蛋白质分解与氨基酸代谢

1、蛋白质分解与氨基酸代谢第一节第一节蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败一、蛋白质的消化一、蛋白质的消化蛋白质的消化是指在多种蛋白酶及肽酶的协同作用下，蛋白质在胃及蛋白质的消化是指在多种蛋白酶及肽酶的协同作用下，蛋白质在胃及肠道内水解为氨基酸或小肽后再被吸收的过程。肠道内水解为氨基酸或小肽后再被吸收的过程。胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶HClHCl或胃蛋白酶或胃蛋白酶胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶+六肽六肽肠激酶或胰蛋白酶肠激酶或胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原羧基肽酶原羧基肽酶原胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶+2+2个二肽个二肽弹性蛋白酶弹性蛋白酶

2、羧基肽酶（羧基肽酶（A A及及B B）H H2 2N-CH-C-NH-CHN-CH-C-NH-CHHN-CH-C-NH-CHHN-CH-C-NH-CHNH-CH-C-NH-CH-COOHNH-CH-C-NH-CH-COOHO OO OO OR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R R1515R R1616外肽酶外肽酶（氨基肽酶）（氨基肽酶）外肽酶外肽酶（羧基肽酶）（羧基肽酶）内肽酶内肽酶H H2 2N-CH-C-NH-CH-COOHN-CH-C-NH-CH-COOHO OR RR R氨基酸氨基酸 + +二肽酶二肽酶H H2 2N NCHCHR R1 1C CN NO OH HCHCH

3、R R2 2C CN NO OCHCHH HR R3 3C CO ON NH HCHCHR R4 4C CO ON NCHCHH HR R5 5C CO ON NH HCHCHR R6 6COOHCOOH氨基肽酶氨基肽酶糜蛋白酶糜蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶羧基肽酶碱性氨基酸碱性氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸二、氨基酸的吸收与转运二、氨基酸的吸收与转运蛋白质的消化产物主要是游离氨基酸及一些小肽（主要是二肽和三蛋白质的消化产物主要是游离氨基酸及一些小肽（主要是二肽和三肽），可被小肠粘膜所吸收（在小肠粘膜中被肽酶水解为游离氨基肽），可被小肠粘膜所吸收（

4、在小肠粘膜中被肽酶水解为游离氨基酸）。酸）。遗传学、转运实验和分子克隆研究证明：氨基酸主要通过小肠粘膜的遗传学、转运实验和分子克隆研究证明：氨基酸主要通过小肠粘膜的刷状缘上的转运蛋白转运吸收。目前已证实的氨基酸转运蛋白至少有刷状缘上的转运蛋白转运吸收。目前已证实的氨基酸转运蛋白至少有7 7种。种。（一）主动转运吸收（一）主动转运吸收AA AAAA AAAAAAAAAA细细胞胞膜膜氨基酸氨基酸谷胱甘肽谷胱甘肽 - -谷氨酰转移酶谷氨酰转移酶半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰氨基酸谷氨酰氨基酸 - -谷氨酰环化转移酶谷氨酰环化转移酶5-5-氧脯氨酸氧脯氨酸氨基酸氨基酸 5- 5-氧脯氨酸酶氧脯氨

5、酸酶ATPATP谷氨酸谷氨酸ADP+PiADP+Pi 二肽酶二肽酶甘氨酸甘氨酸半胱氨酸半胱氨酸ATPATP - -谷氨酰半胱氨酸合成酶谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸 谷胱甘肽合成酶谷胱甘肽合成酶ATPATP谷胱甘肽谷胱甘肽ADP+PiADP+Pi（二）（二）- -谷氨酰基循环谷氨酰基循环三、蛋白质的肠内腐败作用三、蛋白质的肠内腐败作用肠道细菌的腐败作用是指未被消化的食物蛋白质及未被吸收的氨肠道细菌的腐败作用是指未被消化的食物蛋白质及未被吸收的氨基酸和小肽在肠道细菌（主要是大肠杆菌）的作用下产生一系列基酸和小肽在肠道细菌（主要是大肠杆菌）的作用下产生一

