[理学]氨基酸代谢.ppt

1掌握氨基酸的一般代谢途径及代谢产物的去路； 2熟悉蛋白质的酶促降解； 3了解氨基酸的生物合成。 教学目标 教学重点 教学难点 氨基酸的脱氨作用、脱羧作用、氨基酸的脱氨作用、脱羧作用、 脱氨脱羧产物的去路。脱氨脱羧产物的去路。 氨的去路。氨的去路。 一、蛋白质的酶促降解 二、氨基酸的一般代谢 （一）脱氨基作用 （二）脱羧基作用 （三）氨基酸分解产物的代谢 三、氨基酸的合成代谢 教学目标 思考与练习 教学重点 教学难点 教学纲要教学纲要 氨基酸代谢概述 总氮平衡：摄入氮 = 排出氮（正常成人） 正氮平衡：摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等） 负氮平衡：摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾病 患者） n N平衡：比较一个人（或动物）每日摄入食物比较一个人（或动物）每日摄入食物 的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的 关系。关系。 意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况 氨基酸代谢概述 l必需氨基酸：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8种（对成人而言）：异亮氨酸、亮氨酸、 色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸 (一两色素本来淡些)(借来一两本淡色书:缬赖异亮苯蛋色 苏) l半必需氨基酸：有2种：精、组。 l非必需氨基酸:体内可以合成的氨基酸。12种（或10种） l蛋白质的营养价值：取决于必需氨基酸的数量、种类、比例 l蛋白质的互补作用：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（豆类赖多色少 ；谷类相反） 一、蛋白质的酶促降解 l蛋白质的消化过程 蛋白水解酶的作用示意图 lR2=苯丙氨酸(Phe),色氨酸(Trp),酪氨酸(Tyr) 水解位点 胃蛋白酶 胃蛋白酶作用于芳香族氨基酸的氨基所构成的肽键（属基团专一性） lR1=赖氨酸(Lys)和精氨酸(Arg)侧链 水解位点 胰蛋白酶 胰蛋白酶作用于碱性氨基酸的羧基所构成的肽键（属基团专一性） lR1=苯丙氨酸(Phe),色氨酸(Trp),酪氨酸(Tyr) 水解位点 胰凝乳蛋白酶或糜蛋白酶 胰凝乳蛋白酶作用于芳香族氨基酸的羧基所构成的肽键（属基团专一性） 一、蛋白质的酶促降解 l氨基酸的吸收 部位：部位：主要在小肠主要在小肠 形式：形式：氨基酸、二肽、寡肽氨基酸、二肽、寡肽 机理：机理：耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程 氨基酸吸收载体：氨基酸吸收载体：氨基酸、氨基酸、Na+Na+、载体蛋白组成三联体、载体蛋白组成三联体 ，为主动转运，由，为主动转运，由ATPATP供能。供能。 载体 中性氨基酸载体快 碱性氨基酸载体慢 酸性氨基酸载体很慢 亚氨基酸、甘氨酸载体很慢 -谷氨酰循环 l氨基酸的转化 一、蛋白质的酶促降解 l蛋白质的腐败作用：肠道细菌对未被消化和吸收的 蛋白质及其产物所起的作用。 生理解毒作用：生理解毒作用：随粪便排出（大部分）随粪便排出（大部分） 肝脏解毒（少部分）肝脏解毒（少部分） 氧化解毒：氧化解毒：有机物有机物 CO2 + HCO2 + H 2 2 O + NHO + NH 3 3 结合解毒：结合解毒：苯甲酸苯甲酸+ +甘氨酸甘氨酸 马尿酸马尿酸( (无毒无毒, ,排泄排泄) ) 腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚；腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚； 也可产生少量的脂肪及维生素。也可产生少量的脂肪及维生素。 一、蛋白质的酶促降解 脱氨基作用 氧化脱氨基作用 氨基转换作用 联合脱氨基作用 非氧化脱氨基作用 二、氨基酸的一般代谢 （一）氨基酸的脱氨基作用 1.氧化脱氨基作用 定义：在酶的催化下，氨基酸通过氧化脱氢，同时释放出游离氨 ，这一过程称为氧化脱氨基作用。 