课件：第十三章氨基酸代谢.ppt

第十章 氨基酸代谢,授课教师：张璐 Email：,氨基酸是组成蛋白质的基本单位，所以氨基酸代谢是蛋白质代谢的中心内容。 氨基酸的分解反应主要是脱氨基作用，脱氨基后生成的酮酸进一步氧化分解，转变成糖或脂质或其他含氮化合物（如肾上腺素、肉碱、肌酸、谷胱甘肽等）。,胞内蛋白,饮食中的蛋白,碳骨架,氨基酸，核苷，生物胺的生物合成,氨基甲酰磷酸,氮排泄产物,尿素循环,内源蛋白质更新,外源蛋白质,分解供能,合成其他含氮物质,糖异生,天冬氨酸 +瓜氨酸 生成精氨琥珀酸可进入尿素循环,草酰乙酸+谷氨酸,氨基酸的分解代谢,过量的氨基酸 分解代谢后形成酮酸，是氨基酸分解代谢的共同方式。 氨基酸可以通过各种形式进行脱氨基，包括氧化脱氨，非氧化脱氨，转氨和联合脱氨等。,合成新的蛋白质 转化为糖和脂质 分解代谢,一 氨基酸的脱氨基作用 (重点),1 氧化脱氨 2 转氨基作用 转氨酶 3 联合脱氨 4 非氧化脱氨（微生物中）,氨基酸氧化酶 氨基酸脱氢酶,转氨酶 氨基酸脱氢酶，脱氨酶,1 氧化脱氨,氧化脱氨基：氨基酸在酶的作用下伴有氧化的脱氨基反应，催化这个反应的酶即氧化酶或脱氢酶。 L-氨基酸氧化酶（活性不高，对Gly，羟基氨基酸、酸性碱性氨基酸无作用） D-氨基酸氧化酶（存在于脊椎动物肝、肾中，对D-Met，D-Ala有作用） L-谷氨酸脱氢酶（分布广泛，活性强。别构酶，两种辅酶：NAD/NADP）,（1）氨基酸氧化酶,氨基酸氧化酶，以FMN或FAD 为辅基。,（2）氨基酸脱氢酶,不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶 最普遍存在的是L-谷氨酸脱氢酶,2 转氨基作用,转氨基作用：氨基酸在转氨酶的作用下，可将氨基酸的氨基转移到酮酸，结果氨基酸转变成酮酸，而酮酸转变成氨基酸,转氨酶种类多，分布广，多数以酮戊二酸作为氨基受体,3 联合脱氨基作用,转氨基作用虽然普遍存在，但单靠转氨基作用不能最终脱去氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要。 因为大多数组织中L-谷氨酸脱氢酶的活性很高，以及肌肉组织中含有活性较高的腺苷酸脱氨酶，所以，机体借助联合脱氨基作用可迅速使各种不同的氨基酸脱去氨基。 1 转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用 2 转氨酶和腺苷酸脱氨酶的联合脱氨基作用,（1）转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用,转氨酶,L-谷氨酸脱氢酶,酮戊二酸,酮酸,谷氨酸,（2）转氨酶和腺苷酸脱氨酶的联合脱氨基作用,二、氨基酸的脱羧基作用,在氨基酸脱羧酶的作用下脱去羧基生成伯胺和二氧化碳 普遍存在动植物和微生物体中，但不是主要途径 氨基酸脱羧后产生的胺有一定的生理作用，在体内积累过多会造成毒害,氨对动物具有毒性 用于生物合成（常见于微生物） 无毒形式运输或排出体外 氨排泄的三种形式：,爬虫类,(陆地),三、 NH3的代谢,1 氨的排泄,（1）排氨动物-氨基酸脱下的氨以谷氨酰胺的形式运输到排泄部位，经分解产生的游离的氨排出体外 （2）排尿酸动物-陆生爬虫和鸟类，以尿酸做为氨基酸排泄主要方式。尿酸也是灵长类等嘌呤代谢的产物 （3）高等动物和人类，氨主要是以尿素形式从肾中排出，小部分以谷氨酰胺形式储存。