课件：第11氨基酸代谢.ppt

必需氨基酸 凡是机体不能自己合成 必需来自外界食物中摄取的氨基酸 称为必需氨基酸 有 Thr Val Leu Ile Met Lys Phe Trp HisArg半必需氨基酸 非必需氨基酸 体内可合成的氨基酸 蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸种类及比例的多少 成人每日最低需要量为30 50g d 我国营养学会推荐的成人每日需要量为80g d 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 第一节蛋白质的酶促降解 第二节氨基酸的分解与转化 第三节氨的同化及氨基酸的生物合成 本章着重讨论蛋白质在机体内的降解 以及氨基酸的分解和合成的代谢途径 蛋白质的酶促降解 一 水解蛋白质的酶的种类和专一性蛋白酶 Proteinase 肽酶 Peptidase 如 食物中蛋白质的消化吸收 二 细胞内蛋白质降解胞内蛋白质降解的意义胞内蛋白质降解系统 溶酶系统和泛素系统 肽链内切酶 蛋白酶 水解肽链内部的肽键 如胃蛋白酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶 弹性蛋白酶肽链外切酶 肽酶 分别从多肽链游离的羧基端或游离的氨基端逐一地将肽链水解成氨基酸 羧肽酶和氨肽酶 据水解肽键部位的不同分为两类 消化道内几种蛋白酶的专一性 编号名称作用特征实例 EC3 4 2 1 EC3 4 2 2 丝氨酸蛋白酶类 serinepritelnase 活性中心含Ser EC3 4 2 3 EC3 4 2 4 硫醇蛋白酶类 Thiolpritelnase 活性中心含Cys 天冬氨酸蛋白酶类 carboxyl asid pritelnase 活性中心含Asp 最适pH在5以下 金属蛋白酶类 metallopritelnase 活性中心含有Zn2 Mg2 等金属 胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶 木瓜蛋白酶无花果蛋白酶菠萝酶 胃蛋白酶凝乳酶 枯草杆菌蛋白酶嗜热菌蛋白酶 据蛋白酶活性部位的的结构特征分为 肽酶的种类和专一性 编号名称作用特征 3 4 11 3 4 13 氨酰肽水解酶 aminoacylpeptidehydrolase 作用于多肽链的N 末端 羧肽水解酶 carboxylpeptidehydrolase 作用于多肽链的C 末端 3 4 14 二羧肽水解酶 depeptidehydrolase 水解二肽 返回 食物中蛋白质的消化吸收 细胞质内蛋白质降解系统 溶酶系统 酸性 水解长寿命蛋白质和外来蛋白质泛素系统 碱性 水解短寿命蛋白质和反常蛋白质蛋白质降解的泛素途径 蛋白质降解的泛素途径 E1 SH E1 SH E2 SH E2 SH ATPAMP PPi E3 多泛素化蛋白 ATP 26S蛋白酶体 20S蛋白酶体 ATP 19S调节亚基 去折叠 水解 E1 泛素激活酶E2 泛素载体蛋白E3 泛素 蛋白质连接酶 ubiquitin 氨基酸的分解与转化 一 氨基酸代谢概况 三 氨基酸的脱羧基作用 四 氨基酸分解产物的转化 二 氨基酸的脱氨基作用 氨基酸代谢概况 食物蛋白质 氨基酸 特殊途径 酮酸 糖及其代谢中间产物 脂肪及其代谢中间产物 TCA 鸟氨酸循环 NH4 NH4 NH3 CO2 H2O 体蛋白 尿素 尿酸 激素 卟啉 尼克酰氨衍生物 肌酸胺 嘧啶 嘌呤 SO42 次生物质代谢 CO2 胺 氨基酸代谢库 分解 脱氨 酮酸 生成尿素 氨基酸的代谢 氨基酸的脱氨基作用 4 非氧化脱氨基作用 1 氧化脱氨基作用 2 转氨基作用 3 联合脱氨基作用 氧化脱氨基作用 氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的 酮酸的过程称为氧化脱氨基作用 主要有以下两种类型 L 氨基酸氧化酶 活性低 分布于肝及肾脏 最适pH10 L 谷氨酸脱氢酶 活性强 分布于肝 肾及脑组织 辅酶为NAD 或NADP 专一性强 只作用于谷氨酸 催化的反应可逆 氨基酸氧化脱氨的主要酶 转氨基作用 转氨酶 辅酶 磷酸吡哆醛 在转氨酶的催化下 氨基酸的氨基转移到 酮酸的酮基碳原子上 结果原来的 氨基酸生成相应的 酮酸 而原来的 酮酸则形成了相应的 氨基酸 这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用 磷酸吡哆醛的作用机理 特点 生理意义 接受氨基的主要酮酸有 只有氨基的转移 没有氨的生成 催化的反应可逆 其辅酶都是磷酸吡哆醛 是体内合成非必氨基酸的重要途径 也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁 丙酮酸 酮戊二酸草酰乙酸 转氨基作用特点及意义 谷丙转氨酶 GPT 临床意义 急性肝炎患者血清GPT升高 谷草转氨酶 GOT 临床意义 心肌梗患者血清GOT升高 GPT 谷氨酸 丙酮酸 酮戊二酸 丙氨酸 GOT 谷氨酸 草酰乙酸 酮戊二酸 天冬氨酸 重要的转氨酶 谷丙转氨酶和谷草转氨酶 谷丙转氨酶 GPT 谷草转氨酶 GOT 