生物化学课件杨洋7氨基酸代谢lg

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1、Chapter 7Metabolism of Amino Acids第七章 氨基酸代谢 本章要求本章要求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;蛋白质蛋白质的互补作用；联合脱氨基作用的互补作用；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

2、蛋白质的生理功能（一）维持细胞组织的生长、更新和修补（一）维持细胞组织的生长、更新和修补（二）参与多种重要的生理活动（二）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）氧化供能（三）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）氮平衡（一）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

3、和恢复期病人儿童、孕妇和恢复期病人3.氮的负平衡氮的负平衡 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）生理需要量（二）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）蛋白质的营养价值（三）蛋白质的营养价值营养必需氨基酸营养必需氨基酸(essential amino acids)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、组氨酸苯丙氨酸、组氨酸条件

4、必需氨基酸：条件必需氨基酸：儿童生长期和某些疾病情况下易缺乏儿童生长期和某些疾病情况下易缺乏精精氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、氨酸、半胱氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、脯氨酸、酪氨酸脯氨酸、酪氨酸营养非必需氨基酸营养非必需氨基酸丙氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、丙氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、谷氨酸、丝氨酸丝氨酸Table 7-1食物蛋白质的互补作用：食物蛋白质的互补作用：营养价值较低的食物蛋白质混合食用，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的作用。从而提高蛋白质营养价值的作用。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

5、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）胃中的消化（一）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）（胃黏膜主细胞分泌）（胃黏膜主细胞分泌）（二）小肠中的消化1.胰液中的蛋白酶及其作用内肽酶(endopeptidase)：胰蛋白酶(trypsin)糜蛋白酶(chymotrypsin)弹性蛋白酶(elastase)外肽酶(exopeptidase)羧基肽酶A(carboxypeptidase A)羧基肽酶B(carboxypeptidase B)氨基肽酶(aminop

6、eptidase)胃蛋白酶、HCl氨基末端 胃蛋白酶原（MW 40000）胃蛋白酶（MW 33000）胰蛋白酶原（MW 24000）胰蛋白酶（MW 23200）胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶原（MW 24000）糜蛋白酶（MW 23500）SSSSS SS-S-图7-1 一些蛋白水解酶原的激活肠激酶（或胰蛋白酶）42 aa图7-2 蛋白水解酶对蛋白质的消化作用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黏膜细胞的消化作用黏膜细胞的消化作用(1).肠激酶肠激酶(enterokinase)对胰酶的激活对胰酶的激活(2).小肠黏膜细胞对蛋白质的消化作用小肠黏膜细胞对蛋白质的消化作用 胰蛋白酶原 肠

7、激酶 胰蛋白酶糜蛋白酶原 糜蛋白酶 弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶 羧肽酶原 羧肽酶 （A及B）（A及B）肠激酶肠激酶(enterokinase)对胰酶的激活作用对胰酶的激活作用二二.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（carrier 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图7-3 肠黏膜细胞氨基酸载体蛋白的作用（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循环循

8、环4三三.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）胺类的生成-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（二）氨的生成氨基酸脱氨，尿素分解（三）其他有害物质的生成苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢第三节第三节 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

9、180天天真核生物中蛋白质的降解有两条途径真核生物中蛋白质的降解有两条途径 不依赖不依赖ATP利用组织蛋白酶利用组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白 依赖泛素依赖泛素(ubiquitin)的降解过程的降解过程 溶酶体内降解过程溶酶体内降解过程依赖依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白泛素泛素76个氨基酸的小分子蛋白个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名普遍存在于真核生物而得名一级结构高度保守一级结构高度保守1.泛素化泛素化(ubiquitination)泛素与选择性被降解蛋白

10、质形成共价连接，泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。并使其激活。2.蛋白酶体蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解对泛素化蛋白质的降解泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程COSCOSCOOATPAMP+PPi UbHSHSHSH2NLYS PrHSE1E2E1E1E2E2COLYS PrNHE3 UbCOLYS PrNH Ub Ub Ub Ub Ub Ub图7-5 蛋白质降解的泛素化反应Ub:泛素E1：泛素激活酶E2：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶Pr：被降解的蛋白质图7-6 泛素-蛋白酶系统E2E2E1E2底物底物E320S核心颗粒19S调节颗粒26S

11、蛋白酶体E3E3底物泛素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%（半寿期（半寿期15分钟）分钟）图图7-7氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况一一.氨基酸的脱氨基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+谷氨酸谷氨酸酮酸酮酸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图

