中药chapter10MetabolismofAminoAcids

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1、蛋白质的分解代谢蛋白质的分解代谢第第 十十 章章概述概述 第一节第一节一、一、食物蛋白质的营养作用食物蛋白质的营养作用（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催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。血系统）等。（三）蛋白质可作为能源物质氧化供能（三）蛋白质可作为能源物质氧化供能人体每日人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。（一）（一）氮平衡氮平衡(nitrogen balanc

2、e)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。量之间的关系。氮总平衡：氮总平衡：摄入摄入氮氮 =排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）病患者）氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。（二）生理需要量（二）生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每

3、日蛋白质需要量为80g。（三）蛋白质的营养价值（三）蛋白质的营养价值1 1、必需氨基酸、必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有物供给的氨基酸，共有8种：种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其余其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。携带一本亮色书来携带一本亮色书来2、蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量和种类。数

4、量和种类。3、蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其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。必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。二、二、食物蛋白质的消化食物蛋白质的消化蛋白质消化的生理意义蛋白质消化的生理意义 由大分子转变为小分子，便于吸收。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、消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。毒性反应。内肽酶内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋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。白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽

5、酶外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。消化过程消化过程-酶的帮助酶的帮助 二肽酶二肽酶蛋白质在胃和肠道被消化成氨基酸和寡肽蛋白质在胃和肠道被消化成氨基酸和寡肽氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图 胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶 +多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)1.胃中消化胃中消化2.肠中消化肠中消化小肠是蛋白质消化的主

6、要部位。小肠是蛋白质消化的主要部位。胰酶胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适pH为为7.0左右。左右。肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活胰蛋白酶原胰蛋白酶原 糜蛋白酶原糜蛋白酶原 羧基肽酶原羧基肽酶原 弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原 肠激酶肠激酶(enterokinase)和和食物中氨基酸食物中氨基酸胰蛋白酶胰蛋白酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 羧基肽酶羧基肽酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 (trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催

7、化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义酶原激活的意义赖赖缬缬天天天天天天天天甘甘异异赖赖缬缬天天天天天天天天缬缬组组丝丝甘甘异异缬缬组组丝丝胰蛋白酶原的激活过程胰蛋白酶原的激活过程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主要是寡肽酶主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨的作用，例如氨基肽酶基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等。等。肠激酶肠激酶吸收部位：主要在小肠吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二

8、肽吸收机制：耗能的主动吸收过程吸收机制：耗能的主动吸收过程三、氨基酸的吸收三、氨基酸的吸收氨基酸吸收载体氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，组成三联体，由由ATP供能将供能将氨基酸、氨基酸、Na+转入细胞内，转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞再由钠泵排出细胞。载体类型载体类型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与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体-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 谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成谷胱甘肽再合成谷氨酸谷氨酸 5-氧脯氧脯氨酸

9、酶氨酸酶ATPADP+Pi半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸肽酶肽酶-谷氨谷氨 酰环化酰环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸H2NCHCOOHR5-氧脯氨酸氧脯氨酸-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸 合成酶合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽谷胱甘肽 合成酶合成酶ATPADP+Pi细胞外细胞外-谷谷 氨酰氨酰 基转基转 移酶移酶细胞膜细胞膜谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH细胞内细胞内-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸COOHCHNH2CH2CH2CONHCHCOOHRCHH2NCOOHR氨基酸氨基酸l 利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的利用肠粘膜细胞上的二肽

10、或三肽的转运体系转运体系l 此种转运也是耗能的主动吸收过程此种转运也是耗能的主动吸收过程l 吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强肽的吸收肽的吸收四、腐败作用四、腐败作用 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其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、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被机体利用的物质。蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction)（一）胺类（一）胺类(amines)的生成的生成蛋白质蛋白质

