二肽酶 氨基酸氨基酸 + H2N-CH-CO-NH-CH-COOH R R 氨基酸氨基酸 表表8.1 蛋白水解酶作用的特异性蛋白水解酶作用的特异性 酶酶 特异性特异性胃蛋白酶胃蛋白酶 R
7、3=色、苯丙、酪、蛋、亮色、苯丙、酪、蛋、亮 R4=任何氨基酸残基任何氨基酸残基胰蛋白酶胰蛋白酶 R3=精、赖精、赖 R4=任何氨基酸残基任何氨基酸残基糜蛋白酶糜蛋白酶 R3=苯丙、酪、色苯丙、酪、色 R4=任何氨基酸残基任何氨基酸残基弹性蛋白酶弹性蛋白酶 R3=脂肪族氨基酸残基脂肪族氨基酸残基 R4=任何氨基酸残基任何氨基酸残基氨基肽酶氨基肽酶 R1=任何氨基酸残基任何氨基酸残基 R2=除脯氨酸外任何氨基酸残基除脯氨酸外任何氨基酸残基羧基肽酶羧基肽酶A R5=任何氨基酸残基任何氨基酸残基R6=除精、赖、脯外氨基酸残基除精、赖、脯外氨基酸残基羧基肽酶羧基肽酶B R5=任何氨基酸残基任何氨基酸残
8、基 R6=精、赖精、赖R2等代表图等代表图8-2中所指氨基酸残基中所指氨基酸残基2. 肠液中肠激酶的作用和小肠肠液中肠激酶的作用和小肠粘膜细胞的消化作用粘膜细胞的消化作用(1). 肠激酶肠激酶(enterokinase)对胰酶的激活对胰酶的激活(2). 小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用 胰蛋白酶原胰蛋白酶原 肠激酶肠激酶 胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原 糜蛋白酶糜蛋白酶 弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 羧肽酶原羧肽酶原 羧肽酶羧肽酶 （A及及B） （A及及B）二二.氨基酸的吸收氨基酸的吸收(一一).氨基酸吸收的载体（氨基酸吸收的载体（carri
9、er protein)中性氨基酸载体中性氨基酸载体碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸和甘氨酸载体亚氨基酸和甘氨酸载体氨基氨基酸酸Na+氨基氨基酸酸Na+Na+氨基氨基酸酸载体蛋白载体蛋白肠粘膜细胞肠粘膜细胞ATP肠粘膜细胞氨基酸载体蛋白的作用肠粘膜细胞氨基酸载体蛋白的作用外外内内 钠泵钠泵（二）（二）. 谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环：谷氨酰基循环： -glutamyl cycle or Meister -glutamyl cycle or Meister 循环循环（三）（三）.肽的吸收肽的吸收二肽或三肽转运体系二肽或三肽
10、转运体系AACOOH|CHNH2|(CH2) 2 COOH| |C-N-CH| H |O RGSH半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸r谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸谷氨酸谷氨酸5羟脯氨酸羟脯氨酸AAATPADP + PiATPADP + Pi甘氨酸甘氨酸ADP+ PiATP半胱氨酸半胱氨酸r谷氨酰转肽酶谷氨酰转肽酶r谷氨酰氨基酸谷氨酰氨基酸细胞外细胞外细胞膜细胞膜细胞内细胞内r谷氨酰循环谷氨酰循环三三.蛋白质的腐败蛋白质的腐败(putrefaction)肠道细菌对蛋白质及其消化产物的作用肠道细菌对蛋白质及其消化产物的作用（一）（一）.胺类的生成胺类的生成（二）（二）.氨的生成氨的生成氨基酸脱氨，尿素分
11、解氨基酸脱氨，尿素分解（三）（三）.其他有害物质的生成其他有害物质的生成苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢-CH2-CH2NH2-CHOH-CH2NH2HO-CH2-CH2NH2HO-CHOH-CH2NH2苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺酪胺酪胺-羟酪胺羟酪胺第三节第三节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢1-2%/总蛋白质总蛋白质/天被降解天被降解(degradation)蛋白质蛋白质T1/2：人血浆蛋白质人血浆蛋白质 10天天肝蛋白质肝蛋白质 1-8天天结缔组织结缔组织 180天天蛋白质降解途径：蛋白质降解途径：1.溶酶体溶酶体外来蛋白质、膜蛋白、长寿命蛋白质外来蛋白质、膜