联合脱氨基作用 1 概念 2 类型 a 转氨酶与L 谷氨酸脱氢酶作用相偶联 b 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 转氨酶与L 谷氨酸脱氢酶作用相偶联 转氨酶 L 谷氨酸脱氢酶 H20 NAD NH3 NADH 酮酸 氨基酸 酮戊二酸 L 谷氨酸 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 非氧化脱氨基作用 自学 1 直接脱氨基作用 2 还原脱氨基作用 3 水解脱氨基作用 4 脱水脱氨基作用 5 氧化还原脱氨基作用 氨基酸的脱羧基作用 1 概念 3 脱羧产物的进一步转化 次生物质代谢 2020 1 26 27 可编辑 氨基酸在氨基酸脱羧酶 辅酶为磷酸吡哆醛 作用下脱羧基生成相应的胺 R CH2 NH2 氨基酸的脱羧基作用 O C R P H R C H H N CH R P R C COOH H N H 2 O C R P H R C COOH H N CH R P 几种生物胺的生成 2 组氨酸的脱羧基生成组胺 1 谷氨酸脱羧生成 氨基丁酸 GABA 3 色氨酸脱羧基生成5 羟色胺 5 HT 4 酪氨酸脱羧生成儿茶酚胺 氨基酸分解产物的转化 1 氨的代谢转变 2 氨基酸碳骨架的代谢途径 氨的代谢转变 1 重新生成氨基酸 2 谷氨酰胺和天冬酰氨的生成 3 尿素的生成 尿素循环 4 合成其他含N物质 谷氨酸的重新生成 L 谷氨酸脱氢酶 谷氨酸 H2O 酮戊二酸 NH3 NAD P NAD P H 谷氨酰胺的生成和利用 尿素的生成 1 概念 2 总反应和过程 鸟氨酸循环 氨基酸 谷氨酸 谷氨酸 氨甲酰磷酸 鸟氨酸 瓜氨酸 瓜氨酸 精氨琥珀酸 鸟氨酸 精氨酸 延胡索酸 草酰乙酸 氨基酸 谷氨酸 酮戊二酸 天冬氨酸 ATP AMP PPi H2O 2ATP CO2 NH3 H2O 2ADP Pi 基质 线粒体 胞液 尿素 1 主要器官 肝脏 肝细胞线粒体和胞浆 CO2 2NH3 其中1分子来自于天冬氨酸 3个ATP的4个高能磷酸键 4 生理意义 是体内氨的主要去路 解氨毒的重要途径 3 总反应方程式 2 原料 合成1分子尿素需 2NH3 CO2 3ATP H2O 尿素合成小结 氨基酸碳骨架的代谢途径 1 再氨基化生成氨基酸 2 转变成糖或脂肪 生糖氨基酸和生酮氨基酸 3 氧化成CO2和H2O 谷氨酸的重新生成 L 谷氨酸脱氢酶 谷氨酸 H2O 酮戊二酸 NH3 NAD P NAD P H 酮酸的代谢 氨基酸脱去氨基后生成 酮酸即氨基酸的碳骨架 当体内不需要将 酮酸再合成氨基酸 并且体内的能量供给充足时 酮酸可以转化成糖和脂肪而贮存起来 根据氨基酸碳骨架的代谢合成 可将氨基酸分为生糖氨基酸和生酮氨基酸 氨基酸降解的碳骨架经TCA可以进入糖异生途径生成葡萄糖 这样的氨基酸称为生糖氨基酸 而那些形成乙酰CoA的氨基酸可以成为脂肪酸和酮体的前体 因此这类氨基酸称为生酮氨基酸 还有些氨基酸降解时既可生成TCA中间代谢物 又可生成乙酰CoA 这样的氨基酸称为既生糖又生酮氨基酸 异亮 赖 苯丙 色和酪 氨基酸的三种类型 氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径 草酰乙酸 磷酸烯醇式酸 酮戊二酸 天冬氨酸天冬酰氨 丙酮酸 延胡索酸 琥珀酰CoA 乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸 丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸 谷氨酸谷氨酰胺精氨酸组氨酸脯氨酸 异亮氨酸亮氨酸缬氨酸 苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸 异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸 葡萄糖 柠檬酸 氨基酸碳骨架进入三羧酸循环 氨的同化及氨基酸的生物合成 一 氮素循环 二 生物固氮 自学 四 氨基酸的生物合成 五 氨基酸与一碳基团代谢 三 氨的同化 自学 自然界的氮素循环 硝酸盐 亚硝酸 氮 生物固氮 工业固氮 固氮生物 动植物 硝酸盐还原 大气固氮 大气氮素 岩浆源的固定氮 火成岩 反硝化作用 氧化亚氮 蛋白质 入地下水 动植物废物死的有机体 氨基酸的生物合成 必需氨基酸和非必需氨基酸氨基酸的生物合成 必需氨基酸的概念 Thr Val Leu Ile Met Lys Phe Trp HisArg 凡是机体不能自己合成 必需来自外界的氨基酸 称为必需氨基酸 人的必需氨基酸 非必需氨基酸的概念 氨基酸的生物合成的碳架来源 1 非必需氨基酸的生物合成 2 各族氨基酸的前体及相互关系 a 由 酮酸氨基化生成 b 由某些非必需氨基酸转化而来 c 由某些必需氨基酸转变而来 非必需氨基酸的生物合成 各种氨基酸的前体及相互关系 谷氨酸族 天冬氨酸族 丙氨酸族 丝氨酸族 His和芳香族 氨基酸与一碳基团代谢 1 一碳基团 一碳单位 的概念 2 一碳基团和氨基酸代谢 Gly Ser Thr His都可以作为一碳基团的供体 3 一碳基团的利用 参与合成反应