11、 氨基酸氨基酸胺类胺类蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用 组氨酸组氨酸组胺组胺 赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺假神经递质假神经递质(false neurotransmitter)苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺CH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2NH2COHHCH2NH2COHH酪胺酪胺-羟酪胺羟酪胺CH2CH2NH2OHCH2CH2NH2OHCH2NH2COHHOHCH2NH2COHHOHCOOHCOOH多巴胺多巴胺CH2CH2NH2O HOH去甲肾上腺素去甲肾上腺素CHOHCH2NH2O HOH肾上腺素肾上腺素CHOHCH2NHO HOHCH3-羟酪胺

12、和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。动，使大脑发生异常抑制。（二）（二）氨的生成氨的生成未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨(ammonia)肠道细菌肠道细菌脱氨基作用脱氨基作用尿素酶尿素酶（三）（三）其它有害物质的生成其它有害物质的生成酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚五、氨基酸代谢一览五、氨基酸代谢一览食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）

13、与体内组织蛋白降解产生的氨基酸氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。处参与代谢，称为氨基酸代谢库。氨基酸代谢库氨基酸代谢库不依赖不依赖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1 1、溶酶体内降解过程、溶酶体内降解过程体内蛋白质分解生成氨基酸体内蛋白质分解生成氨基酸2 2、依赖泛素、依赖泛素(ubiquitin)的降解过程的降解过程以色列的阿龙以色列的阿龙.切哈诺沃切哈诺沃,阿夫拉姆阿夫拉姆.

14、赫什科和赫什科和美国的欧文美国的欧文.罗斯获罗斯获2004年诺贝尔化学奖年诺贝尔化学奖依赖依赖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氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸(非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况-酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 第二节第二节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢一、氨基酸脱氨基一、氨基酸脱氨基指氨基酸脱

15、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。脱氨基脱氨基方式方式转氨基作用转氨基作用氧化氧化脱氨脱氨基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)1.定义定义在转氨酶在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨的作用下，某一氨基酸去掉基酸去掉-氨基生成相应的氨基生成相应的-酮酸，而另一种酮酸，而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。2.反应式反应式大多数氨基酸

16、可参与转氨基作用，但赖氨酸、大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。脯氨酸、羟脯氨酸除外。反应式左边反应式左边R2R2一般是一般是-酮戊二酸酮戊二酸或草酰乙酸。或草酰乙酸。天冬氨酸天冬氨酸 -OOC-CH2-C-COO-H3N+H-OOC-CH2-C-COO-O-OOC-CH2-CH2-C-COO-H3N+H谷氨酸谷氨酸-OOC-CH2-CH2-C-COO-O-酮戊二酸酮戊二酸 -OOC-CH2-CH2-C-COO-H3N+H谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 3.转氨酶转氨酶 谷丙转氨酶谷丙转氨酶谷丙转氨酶谷丙转氨酶：谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸+丙氨酸丙

17、氨酸 谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶：谷氨酸谷氨酸+草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸+天冬氨酸天冬氨酸 正常人各组织正常人各组织GOT及及GPT活性活性(单位单位/克湿组织克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。预后的指标之一。组织组织GOTGPT 心心1560007100肝肝14200044000骨骼肌骨骼肌990004800肾肾9100019000组织组织GOTGPT 胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清2800020001400012001000070020164.转氨基作用的机制转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨

18、酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 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基酸脱氨转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨。通过此种方式并未产生游离的氨。5.5.转氨基作用的生理意义转氨基作用的生理意义（二）（二）氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 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催化

19、酶：催化酶：L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸NH3-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)2COOHCOOH+OC(CH2)2COOHCOOH+以谷氨酸氧化脱氨基为主以谷氨酸氧化脱氨基为主（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下脱下-氨基生成氨基生成-酮酸的过程。酮酸的过程。定义定义n 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作

20、用氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 -酮酸酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 H2O+NAD+转氨酶转氨酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 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、肾和脑组织进行。主要在肝、肾和脑组织进行。转氨酶转氨酶-酮戊二酸酮戊二酸(CH2)2COOHC=OCOOHOH2+NAD+谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NH3+NADH+H+氨基酸氨基酸RCCOOHHNH2-酮酸酮酸RCCOOHO谷氨酸谷氨酸COOHCH2CH2CCOOHHNH2苹果酸苹果酸 腺苷酸腺苷酸代