12、蛋白、长寿命蛋白质2. 胞浆胞浆异常蛋白质异常蛋白质 酶酶短寿命蛋白质短寿命蛋白质 降解降解泛素泛素 ATPMW：8.5 x 103 76 aa 氨基酸代谢库氨基酸代谢库(metabolic pool)：体内所有游离氨基酸的总称体内所有游离氨基酸的总称肌肉肌肉50%肝脏肝脏10%肾脏肾脏4%血浆血浆1-6%氨尿素酮体氨尿素酮体食物蛋白质食物蛋白质 酮酸酮酸氧化供能氧化供能糖糖组织蛋白质氨基酸代谢库组织蛋白质氨基酸代谢库体内合成氨基酸其他含氮化合物胺类体内合成氨基酸其他含氮化合物胺类（非必需氨基酸）（嘌呤、嘧啶等）（非必需氨基酸）（嘌呤、嘧啶等）氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况一一. 氨基酸的脱氨基
13、作用氨基酸的脱氨基作用联合脱氨基作用：联合脱氨基作用： R |H2N-C-H | COOHR|C=O|COOHCOOH|CH2|CH2|C=O|COOH COOH | CH2 | CH2 |H2N-C-H | COOHNH3 + NADH + H+H2O + NAD+谷氨酸谷氨酸a酮酸酮酸a酮戊二酸酮戊二酸氨基酸氨基酸转氨酶转氨酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用联合脱氨基作用（一）（一）. 转氨基作用转氨基作用1. 转氨酶与转氨基作用转氨酶与转氨基作用 R1 |H-C-NH2 + | COOH R2 |H-C-NH2 | COOHR2|C=O|COOHR1|C=O +|COOH转氨酶转氨
14、酶谷丙转氨酶谷丙转氨酶：glutamic pyruvic transaminase(GPT) （丙氨酸转氨酶（丙氨酸转氨酶 alanine transaminase, ALT)谷草转氨酶谷草转氨酶：glutamic oxaloacetic transaminase(GOT) (天冬氨酸转氨酶天冬氨酸转氨酶 aspartate transaminase, AST)谷氨酸丙酮酸酮戊二酸丙氨酸谷氨酸丙酮酸酮戊二酸丙氨酸谷氨酸草酰乙酸酮戊二酸天冬氨酸谷氨酸草酰乙酸酮戊二酸天冬氨酸正常成人组织中正常成人组织中GOT及及GPT活性活性组织组织（单位湿组织）（单位湿组织） （单位湿组织）（单位湿组织）心心
15、156000 7100肝肝 142000 44000骨骼肌骨骼肌 99000 4800肾肾 91000 19000胰腺胰腺 28000 2000脾脾 14000 1200肺肺 10000 700血清血清 20 16转氨酶的辅酶：转氨酶的辅酶：维生素维生素的磷酸酯的磷酸酯2. 转氨基作用的机理转氨基作用的机理O=CHCH2OPO3H2OH CH3H2N-CHCH2OPO3H2OH CH3磷酸砒哆醛磷酸砒哆醛磷酸砒哆胺磷酸砒哆胺 -H2OHOOC-CH-NH2 + O=CH-R HOOC-CH-N=CH-R | H2O | R R Schiff硷硷 氨基酸磷酸砒哆醛氨基酸磷酸砒哆醛 分子重排分子重
16、排 -H2OHOOC-C=O + H2N-CH2-R HOOC-C=N-CH2-R | +H2O | R R酮酸磷酸砒哆胺酮酸磷酸砒哆胺 Schiff硷异构体硷异构体 NH2 NH | | CH-COOH C-COOH | NAD+ NADH+H+ | (CH2) 2-COOH (CH2) 2-COOH L-谷氨酸谷氨酸 + H2O -H2O O | C-COOH + NH3 | (CH2) 2-COOH a-酮戊二酸酮戊二酸 二二. L谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用组织：肝、肾组织：肝、肾L-谷氨酸脱氢酶GTP，ATPGDP，ADP氨基酸氨基酸a酮酸酮酸L谷氨酸谷氨酸a酮戊二酸酮戊
17、二酸天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸 （IMP）腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸 （AMP）嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环(三三). 嘌呤核苷酸循环的脱氨基作用嘌呤核苷酸循环的脱氨基作用 组织：骨骼肌、心肌组织：骨骼肌、心肌二二. 酮酸的代谢酮酸的代谢（一）（一）. 生成非必需氨基酸生成非必需氨基酸（二）（二）. 转变成糖和脂类转变成糖和脂类（三）（三）. 氧化供能氧化供能氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类-类别类别 氨基酸氨基酸-生糖氨基酸生糖氨基酸 甘、丝、缬、精、半胱、脯、羟脯、丙、甘、丝、缬、精
