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1、目目 录录第 七 章氨 基 酸 代 谢Metabolism of Amino AcidsCourse Content1.Nutritional Function of Protein1.Nutritional Function of Protein2. 2. Digestion, Absorption and Putrefaction Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteinsof Proteins3. General 3. General MetabolismMetabolism of Amino Acids of Amino Aci
2、ds4. 4. Metabolism of Ammonia-Metabolism of Ammonia-urea synthesisurea synthesis5. 5. MetabolismMetabolism of of Individual Individual Amino AcidsAmino Acids第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用(自学自学)Nutritional Function of Protein一、蛋白质的生理功能一、蛋白质的生理功能 二、二、氮平衡氮平衡(nitrogen balance)1氮总平衡氮总平衡 2氮正平衡氮正平衡 3氮负平衡氮负平衡u必需氨基
3、酸必需氨基酸: Lys、Trp、Phe、Met、 Thr、Leu、Ile、Val蛋白质的营养价值及互补作用蛋白质的营养价值及互补作用 三、蛋白质的营养价值三、蛋白质的营养价值 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、外源蛋白质的消化吸收一、外源蛋白质的消化吸收1.1.胃中的消化：胃中的消化： 胃蛋白酶（胃蛋白酶（pepsin）最适最适pH1.52.5, 被胃酸及自身激活。被胃酸及自身激活。Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins（一）蛋白质在胃和肠道的消化（一）蛋白质在胃和肠道的消化l蛋白质在肠中完全水解为
4、氨基酸及部分小肽。蛋白质在肠中完全水解为氨基酸及部分小肽。2.2.蛋白质在小肠的消化蛋白质在小肠的消化主要消化部位主要消化部位小肠粘膜细胞作用：寡肽酶小肠粘膜细胞作用：寡肽酶 氨基肽酶、二肽酶氨基肽酶、二肽酶 胰酶：内肽酶胰酶：内肽酶 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(elastase) 外肽酶外肽酶羧基肽酶羧基肽酶A、Bl 氨基酸吸收载体：载体氨基酸吸收载体：载体-aa-Na+三联体，三联体， 消耗消耗ATP的主动转运。的主动转运。( (二二) )氨基酸的吸收氨基酸的吸收主动转运主动转运l r-谷氨酰基循环谷氨酰基循环对氨
5、基酸的转运作用对氨基酸的转运作用 （r-glutamgl cycle） （肠粘膜细胞、肾小管细胞、脑）肠粘膜细胞、肾小管细胞、脑）u吸收部位：主要在小肠吸收部位：主要在小肠u吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽u吸收机制：耗能的主动吸收过程吸收机制：耗能的主动吸收过程-谷谷 氨酰氨酰 基转基转 移酶移酶细细胞胞膜膜细胞外细胞外细胞内细胞内谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)-谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸5-5-氧脯氨酸氧脯氨酸甘氨酸甘氨酸+半胱氨酸半胱氨酸肽酶肽酶2ADP+2Pi2ATP-谷氨酰
6、基循环过程谷氨酰基循环过程谷氨酸谷氨酸5-5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATPADP+Pi氨基酸氨基酸l 肽类的吸收：肽类的吸收： 肠粘膜细胞的二肽、三肽转运体系肠粘膜细胞的二肽、三肽转运体系过程：过程：1、谷胱甘肽对氨基酸的转运、谷胱甘肽对氨基酸的转运 2、GSH再生再生特点：特点：1、每转运一分子氨基酸消耗、每转运一分子氨基酸消耗3ATP 2、关键酶：关键酶：r-谷氨酰基转移酶谷氨酰基转移酶 （细胞膜上）（细胞膜上） 3、脯氨酸不以此方式吸收、脯氨酸不以此方式吸收二、蛋白质的腐败二、蛋白质的腐败作用作用 肠道细菌对未被消化的蛋白质及肠道细菌对未被消化的蛋白质及 部分产物的作用，产生有害物及部分产
