生化-第09章 氨基酸（3）

目录第四节氨的代谢METABOLISMOFAMMONIA目录氨是机体正常代谢产物，具有神经毒性。体内的氨主要在肝合成尿素UREA而解毒。血氨（BLOODAMMONIA体内代谢产生的氨及消化道吸收的氨进入血液，形成血氨。血氨水平正常生理情况下，血氨浓度一般在4765MOL/L。目录一、血氨有三个重要来源（一）氨基酸脱氨基作用和胺类分解均可产生氨RCH2NH2RCHONH3胺氧化酶氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。目录（三）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸NH3谷氨酰胺酶H2O（二）肠道细菌腐败作用产生氨蛋白质和氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨目录二、氨的转运1丙氨酸葡萄糖循环ALANINEGLUCOSECYCLE反应过程生理意义肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肝为肌肉提供葡萄糖。目录丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸酮戊二酸丙酮酸糖酵解途径肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸葡萄糖循环葡萄糖目录2谷氨酰胺的运氨作用反应过程谷氨酸NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADPPI谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。目录天冬酰胺蛋白质细胞白血病细胞血液天冬酰胺天冬氨酸谷胺酰胺天冬酰胺酶目录三、氨的去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成谷氨酰胺谷氨酸NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADPPI肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成NH4，随尿排出。目录NH3氨基酸脱氨基作用肠道吸收谷氨酰胺（肾）尿素（8090）合成谷氨酰胺合成核苷酸、非必需氨基酸NH4尿体内氨的来源与去路目录四、尿素的生成1、生成部位主要在肝细胞的线粒体及胞液中。2、生成过程尿素生成的过程由HANSKREBS和KURTHENSELEIT提出，称为鸟氨酸循环ORNITHINECYCLE，又称尿素循环UREACYCLE或KREBSHENSELEIT循环。目录1NH3、CO2和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸（CARBAMOYLPHOSPHATE）CO2NH3H2O2ATP氨基甲酰磷酸合成酶CPSI（N乙酰谷氨酸，MG2）COH2NOPO322ADPPI氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行（二）肝中鸟氨酸循环详细步骤目录反应由氨基甲酰磷酸合成酶CARBAMOYLPHOSPHATESYNTHETASE,CPS催化。N乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATP。N乙酰谷氨酸AGACOOHCH3CNHCHCH22COOHO目录AGANACETYLGLUTAMATE目录鸟氨酸氨基甲酰转移酶OCTH3PO4氨基甲酰磷酸NH2CH23CHCOOHNH2鸟氨酸鸟氨酸NH2COOPO32NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸CH23线粒体2氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸目录由鸟氨酸氨基甲酰转移酶ORNITHINECARBAMOYLTRANSFERASE,OCT催化，OCT常与CPS构成复合体。反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。目录反应在胞液中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMPPPIH2OMG2天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸CH23COOHCHH2NCH2COOHNHCH23CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH限速酶3瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸目录精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOCNHCH23CHCOOHNH2NH2CNHNHCH23CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH4精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸反应在胞液中进行目录5精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行尿素鸟氨酸精氨酸H2O鸟氨酸循环2ADPPICO2NH3H2O氨基甲酰磷酸2ATPN乙酰谷氨酸PI鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸酮戊二酸谷氨酸酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMPPPI鸟氨酸尿素线粒体胞液目录目录3、反应小结原料2分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。过程先在线粒体中进行，再在胞液中进行。耗能3个ATP，4个高能磷酸键。目录NH2|2NH3CO23ATP3H2OCO2ADPAMP4PI|NH2尿素合成总反应目录NOO2COOHCHNH2CH23NHCNHNH2NADPHHNADPCOOHCHNH2CH23NHCONH2一氧化氮合酶（NOS）精氨酸瓜氨酸一氧化氮目录4、鸟氨酸循环的一氧化氮合酶支路重要的生理活性物质目录（四）尿素生成的调节1食物蛋白质的影响高蛋白膳食合成低蛋白膳食合成2CPS的调节AGA、精氨酸为其激活剂这是鸟氨酸循环启动的限速酶3尿素生成酶系的调节目录酶相对活性氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶45163010331490正常成人肝尿素合成酶的相对活性酶正常成人肝尿素合成酶的相对活性这是鸟氨酸循环启动以后的限速酶目录（五）高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称高氨血症HYPERAMMONEMIA，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒AMMONIAPOISONING。目录TAC脑供能不足酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3脑内酮戊二酸高血氨可减少脑内酮戊二酸，导致能量代谢障碍。氨中毒的可能机制ATP目录脑星状细胞内谷氨酰胺增多，渗透压增大，可导致水份渗入细胞，引起脑水肿。谷氨酸以及由谷氨酸产生的氨基丁酸都是主要的信号分子。过多谷氨酸用于合成谷氨酰胺，可导致脑内谷氨酸和氨基丁酸减少，影响脑的功能。目录第五节个别氨基酸的代谢METABOLISMOFINDIVIDUALAMINOACIDS目录一、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用DECARBOXYLATION氨基酸脱羧酶氨基酸胺类RCH2NH2CO2磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR目录（一）氨基丁酸AMINOBUTYRICACID,GABAL谷氨酸GABACO2L谷氨酸脱羧酶GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。