氨基酸代谢.ppt

氨的代谢,体内氨的来源氨的转运尿素的生成,体内氨的来源,氨基酸脱氨基作用产生的氨体内氨的主要来源肠道吸收的氨肠内氨基酸在细菌作用下产生的氨肠道尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨肾小管上皮细胞分泌的氨,氨的转运,丙氨酸葡萄糖循环,肌肉蛋白质,氨基酸,NH3,谷氨酸,a-酮戊二酸,葡萄糖,丙酮酸,丙氨酸,丙氨酸,丙氨酸,丙酮酸,a-酮戊二酸,谷氨酸,糖异生,葡萄糖,葡萄糖,糖分解,转氨酶,转氨酶,NH3,尿素,鸟氨酸循环,血液,肝,肌肉,氨的转运,谷氨酰胺的运氨作用（1）从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。（2）谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。,COOH,(CH2)2,CHNH2,COOH,CONH2,(CH2)2,CHNH2,COOH,谷氨酰胺合成酶,谷氨酰胺酶,NH3+ATP,ADP+Pi,NH3,H2O,谷氨酰胺可以提供酰胺基使天冬氨酸转变为天冬酰胺,天冬酰胺+H2O=天冬氨酸+NH3,天冬酰胺酶,氨的去路,合成尿素肝脏（主要去路）胺盐随尿排出,尿素的生成,正常情况下体内的氨主要在肝中合成尿素而解毒，只有少部分氨在肾以铵盐形式由尿排出肝是尿素合成的主要器官尿素合成的鸟氨酸循环,鸟氨酸循环,(1)氨基甲酰磷酸的合成线粒体内,CO2+NH3+H2O+2ATP,H2NCOPO32-+2ADP+Pi,O,氨基甲酰磷酸合成酶I,N-乙酰谷氨酸Mg2+,鸟氨酸循环,(2)瓜氨酸的合成线粒体内,NH2,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CO,OPO32-,鸟氨酸氨基甲酰转移酶,NH,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CO,H3PO4,鸟氨酸循环,(3)精氨酸的合成胞液中,NH,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CO,COOH,CH2,NH2CH,COOH,NH,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CN,COOH,CH2,CH,COOH,精氨酸代琥珀酸合成酶,ATP,H2O,AMP+PPi,NH,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CNH,COOH,CH2,CH,COOH,精氨酸代琥珀酸裂解酶,鸟氨酸循环,(4)精氨酸水解生成尿素和鸟氨酸,NH,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CNH,H2O,NH2,CO,NH2,精氨酸酶,NH2,(CH2)3,CHNH2,COOH,尿素合成的总反应,2NH3+CO2+3ATP+3H2O,NH2,CO,NH2,+2ADP+AMP+4Pi,尿素分子中的两个N原子，一个来自氨，另一个来自天冬氨酸，而天冬氨酸有可从其他氨基酸通过转氨基作用而生成。由此，尿素分子中2个N原子都是直接或间接来自各种氨基酸。另外，尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键,CPS-I参与尿素的合成，是肝细胞独特的功能，其活性可作为肝细胞分化程度的指标；CPS-II参与嘧啶核苷酸的从头合成，与细胞增殖过程中核酸的合成有关，其活性作为细胞增殖程度的指标,尿素合成的调节,食物蛋白质的影响CPS-I的调节AGA是其变构激动剂尿素合成酶系的调节精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶,高氨血症和氨中毒,肝功能严重损伤时，尿素合成障碍，血氨浓度升高，称为高氨血症尿素合成酶的遗传性缺陷也可导致高血氨症,若外环境NH3大量进入细胞，或细胞内NH3大量积累,酮戊二酸大量转化NADPH大量消耗三羧酸循环中断，能量供应受阻，某些敏感器官（如神经、大脑）功能障碍。表现：语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡。,氨中毒原理,第五节个别氨基酸的代谢,氨基酸的脱羧基作用一碳单位的代谢含硫氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢支链氨基酸的代谢,概念载体生理功用,氨基酸的脱羧基作用,催化反应的是氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸脱羧产生的胺类具有重要的生理功用胺氧化酶将胺氧化成醛类，再进一步将醛氧化成羧酸，从而避免胺类在体内蓄积,-氨基丁酸抑制性神经递质,氨基酸的脱羧基作用,CO2,L-谷氨酸脱羧酶,牛磺酸结合胆汁酸的组成成分,氧化,磺酸丙氨酸脱羧酶,CO2,组胺血管舒张剂，刺激胃液分泌,组氨酸脱羧酶,CO2,5-羟色胺脑内神经递质，外周收缩血管,色氨酸羟化酶,5-羟色氨酸脱羧酶,多胺调节细胞生长的重要物质,CO2,鸟氨酸脱羧酶,腺嘌呤,腺嘌呤,SAM脱羧酶,CO2,SAM,丙胺转移酶,丙胺转移酶,一碳单位某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团,称为一碳单位，其代谢的辅酶是四氢叶酸。