7、物的作用，产生有害物及 少量可被利用的物质。少量可被利用的物质。 l胺类的生成：氨基酸脱羧生成。胺类的生成：氨基酸脱羧生成。 组胺、尸胺、组胺、尸胺、5-羟色胺、酪胺、羟色胺、酪胺、 -羟酪胺、苯乙胺、苯乙醇胺等。羟酪胺、苯乙胺、苯乙醇胺等。 假神经递质假神经递质: 某些物质结构与神经递质结构相似，可取代某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。 苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺酪胺酪胺 -羟酪胺羟酪胺-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传可取代儿茶酚
8、胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。递神经冲动，使大脑发生异常抑制。l氨的生成氨的生成：肠道中的氨主要有两个来源：肠道中的氨主要有两个来源： 1、未被吸收的氨基酸脱氨；、未被吸收的氨基酸脱氨； 2、血中尿素渗入肠道分解，产生、血中尿素渗入肠道分解，产生NH3和和CO2 NH3+H+ = NH4+ pH有利于排氨有利于排氨 l其其它它有有害害物物的的生生成成：苯苯酚酚、吲吲哚哚、甲甲基基吲吲哚、硫化氢等哚、硫化氢等l这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。第三节第三节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢 脱氨基作用脱氨基作用NH3 +-+-酮
9、酸酮酸特殊分解代谢特殊分解代谢 特殊侧链的分解代谢特殊侧链的分解代谢一般分解代谢一般分解代谢脱羧基作用脱羧基作用CO2 + + 胺胺氨氨基基酸酸的的分分解解代代谢谢General Metabolism of Amino Acids一、体内蛋白质分解生成氨基酸一、体内蛋白质分解生成氨基酸(自学自学)（一）蛋白质降解（一）蛋白质降解（二）真核细胞内蛋白质降解（二）真核细胞内蛋白质降解1.蛋白质通过蛋白质通过ATP-非依赖途径非依赖途径2.蛋白质通过蛋白质通过ATP-依赖途径依赖途径二、氨基酸代谢库二、氨基酸代谢库三、联合脱氨基三、联合脱氨基-氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用 氧化脱氨基氧化脱氨
10、基联合脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用定义定义: :指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酮 酸的过程。酸的过程。转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联（一）转氨基作用一）转氨基作用(transamination) l 由由转氨酶转氨酶(transaminase)催化，将催化，将-氨基氨基 酸的氨基转移到酸的氨基转移到-酮酸酮基的位置上，酮酸酮基的位置上， 生成相应的生成相应的-氨基酸，而原来的氨基酸，而原来的-氨基氨基 酸则转变为相应的酸则转变为相应的-酮酸。酮酸。NH2CHCOOHR1OCC
11、OOHR2NH2CHCOOHR2OCCOOHR1+-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸1、转氨酶与转氨基作用、转氨酶与转氨基作用ALT : alanine transaminase（GPT）AST : aspartate transaminase（GOT）2、机制机制： 辅酶辅酶磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺（B6 ）氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 -酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶 转氨基作用不仅是体内多数氨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。合成非必需氨基酸的重
12、要途径。转氨基作用不产生游离的氨。转氨基作用不产生游离的氨。转氨基作用的生理转氨基作用的生理意义意义（二）二）L-谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用 L-谷谷aa脱氢酶脱氢酶NAD+（NADP+） （L-glutamate dehydrogenase）L-谷氨酸谷氨酸NH2CHCOOHCOOH(CH 2) 2NHCCOOHCOOH(CH 2) 2NAD+NADH +H+OCCOOHCOOH(CH 2) 2+ NH3H 2O-酮戊二酸酮戊二酸存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中, 辅酶为辅酶为 NAD+ 或或NADP+GTP、ATP为其抑制剂为其抑制剂; GDP、ADP为其激活剂为其激活剂
