氨基酸代谢-(2)

1、n氨基酸是组成蛋白质的基本单位，所以氨基酸是组成蛋白质的基本单位，所以氨基酸代谢氨基酸代谢是是蛋白质代谢的中心内容。蛋白质代谢的中心内容。n氨基酸的分解反应主要是氨基酸的分解反应主要是脱氨基脱氨基作用，脱氨基后生成作用，脱氨基后生成的酮酸进一步氧化分解，转变成糖或脂质或其他的酮酸进一步氧化分解，转变成糖或脂质或其他含氮含氮化合物化合物（如肾上腺素、肉碱、肌酸、谷胱甘肽等）。（如肾上腺素、肉碱、肌酸、谷胱甘肽等）。胞内蛋白胞内蛋白饮食中的蛋白饮食中的蛋白碳骨架碳骨架氨基酸，核苷，生物胺的生物合成氨基酸，核苷，生物胺的生物合成氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氮排泄产物氮排泄产物尿素循环尿素循环内源蛋白质更

2、新内源蛋白质更新外源蛋白质外源蛋白质分解供能分解供能合成其他合成其他含氮物质含氮物质糖异生糖异生天冬氨酸天冬氨酸 +瓜氨酸瓜氨酸生成精氨琥珀酸生成精氨琥珀酸可进入尿素循环可进入尿素循环草酰乙酸草酰乙酸+谷氨酸谷氨酸氨基酸氨基酸的分解代谢的分解代谢 过量的氨基酸过量的氨基酸 分解代谢后形成分解代谢后形成酮酸，酮酸，是氨基酸分解代谢是氨基酸分解代谢的共同方式。的共同方式。 氨基酸可以通过各种形式进行氨基酸可以通过各种形式进行脱氨基脱氨基，包括，包括氧化脱氨氧化脱氨，非氧化脱氨，非氧化脱氨，转氨转氨和和联合脱氨联合脱氨等。等。合成新的蛋白质合成新的蛋白质转化为糖和脂质转化为糖和脂质分解代谢分解代谢一

3、一 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用 (重点重点)1 氧化脱氨氧化脱氨2 转氨基作用转氨基作用 转氨酶转氨酶3 联合脱氨联合脱氨4 非氧化脱氨非氧化脱氨（微生物中）（微生物中）氨基酸氨基酸氧化酶氧化酶氨基酸氨基酸脱氢酶脱氢酶转氨酶转氨酶氨基酸脱氢酶，脱氨酶氨基酸脱氢酶，脱氨酶1 氧化脱氨氧化脱氨n氧化脱氨基：氧化脱氨基：氨基酸在酶的作用下伴有氧化的脱氨基酸在酶的作用下伴有氧化的脱氨基反应，催化这个反应的酶即氧化酶或脱氢酶。氨基反应，催化这个反应的酶即氧化酶或脱氢酶。nL-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性不高，对（活性不高，对Gly，羟基氨基酸、酸性，羟基氨基酸、酸性碱性氨基酸无作用）碱性氨基

4、酸无作用）nD-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（存在于脊椎动物肝、肾中，对（存在于脊椎动物肝、肾中，对D-Met，D-Ala有作用）有作用）nL-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（分布广泛，活性强。别构酶，两种辅酶：（分布广泛，活性强。别构酶，两种辅酶：NAD/NADP）（1）氨基酸氧化酶）氨基酸氧化酶COOHCHNH2RFAD FADH2H2O2 O2COOHCORNH3+H2O氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶，以，以FMN或或FAD 为辅基。为辅基。（2）氨基酸脱氢酶）氨基酸脱氢酶n不需氧不需氧脱氢酶，以脱氢酶，以NAD+或或NADP+为辅酶为辅酶n最普遍存在的是最普遍存在的是L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶2 转