,2 尿素循环鸟氨酸循环 （重中之重）,鸟氨酸循环： HCO3+NH3+2ATP生成氨甲酰磷酸； 鸟氨酸与氨及CO2（即氨甲酰基）结合生成瓜氨酸； 瓜氨酸接受1分子氨(Asp)而生成精氨酸带琥珀酸； 精氨酸带琥珀酸分解生成精氨酸； 精氨酸酶作用下，精氨酸分解生成尿素，并重新生成鸟氨酸，鸟氨酸可参与第二轮循环。 是发生在动物肝脏的一个代谢循环。尿素是无毒水溶性物质，由血液运输至肾，从尿中排出。,The Urea Cycle,鸟氨酸作用： 废物运载车,瓜氨酸,氨甲酰磷酸,鸟氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,精氨酸,天冬氨酸,尿素,尿素循环,1,2a,2b,3,4,氨甲酰磷酸,延胡索酸,（1）氨甲酰磷酸合成酶 催化的反应,碳酸氢根,氨基甲酸,氨甲酰磷酸,（2）瓜氨酸合成,鸟氨酸转氨甲酰酶,鸟氨酸,氨甲酰磷酸,2019/4/19,21,可编辑,（3）精氨琥珀酸合成,精氨琥珀酸合成酶,天冬氨酸,调控酶,（4）Arg的合成,精氨琥珀酸酶,（5）Arg裂解生成尿素,精氨酸酶,生成1分子尿素消耗3分子ATP，（四个高能磷酸键）。 尿素是蛋白代谢的最终产物，形成1分子尿素可清除2分子氨基氮和1分子CO2。 尿素氮占尿中排出总氮量的90。,尿素循环与TCA的连接,延胡索酸,天冬氨酸,苹果酸,草酰乙酸,TCA循环,谷氨酸,酮戊二酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,精氨酸,尿素,鸟氨酸,氨甲酰基磷酸,Cell溶质,尿素循环,3 氨的转运 （氨通过什么方式运送到肝脏？）,有毒的氨极少量以游离状态存在，主要以无毒的丙氨酸和谷氨酰胺两种形式在血液中运输 （1）丙氨酸葡萄糖循环 （2）谷氨酰胺的合成与分解,A 丙氨酸葡萄糖循环,糖酵解,酮戊二酸,糖原异生,葡萄糖,丙酮酸,血糖,葡萄糖,丙酮酸,尿素,谷氨酸,丙氨酸,酮戊二酸,丙氨酸,谷氨酸,肌肉蛋白,丙氨酸葡萄糖循环的意义,1 使肌肉中的氨以无毒的丙氨酸做为载体运输到肝 2 肝又为肌肉提供了生成丙酮酸的葡萄糖,B 谷氨酰胺携带氨基进入肝脏,谷氨酰胺酶,谷氨酸,谷氨酰胺,谷氨酸,肝脏或肾,血液,谷氨酰胺的作用,1 生物体内氨的运输形式 2 某些含氮化合物的合成原料 3 在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰胺提供酰胺基，转移到天冬氨酸生成天冬酰胺等 因此，谷氨酰胺不仅是氨基酸的解毒产物及运输形式，也是氨的储存形式,四 -酮酸代谢,人体10-15%的能量来自于氨基酸的氧化分解，氨基酸的碳架以5种产物形式进入TCA（分别为乙酰CoA、草酰乙酸、琥珀酰CoA，延胡索酸、 -酮戊二酸）彻底氧化为H2O和CO2、还可以通过糖元异生合成葡萄糖或生酮。,氨基酸进入TCA的进入点,延胡索酸,乙酰乙酰CoA,乙酰CoA,草酰乙酸,琥珀酰CoA,-酮戊二酸,生糖氨基酸与生酮氨基酸,生糖氨基酸：分解产物为糖代谢的中间物。草酰乙酸、琥珀酰CoA、 酮戊二酸 生酮氨基酸：在分解过程中转变成乙酰乙酰CoA的氨基酸。如Phe、Tyr、Leu、Trp、Lys 生糖生酮氨基酸，既能生成酮体，也能生成糖的氨基酸。如Phe、Tyr。 Ala、Ser、Cys等可通过乙酰CoA生成乙酰乙酸，因此生酮氨基酸和生糖氨基酸界限并不明显,*氨基酸代谢遗传性疾病-苯丙酮尿症,疾病的根源：缺乏苯丙氨酸羟化酶的活性。苯丙氨酸羟化酶将必需氨基酸苯丙氨酸转化成酪氨酸。 酪氨酸是儿茶酚胺，黑色素和甲状腺激素的前体。由于此代谢通道的阻断，苯丙氨酸经由另一通道转变成苯丙酮酸和乙酸盐并经肾脏排泄。 患者表现：患儿在出生后头几周即有精