21、琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸 谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸 转转氨氨酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸转转氨氨酶酶 2腺苷酸腺苷酸脱氨酶脱氨酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环（四）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基及（四）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基及其他非氧化脱氨基作用其他非氧化脱氨基作用二、二、氨的代谢氨的代谢氨的来源氨的来源 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的氨基酸脱

22、氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。主要来源。（一）氨的来源和去路（一）氨的来源和去路其它含氨物质的分解其它含氨物质的分解 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 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H2O肠道细菌腐败作用产生氨肠道细菌腐败作用产生氨蛋白质和氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨蛋白质和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氨的去路氨的去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路；在肝内合成尿素，这是最主要的去路；谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶

23、ATPADP+Pi肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。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。1 1、谷氨酰胺的运氨作用、谷氨酰胺的运氨作用n 反应过程反应过程谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。存及运输形式。谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨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+H2On生理意义生理意义（二）氨的转运（二）氨的转运2 2、丙氨酸、丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环n 生理意义生理意义

24、肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。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酵解途径糖酵解途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（三）尿素合成（三）尿素合成尿素生成的过程由尿素生成的过程由Hans Krebs 和和Kurt Henseleit 提出，称为提出，称为鸟氨酸循环鸟氨酸循环(orinithi

25、ne cycle)，又称，又称尿素循环尿素循环(urea cycle)或或Krebs-Henseleit循环。循环。NH3、CO2和和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸缩合生成氨基甲酰磷酸 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 反应在线粒体中进行反应在线粒体中进行1 1、尿素的合成过程尿素的合成过程氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2(CH2)3CHCOO

26、HNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸 反应在胞液中进行。反应在胞液中进行。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COOHCHH2NCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨

27、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COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸 反应在胞液中进行。反应在胞液中进行。精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸 反应在胞液中进行。反应在胞液中进行。尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸H2O鸟鸟氨氨酸酸循循环环线粒体线粒体胞胞 液液n反应小结：反应小结：原料：原料：2

28、分子氨，一个来自于游离氨，另一个分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。来自天冬氨酸。过程：通过鸟氨酸循环，先在线粒体中进行，过程：通过鸟氨酸循环，先在线粒体中进行，再在胞液中进行。再在胞液中进行。耗能：耗能：3 个个ATP，4 个高能磷酸键。个高能磷酸键。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鸟氨酸氨基甲酰转移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合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相对活性正常成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

29、磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移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合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.03 3、尿素合成的调节、尿素合成的调节2 2、尿素合成的生理意义、尿素合成的生理意义 解氨毒，调节酸碱平衡解氨毒，调节酸碱平衡n血氨浓度升高称高血氨症血氨浓度升高称高血氨症(hyperammonemia)高血氨症时可引起脑功能障碍，称氨中毒高血氨症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammonia poisoning)。4 4、高血氨症与氨中毒、高血氨症与氨中毒常见于肝功能严重损伤或尿素合成相关酶常见于肝功能严重损伤或

30、尿素合成相关酶的遗传缺陷。的遗传缺陷。TAC 脑供能不足脑供能不足-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 脑内脑内-酮戊二酸酮戊二酸 氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢氨基酸脱氨基后生成的氨基酸脱氨基后生成的-酮酸酮酸(-keto acid）主要有三条代谢去路。主要有三条代谢去路。（一）（一）-酮酸可彻底氧化分解并提供能量酮酸可彻底氧化分解并提供能量（二）（二）-酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸（三）（三）-酮酸可转变成糖及脂类化合物酮酸可转变成糖及脂类化合物甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、

31、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸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甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰

32、胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨

33、酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸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琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油

