生化201010101124罗娜1

谷氨酸在体内如何氧化供能？又如何转变成葡萄糖？,复习,物质代谢,生命活动的基本特征之一是生物体内各种物质按一定规律不断地进行新陈代谢，以实现生物体与外环境的物质交换、自我更新以及机体内环境的相对稳定。物质代谢中绝大部分化学反应是在细胞内由酶催化进行的，并伴随着多种形式的能量变化。各种物质代谢之间有着广泛的联系，而且机体具有严密调节物质代谢的能力，使其构成一个统一的整体。正常的物质代谢是生命过程所必需的，而物质代谢的紊乱往往是一些疾病的重要原因。,各种物质代谢之间互有联系，相互依存。,体内六大营养物质,在前面的学习中我们重点学习了三大营养物质的代谢，即糖类、蛋白质和脂肪,三大营养素,共同中间产物,共同最终代谢通路,乙酰CoA,糖类、蛋白质和脂肪可以通过各自的途径相互转化,葡萄糖 脂肪：葡萄糖磷酸丙糖 PEP 丙酮酸 乙酰CoA 脂肪酸 甘油三酯脂肪 葡萄糖 ：脂肪 -磷酸甘油 磷酸丙糖 葡萄糖或糖原,葡萄糖 氨基酸：葡萄糖 丙酮酸 乙酰CoA TAC（在这些反 应过程中有非必需氨基酸产生） 氨基酸 葡萄糖：氨基酸（除生酮氨基酸） -酮酸糖,脂肪 氨基酸：脂肪 甘油 磷酸甘油醛 丙酮酸 某些非必需氨基酸氨基酸 脂肪：氨基酸乙酰CoA脂酸脂肪,脱氨基或脱氨基作用,其他-酮酸,预习,开胃小吃,氨基酸的分类：,营养必需氨基酸8种：指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，有Val、Leu、Ile、 Thr、Met、Lys、Phe、Trp 营养半必需氨基酸2种:Tyr、Cys 营养非必需氨基酸10种:Gly、Ala、Glu、Pro、Ser、Asn、Gln、Asp、Arg、His,氨基酸的分类：,生糖氨基酸：在体内可以转化为糖的氨基酸，包括甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生酮氨基酸：在体内可以转化为酮体的氨基酸，包括亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸：在体内可以转化为糖和酮体的氨基酸，包括异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,当我们吃饭时，我们通常先用牙齿将食物嚼碎，一些糖类通过口腔中的酶类首先被氧化分解，而剩下的食物则通过食管进入胃内，蛋白质也从这开始进行消化吸收，但食物的消化吸收还是主要在小肠内。蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸,蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸,氨基酸通过主动转运过程被吸收 吸收部位：主要在小肠 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：耗能的主动吸收过程 方法：1.通过形成三联体运输 2.-谷氨酰基循环,氨基酸吸收载体,载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。,七种转运蛋白,中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白,氨基酸通过主动转运过程被吸收 吸收部位：主要在小肠 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：耗能的主动吸收过程 方法：1.通过形成三联体运输 2.-谷氨酰基循环,-谷氨酰基循环,部位：小肠粘膜细胞、肾小管细胞和脑组织,过程：(1) 谷胱甘肽对氨基酸的转运 (2) 谷胱甘肽再合成,半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly),谷胱甘肽 GSH,氨基酸,-谷氨酰基循环,重点,正餐,1.食物蛋白质的消化吸收（外源性氨基酸） 2.体内组织蛋白质的分解 3.自身体内合成（内源性氨基酸）,氨基酸代谢库,人体内的谷氨酸的来源：,人体内的谷氨酸脱氨基后生成的-酮酸的去路：,1.彻底氧化分解并提供能量2.经氨基化形成营养非必需氨基酸3.转变成糖和脂类化合物,下面，我们先来了解一下谷氨酸如何脱氨基,（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基,转氨基作用 (transamination),1、转氨基作用由转氨酶催化完成,在转氨酶 (transaminase) 的作用下，可逆地把-氨基酸的氨基转移给-酮酸，结果是氨基酸脱去氨基生成相应的-酮酸，而原来的-酮酸则转变成另一种氨基酸。,反应式：,大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸除外。,重要的转氨酶, 丙氨酸氨基转移酶（ALT）, 天冬氨酸氨基转移酶(AST),2、各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,磷酸吡哆醛,转氨酶,磷酸吡哆胺,氨基酸,-酮酸,谷氨酸,-酮戊二酸,（二）L-谷氨酸通过L-谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基,（三）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基,-氨基酸,-酮酸,O2 + FMNH2 + H2O,NH4+ + H2O2,（肝、肾）,L-氨基酸氧化酶,腺苷酸代琥珀酸,AMP,苹果酸,转氨酶,AST,腺苷酸代琥珀酸合成酶,腺苷酸代琥珀酸裂解酶,腺苷酸脱氨酶,延胡索酸酶,苹果酸脱氢酶,（四）氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基,连续转氨基,嘌呤核苷酸循环,TAC,鸟氨酸循环也有类似反应,经过上面步骤的脱氨基，由氨基酸生成了-酮戊二酸，-酮戊二酸可经过下列反应彻底氧化供能。,1.-酮戊二酸氧化脱羧生成琥珀酰CoA 限速酶 -酮戊二酸脱氢酶复合体 脱氢反应释放的部分自由能暂时储存在还原性辅酶（NADH+H+）中。部分自由能储存在高能硫酯键中2.琥珀酰CoA经底物水平磷酸化生成琥珀酸高能硫酯键水解释放的能量使 GDP 磷酸化，生成 GTP。NTP之间的P 的转移： GTP + ADP = GDP + ATP 相当于生成了1分子ATP。3.琥珀酸脱氢生成延胡索酸 脱氢反应释放的部分自由能暂时储存在还原性辅酶（FADH2）中。4.延胡索酸加水生成苹果酸 5.苹果酸脱氢生成草酰乙酸,线粒体内,草酰乙酸在苹果酸脱氢酶的作用下转化为苹果酸出线粒体，然后由胞液中的苹果酸脱氢酶将其脱氢氧化为草酰乙酸草酰乙酸在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶的作用下转化成PEP此时PEP有两个去路： 1.脱磷酸生成丙酮酸 2.经糖异生途径生成葡萄糖,胞浆,PEP脱磷酸生成丙酮酸丙酮酸进入线粒体氧化脱羧生成乙酰CoA 乙酰CoA最后进入TAC彻底氧化供能,总结：谷氨酸的氧化供能(不考虑脱去的NH3合成尿素消耗的ATP)1.谷氨酸-酮戊二酸+NH3生成一个还原当量NADH+H+,（其中的酶，L-谷氨酸脱氢酶存在于线粒体中，所以NADH+H+不需经过穿梭机制，经过氧化呼吸链产生2.5个ATP）2.a-酮戊二酸进入三羧酸循环转生成了草酰乙酸，共产生2个NADH+H+，一个GTP(底物水平磷酸化），一个FADH2。 5+1+1.5=7.5草酰乙酸脱羧生成丙酮酸，丙酮酸彻底氧化分解生成12.5个ATP所以一种生成2.5+7.5+12.5=22.5,胞浆,线粒体,草酰乙酸在苹果酸脱氢酶的作用下转化为苹果酸出线粒体，然后由胞液中的苹果酸脱氢酶将其脱氢氧化为草酰乙酸草酰乙酸在磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶的作用下转化成PEP此时PEP有两个去路1.脱磷酸生成丙酮酸2.经糖异生途径生成