12、图7-5 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)ALT谷

13、氨酸丙酮酸谷氨酸丙酮酸酮戊二酸丙氨酸酮戊二酸丙氨酸 AST谷氨酸草酰乙酸谷氨酸草酰乙酸酮戊二酸天冬氨酸酮戊二酸天冬氨酸表表7-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 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：维生素转氨酶的辅酶：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 -H2OHOOC-CH-NH2+O=CH-R

14、 HOOC-CH-N=CH-R|H2O|R R Schiff硷 氨基酸磷酸砒哆醛氨基酸磷酸砒哆醛 分子重排 -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、脑组织：肝、肾、脑 NH2 NH|CH-COOH C-COOH|NAD+NADH+H+|(CH2)2-COOH (CH2)2-COOH L-谷氨酸 +H2O -H2O O|C-COOH +NH3|(CH2)2-COOH -酮戊二酸 L-谷氨酸脱氢酶GTP，ATPGDP，ADP+L谷氨

15、酸谷氨酸a酮戊二酸酮戊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）图图7-6 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、心肌氨基酸氨基酸a酮酸酮酸二二.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 表表7-3 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

16、 甘、丝、缬、精、半胱、脯、羟脯、丙、甘、丝、缬、精、半胱、脯、羟脯、丙、组、谷、谷氨酰胺、天冬、天冬酰胺、甲硫组、谷、谷氨酰胺、天冬、天冬酰胺、甲硫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 甘油三酯磷酸丙糖 -磷酸甘油 脂肪酸磷酸烯醇型丙酮酸丙酮酸 乳酸 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 酮体草酰乙酸 柠檬酸 延胡索酸 酮戊二酸 谷氨酸 琥珀酸单酰CoA 糖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 色氨酸色氨酸亮氨酸异亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸甲硫氨酸丝氨酸苏氨

17、酸缬氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸脯氨酸亮氨酸赖氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸图7-8 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：0.1 mg/dl(0.6 mol/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.氨基酸脱氨基以及胺、嘌呤、嘧啶的分解氨基酸脱氨基以及胺、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

18、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）丙氨酸（一）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肉的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝图7-9 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-

19、谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺（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谷氨酰胺谷氨酰胺 天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸 天冬酰胺天冬酰胺 天冬酰胺天冬酰胺 蛋白质蛋白质白血病细胞白血病细胞天冬酰胺酶天冬酰胺酶 天冬氨酸天冬氨酸+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）合成机理（二）合成机理 鸟氨酸循环鸟氨酸循环1932年年Hans A.Krebs发发现了尿素循环，现了尿素循环，1937年他年他又发现三羧酸循环，又发现三羧酸循环，1953年获诺贝尔

20、奖。年获诺贝尔奖。图为图为Krebs，背景是他描述的三羧酸循环机制。，背景是他描述的三羧酸循环机制。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 图图7-10 尿素生成的鸟氨酸循环尿素生成的鸟氨酸循环（三）合成过程（三）合成过程+H2O-H2O+NH3-H2O+NH3+CO2尿素尿素瓜氨酸精氨酸鸟氨酸 O 氨基甲酰磷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+

21、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（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

22、.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 COOH 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 N

23、H2 (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|2NH3+CO2+3ATP+3H2O C=O+2ADP+AMP+4 Pi|NH2图图7-11 鸟氨酸循环与三羧酸循环的连接鸟氨酸循环与三羧酸循环的连接 鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶 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)肝细胞再生肝细

24、胞再生尿素合成尿素合成嘧啶合成嘧啶合成（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 表表7-4 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激活激活氨基

25、甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I别构激活别构激活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）高氨血症和氨中毒（五）高氨血症和氨中毒正常血氨浓度：正常血氨浓度：0.1 mg/dl(0.6 mol/L)肝功损伤肝功损伤 尿素合成尿素合成 血氨血氨 脑脑酮戊二酸酮戊二酸 （与氨生成谷氨酸）（与氨生成谷氨酸）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