13、( (三三) ) 联合脱氨基作用联合脱氨基作用l转转氨氨基基作作用用与与脱脱氨氨基基作作用用联联合合进进行行，从从而而使使氨氨基基酸酸脱脱去去氨氨基基并并氧氧化化为为-酮酮酸酸(-ketoacid)的过程，称为的过程，称为联合脱氨基作用联合脱氨基作用。l联联合合脱脱氨氨基基作作用用可可在在大大多多数数组组织织细细胞胞中中进进行，行，是体内主要的脱氨基的方式是体内主要的脱氨基的方式。 类型类型 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环1、转氨基与、转氨基与L 谷谷aa脱氨基作用脱氨基作用NH2CHCOOHROCCOOHRNH2CH COO
14、H(CH2)2COOHOCCOOH(CH2)2 COOHNH3+NADH+H+H2O+NAD+L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶转氨酶转氨酶此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也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。是体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。主要在肝、肾组织进行。n存存在在于于骨骨骼骼肌肌和和心心肌肌中中的的一一种种特特殊殊的的联联合合脱氨基作用方式。脱氨基作用方式。n腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶可可催催化化AMP脱脱氨氨基基，此此反反应应与与转转氨氨基基反反应应相相联联系系，即即构构成成嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸循环的脱氨基作用。循环的脱氨
15、基作用。 n在在骨骨骼骼肌肌和和心心肌肌中中，由由于于谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶的的活活性性较较低低，而而腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶的的活活性性较较高高，故采用此方式进行脱氨基。故采用此方式进行脱氨基。 2、嘌呤核苷酸循环、嘌呤核苷酸循环（purine nucleotide cycle） 转氨基与腺苷酸脱氨基作用转氨基与腺苷酸脱氨基作用AA- 酮酸酮酸L-谷氨酸谷氨酸-酮酮戊二酸戊二酸天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)NH3腺甘酸腺甘酸脱氨酶脱氨酶苹果酸苹果酸嘌呤核苷酸循环嘌呤核
16、苷酸循环-转氨基与腺苷酸脱氨基作转氨基与腺苷酸脱氨基作用用氨氨基基酸酸谷氨酸谷氨酸 其他其他氨基酸氨基酸氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基联合脱氨基-酮酸酮酸+ + NH3氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用 （一）（一）氧化供能：三羧酸循环是物质代谢氧化供能：三羧酸循环是物质代谢 的总枢纽的总枢纽（三）三）转变为糖或脂：转变为糖或脂： 1.生糖氨基酸生糖氨基酸 2.生酮氨基酸：生酮氨基酸：Leu，Lys 3.生糖兼生酮氨基酸：生糖兼生酮氨基酸： Phe，Tyr，Ile，Thr，Trp（二）再氨基化为氨基酸：非必需氨基酸（二）再氨基化为氨基酸：非必需氨基酸四、四、-酮酸的代谢酮酸的代谢氨基酸碳架的
17、代谢氨基酸碳架的代谢 -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰 CoA延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰 CoA三羧酸循环中间产物三羧酸循环中间产物PEP葡萄糖葡萄糖脂肪酸脂肪酸酮体酮体第四节第四节 氨的代谢氨的代谢Metabolism of Ammoniau氨是机体正常代谢产物，具有毒性。氨是机体正常代谢产物，具有毒性。u体内的氨主要在肝合成尿素体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。而解毒。u正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过 60mol/L。一、血氨的来源一、血氨的来源1.1. 氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基( (主要主要) )来源来源, , 胺
18、类的分解胺类的分解 RCH2NH2RCHO + NH3胺氧化酶胺氧化酶2.2.肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨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尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨3.3.肾小管分泌的氨肾小管分泌的氨: : 主要来自谷氨酰胺主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶血氨的去路血氨的去路 在肝内合成在肝内合成尿素尿素，这是最主要去路，这是最主要去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨
19、酰胺合成酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨: :分泌的分泌的NH3在酸性条件在酸性条件 下生成下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。 二、氨的转运二、氨的转运 各组织产生的各组织产生的NH3通过通过丙氨酸丙氨酸葡葡萄糖循环萄糖循环和和谷氨酰胺谷氨酰胺转运两种方式将转运两种方式将NH3转运到肝或肾，并使转运到肝或肾，并使NH3在在转运中转运中不表现毒性。不表现毒性。（一）丙氨酸（一）丙氨酸葡萄糖循环葡萄糖循环 （alaninealanine-glucose cycle-glucose cycle）( (肌肉肌肉肌肉肌肉肝肝肝肝) ) 肌肉中产生的肌肉中产生的NH3通过此循环转通过此循环转运
20、到肝生成尿素运到肝生成尿素。 生理意义生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式 运输到肝。运输到肝。 肝为肌肉提供葡萄糖肝为肌肉提供葡萄糖。丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖糖酵酵解解途途径径肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖目目 录录（二）谷氨酰胺的运氨作用（二）谷氨酰胺的运氨作用（脑、肌肉（脑、肌肉肝、肾）肝、肾） 谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨
21、酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和在脑、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。肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义生理意义(1) 谷氨酰胺是解氨毒的一种形式，谷氨酰胺是解氨毒的一种形式，也是氨的储存及运输形式也是氨的储存及运输形式 (2) 谷谷-HN2是肾脏调节酸碱平衡的重是肾脏调节酸碱平衡的重要物质要物质 正常机体细胞可利用谷氨酰胺的酰正常机体细胞可利用谷氨酰胺的酰胺基提供给天冬氨酸而合成胺基提供给天冬氨酸而合成天冬酰胺天冬酰胺，但白血病细胞不能合成天冬酰胺，用但白血病细胞不能
22、合成天冬酰胺，用天天冬酰胺酶冬酰胺酶分解血液中的天冬酰胺来治疗分解血液中的天冬酰胺来治疗白血病。白血病。三、尿素的生成（三、尿素的生成（urea synthesis ） -氨的主要去路n体内氨的主要代谢去路是体内氨的主要代谢去路是合成无毒的尿素合成无毒的尿素n合成部位：合成部位：主要是肝脏主要是肝脏，肾及脑少量合成，肾及脑少量合成n合成过程：尿素合成是经合成过程：尿素合成是经鸟氨酸循环鸟氨酸循环的反的反 应过程来完成的。催化反应的应过程来完成的。催化反应的 酶存在于酶存在于胞液和线粒体胞液和线粒体中中 鸟氨酸循环鸟氨酸循环（ornithine cycle ) 又称尿素循环又称尿素循环(urea
23、 cycle) 或或Krebs-Henseliet 循环。循环。( (一一) )鸟氨酸循环的提出鸟氨酸循环的提出实实 验验大鼠肝大鼠肝切片与切片与NH4+保温数小时，保温数小时，NH4+，尿素尿素；加入鸟氨酸、瓜氨酸和加入鸟氨酸、瓜氨酸和Arg后，尿素后，尿素；上述三种氨基酸结构上彼此相关；上述三种氨基酸结构上彼此相关；早已证实肝中有精氨酸酶。早已证实肝中有精氨酸酶。NH2NHCOOH（CH2）3CONH2CNH精氨酸精氨酸ONH2NH2C尿素尿素NH3+CO22ATP鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸H2ONH3H2OH2O尿素尿素精氨酸酶精氨酸酶1. 1. 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸
24、的合成CO2 + NH3 + H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+ 2ADP + Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反反应应在在线线粒粒体体中中进进行行( (二二) )鸟氨酸循环的反应过程鸟氨酸循环的反应过程氨氨 基基 甲甲 酰酰 磷磷 酸酸 合合 成成 酶酶 (carbamoyl phosphate synthetase, CPS-)N-乙乙酰酰谷谷氨氨酸酸为为其其激激活活剂剂，反反应应消消耗耗2分分子子ATP。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)2. 2. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰
25、转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)，OCT常与常与CPS-构成复合体。构成复合体。反应在线粒体中进行，反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。3. 3. 精氨酸的合成精氨酸的合成反应在反应在胞液胞液中进行。中进行。 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸4. 4. 精氨酸水解生
26、成尿素精氨酸水解生成尿素尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸反应在胞液中进行反应在胞液中进行2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸线粒体线粒体延胡索酸延胡索酸Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi精氨酸精氨酸鸟氨酸鸟氨酸胞胞 液液尿素尿素氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮酮戊二酸戊二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸鸟鸟氨氨酸酸循循环环u 尿素合成的特点：尿素合成的特点：1.合成部位：主要在合成部位：主要在肝脏肝脏的的线粒体和胞液线粒体和胞液5.CPS-I: :位于
27、肝线粒体，位于肝线粒体，AGA（N-乙酰谷乙酰谷 氨酸）为别构激活剂，精氨酸又氨酸）为别构激活剂，精氨酸又 是是AGA合成酶的激活剂合成酶的激活剂2.消耗能量：合成消耗能量：合成1分子尿素消耗分子尿素消耗4个高能键个高能键3.关键酶：关键酶：精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶4.原料：每生成原料：每生成1分子尿素，两个氨基一个分子尿素，两个氨基一个 来自来自NH3 ，另一个来自另一个来自天冬氨酸天冬氨酸， 其碳来自其碳来自CO2 1食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响2CPS-的调节：的调节：AGA3尿素合成合成酶系的调节：尿素合成合成酶系的调节： 精氨酸代琥珀酸合成酶是启动后的限速酶精氨酸
28、代琥珀酸合成酶是启动后的限速酶（三）尿素合成的调节：（三）尿素合成的调节：正常情况下，尿素合成的速度依据正常情况下，尿素合成的速度依据体内体内NH3产生的多少。产生的多少。（四）高氨血症和氨中毒（四）高氨血症和氨中毒肝昏迷、肝性脑病肝昏迷、肝性脑病血血NH3，导导致致- 酮酮戊戊二二酸酸，使使三三羧酸循环羧酸循环,ATP,发生脑昏迷。发生脑昏迷。血血NH3 0.1 mg /100ml 即为高血氨。即为高血氨。NH3入脑：入脑：- 酮戊酮戊二酸二酸NH3NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸NH3代谢代谢NH3来源来源氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基：主要来源主要来源肠道吸收肠道吸收NH3胺分解胺分解肾产生
29、的肾产生的NH3（肾小管原尿肾小管原尿pH 较较 高）高）NH3去路去路合成尿素：主要去路合成尿素：主要去路合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺参与合成其他含氮物：嘌呤等参与合成其他含氮物：嘌呤等NH3转运转运丙氨酸丙氨酸葡萄糖循环葡萄糖循环谷氨酰胺转运谷氨酰胺转运Metabolism of Individual Amino Acids第五节第五节个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢 一、氨基酸的脱羧基作用一、氨基酸的脱羧基作用（Decarboxylation） -生物胺的产生生物胺的产生：r-氨基丁酸（氨基丁酸（GABA）、）、 牛磺酸、组胺、牛磺酸、组胺、5-HT、多胺多胺 分解或排掉分解或排掉胺胺氧化酶
30、氧化酶RCHO 醛醛RCOOH 酸酸H2O2+NH3氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶R |CH-NH2 |COOHVitB6CO2R-CH2-NH2 胺胺氨基酸氨基酸生物胺生物胺 代谢变化代谢变化 主要功能主要功能 GABA 谷氨酸谷氨酸 GABA抑制性神经递质抑制性神经递质 牛磺酸牛磺酸 半胱氨酸半胱氨酸牛磺酸牛磺酸参与形成结合型胆汁酸参与形成结合型胆汁酸 组组 胺胺 组氨酸组氨酸组胺组胺舒张血管，增加毛细血舒张血管，增加毛细血管通透性；刺激胃酸及管通透性；刺激胃酸及胃蛋白酶分泌。胃蛋白酶分泌。 5-HT 色氨酸色氨酸 5-HT脑中脑中: 抑制性神经递质；抑制性神经递质；外周组织外周组织: 收缩血管