18、、半胱、脯、羟脯、丙、 组、谷、谷氨酰胺、天冬、天冬酰胺、蛋组、谷、谷氨酰胺、天冬、天冬酰胺、蛋生酮氨基酸生酮氨基酸 亮、赖亮、赖生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 异亮、苯丙、酪、苏、色异亮、苯丙、酪、苏、色-葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原 甘油三酯甘油三酯磷酸丙糖磷酸丙糖 a-磷酸甘油磷酸甘油 脂肪酸脂肪酸磷酸烯醇型丙酮酸磷酸烯醇型丙酮酸丙酮酸丙酮酸 乳酸乳酸 乙酰乙酰CoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 酮体酮体草酰乙酸草酰乙酸 柠檬酸柠檬酸 延胡索酸延胡索酸 a酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 琥珀酸单酰琥珀酸单酰CoA 糖糖脂肪脂肪丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸 色
19、氨酸色氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸缬氨酸缬氨酸精氨酸精氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸脯氨酸脯氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸氨基酸、糖及脂肪代谢的联系氨基酸、糖及脂肪代谢的联系NH3氨基酸脱氨基作用氨基酸脱氨基作用肠道蛋白质的腐败肠道蛋白质的腐败谷氨酰胺（肾）谷氨酰胺（肾）尿素尿素合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺合成核苷酸、非必需氨基酸合成核苷酸、非必需氨基酸NH4 尿尿第三节第三节 氨的代谢氨的代谢血氨：血氨： (47-65 mol
20、/L)体内氨的来源与去路：体内氨的来源与去路：+一一. 体内氨的来源体内氨的来源1. 氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基以及胺、嘌呤、嘧啶的分解以及胺、嘌呤、嘧啶的分解 胺氧化酶胺氧化酶 RCH2NH2 RCHO + NH32. 肠道吸收肠道吸收 碱性碱性NH4 NH3 吸收吸收 酸性酸性+3. 肾脏产生肾脏产生 肾小管肾小管 H+ NH4 尿尿 谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 + NH3 OH- 血血+二二. 氨的转运氨的转运氨在血液中的运输形式：丙氨酸和谷氨酰胺氨在血液中的运输形式：丙氨酸和谷氨酰胺（一）（一）. 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环意义：意义：使肌肉的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝使肌
21、肉的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝 肌肉肌肉 G G G 尿素尿素 蛋白质蛋白质 糖分解 尿素循环尿素循环 氨基酸氨基酸 丙酮酸丙酮酸 糖异生 NH3 NH3 谷氨酸谷氨酸 丙酮酸丙酮酸 谷氨酸谷氨酸 转氨酶 a -酮戊酮戊 丙氨酸丙氨酸 丙氨酸丙氨酸 丙氨酸丙氨酸 a -酮戊酮戊二酸二酸 二酸二酸肌肉肌肉血液血液肝脏肝脏图8-8 丙氨酸-葡萄糖循环 COOH CONH2 | |（CH2）2 NH3 +ATP ADP + Pi （CH2）2 | 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶 | CHNH2 CHNH2 | 谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶 | COOH NH3 H2O COOHL-谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨
22、酰胺（二）（二）. 谷氨酰胺的运氨形式谷氨酰胺的运氨形式脑，肌肉脑，肌肉肝，肾肝，肾谷氨酰胺：氨的解毒产物，氨的贮存和运输形式谷氨酰胺：氨的解毒产物，氨的贮存和运输形式三三.尿素的生成尿素的生成（一）（一）. 合成部位：合成部位： 肝脏肝脏（二）（二）.合成机理合成机理 鸟氨酸循环鸟氨酸循环 NH2 NH2 | | C=O C=NH | | NH2 NH NH | | |（CH2）3 （CH2）3 （CH2）3 | | | CH-NH2 CH-NH2 CH-NH2 | | | COOH COOH COOH鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 精氨酸精氨酸 （三）（三）. 合成过程合成过程 O 氨基甲酰磷