26、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）牛磺

27、酸（二）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（三）（三）组胺组胺组胺：血管舒张剂组胺：血管舒张剂（四）（四）5羟色胺羟色胺5羟色胺：抑制性神经递质；羟色胺：抑制性神经递质；收缩血管作用收缩血管作用 CH3 COOH L-甲硫氨酸|S-(CH2)2CHNH2 腺苷转移酶 ATP PPi+Pi 腺苷-S+-CH3 COOH|(CH2)2 (S腺苷甲硫氨酸)H2N-(CH2)3-CHNH2|(L-鸟氨酸)HOOC-CHNH2鸟氨酸脱羧酶 CO2 S腺苷甲硫氨酸脱羧酶 CO2 H2N-(CH2)3-CH2NH2 腐胺 腺苷-S+-CH3|S-腺苷-3-甲硫基丙胺 丙胺转移酶 (CH

28、2)2-CH2NH2 腺苷-S-CH3 H2N-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2 精脒 腺苷-S+-CH 3|(CH2)2-CH2NH2 S-腺苷-3-甲硫基丙胺H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2 腺苷-S-CH 3 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）定义：（一）定义：某些氨基酸代谢过程中所产生的含有一个碳原子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基团的总称.包括：包括：甲基甲基(-CH3),亚甲基亚甲基

29、(-CH2-),次甲基次甲基(-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+N5-甲基四氢叶酸（N5-CH3-FH4）105N5，N10-亚甲四氢叶酸（N5，N10-CH2-FH4）N5，N10-次甲四氢叶酸（N5，N10-CH-FH4）N10-甲酰四氢叶酸（N10-CHO-FH4）N5-亚氨甲基四氢叶酸（N5-CH=NH-FH4）（三

30、）来源（三）来源 丝氨酸（主要）丝氨酸（主要）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 图图7-12 一碳单位相互转变一碳单位相互转变（五）（五）生理功能生理功能嘌呤、嘧啶合成的原料嘌呤、嘧啶合成的原料磺胺药：抑制细菌合成叶酸磺胺药：抑制细菌合成叶酸甲氧苄氨嘧啶：抑制二氢叶酸还原酶甲氧苄氨

31、嘧啶：抑制二氢叶酸还原酶抑制细菌生长抑制细菌生长三三.含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢甲硫氨酸甲硫氨酸 半胱氨酸半胱氨酸 胱氨酸胱氨酸（一）甲硫氨酸的代谢（一）甲硫氨酸的代谢1.甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸甲硫氨酸 +ATP S腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 (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 表表7-5 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

32、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.甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环methionine cycle 同型半胱氨酸由同型半胱氨酸由N5-CH3-FH4提供甲基而提供甲基而合成甲硫氨酸，反应由合成甲硫氨酸，反应由N5甲基四氢叶酸转甲基酶甲基四氢叶酸转甲基酶催化，辅酶是催化，辅酶是维生素维生素B12甲硫氨酸同型半胱氨酸S腺苷同型半胱氨酸S腺苷甲硫氨酸ATPPPi+PiFH4N5-CH3-FH4（Vit B12）N5-CH3-FH4转甲基酶转甲基酶腺苷H2ORHR-CH3图

33、图7-13 甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环临床意义：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|CH2|OHSH|CH2|CHNH2|COOHCOOH|C=O|CH2|CH3琥珀酰琥珀酰-CoATA

34、C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14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|

35、-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-

36、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2GSH+2Met Hb G-S-S-G+2 Hb+2 H2O 高铁血红蛋白高铁血红蛋白 血红蛋白血红蛋白2GSH+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 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

37、肽过氧化物酶形式：形式：2GSH 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四四.芳香族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缺乏时引起苯酮酸尿症缺乏时引起苯酮酸尿症生物活性物质的生成与酪氨酸分解代谢生物活性物质的生成与酪氨酸分解代谢儿茶酚胺：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、肾上腺素调节酶缺乏时引起白化病缺乏时引起尿黑酸尿症图图7-15白化病发病率：白化病发病率：美国美国白种人：白种人：1/17，000黑种人：黑种人：1/28，000 爱尔兰爱尔兰1/10，000（二）（二）色氨酸的代谢

38、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 尼克酸（少）尼克酸（少）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CoACoA 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA CoA 琥珀酰单酰琥珀酰单酰CoACoA图图7-16 支链氨基酸的代谢支链氨基酸的代谢

39、五五.支链氨基支链氨基 酸的代谢酸的代谢 表表7-6 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 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

40、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 -思考题：思考题：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；甲硫氨酸循环；鸟氨酸循环；多胺合成；甲硫氨酸循环；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 essential amino acids；蛋白质的互补作用；氨基酸库；蛋白质的互补作用；氨基酸库；联合脱氨基作用；联合脱氨基作用；one carbon unit；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