反应式：P209、210 包括脱氢和水解两步 酶：氨基酸氧化酶，有三种： 二、氨基酸的一般代谢 氨基酸氧化酶（需氧） 氨基酸脱氢酶（不需氧）氨基酸脱氢酶（不需氧） COOH CHNH2 R COOH C=NH R COOH CO R H2O NH3 FAD FAD2H H2O2 O2 氨基酸氧化酶 二、氨基酸的一般代谢 (一)氨基酸的脱氨基作用 2.转氨基作用 定义：在转氨酶的作用下，一个氨基酸去掉-氨基生成相应 的-酮酸，而另一个-酮酸得到此氨基生成相应的-氨基 酸的过程称为转氨基作用。 反应式： 二、氨基酸的一般代谢 转氨机制 转氨酶 主要分布在细胞内，种类多，分布广。其中以 谷丙转氨酶（GPT）的活性最高。肝细胞中含量最 丰富。谷草转氨酶（GOT）以心肌细胞内含量最多 。 GPT和GOT是临床疾病诊断的重要指标之一。 (一)氨基酸的脱氨基作用 3.联合脱氨基作用 定义：两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸 脱下-氨基生成- 酮酸的过程。 二、氨基酸的一般代谢 （1）转氨基偶联氧化脱氨基作用 （2）转氨基偶联嘌呤核苷酸循环 (一)氨基酸的脱氨基作用 4.非氧化脱氨基作用 此作用主要在微生物体内进行，动物体 内也有，但不普遍。 类 型 直接脱氨基作用 脱水脱氨基作用 脱硫化氢脱氨基作用 水解脱氨 二、氨基酸的一般代谢 (二)氨基酸的脱羧基作用 氨基酸在氨基酸脱羧酶的作用下，生成CO2 和伯胺类化合物。 二、氨基酸的一般代谢 有些胺具有生理作用 (三)氨基酸分解产物的代谢 l氨是机体正常代谢产物，具有毒性。 体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。 正常人血氨浓度一般不超过0.6umol/L。 l酮酸 l胺 lCO2 二、氨基酸的一般代谢 1.氨的代谢转变 （1）尿素的合成 合成的部位：主要在肝脏的线粒体和胞浆中 合成的过程：鸟氨酸循环（包括5步反应，先在线粒体 中进行2步，再在胞液中进行3步） 合成的原料： 1分子CO2；2分子氨：一个来自游离 氨，另一个来自天冬氨酸 合成需要耗能：3个ATP(计4个高能磷酸键） 二、氨基酸的一般代谢 1.氨的代谢转变 （2）酰胺的合成 （3）再合成氨基酸 （4）嘧啶环的合成 二、氨基酸的一般代谢 2.-酮酸的代谢 生糖氨基酸 ： 14种，经过丙酮酸，草酰乙酸 ，a-酮戊二酸，琥珀酰琥珀酰CoACoA等中间产物等中间产物 生酮氨基酸 ： LeuLeu、LysLys，经过乙酰乙酰CoACoA, ,乙酰乙酸等中间产物乙酰乙酸等中间产物 生糖兼生酮氨基酸： IleIle，LysLys，PhePhe ，Trp,Tyr，经过乙酰乙酰CoACoA，乙酰，乙酰 乙酸，琥珀酰乙酸，琥珀酰CoACoA，延胡索酸等中间产物。 二、氨基酸的一般代谢 三、氨基酸的合成代谢 (一)合成的能力 不同的生物合成AA的能力不同： 人及动物只能合成10（或12）种; 植物和大多数的微生物能合成全部AA。 不同的生物合成AA的N源也有很大差异： 人及动物的N源来自于食物； 植物和某些微生物来自于土壤中的铵盐、硝酸盐。还原N（NH3 和NH4）何以直接用于合成氨基酸；非还原N（N03和N02）则 需还原才能用于合成氨基酸。 （处于高度氧化态，不能直接利用 的硝酸盐和亚硝酸盐还原为能直接利用的铵盐的过程称为硝酸盐 和亚硝酸盐的还原）。 固N菌来自于空气的N2。（具有固N 能力的微生物通过固N酶的 作用把空气中的游离N转化为氨态N的作用称为固氮作用） （二）合成的（二）合成的NN源源 三、氨基酸的合成代谢 1.还原氨基化作用 定义：在酶的催化下，直接使-酮酸与氨结合，使酮基转变 成氨基，形成相应的-氨基酸的作用。它是氧化脱氨 基的逆过程。 反应式： 特点：植物中形成的AA最多、最早的是谷氨酸，它是由L-谷 氨酸脱氢酶催化把-酮戊二酸还原成谷氨酸的。此方 式是谷氨酸生成的主要途径，而且对其他AA的合成来 说也具有重要意义，因为谷氨酸上的氨基可以转移到 其他酮酸从而生成除了赖、苏以外的17种AA。 2.转氨基作用（和前面讲过的一样） ( (三三) )合成的方式合成的方式 三、氨基酸的合成代谢 (三)合成的方式 3.氨基酸之间的转化 是指一种AA（必需或非