34、三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸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 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联氨基酸、糖及脂肪代谢的联系系T A C第三节第三节 氨基酸的特殊代谢氨基酸的特殊代谢 一、氨基酸脱羧基一、氨基酸脱羧基氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸

35、氨基酸胺类胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR（一）（一）-氨基丁酸氨基丁酸(-aminobutyric acid,GABA)GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。抑制作用。GABA COOH(CH2)2 CH2NH2 CO2L-L-谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 COOH(CH2)2 CHNH2 COOHL-L-谷氨酸谷氨酸（二）组胺（二）组胺(histamine)组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，是神经递质，还可刺激胃蛋白酶原及通透性，是神经递质，还可刺激胃蛋白酶原及胃酸的

36、分泌。胃酸的分泌。L-组氨酸组氨酸组胺组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2HN NCH2CHCOOHNH2HN NCH2CH2NH2（三）（三）5-羟色胺羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)5-HT在脑内作为神经递质起，抑制作用；在脑内作为神经递质起，抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。可衍变为在外周组织有收缩血管的作用。可衍变为裉黑激素。裉黑激素。5-羟色氨酸羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶CO2色氨酸色氨酸CH2CHCOOH NH2CH2CHCOOH NH2HOCH2CH2NH2HOL-鸟氨酸鸟氨酸 鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶

37、 H2N-(CH2)4-NH2腐胺腐胺 丙氨转移酶丙氨转移酶H2N-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2 精脒精脒 丙氨转移酶丙氨转移酶 H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2 精胺精胺返回返回 多胺是调节细胞生长的重要物质。多胺是调节细胞生长的重要物质。（四）多胺（四）多胺二、一碳单位代谢二、一碳单位代谢 某些氨基酸某些氨基酸在分解在分解代谢过程中产生的代谢过程中产生的含有一个含有一个碳原子碳原子的基团，称为一碳单位的基团，称为一碳单位(one carbon unit)。甲基甲基(methyl)-CH3甲烯基甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基甲炔基

38、(methenyl)-CH=甲酰基甲酰基(formyl)-CHO亚胺甲基亚胺甲基(formimino)-CH=NH1 1、一碳单位的种类和来源、一碳单位的种类和来源2 2、一碳单位的载体、一碳单位的载体四氢叶酸作为一碳单位的运载体四氢叶酸作为一碳单位的运载体n四氢叶酸的结构四氢叶酸的结构 FH4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+FH4携带一碳单位的形式携带一碳单位的形式 （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）N5CH3FH4N5,N10CH2FH4N5,N10=CHFH

39、4N10CHOFH4N5CH=NHFH4n一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色胺酸的分解代谢及色胺酸的分解代谢丝氨酸丝氨酸 N5,N10CH2FH4甘氨酸甘氨酸 N5,N10CH2FH4组氨酸组氨酸 N5CH=NHFH4色氨酸色氨酸 N10CHOFH43、一碳单位的生成、一碳单位的生成4、一碳单位的互相转变、一碳单位的互相转变N10CHOFH4N5,N10=CHFH4N5,N10CH2FH4N5CH3FH4N5CH=NHFH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH35、一碳单位的生理意义、一碳单位的生理意义 参与嘌呤和嘧啶

40、的合成，把氨基酸代谢参与嘌呤和嘧啶的合成，把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来。和核酸代谢联系起来。三、含硫氨基酸的代谢三、含硫氨基酸的代谢CH2SHCHNH2COOHCH2SHCHNH2COOH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CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2SCH3CH2CHNH2COOHCH2（一）甲硫氨酸循环（一）甲硫氨酸循环1 1、甲硫氨酸循环过程、甲硫氨酸循环过程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(SA

41、M)甲基转移酶甲基转移酶RHRCH3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nSAM为体内甲基的直接供体为体内甲基的直接供体n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+PiR-CH32 2、甲硫氨酸循环生理意义、甲硫氨酸循环生理意义（二）半胱氨酸与胱氨酸代谢（二）半胱氨酸与胱氨酸代谢-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2