23、酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I | CO2 + NH3 H2N-C-O- P+H2O +2ATP N-乙酰谷氨酸，乙酰谷氨酸，Mg2+ + 2ADP + Pi 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 COOH | CH3C-NH-CH | | O （CH2）2 | COOHN-乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（AGA）1. 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成部位：线粒体部位：线粒体氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶Icarbamoyl phosphate synthetase I, CPS-I NH2 | C=O | NH2 NH | |（CH2）3 + NH2 鸟氨酸氨基鸟氨酸氨基 （CH2）3 | | 甲酰转移
24、酶甲酰转移酶 | CH-NH2 C=O CH-NH2 + H3PO4 | | | COOH O- P COOH鸟氨酸鸟氨酸 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 瓜氨酸瓜氨酸 2. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成部位：线粒体部位：线粒体3.精氨酸的合成精氨酸的合成部位：胞液部位：胞液 NH2 NH2 COOH | | | C=O C=NCH | | | NH COOH NH CH2 | | | |（CH2)2 H2N-C-H （CH2)2 COOH | | 精氨酸代瑚珀酸合成酶精氨酸代瑚珀酸合成酶 | CH-NH2 + CH2 CH-NH2 | | ATP Mg2+ AMP+PPi | COOH COOH CO
25、OH 瓜氨酸瓜氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸 NH2 | C=NH COOH | | NH CH | | 精氨酸代瑚珀酸裂解酶精氨酸代瑚珀酸裂解酶 (CH2)2 CH | | CH-NH2 + HOOC | COOH 延胡索酸延胡索酸 精氨酸精氨酸 NH2 | C=NH | NH NH2 | |(CH2)3 NH2 (CH2)3 | 精氨酸酶精氨酸酶 | | CH-NH2 + H2O C=O + CH-NH2 | | | COOH NH2 COOH精氨酸精氨酸 尿素尿素 鸟氨酸鸟氨酸4. 尿素生成尿素生成部位：胞液部位：胞液尿素合成总反应：尿素合成总反应： NH2 |2N
26、H3 + CO2 +3ATP + 3H2O C=O + 2ADP + AMP + 4 Pi | NH2 线线 粒粒 体体 尿素生成的中间步骤尿素生成的中间步骤NH3+CO2+H2O2ATP N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 Pi 胞胞 液液 鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 天冬氨酸天冬氨酸 a-酮戊二酸酮戊二酸 氨基酸氨基酸鸟氨酸鸟氨酸 ATP AMP + PPi 草酰乙酸草酰乙酸 谷氨酸谷氨酸 a-酮酸酮酸尿素尿素 精氨酸代瑚珀酸精氨酸代瑚珀酸 苹果酸苹果酸 精氨酸精氨酸 延胡索酸延胡索酸鸟氨酸循环鸟氨酸循环 鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶
27、 瓜氨酸瓜氨酸 尿素尿素 (线粒体线粒体)氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 天冬氨酸氨基甲酰转移酶天冬氨酸氨基甲酰转移酶 氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸 嘧啶嘧啶 (胞液胞液) （四）（四）. 尿素合成的调节尿素合成的调节1. 食物的影响食物的影响正常人肝尿素合成酶的相对活性正常人肝尿素合成酶的相对活性- 酶酶 相对活性相对活性-氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶 4.5鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶 163.0精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶 1.0精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶 3.3精氨酸酶精氨酸酶 149.0-2. 氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I对尿素合成的
