生物化学第八章蛋白质消化吸收和氨基酸代谢.pptx

第八章蛋白质消化吸收和氨基酸代谢,（Digestion,AbsorptionofProteinsandMetabolismofAminoAcids）,内容提纲,2,第一节蛋白质的营养价值与消化、吸收,第二节氨基酸的一般代谢,第三节氨的代谢,第四节个别氨基酸的代谢,第二节氨基酸的一般代谢,GeneralMetabolismofAminoAcids,3,氨基酸的脱氨基方式,4,氧化脱氨基,转氨基,联合脱氨基(主要),2种,2种,（二）氧化脱氨基作用,1.定义：指氨基酸在酶作用下，氧化脱氢，水解脱氨，产生游离氨和-酮酸。（或称之氨基酸脱氨伴有氧化反应）,5,2.催化氨基酸氧化脱氨的酶,(1)L-谷氨酸氧化脱氨,6,存在于肝、肾、脑等辅酶是NAD+或NADP+别构酶：GTP、ATP（抑制剂）GDP、ADP(激活剂）反应可逆,L-谷氨酸脱氢酶,L-谷氨酸,NH3,-酮戊二酸,NAD(P)H+H+,H2O,亚谷氨酸,NAD(P)+,(2)L-氨基酸氧化脱氨,7,L-氨基酸氧化酶存在于肝、肾中辅酶为FAD或FMN需氧参与,R,R,NH4+,+H2O,两种脱氨基方式联合，使氨基酸脱氨基，产生NH3，是体内主要的脱氨方式,类型,1.转氨基+氧化脱氨基作用,定义,2.转氨基+嘌呤核苷酸循环,（三）联合脱氨基作用,8,1.转氨基偶联氧化脱氨作用,9,-氨基酸与-酮戊二酸经转氨基作用生成谷氨酸，再在L-谷氨酸脱氢酶催化下，经氧化脱氨作用而释出游离氨。,-酮酸,谷氨酸,NH3+NAD(P)H+H+,RH-C-NH2COOH,氨基酸,COOH(CH2)2C=OCOOH,-酮戊二酸,转氨酶,NAD(P)+H2O,L-谷氨酸脱氢酶,RC=OCOOH,COOH(CH2)2H-C-NH2COOH,反应过程如下：,10,特点,(1)偶联顺序：对多数氨基酸的脱氨作用，一般先转氨基然后再氧化脱氨。(2)转氨基作用的氨基受体是-酮戊二酸，只有它接受氨基才能生成Glu，后者在谷氨酸脱氢酶催化下氧化脱氨。(3)此反应主要在肝、肾组织中进行。(4)逆过程是体内合成非必需氨基酸的主要途径。,11,2.转氨基偶联嘌呤核苷酸循环脱氨作用,骨骼肌、心肌组织中L-谷氨酸脱氢酶活性很低，难以进行转氨基偶联氧化脱氨作用，但可以通过嘌呤核苷酸循环过程脱去氨基。,12,苹果酸,转氨基偶联嘌呤核苷酸循环,13,特点,由于腺苷酸脱氨酶在肌组织中活性较强，故此反应主要在肌肉组织中进行，据此可使肌肉组织中氨基酸得以脱去氨基。,14,非氧化脱氨基作用,主要存在于微生物，动物亦有但不多。没有氧化和联合脱氨基作用重要。,15,1、脱水脱氨,2、脱硫化氢脱氨,16,3、直接脱氨,四、-酮酸的代谢,17,（一）经氨基化生成营养非必需氨基酸,（二）转变成糖及脂类,（三）氧化供能,-酮酸在体内可通过TAC和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。,脱掉氨基后的-酮酸可转变成：,18,-酮戊二酸,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,丙酮酸,乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,三羧酸循环中间产物,葡萄糖,酮体,亮啦！,四本书的烙印,19,生糖氨基酸：能转变成糖(丙酮酸、TCA中间代谢物)生酮氨基酸：能生成酮体(乙酰CoA或乙酰乙酰CoA)生糖兼生酮氨基酸：能转变成糖，能生成酮体,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,柠檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,PEP,磷酸丙糖,葡萄糖或糖原,-磷酸甘油,脂肪酸,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,酮体,CO2,CO2,氨基酸、糖及脂肪代谢的联系,TAC,20,脂肪,糖,氨基酸,第三节氨的代谢,MetabolismofAmmonia,21,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(urea)而解毒。正常人血氨浓度：4765mol/L。,氨的代谢,22,一、氨的来源,23,（一）代谢产氨,氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源,胺类的分解也可以产生氨,（二）肠道吸收的氨（蛋白质腐败、尿素分解）,高血氨病人用弱酸性透析液作结肠透析，禁用碱性肥皂水灌肠,（三）肾脏泌氨,肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺,24,肝硬化患者不宜用使尿液碱化的利尿药,二、氨的转运,25,氨在血液中以无毒的丙氨酸及谷氨酰胺形式转运,谷氨酰胺的运氨作用,丙氨酸的运氨作用,丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucosecycle),（一）丙氨酸的运氨作用,26,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH3,尿素,尿素循环,肝,丙氨酸-葡萄糖循环,葡萄糖,反应过程,27,28,反应过程,氨,脑肌肉,谷氨酰胺,肝,肾,氨,尿素,氨,H+,NH4+,随尿排泄,（二）谷氨酰胺的运氨作用,29,临床上给氨中毒病人服用谷氨酸盐降低血氨浓度,30,天冬酰胺酶治疗白血病：白血病细胞不能合成天冬酰胺，需依靠血液运输而来。