5、氨基作用转氨基作用转氨基作用转氨基作用：氨基酸在转氨酶的作用下，可将氨：氨基酸在转氨酶的作用下，可将氨基酸的氨基转移到酮酸，结果氨基酸转变成酮酸，基酸的氨基转移到酮酸，结果氨基酸转变成酮酸，而酮酸转变成氨基酸而酮酸转变成氨基酸转氨酶种类多，分布广，多数以转氨酶种类多，分布广，多数以 酮戊二酸酮戊二酸作为氨基受体作为氨基受体3 联合脱氨基作用联合脱氨基作用 转氨基作用虽然普遍存在，但单靠转氨基作用不能最终脱转氨基作用虽然普遍存在，但单靠转氨基作用不能最终脱去氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要。去氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要。 因为大多数组织中因为大多数组织中

6、L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶的活性很高，以及肌肉的活性很高，以及肌肉组织中含有活性较高的组织中含有活性较高的腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶，所以，机体借助，所以，机体借助联合联合脱氨基作用脱氨基作用可迅速使各种不同的氨基酸脱去氨基。可迅速使各种不同的氨基酸脱去氨基。1 转氨酶和转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用2 转氨酶和腺苷酸脱氨酶的联合脱氨基作用转氨酶和腺苷酸脱氨酶的联合脱氨基作用（1）转氨酶和）转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用 Amino acid -ketoglutarate NADH + NH4+ -keto acid

7、glutamate NAD+ + H2O Transaminase Glutamate Dehydrogenase转氨酶转氨酶L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶酮戊二酸酮戊二酸酮酸酮酸谷氨酸谷氨酸（2）转氨酶和腺苷酸脱氨酶的联合脱氨基作用）转氨酶和腺苷酸脱氨酶的联合脱氨基作用amino acidCOOH(CH2)2COCOOHCOOH(CH2)2COOH keto-glutarate-ketoacid-L-Glu trans-aminaseCHNH2CH2COOHCOCOOHoxaloacetateHNNNNOR-5-PNNNNR-5-PHOOCCH2CHCOOHNH2HOOCCH2CHCOOHNH

8、adenylosuccinateCH2COOHCHOHCOOHmalateCHCOOHCHCOOHfumarateNNNNNH2R-5-PH2ONH3AMPIMP AMP deaminaseASTAspadenylosuccinate synthetaseadenylo-succinase二、氨基酸的脱羧基作用二、氨基酸的脱羧基作用n在氨基酸脱羧酶的作用下脱去羧基生成伯胺和二氧化碳在氨基酸脱羧酶的作用下脱去羧基生成伯胺和二氧化碳n普遍存在动植物和微生物体中，但不是主要途径普遍存在动植物和微生物体中，但不是主要途径n氨基酸脱羧后产生的胺有一定的生理作用，在体内积累过氨基酸脱羧后产生的胺有一定的生

9、理作用，在体内积累过多会造成毒害多会造成毒害COOHCHNH2RCH2NH2R+ CO2氨基酸脱羧酶n氨对动物具有毒性氨对动物具有毒性n用于生物用于生物合成（常见于微生物）合成（常见于微生物）n无毒形式运输或排出体外无毒形式运输或排出体外n氨排泄的三种形式：氨排泄的三种形式：爬虫类(陆地)1. 氨氨2. 尿素尿素3. 尿酸尿酸三、三、 NH3的代谢的代谢1 氨的排泄氨的排泄n（1）排氨动物）排氨动物-氨基酸脱下的氨以氨基酸脱下的氨以谷氨酰胺谷氨酰胺的形式运输到的形式运输到排泄部位，经分解产生的游离的排泄部位，经分解产生的游离的氨氨排出体外排出体外n（2）排尿酸动物）排尿酸动物-陆生爬虫和鸟类，