28、影响对尿素合成的影响乙酰乙酰CoA谷氨酸谷氨酸N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸合成酶乙酰谷氨酸合成酶精氨酸精氨酸氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I激活激活变构激活变构激活3. 其他物质对尿素合成的调节其他物质对尿素合成的调节物质代谢相互联系的影响物质代谢相互联系的影响 氨代谢的其他途径可影响尿素的合成：氨代谢的其他途径可影响尿素的合成：如谷氨酰胺和谷氨酸的生成如谷氨酰胺和谷氨酸的生成（五）（五）.高氨血症和氨中毒高氨血症和氨中毒正常血氨浓度：正常血氨浓度： (47-65 mol/L)肝功损伤肝功损伤 尿素合成尿素合成 血氨血氨 脑脑a酮戊二酸酮戊二酸 （与氨生成谷氨酸）（与氨生成谷氨酸）
29、肝昏迷肝昏迷 脑功能脑功能 ATP生成生成 三羧酸循环三羧酸循环第五节第五节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢一一. 氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用酶：氨基酸脱羧酶酶：氨基酸脱羧酶辅酶：磷酸吡哆醛辅酶：磷酸吡哆醛 COOH |(CH2)2 COOH | L-谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 | CH-NH2 (CH2)2 | CO2 | COOH CH2NH2 L- 谷氨酸谷氨酸 -氨基丁酸氨基丁酸（一）（一）. -氨基丁酸氨基丁酸-氨基丁酸氨基丁酸:-aminobutyric acid, GABA 抑制性神经递质抑制性神经递质CH2SH CH2SO3H| 3O | 磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱
30、羧酶 CH2SO3HCH-NH2 CH-NH2 | | CO2 CH2NH2COOH COOH L-半胱氨酸半胱氨酸 磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸 牛磺酸牛磺酸（二）（二）.牛磺酸牛磺酸 牛磺酸：胆汁酸的组成成分牛磺酸：胆汁酸的组成成分 组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶 HC=C-CH2CHCOOH HC=C-CH2CH2NH2 | | | CO2 | | HN N NH2 HN N C C H H L-组氨酸组氨酸 组胺组胺 （三）（三）. 组胺组胺组胺：血管舒张剂组胺：血管舒张剂N 色氨酸NH2 |色氨酸色氨酸5羟色氨酸羟色氨酸5羟色胺羟色胺（四）（四）. 5羟色胺羟色胺5羟色胺：抑制性神经递质；羟色胺：
31、抑制性神经递质； 收缩血管作用收缩血管作用 CH3 COOH L-蛋氨酸蛋氨酸 | | S-(CH2) 2CHNH2 腺苷转移酶腺苷转移酶 ATP PPi + Pi 腺苷腺苷-S+-CH3 COOH | | (CH2) 2 (S腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸)H2N-(CH2)3-CHNH2 |(L-鸟氨酸鸟氨酸) HOOC-CHNH2鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶 CO2 S腺苷蛋氨酸脱羧酶腺苷蛋氨酸脱羧酶 CO2 H2N-(CH2)3-CH2NH2 腐胺腐胺 腺苷腺苷-S+-CH3 | S-腺苷腺苷-3-甲硫基丙胺甲硫基丙胺 丙胺转移酶丙胺转移酶 (CH2) 2-CH2NH2 腺苷腺苷-S-CH3 H2N
32、-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2 精脒精脒 腺苷腺苷-S+-CH 3 | (CH2) 2-CH2NH2 S-腺苷腺苷-3-甲硫基丙胺甲硫基丙胺H2N-(CH2) 3 -NH-(CH2)4-NH-(CH2) 3 -NH2 腺苷腺苷-S-CH 3 精胺精胺（五）（五）. 多胺多胺腐胺腐胺精脒精脒精胺精胺多胺：促进细胞增殖多胺：促进细胞增殖限速酶限速酶二二. 一碳单位一碳单位(one carbon unit)的代谢的代谢（一）（一）定义：定义： 某些氨基酸代谢过程中所产生的含有一个碳某些氨基酸代谢过程中所产生的含有一个碳原子基团的总称原子基团的总称.包括：甲基包括：甲基(-CH3),甲烯基