体内的一碳单位有：甲基(CH3)、甲烯基(CH2)、甲炔基(CH)、甲酰基(CHO)、亚氨甲基(CHNH)。,一碳单位的代谢,一碳单位与四氢叶酸四氢叶酸是一碳单位的载体，一碳单位通常结合在FH4分子的N5、N10位上一碳单位与氨基酸代谢一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色氨酸的代谢一碳单位的相互转变,一碳单位的代谢,叶酸,还原,N10CHOFH4,N5,N10CHFH4,N5,N10CH2FH4,N5CH3FH4,N5CHNHFH4,一碳单位的生理功用主要功能是作为合成嘌呤及嘧啶的原料一碳单位将氨基酸与核酸代谢联系起来一碳单位的障碍可造成某些病理情况,一碳单位的代谢,含硫氨基酸的代谢,甲硫氨酸,半胱氨酸,胱氨酸,含硫氨基酸的代谢,甲硫氨酸的代谢（1）甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸与ATP作用，生成S-腺苷甲硫氨酸（SAM），然后通过各种转甲基作用可以生成多种含甲基的重要生理活性物质。SAM中的甲基称为活性甲基，SAM称为活性甲硫氨酸,CH2,CHNH2,COOH,SCH3,CH2,腺苷转移酶,PPi+Pi,CH2,CHNH2,COOH,S+,CH2,CH3,O,O,SAM,甲基转移酶,RH,RCH3,CH2,CHNH2,COOH,S+,CH2,H,O,腺苷,CH2,CHNH2,COOH,SH,CH2,（2）甲硫氨酸循环,甲硫氨酸,S-腺苷同型半胱氨酸,同型半胱氨酸,S-腺苷甲硫氨酸,N5CH3FH4,H2O,腺苷,ATP,PPi+Pi,RH,FH4,RCH3,(VitB12),N5CH3FH4转甲基酶,生理意义：由N5-CH3-FH4供给甲基合成甲硫氨酸，再通过此循环的SAM提供甲基，以进行体内广泛存在的甲基化反应。N5-CH3-FH4是体内甲基的间接供体由N5-CH3-FH4供给甲基合成甲硫氨酸，就目前知道体内利用N5-CH3-FH4唯一反应所需酶为甲硫氨酸合成酶，辅酶是维生素B12,（3）肌酸的合成,肌酸和磷酸肌酸都是能量储存、利用的重要化合物肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，S-腺苷甲硫氨酸供给甲基而合成。肝是合成肌酸的主要器官肌酸激酶由两种亚基组成，M亚基(肌型)与B亚基(脑型)，有三种同工酶形式肌酸与磷酸肌酸的代谢终产物是肌酸酐,+,+,P,脒基转移酶,SAM,S-腺苷同型半胱氨酸,肌酸激酶,ATP,ADP,H2O+Pi,H2O,半胱氨酸与胱氨酸的代谢,半胱氨酸与胱氨酸的互变,CH2SH,CHNH2,COOH,2,-2H,+2H,蛋白质中两个半胱氨酸残基之间形成的二硫键对维持蛋白质的结构具有重要作用，体内许多重要酶的活性均与其分子中半胱氨酸残基上巯基的存在直接相关。,半胱氨酸与胱氨酸的代谢,硫酸根的代谢含硫氨基酸氧化分解均可以产生硫酸根，半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源。体内的硫酸根一部分可经ATP活化成活性硫酸根，即3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸（PAPS）。PAPS的性质比较活泼，可提供硫酸根参与转硫酸根作用。,ATPSO42-,PPi,AMPSO3-,ATP,ADP,芳香族氨基酸的代谢,苯丙氨酸,酪氨酸,苯丙氨酸羟化酶,芳香族氨基酸的代谢,苯丙氨酸和酪氨酸的代谢苯丙氨酸经羟化作用生成酪氨酸，催化此反应的是苯丙氨酸羟化酶，反应不可逆。酪氨酸的进一步代谢与合成某些神经递质、激素及黑色素有关。,酪氨酸,苯丙氨酸,多巴,多巴,羟苯丙氨酸,去甲肾上腺素,多巴胺,黑色素,多巴醌,尿黑酸,延胡索酸、乙酰乙酸,酪氨酸酶(黑色素细胞),酪氨酸羟化酶(神经组织、肾上腺组织),苯丙氨酸羟化酶,苯乙酸,苯丙氨酸转氨酶,肾上腺素,苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏使苯丙氨酸积累，并转变为苯丙酮酸而引起苯酮酸尿症。苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统有毒性，故患儿的智力发育障碍。对此种患儿的治疗原则是早期发现，并适当控制膳食中的苯丙氨酸含量。,苯酮酸尿症,病因：肝脏合成的苯丙氨酸羟化酶缺乏。主征：智力低下，尿有霉味或鼠尿味诊断：血中苯丙氨酸增高(20mg/ml)，尿中苯丙氨酸、苯丙酮酸增高治疗：新生儿诊断明确后，即用低苯丙氨酸饮食控制血中苯丙氨酸浓度在3-10mg/ml，持续时间至少至6-8岁,病因：黑色素细胞中酪氨酸酶缺乏。主征：皮肤乳白色，毛发淡黄或银白色等诊断：临床诊断与酶学分析治疗：避免日光照射，防止皮肤癌变,白化病,色氨酸的代谢,经色氨酸加氧酶的作用，生成一碳单位分解产生丙酮酸和乙酰乙酸，所以色氨酸是生糖兼生酮氨基酸还可分解产生尼克酸,支链氨基酸的代谢,亮氨酸,异亮氨酸,缬氨酸,支链氨基酸的代谢,缬氨酸,亮氨酸,异亮氨酸,-NH3,转氨基作用,相应的a-酮酸,-CO2,氧化脱羧基作用,相应的脂酰Co