10、以陆生爬虫和鸟类，以尿酸尿酸做为氨基酸排做为氨基酸排泄主要方式。尿酸也是灵长类等嘌呤代谢的产物泄主要方式。尿酸也是灵长类等嘌呤代谢的产物n（3）高等动物和人类，氨主要是以）高等动物和人类，氨主要是以尿素尿素形式从肾中排出，形式从肾中排出，小部分以小部分以谷氨酰胺谷氨酰胺形式储存。形式储存。2 尿尿素循环鸟氨酸循环素循环鸟氨酸循环（重中之重）（重中之重）n鸟氨酸循鸟氨酸循环环：nHCO3+NH3+2ATP生成生成氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸；n鸟氨酸鸟氨酸与与氨氨及及CO2（即氨甲酰基）结（即氨甲酰基）结合生成合生成瓜氨酸瓜氨酸；n瓜氨酸瓜氨酸接受接受1分子氨分子氨(Asp)而生成而生成精氨酸带琥珀酸精

11、氨酸带琥珀酸；n精氨酸带琥珀酸精氨酸带琥珀酸分解生成分解生成精氨酸精氨酸；n精氨酸酶作用下，精氨酸酶作用下，精氨酸精氨酸分解生成分解生成尿素尿素，并重新生成，并重新生成鸟氨酸鸟氨酸，鸟氨酸，鸟氨酸可参与第二轮循环。可参与第二轮循环。n是发生在是发生在动物肝脏动物肝脏的一个代谢循环。尿素是无毒水溶性物质，由血液的一个代谢循环。尿素是无毒水溶性物质，由血液运输至肾，从尿中排出。运输至肾，从尿中排出。The Urea Cycle鸟氨酸作用：鸟氨酸作用：废物运载车废物运载车瓜氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸精氨酸精氨酸天冬氨酸天冬氨酸尿尿素素尿素循环尿素循环1

12、2a2b34氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸延胡索酸延胡索酸（1）氨甲酰磷酸合成酶）氨甲酰磷酸合成酶催化的反应催化的反应碳酸氢根碳酸氢根氨基甲酸氨基甲酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸（2）瓜氨酸瓜氨酸合成合成鸟氨酸转氨甲酰酶鸟氨酸转氨甲酰酶鸟氨酸鸟氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸（3）精氨琥珀酸精氨琥珀酸合成合成精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸合成酶天冬氨酸天冬氨酸调控酶调控酶（4）Arg的合成的合成精氨琥珀酸酶精氨琥珀酸酶（5）Arg裂解生成裂解生成尿素尿素精氨酸酶精氨酸酶n生成生成1分子尿素消耗分子尿素消耗3分子分子ATP，（四个高，（四个高能磷酸键）。能磷酸键）。n尿素是蛋白代谢的最终产物，形成尿素是蛋白代谢的最终产物，形

13、成1分子尿分子尿素可清除素可清除2分子氨基氮分子氨基氮和和1分子分子CO2。n尿素氮占尿中排出总氮量的尿素氮占尿中排出总氮量的90。尿素循环与尿素循环与TCA的连接的连接延胡索酸延胡索酸天冬氨酸天冬氨酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸TCA循环循环谷氨酸谷氨酸酮戊二酸酮戊二酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸精氨酸精氨酸尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸氨甲酰基磷酸氨甲酰基磷酸Cell溶质溶质尿素循环尿素循环3 氨氨的转运的转运（氨通过什么方式运送到肝脏？）（氨通过什么方式运送到肝脏？）n有毒的氨极少量以游离状态存在，主要以有毒的氨极少量以游离状态存在，主要以无毒的无毒的丙氨酸丙氨酸和和谷氨酰胺谷氨酰胺两种形式在