33、甲烯基(-CH2-),甲炔基甲炔基(-CH=),甲酰基甲酰基(-CHO),亚氨甲基亚氨甲基(-CH=NH)等等（二）（二）. 载体载体四氢叶酸是携带一碳单位的载体四氢叶酸是携带一碳单位的载体 二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶 二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶叶酸叶酸 二氢叶酸二氢叶酸 四氢叶酸四氢叶酸 NADPH NADP + NADPH NADP + + H+ + H + 156 9 10 785，6，7，8，-四氢叶酸（四氢叶酸（FH4）105N5，N10-甲炔四氢叶酸甲炔四氢叶酸（N5，N10-CH-FH4）N5-甲基四氢叶酸甲基四氢叶酸（N5-CH3-FH4）N5，N10-甲烯四氢叶酸甲烯四氢
34、叶酸（N5，N10-CH2-FH4）N10-甲酰四氢叶酸甲酰四氢叶酸（N10-CHO-FH4）N5-亚氨甲基四氢叶酸亚氨甲基四氢叶酸（N5-CH=NH-FH4）（三）（三）.来源来源 丝氨酸丝氨酸 甘氨酸甘氨酸 组氨酸组氨酸 色氨酸色氨酸CH2OH| 丝氨酸羟甲基转移酶丝氨酸羟甲基转移酶CHNH2 + FH4 N5,N10-CH2-FH4 + CH2NH2| -H2O |COOH COOH丝氨酸丝氨酸 甘氨酸甘氨酸CH2NH2| 甘氨酸裂解酶系甘氨酸裂解酶系COOH + FH4 CO2 + NH3 + N5,N10-CH2-FH4 NAD+ NADH + H+甘氨酸甘氨酸 色氨酸色氨酸甲酸甲酸
35、+ 犬尿氨酸犬尿氨酸合成酶合成酶10组氨酸组氨酸亚氨甲酰谷氨酸亚氨甲酰谷氨酸谷氨酸谷氨酸亚氨甲基转移酶亚氨甲基转移酶N5N10-CHO-FH4N10甲酰四氢叶酸N5,N10=CH-FH4N5,N10甲炔四氢叶酸N5,N10-CH2-FH4N5,N10甲烯四氢叶酸N5-CH3-FH4N5甲基四氢叶酸+NH3 N5-CH=NH-FH4 -NH3 N5亚氨甲基四氢叶酸 NADPH + H+ NADP+NADH + H+NAD+ H+ H2O不可逆（四）. 一碳单位的相互转变（五）（五）. 生理功能生理功能嘌呤、嘧啶合成的原料嘌呤、嘧啶合成的原料三三. 含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢蛋氨酸蛋氨酸 半
36、胱氨酸半胱氨酸 胱氨酸胱氨酸（一）（一）. 蛋氨酸的代谢蛋氨酸的代谢1. 蛋氨酸与转甲基作用蛋氨酸与转甲基作用蛋氨酸蛋氨酸 + ATP S腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 (S-adenosyl methionine, SAM)SAM 是体内最重要的甲基供体是体内最重要的甲基供体蛋氨酸蛋氨酸ATPS-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 +S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸S-腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸甲基转移酶甲基转移酶R-CH3腺苷腺苷腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤腺苷腺苷由由SAM参加的一些转甲基作用参加的一些转甲基作用-甲基接受体甲基接受体 甲基化产物甲基化产物-去甲肾上腺素去甲肾上腺素 肾上腺素肾
37、上腺素胍乙酸胍乙酸 肌酸肌酸磷脂酰乙醇胺磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱磷脂酰胆碱氨基丁酸氨基丁酸 肉毒碱肉毒碱RNA 甲基化甲基化RNADNA 甲基化甲基化DNA蛋白质蛋白质 甲基化蛋白质甲基化蛋白质尼克酰胺尼克酰胺 N-甲基尼克酰胺甲基尼克酰胺-2. 蛋氨酸循环蛋氨酸循环methionine cycle 同型半胱氨酸由同型半胱氨酸由N5-CH3-FH4提供甲提供甲基而合成蛋氨酸，反应由基而合成蛋氨酸，反应由N5甲基四氢叶甲基四氢叶酸转甲基酶催化，辅酶是酸转甲基酶催化，辅酶是维生素维生素B12蛋氨酸蛋氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸S腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸S腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸ATPPPi +
38、 PiFH4N5-CH3-FH4（Vit B12）N5-CH3-FH4转甲基酶转甲基酶腺苷腺苷H2ORHR-CH3蛋氨酸循环蛋氨酸循环临床意义：临床意义： 维生素维生素B12缺乏时，四氢叶酸再生缺乏时，四氢叶酸再生受到影响，体内游离四氢叶酸减少，受到影响，体内游离四氢叶酸减少，一碳单位代谢障碍，核酸合成抑制，而一碳单位代谢障碍，核酸合成抑制，而产生巨幼红细胞性贫血。产生巨幼红细胞性贫血。3. 半胱氨酸的生成半胱氨酸的生成COOH|CHNH2|CH2|CH2|SHOH|CH2|CHNH2|COOHCOOH|CHNH2|CH2|CH2|S|CH2|CHNH2|COONCOOH|CHNH2|CH2|
39、CH2|OHSH|CH2|CHNH2|COOHCOOH|C=O|CH2|CH3琥珀酰琥珀酰-CoA三三同型半胱氨酸同型半胱氨酸丝氨酸丝氨酸胱硫醚胱硫醚同型丝氨酸同型丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸 酮丁酸酮丁酸4. 肌酸的合成肌酸的合成 磷酸肌酸磷酸肌酸是能量的贮存形式是能量的贮存形式 NH2 NH2HN=C | NH NH2 C=NH | CH2NH2 脒基转移酶脒基转移酶 | | （CH2）3 + | （CH2） 3 + NH | COON | | CHNH2 CHNH2 CH2 | | | COOH COOH COOH NHP NH2HN=C 肌酸激酶肌酸激酶 HN=C N-CH 3 N-CH 3
40、 | ADP ATP | CH2 CH2 | | COOH COOH HN=CNH | |H3C- N C=O C H2 精氨酸精氨酸 甘氨酸甘氨酸 鸟氨酸鸟氨酸 胍乙酸胍乙酸S腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸甲基转移酶甲基转移酶S腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸磷酸肌酸磷酸肌酸肌酸肌酸H2O + PiH2O肌酸代谢肌酸代谢肌酸酐肌酸酐肌酸激酶肌酸激酶creatine kinase or creatine phosphokinase, CPK：同工酶同工酶: M亚基（肌型）；亚基（肌型）；B亚基（脑型）亚基（脑型）MM型：骨骼肌型：骨骼肌MB型：心肌型：心肌 （心肌梗塞时增高）（心肌梗塞时增高）BB型：脑
41、型：脑代谢终产物：代谢终产物：肌酸酐（肌肉）肌酸酐（肌肉）肾功障碍时，血肌酸酐浓度升高肾功障碍时，血肌酸酐浓度升高 CH2SH CH2-S-S-CH2 | -2H | |2 CHNH2 CHNH2 CHNH2 | +2H | | COOH COOH COOH半胱氨酸半胱氨酸 胱氨酸胱氨酸（二）（二） 半胱氨酸与胱氨酸的代谢半胱氨酸与胱氨酸的代谢1.半胱氨酸与胱氨酸的互变半胱氨酸与胱氨酸的互变 3磷酸腺苷磷酸腺苷5磷酸硫酸磷酸硫酸（3-phospho-adenosine-5-phosphosulfate, PAPS)2. 硫酸根的代谢硫酸根的代谢PAPS是体内硫酸基的供体是体内硫酸基的供体如：类
42、固醇激素，硫酸角质素，硫酸软骨素的代谢如：类固醇激素，硫酸角质素，硫酸软骨素的代谢活性硫酸根：活性硫酸根： -PPi +ATP ATP + SO2- AMP-SO- 3-PO3H2-AMP-SO- + ADP 腺苷腺苷5磷酸硫酸磷酸硫酸 PAPS O | -O3S-O-POCH2 腺嘌呤腺嘌呤 | OH H2O3PO OH 4333磷酸腺苷磷酸腺苷5磷酸硫酸磷酸硫酸 （PAPS）的结构）的结构功能：功能：保护酶和蛋白质的巯基不被氧化，从而维护其功能保护酶和蛋白质的巯基不被氧化，从而维护其功能2G-SH + 2Met Hb G-S-S-G + 2 Hb + 2 H2O 高铁血红蛋白高铁血红蛋白
43、血红蛋白血红蛋白2G-SH + H2O2 G-S-S-G + 2 H2O（三）（三） 谷胱甘肽谷胱甘肽(glutathione)的生成和功能的生成和功能生成：见生成：见 r谷氨酰循环谷氨酰循环 2 H+ 2 H谷胱甘肽过氧化物酶谷胱甘肽过氧化物酶形式：形式： 2G-SH G-S-S-G还原型谷胱甘肽还原型谷胱甘肽 氧化型谷胱甘肽氧化型谷胱甘肽 COOHCOOH | 苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶 CHNH2CHNH2 + O2 | 四氢生物蝶呤四氢生物蝶呤 二氢生物蝶呤二氢生物蝶呤 CH2 + H2OCH2 | NADP+ NADPH + H+ OH 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸四四. 芳香族