,减少血中天冬酰胺,（一）在肝内合成尿素，这是最主要的去路,（三）合成非必需氨基酸及其它含氮化合物,肾脏：NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。,（二）铵盐的生成与排泄,三、氨的代谢去路,31,四、尿素的生成（UreaBiosynthesis）,32,合成器官肝是尿素合成的主要器官亚细胞部位线粒体及胞质合成过程鸟氨酸循环,肝是合成尿素的最主要器官,(一)合成尿素的部位,33,（二）尿素合成机制,鸟氨酸循环(orinithinecycle)尿素循环(ureacycle)Krebs-Henseleit循环,34,UreaCycle（1932）TCACycle（1937）NobelPrize（1953）inPhysiologyorMedicine,尿素合成假说的提出鸟氨酸循环的发现,实验依据：,大鼠肝切片与碳酸盐及铵盐保温数小时，NH4+，尿素；加入鸟氨酸、瓜氨酸和Arg后，尿素；上述三种氨基酸结构上彼此相关；早已证实肝中有精氨酸酶。,35,1分子尿素由2分子氨与1分子CO2结合生成,36,（三）鸟氨酸循环的详细步骤,1.氨甲酰磷酸的合成2.瓜氨酸的合成3.精氨酸的合成4.精氨酸水解生成尿素,37,反应在肝细胞线粒体中进行,1.氨甲酰磷酸的合成-线粒体,关键酶,38,N-乙酰谷氨酸为氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoylphosphatesynthetase,CPS-)的激活剂,N-乙酰谷氨酸(AGA),39,40,2.瓜氨酸的合成线粒体,瓜氨酸被转运至线粒体外,AMP+PPi,3.精氨酸代琥珀酸的合成胞质,COOH,COOH,NH,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CO,COOH,CH2,NH2CH,COOH,NH,(CH2)3,CHNH2,COOH,NH2,CN,CH2,CH,精氨酸代琥珀酸合成酶,ATP,H2O,瓜氨酸,精氨酸代琥珀酸,天冬氨酸,限速酶,41,延胡索酸,精氨酸代琥珀酸裂解酶,精氨酸代琥珀酸,精氨酸,42,4.精氨酸的合成胞质,4.精氨酸水解生成尿素胞质,43,鸟氨酸循环,线粒体,胞质,44,2NH3+CO2+3ATP+3H2O,NH2,CO,NH2,+2ADP+AMP+4Pi,尿素合成的总反应,45,尿素合成小结,部位:肝（先线粒体、后胞质）过程:鸟氨酸循环原料:2NH3（游离氨和天冬氨酸）、CO2耗能：3个ATP，4个高能磷酸键排泄:肾意义:解除氨毒,46,氨甲酰磷酸合成酶（CPS-、）,47,1.食物蛋白质的影响,高蛋白膳食则合成,低蛋白膳食则合成,3.尿素合成酶系的调节：精氨酸代琥珀酸合成酶,CPS-的调节：AGA、精氨酸为其激活剂(精氨酸为AGA合成酶的激活剂）,临床利用精氨酸治疗高血氨症：促进尿素合成,（四）尿素生成的调节,48,正常成人肝尿素合成酶系的相对活性,49,精氨酸代琥珀酸合成酶,氨基甲酰磷酸合成酶I,尿素合成启动以后的限速酶,尿素循环启动的限速酶,（五）高氨血症和氨中毒,50,血氨浓度升高称高血氨症(hyperammonemia)常见于：肝功能严重损伤尿素合成相关酶的遗传缺陷,高血氨症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammoniapoisoning)。,TAC,脑供能不足,脑内-酮戊二酸,氨中毒的可能机制,51,3个来源,2种转运方式,1条主要去路,丙氨酸,谷氨酰胺,氨中毒,氨的代谢小结,肝硬化案例,53,王某，男性，61岁。周身黄染，腹胀大，下肢浮肿，乏力1月有余，连续5天高热就诊。既往史：病人从事接触聚氯乙烯工作数十年，13年前确认有职业性中毒性肝病，曾间断住院治疗3次。肝功及血生化检查：直接胆红素355mol/L，谷丙转氨酶6871U/L，血氨160.5mmol/L，白蛋白28g/L。腹部B超：肝硬化并大量腹水。诊断：肝硬化并腹水，发热黄疸,1.为什么会出现高血氨症？2.可采取哪些处理措施？,54,脱氨基作用,合成非必需氨基酸及其他含氮化合物,合成尿素,氨,氨的来源和去路,55,铵盐的生成与排泄,代谢产氨,肠道吸收的氨,肾脏泌氨,肝,肾,1.氨基酸脱氨基作用（主要）2.肠吸收3.肾吸收,56,1.肝脏合成尿素（主要）2.合成一些含氮化合物3.以NH4+形式排出体外,氨的来源,氨的去路,氨的来源氨的去路,高血氨症：,高血氨原因：肝硬化引起的尿素合成障碍,治疗：减少氨的来源，增加氨的去路,1.低蛋白饮食2.给予肠道抑菌药物弱酸性灌肠3.酸性利尿药,高血氨症处理措施,降血氨？,氨的来源1.氨基酸脱氨基作用2.肠吸收3.肾吸收,57,减少氨来源的治疗方法,氨的去路1.合成尿素（肝）2.合成一些