14、血液两种形式在血液中运输中运输n（1）丙氨酸葡萄糖循环）丙氨酸葡萄糖循环n（2）谷氨酰胺的合成与分解）谷氨酰胺的合成与分解A 丙氨酸葡萄糖循环丙氨酸葡萄糖循环糖酵解糖酵解酮戊二酸酮戊二酸糖原异生糖原异生葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸血糖血糖葡萄糖葡萄糖丙酮酸丙酮酸尿素尿素谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸酮戊二酸酮戊二酸丙氨酸丙氨酸谷氨酸谷氨酸肌肉蛋白肌肉蛋白丙氨酸葡萄糖循环的意义丙氨酸葡萄糖循环的意义n1 使肌肉中的氨以无毒的使肌肉中的氨以无毒的丙氨酸丙氨酸做为载体做为载体运输到肝运输到肝n2 肝又为肌肉提供了生成丙酮酸的葡萄糖肝又为肌肉提供了生成丙酮酸的葡萄糖B 谷氨酰胺携带氨基进入肝谷氨酰胺携带氨基进入

15、肝脏脏谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸肝脏或肾肝脏或肾血液血液谷氨酰胺的作用谷氨酰胺的作用n1 生物体内氨的运输形式生物体内氨的运输形式n2 某些含氮化合物的合成原料某些含氮化合物的合成原料n3 在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰胺提供酰在天冬酰胺合成酶催化下，由谷氨酰胺提供酰胺基，转移到天冬氨酸生成天冬酰胺等胺基，转移到天冬氨酸生成天冬酰胺等n因此，因此，谷氨酰胺谷氨酰胺不仅是氨基酸的解毒产物及运输不仅是氨基酸的解毒产物及运输形式，也是形式，也是氨的储存形式氨的储存形式四四 -酮酸酮酸代谢代谢 人体人体10-15%的能量来自于氨基酸的氧的能量来自于氨基酸的氧化分解，

16、氨基酸的碳架以化分解，氨基酸的碳架以5种产物形式进种产物形式进入入TCA（分别为（分别为乙酰乙酰CoA、草酰乙酸、草酰乙酸、琥珀酰琥珀酰CoA，延胡索酸、，延胡索酸、 -酮戊二酸酮戊二酸）彻底氧化为彻底氧化为H2O和和CO2、还可以通过糖元、还可以通过糖元异生合成葡萄糖或生酮。异生合成葡萄糖或生酮。 氨基酸进入氨基酸进入TCA的进入点的进入点延胡索酸延胡索酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙酰乙酰CoA草酰乙酸草酰乙酸琥珀酰琥珀酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸生糖氨基酸与生酮氨基酸生糖氨基酸与生酮氨基酸生糖氨基酸：生糖氨基酸：分解产物为分解产物为糖代谢的中间物糖代谢的中间物。草。草酰乙酸、琥珀酰酰乙酸、琥珀

17、酰CoA、 酮戊二酸酮戊二酸生酮氨基酸生酮氨基酸：在分解过程中转变成：在分解过程中转变成乙酰乙酰乙酰乙酰CoA的氨基酸。如的氨基酸。如Phe、Tyr、Leu、Trp、Lys生糖生酮氨基酸生糖生酮氨基酸，既能生成酮体，也能生成糖，既能生成酮体，也能生成糖的氨基酸。如的氨基酸。如Phe、Tyr。 Ala、Ser、Cys等可通过乙酰等可通过乙酰CoA生成乙酰乙酸，生成乙酰乙酸，因此生酮氨基酸和生糖氨基酸因此生酮氨基酸和生糖氨基酸界限并不明显界限并不明显*氨基酸代谢遗传性疾病氨基酸代谢遗传性疾病-苯丙酮尿症苯丙酮尿症疾病的根源疾病的根源：缺乏苯丙氨酸羟化酶缺乏苯丙氨酸羟化酶的活性。苯的活性。苯丙氨酸羟化酶将必需氨基酸苯丙氨酸转化成酪丙氨酸羟化酶将必需氨基酸苯丙氨酸转化成酪氨酸。氨酸。酪氨酸是儿茶酚胺，黑色素和甲状腺激素的前酪氨酸是儿茶酚胺，黑色素和甲状腺激素的前体。由于此代谢通道的阻断，苯丙氨酸经由另体。由于此代谢通道的阻断，苯丙氨酸经由另一通道转变成苯丙酮酸和乙