目录（二）牛磺酸TAURINE牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。L半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸磺酸丙氨酸脱羧酶CO2目录（三）组胺HISTAMINEL组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2组胺主要分布于肥大细胞中，是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。目录（四）5羟色胺5HYDROXYTRYPTAMINE,5HT色氨酸5羟色氨酸5HT色氨酸羟化酶5羟色氨酸脱羧酶CO25HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。目录（五）多胺POLYAMINES鸟氨酸腐胺S腺苷甲硫氨酸SAM脱羧基SAM鸟氨酸脱羧酶CO2SAM脱羧酶CO2精脒SPERMIDINE丙胺转移酶5甲基硫腺苷丙胺转移酶精胺SPERMINE多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高，其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。目录二、一碳单位的代谢定义（一）概述某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的有机基团，称为一碳单位ONECARBONUNIT。目录种类甲基METHYLCH3甲烯基METHYLENECH2甲炔基METHENYLCH甲酰基FORMYLCHO亚胺甲基FORMIMINOCHNH目录一碳单位的特性1、在代谢过程中性质活泼，参与许多重要物质的合成，如嘌呤和嘧啶等。2、在体内不能游离存在，需要与其载体FH4结合而被转运和参与代谢。目录（二）一碳单位的载体及转运形式四氢叶酸是一碳单位的载体FH4的生成FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPHHNADPNADPHHNADP目录FH4携带一碳单位的形式（一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上）N5CH3FH4N5、N10CH2FH4N5、N10CHFH4N10CHOFH4N5CHNHFH4目录一碳单位主要来源于氨基酸代谢丝氨酸N5,N10CH2FH4甘氨酸N5,N10CH2FH4组氨酸N5CHNHFH4色氨酸N10CHOFH4（三）一碳单位与氨基酸代谢目录目录（四）一碳单位的互相转变N10CHOFH4N5,N10CHFH4N5,N10CH2FH4N5CH3FH4N5CHNHFH4HH2ONADPHHNADPNADHHNADNH3N5CH3FH4不能由氨基酸直接生成。丝氨酸甘氨酸目录（五）一碳单位的生理功能作为合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来目录三、含硫氨基酸的代谢CH2SHCHNH2COOH胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸含硫氨基酸CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2目录（一）甲硫氨酸的代谢1甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶PPIPI甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸SAM目录甲基转移酶RHRHCH3腺苷SAMS腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内甲基的直接供体目录修饰DNA的结构而控制基因表达修饰非营养物质而使之失活合成反应中通过加甲基而生成胆碱、肌酸、肉碱以及肾上腺素等生物活性物质。S腺苷甲硫氨酸在甲基转移酶（METHYLTRANSFERASE）催化下，将甲基转移至其他物质使其甲基化。目录2甲硫氨酸循环METHIONINECYCLE甲硫氨酸S腺苷同型半胱氨酸S腺苷甲硫氨酸（SAM）同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4转甲基酶VITB12H2O腺苷RHATPPPIPIRHCH3甲硫氨酸合成酶目录1为体内广泛存在的甲基化反应提供甲基；SAM作为体内甲基的直接供体；N5CH3FH4则是体内甲基的间接供体；2促进FH4再生甲硫氨酸循环生理意义维生素B12不足巨幼红细胞性贫血高同型半胱氨酸血症动脉粥样硬化和冠心病目录3肌酸的合成肌酸CREATINE和磷酸肌酸CREATINEPHOSPHATE是能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐CREATININE。目录目录两种亚基M亚基（肌型）与B亚基（脑型）3种同工酶MM、MB和BB。MM主要在骨骼肌，MB主要在心肌，而BB主要在脑。心肌梗死时，血中MBCK增高，可作为辅助诊断的指标之一。肌酸激酶（CREATINEKINASE,CK）肌酐随尿排出，正常人每日尿中肌酐的排出量恒定。当肾功能障碍时，肌酐排出受阻，血中浓度升高。血中肌酐的测定有助于肾功能不全的诊断。肌酐（CREATININE目录（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢1半胱氨酸与胱氨酸的互变2H2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2二硫键对于维持蛋白质空间构象的稳定性具有重要作用。目录2半胱氨酸可转变成牛磺酸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分之一。目录3硫酸根的代谢含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。SO42ATPAMPSO3腺苷5磷酸硫酸3PO3H2AMPSO3（3磷酸腺苷5磷酸硫酸，PAPS）PAPS为活性硫酸，是体内硫酸基的供体目录四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸目录（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢苯丙氨酸O2酪氨酸H2O苯丙氨酸羟化酶四氢生物蝶呤二氢生物蝶呤NADPHHNADP此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。目录1儿茶酚胺CATECHOLAMINE与黑色素MELANIN的合成酪氨酸代谢目录帕金森病PARKINSONDISEASE患者多巴胺生成减少。2、黑色素MELANIN的合成在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶等催化合成黑色素。人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病ALBINISM。目录2酪氨酸的分解代谢体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。目录3苯酮酸尿症PHENYLKERONURIA,PKU体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。目录（二）色氨酸代谢色氨酸5羟色胺一碳单位丙酮酸乙酰乙酰COA维生素PP目录五、支链氨基酸的代谢支链氨基酸亮氨酸异亮氨酸缬氨酸CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3目录缬氨酸亮氨酸异亮氨酸NH3转氨基作用相应的酮酸CO2氧化脱羧基作用相应的脂肪酰COA氧化相应的、烯脂酰COA琥珀酸单酰COA乙酰COA乙酰COA乙酰乙酰COA琥珀酸单酰COA图813支链氨基酸的代谢氨基酸的重要含氮衍生物化合物生理功能氨基酸前体嘌呤碱嘧啶碱卟啉化合物肌酸、磷酸肌酸尼克酸儿茶酚胺甲状腺素黑色素5羟色胺组胺氨基丁酸精胺、精脒含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分血红素、细胞色素能量储存维生素神经递质、激素激