44、氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢（一）（一） 苯丙氨酸和酪氨酸的代谢苯丙氨酸和酪氨酸的代谢1. 儿茶酚胺与黑色素的合成儿茶酚胺与黑色素的合成儿茶酚胺：儿茶酚胺： 多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素2. 酪氨酸的分解代谢酪氨酸的分解代谢COOH COOH CH2NH2 | 酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶 | CO2 |CHNH2 CHNH2 CH2 | | |CH2 CH2 | | OH OH HOHO OHCH2NH2 CH2NHCH3 | S腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 S腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸 |CHOH CHOH | | HO HOOHOH 酪氨酸酪氨酸 Dopa（多
45、巴）（多巴） 多巴胺多巴胺去甲肾上腺素去甲肾上腺素 肾上腺素肾上腺素限速酶限速酶 苯丙氨酸转氨酶（正常时极少）苯丙氨酸转氨酶（正常时极少）苯丙氨酸苯丙氨酸 苯丙酮酸苯丙酮酸 苯乙酸苯乙酸 酪氨酸酪氨酸 多巴多巴 多巴胺多巴胺 去甲肾上腺素去甲肾上腺素 肾上腺素肾上腺素 酪氨酸转氨酶酪氨酸转氨酶COOH COOH| |C=O CHNH2 | |CH2 CH2 |OH COOH COOH| | | CH2COOH CH + C=O | | CH CH2 | | COOH COOHOHOH OO黑色素黑色素 尿黑酸尿黑酸 延胡索酸延胡索酸 乙酰乙酸乙酰乙酸羟羟苯苯丙丙酮酮酸酸 酪氨酸酶酪氨酸酶缺乏时
46、引缺乏时引起白化病起白化病缺乏时引起缺乏时引起尿黑酸尿症尿黑酸尿症苯丙氨酸羟化酶缺乏时引起苯酮酸尿症缺乏时引起苯酮酸尿症（二）（二） 色氨酸的代谢色氨酸的代谢 5羟色胺羟色胺色氨酸色氨酸 一碳单位一碳单位 核酸代谢核酸代谢 丙酮酸丙酮酸 糖代谢糖代谢 乙酰乙酰辅酶乙酰乙酰辅酶A 脂代谢脂代谢 缬氨酸缬氨酸 亮氨酸亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸 -NH3 转氨基作用转氨基作用 相应的相应的酮酸酮酸 -CO-CO2 2 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 相应的脂肪酰相应的脂肪酰CoACoA 氧化氧化 相应的相应的、烯脂酰烯脂酰CoACoA琥珀酰单酰琥珀酰单酰CoA CoA 乙酰乙酰CoA CoA 乙酰乙酰C
47、oACoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA CoA 琥珀酰单酰琥珀酰单酰CoACoA支链氨基酸的代谢支链氨基酸的代谢五五. 支链氨基支链氨基 酸的代谢酸的代谢氨基酸衍生的重要含氮化合物氨基酸衍生的重要含氮化合物- 化合物化合物 生理功能生理功能 氨基酸前体氨基酸前体-嘌呤碱嘌呤碱 含氮碱基，核酸合成含氮碱基，核酸合成 天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸天冬氨酸、谷氨酸、甘氨酸嘧啶碱嘧啶碱 含氮碱基，核酸合成含氮碱基，核酸合成 天冬氨酸天冬氨酸卟啉化合物卟啉化合物 血红素、细胞色素血红素、细胞色素 甘氨酸甘氨酸肌酸、磷酸肌酸肌酸、磷酸肌酸 能量贮存能量贮存 甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸尼克酸尼克酸
48、 维生素维生素 色氨酸色氨酸多巴多巴 胺、肾上腺素胺、肾上腺素 神经递质、激素神经递质、激素 苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸去甲肾上腺素去甲肾上腺素甲状腺素甲状腺素 激素激素 酪氨酸酪氨酸黑色素黑色素 皮肤色素皮肤色素 苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸5羟色胺羟色胺 血管收缩剂、神经递质血管收缩剂、神经递质 色氨酸色氨酸组胺组胺 血管舒张剂血管舒张剂 组氨酸组氨酸氨基丁酸氨基丁酸 神经递质神经递质 谷氨酸谷氨酸精胺、精脒精胺、精脒 细胞增殖促进剂细胞增殖促进剂 蛋氨酸、精（鸟）氨酸蛋氨酸、精（鸟）氨酸 -复习题：复习题：1.指出下列反应的关键酶指出下列反应的关键酶 鸟氨酸循环；多胺合成；蛋氨酸循环；鸟氨酸循环；多胺合成；蛋氨酸循环； 儿茶酚胺合成儿茶酚胺合成2.指出下列酶的辅酶指出下列酶的辅酶 转氨酶；氨基酸脱羧酶；转氨酶；氨基酸脱羧酶；N5-CH3-FH4转甲基酶转甲基酶3.解释下列名词解释下列名词 必需氨基酸；蛋白质的互补作用；氨基酸库；必需氨基酸；蛋白质的互补作用；氨基酸库； 联合脱氨基作用；一碳单位；联合脱氨基作用；一碳单位；PAPS；SAM4.指出体内氨基酸、血氨各有那些来源和去路指出体内氨基酸、血氨各有那些来源和去路