31、的收缩血管的作用。作用。 多多 胺胺鸟氨酸鸟氨酸腐胺腐胺精胺精胺精脒精脒 调节细胞生长调节细胞生长生物胺的产生及功能生物胺的产生及功能生物胺的产生及功能生物胺的产生及功能 二、一碳单位的代谢二、一碳单位的代谢定义：某些氨基酸在代谢过程中产生的含有一定义：某些氨基酸在代谢过程中产生的含有一 个碳原子的有机基团，称为个碳原子的有机基团，称为一碳单位一碳单位. .甲基甲基 -CH3 亚甲基（甲烯基）亚甲基（甲烯基）-CH2-次甲基（甲炔基）次甲基（甲炔基）-CH= 甲酰基甲酰基 -CHO亚氨甲基亚氨甲基 -CH=NH一碳单位一碳单位( (一一) ) 一碳单位的载体一碳单位的载体-四氢叶酸四氢叶酸FH
32、4的生成的生成FFH2FH4FH2还原酶还原酶FH2还原酶还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+5 一碳单位通常是结合在一碳单位通常是结合在FH4分子的分子的N5、N10位上位上一碳单位携带形式：一碳单位携带形式： N N5 5-CH-CH3 3-FH-FH4 4 N N5 5,N,N1010-CH-CH2 2-FH-FH4 4 N N5 5,N,N1010=CH-FH =CH-FH 4 4 N N5 5-CH=NH-FH-CH=NH-FH4 4 N N1010-CHO-FH-CHO-FH4 4（二）一碳单位互相转变二）一碳单位互相转变 参与一碳单位代谢的氨基酸：丝氨参与一
33、碳单位代谢的氨基酸：丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸、蛋氨酸。酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸、蛋氨酸。Vit B12 也参加也参加。（三）一碳单位生理功能（三）一碳单位生理功能 一碳单位一碳单位参与参与嘌呤和胸嘧啶嘌呤和胸嘧啶的合成，的合成，并为体内广泛存在的甲基化反应提供甲并为体内广泛存在的甲基化反应提供甲基。其是联系基。其是联系氨基酸、核酸氨基酸、核酸及其他多种及其他多种物质代谢的枢纽物质代谢的枢纽。一碳单位的一碳单位的 互相转化互相转化N5-CH3-FH4N5,N10-CH2-FH4 N5,N10=CH-FH 4 N10-CHO-FH4色色氨酸氨酸N5-CH=NH-FH4 组组氨酸氨酸丝丝氨酸
34、氨酸甘氨酸甘氨酸嘌呤嘌呤C2嘌嘌呤呤C8胸胸腺腺嘧啶嘧啶 同型同型半胱氨酸半胱氨酸FH4蛋蛋氨酸氨酸转转甲基酶甲基酶VitB12SAM50多种物多种物质甲基化质甲基化三、含硫氨基酸的代谢三、含硫氨基酸的代谢胱氨酸胱氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸半胱氨酸半胱氨酸 含硫氨基酸含硫氨基酸（一）甲硫氨酸的代谢（一）甲硫氨酸的代谢1. 1. 甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM)甲基转移酶甲基转移酶RHRH-CH3腺苷腺苷SAMS腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内甲基的直接供体为体内甲基
35、的直接供体2. 2. 甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环(methionine cycle)甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷同型腺苷同型 半胱氨酸半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4 转甲基酶转甲基酶(VitB12)H2O腺苷腺苷RHATPPPi+Pi R-CH3循环意义循环意义：将：将N5-CH3-FH4的甲基通过的甲基通过SAM转出以转出以进行体内广泛进行体内广泛存在的存在的甲基化甲基化反应。反应。 肌酸肌酸（creatine) 主要在肝中主要在肝中合成，随血液到心肌、骨骼肌、脑合成，随血液到心肌、骨骼肌、脑中形成磷酸肌酸，储存能量备用。中形成磷
36、酸肌酸，储存能量备用。3. 3. 肌酸的合成肌酸的合成甲硫氨酸提供甲基甲硫氨酸提供甲基 肌酸酐每日生成量恒定，从尿肌酸酐每日生成量恒定，从尿排出，可反映肾功能。排出，可反映肾功能。MM型（骨骼肌）型（骨骼肌）MB型（心肌）型（心肌）BB型（脑）型（脑） 肌酸激酶肌酸激酶（creatine kinase , CK或或creatine phosphokinase ,CPK )有三有三种种同工酶：同工酶：（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢1. 1. 半胱氨酸与胱氨酸的互变半胱氨酸与胱氨酸的互变- -2H+ +2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH
37、2COOHSS22. 2. 硫酸根的代谢硫酸根的代谢: :含硫氨基酸分解可产生硫含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。酸根，半胱氨酸是主要来源。SO42-+ ATPAMP - SO3-(腺苷腺苷-5-磷酸硫酸磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-磷酸硫酸，磷酸硫酸，PAPS）PAPS为活性硫为活性硫酸，是体内硫酸，是体内硫酸基的供体酸基的供体四、芳香族氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸芳香族氨基酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢苯丙氨酸苯丙氨酸 + O2酪氨酸酪氨酸 + H
38、2O苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶四氢生物蝶呤四氢生物蝶呤二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。此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。1. 1. 儿茶酚胺儿茶酚胺(catecholamine)与黑色素与黑色素(melanin)的合成的合成2. 2. 酪氨酸的分解代谢酪氨酸的分解代谢 体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。酸分解受阻，可出现尿黑酸症。苯丙氨酸、酪氨酸代谢障碍病：苯丙氨酸、酪氨酸代谢障碍病：1、苯酮酸尿症苯酮酸尿症(phenyl keronuria, PKU) ： 苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟
39、化酶先天缺乏，苯丙氨酸先天缺乏，苯丙氨酸 转氨基生成苯丙酮酸及苯乙酸（苯酮转氨基生成苯丙酮酸及苯乙酸（苯酮 酸尿症），对中枢神经有毒性，患儿酸尿症），对中枢神经有毒性，患儿 智力发育障碍。防治原则：早发现，智力发育障碍。防治原则：早发现， 控制苯丙氨酸摄入量。控制苯丙氨酸摄入量。 体内体内苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不缺陷，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。的一种遗传代谢病。4、尿尿黑酸尿黑酸尿症：症： 酪氨酸分解代谢生成尿黑酸，酪氨酸
40、分解代谢生成尿黑酸，尿黑酸尿黑酸 分解酶分解酶先天缺乏，尿黑酸自尿排出，先天缺乏，尿黑酸自尿排出， 在空气中氧化呈黑色。在空气中氧化呈黑色。3、白化病：白化病： 酪氨酸酶酪氨酸酶遗传性缺乏，黑色素细胞的遗传性缺乏，黑色素细胞的 黑色素合成障碍。黑色素合成障碍。2、帕金森氏病（帕金森氏病（Parkinson）： 脑中脑中多巴胺多巴胺生成减少，锥体外系功能生成减少，锥体外系功能 障碍（震颤麻痹）。障碍（震颤麻痹）。（二）色氨酸代谢二）色氨酸代谢 生成生成5-羟色胺羟色胺 生成生成 N10-CHO-FH4 代谢生成丙酮酸代谢生成丙酮酸+乙酰乙酰乙酰乙酰CoA 可生成可生成Vit pp （尼可酸），但
41、量微。尼可酸），但量微。五、支链氨基酸的代谢五、支链氨基酸的代谢支链氨基酸支链氨基酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸缬氨酸缬氨酸 乙酰乙酰CoA+乙酰乙酰乙酰乙酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA+乙酰乙酰CoA琥珀酰琥珀酰CoA生糖氨基酸生糖氨基酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸小小 结结蛋白质的营养作用与互补作用蛋白质的营养作用与互补作用蛋白质的营养作用与互补作用蛋白质的营养作用与互补作用 氮平衡氮平衡氮平衡氮平衡: : 氮总平衡、氮正平衡、氮负平衡氮总平衡、氮正平衡、氮负平衡氮总平衡、氮正平衡、氮负平衡氮总平衡、氮正平衡、氮负平衡l必必需需氨氨基基酸酸有有八八种种：Lys、Trp、
42、Phe、Met、Thr、Leu、Ile、Val。 蛋白质的消化吸收蛋白质的消化吸收 r-谷氨酰基循环谷氨酰基循环过程：过程：1、谷胱甘肽对氨基酸的转运、谷胱甘肽对氨基酸的转运 2、GSH再生再生特点：特点：1、每转运一分子氨基酸消耗、每转运一分子氨基酸消耗3ATP 2、关键酶：关键酶：r-谷氨酰基转移酶（细胞膜上）谷氨酰基转移酶（细胞膜上） 3、脯氨酸不以此方式吸收、脯氨酸不以此方式吸收氨基酸的来源与去路氨基酸的来源与去路氨基酸代谢库氨基酸代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收组织蛋白质组织蛋白质体内合成氨基酸体内合成氨基酸氨氨- 酮酮 酸酸脱氨基脱氨基作用作用胺类胺类脱羧基脱羧基作用作用