42、COOHCH2CHNH2COOHSS21 1、半胱氨酸可转变成牛磺酸、半胱氨酸可转变成牛磺酸 牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分之一。牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分之一。2 2、半胱氨酸可生成活性硫酸根、半胱氨酸可生成活性硫酸根3 3、半胱氨酸参与合成谷胱甘肽、半胱氨酸参与合成谷胱甘肽四、芳香族氨基酸代谢四、芳香族氨基酸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 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、苯丙氨酸羟化形成酪氨酸、苯丙氨酸羟化形成酪氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸+H2O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N

43、ADPH+H+NADP+酪氨酸酪氨酸+O2n苯丙酮酸尿症苯丙酮酸尿症(phenyl keronuria,PKU)体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常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。酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。2 2、酪氨酸合成甲状腺激素、酪氨酸合成甲状腺激素S-腺苷同型半胱氨酸帕金森病帕金森病(Parkinson disease)患者多巴胺生成减少。患者多巴胺生成减少。3 3、酪氨酸转变为儿茶酚胺、酪氨酸转变为儿茶酚胺多巴醌多巴醌吲哚醌

44、吲哚醌黑色素黑色素聚合聚合n 黑色素黑色素(melanin)的生成的生成人体缺乏酪氨酸酶，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，合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为称为白化病白化病(albinism)(albinism)。4 4、酪氨酸转化成黑色素、酪氨酸转化成黑色素5、酪氨酸氧化分解、酪氨酸氧化分解体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时（缺乏尿黑酸体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时（缺乏尿黑酸氧化酶），尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。氧化酶），尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。H2O五、甘氨酸代谢五、甘氨酸代谢色氨酸的分解代谢可产生丙酮酸和乙酰乙酰色氨酸的分解代谢可产生丙酮酸和乙酰乙酰CoA色

45、氨酸色氨酸5-羟色胺羟色胺一碳单位一碳单位丙酮酸丙酮酸 +乙酰乙酰乙酰乙酰CoA维生素维生素 PP 六、支链氨基酸的代谢六、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CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCHNH2COOHCH3CH3CHCHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3支链氨基酸的分解代谢支链氨基酸的分解代谢 氨基酸的重要含氮衍生物氨基酸的重要含氮衍生物氨基酸氨基酸Asp、Gln、GlyAspGlyGly、Arg、MetTrpTyr、Ph

46、eTyr、PheCysHisGluOrn、Met衍生化合物衍生化合物嘌呤碱嘌呤碱嘧啶碱嘧啶碱卟啉化合物卟啉化合物肌酸、磷酸肌酸肌酸、磷酸肌酸尼克酸、尼克酸、5-羟色胺羟色胺儿茶酚胺儿茶酚胺黑色素黑色素牛磺酸牛磺酸组胺组胺-氨基丁酸氨基丁酸精胺、精脒精胺、精脒生理功能生理功能含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分血红素、细胞色素血红素、细胞色素能量储存能量储存维生素、神经递质维生素、神经递质神经递质、激素神经递质、激素皮肤色素皮肤色素结合胆汁酸成分结合胆汁酸成分血管舒张剂血管舒张剂神经递质神经递质细胞增殖促进剂细胞增殖促进剂第四节第四节 激素对蛋白质代谢的调节激素对蛋白质代谢的调节小结小结 蛋白质的营养价值评价蛋白质的营养价值评价 氮平衡氮平衡 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用 体内氨的来源、去路和氨的转运体内氨的来源、去路和氨的转运 尿素合成的基本过程：场所、关键酶；高血氨症和尿素合成的基本过程：场所、关键酶；高血氨症和氨中毒。氨中毒。一碳单位代谢的一碳单位代谢的概念；载体；一碳单位的来源；生概念；载体；一碳单位的来源；生理意义。理意义。苯丙氨酸及酪氨酸代谢缺陷的遗传疾病。苯丙氨酸及酪氨酸代谢缺陷的遗传疾病。