43、尿素尿素其他含氮化合物其他含氮化合物嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等代谢转变代谢转变酮体酮体氧化氧化糖糖合成合成分解分解氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用 氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用定义定义: :指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程酮酸的过程转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联-酮酸的代谢：生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸酮酸的代谢：生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸酮酸的代谢：生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸酮酸的代谢：生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸血氨的来源与去路血氨的来
44、源与去路NH3代谢代谢NH3来源来源氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基：主要来源主要来源肠道吸收肠道吸收NH3胺分解胺分解肾产生的肾产生的NH3：肾小管原尿肾小管原尿pH较高较高NH3去路去路合成尿素：主要去路合成尿素：主要去路合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺参与合成其他含氮物：嘌呤等参与合成其他含氮物：嘌呤等NH3转运转运丙氨酸丙氨酸葡萄糖循环葡萄糖循环谷氨酰胺转运谷氨酰胺转运n n 尿素合成的特点：尿素合成的特点：1 1合成部位：主要在合成部位：主要在肝脏肝脏的的线粒体和胞液线粒体和胞液中进行；中进行；5. CPS-I :位于肝线粒体，位于肝线粒体，AGA（N-乙酰谷氨酸）为乙酰谷氨酸）为 别构激活剂，精氨
45、酸又是别构激活剂，精氨酸又是AGA合成酶的激活剂。合成酶的激活剂。2 2消耗能量：消耗能量：合成合成1 分子尿素消耗分子尿素消耗4 个高能键个高能键；3 3关键酶：关键酶：精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶；4 4原料：原料：每生成每生成1 分子尿素，其两个氨基，一个来分子尿素，其两个氨基，一个来 自自NH3 ，另一个来自另一个来自天冬氨酸天冬氨酸，其碳来自，其碳来自CO2 ； l 高氨血症和氨中毒高氨血症和氨中毒：肝昏迷、肝性脑病肝昏迷、肝性脑病造成造成- 酮戊二酸酮戊二酸,三羧酸循环三羧酸循环,ATP,发生脑昏迷。发生脑昏迷。血血NH3 0.1 mg /100ml 即为高血氨。即为高
46、血氨。NH3入脑：入脑：- 酮戊酮戊二酸二酸NH3NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 一碳单位的代谢一碳单位的代谢定义：某些氨基酸在代谢过程中产生的含有一定义：某些氨基酸在代谢过程中产生的含有一 个碳原子的有机基团，称为个碳原子的有机基团，称为一碳单位一碳单位. .甲基甲基 -CH-CH3 3 亚甲基（甲烯基）亚甲基（甲烯基）-CH-CH2 2- -次甲基（甲炔基）次甲基（甲炔基）-CH= -CH= 甲酰基甲酰基 -CHO-CHO亚氨甲基亚氨甲基 -CH=NH-CH=NH一碳单位一碳单位一碳单位的载体一碳单位的载体-四氢叶酸四氢叶酸一碳单位生理功能：一碳单位生理功能： 一碳单位一碳单位参与参与
47、嘌呤和胸嘧啶嘌呤和胸嘧啶的合的合成，并为体内广泛存在的甲基化反应成，并为体内广泛存在的甲基化反应提供甲基。其是联系提供甲基。其是联系氨基酸、核酸氨基酸、核酸及及其他多种物质代谢的枢纽其他多种物质代谢的枢纽.甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷同型腺苷同型 半胱氨酸半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4 转甲基酶转甲基酶(VitB12)H2O腺苷腺苷RHATPPPi+Pi R-CH3循环意义循环意义：将：将N5-CH3-FH4的甲基通过的甲基通过SAM转出以进转出以进行体内广泛存行体内广泛存在的在的甲基化甲基化反反应。应。苯丙氨酸、酪氨酸代谢障碍病苯丙氨酸、酪氨酸代谢障碍病1、苯酮酸尿症苯酮酸尿症(phenyl keronuria, PKU) ： 缺乏缺乏苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶4、尿尿黑酸尿黑酸尿症：症： 缺乏缺乏分解尿黑酸的酶分解尿黑酸的酶3、白化病：白化病： 缺乏缺乏酪氨酸酶酪氨酸酶2、帕金森氏病（帕金森氏病（Parkinson）： 脑中脑中多巴胺多巴胺生成减少生成减少