6、系列产物的过程。产物的过程。腐败作用是细菌本身的代谢过程，以无氧分解为主。腐败作用是细菌本身的代谢过程，以无氧分解为主。腐败产物中有些是有一定营养价值的，如维生素及脂肪酸等；而大多数腐腐败产物中有些是有一定营养价值的，如维生素及脂肪酸等；而大多数腐败产物对人体有害，如胺类、氨、吲哚、硫化氢、酚类等。败产物对人体有害，如胺类、氨、吲哚、硫化氢、酚类等。（一）胺的生成（一）胺的生成蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸胺类胺类蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用组氨酸组氨酸组胺组胺赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺降压降压色氨酸色氨酸色胺色胺酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺升压升压R RCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2

7、2CHCH2 2R RCOCO2 2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶苯丙氨酸苯丙氨酸苯乙胺苯乙胺酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺假性神经递质假性神经递质苯乙醇胺苯乙醇胺羟酪胺羟酪胺（二）酚类的生成（二）酚类的生成CHCH2 2COOHCOOHCHNHCHNH2 2OHOHCHCH2 2CHNHCHNH2 2OHOHCHCH3 3OHOHOHOH脱羧基脱羧基脱氨基脱氨基氧化氧化NHNH2 2CHCH2 2CHCOOHCHCOOHN NH HCHCH3 3N NH HN NH H（三）吲哚及甲基吲哚的生成（三）吲哚及甲基吲哚的生成CHNHCHNH2 2COOHCOOHSHSHCHCH2 2硫醇硫醇 + CH+ CH3

8、 3 + + H H2 2S S脱硫化氢酶脱硫化氢酶（四）硫化氢的产生（四）硫化氢的产生（五）氨的生成（五）氨的生成R RCHCHCOOHCOOHNHNH2 2肠肠 菌菌COOHCOOHCHCH2 2R R+ NH+ NH3 3NHNH2 2COCOH H2 2N NH H2 2O O脲酶脲酶COCO2 2+ 2NH+ 2NH3 3第二节第二节蛋白质的降解蛋白质的降解一、蛋白质合成与降解的平衡一、蛋白质合成与降解的平衡二、蛋白质的生物半衰期二、蛋白质的生物半衰期三、蛋白质降解的酶类和途径三、蛋白质降解的酶类和途径（一）（一）溶酶体途径溶酶体途径体内蛋白降解的溶酶体途径无需体内蛋白降解的溶酶体途

9、径无需ATPATP的参与，故称为非的参与，故称为非ATPATP依赖性依赖性蛋白降解途径。蛋白降解途径。溶酶体是一种具有单层膜结构的细胞器，含有溶酶体是一种具有单层膜结构的细胞器，含有5050多种水解酶，称为组织多种水解酶，称为组织蛋白酶（最适蛋白酶（最适pHpH偏酸性）。偏酸性）。通过这一途径降解的主要是一些膜结合蛋白、胞内长半衰期蛋通过这一途径降解的主要是一些膜结合蛋白、胞内长半衰期蛋白质及细胞外蛋白质。白质及细胞外蛋白质。（二）蛋白酶体途径（二）蛋白酶体途径ATP-ATP-依赖的蛋白质降解机制既需要依赖的蛋白质降解机制既需要ATPATP，也需要泛素。，也需要泛素。泛素是一种小分子蛋白质，普

10、遍存在于所有真核细胞内，是泛素是一种小分子蛋白质，普遍存在于所有真核细胞内，是许多细胞内蛋白质降解的标志。许多细胞内蛋白质降解的标志。参与此降解途径的蛋白水解酶的最适参与此降解途径的蛋白水解酶的最适pHpH为为7.87.8，称碱性蛋白，称碱性蛋白酶类；酶类；通过此途径降解的为异常蛋白质、损伤的蛋白质和细胞内通过此途径降解的为异常蛋白质、损伤的蛋白质和细胞内短半衰期的蛋白质。短半衰期的蛋白质。蛋白质降解的泛素化过程蛋白质降解的泛素化过程COOHCOOH泛素泛素HS-EHS-E1 1E E1 1：泛素活化酶：泛素活化酶ATPATPCOCO泛素泛素S SE E1 1AMP+PPiAMP+PPiHS-

11、EHS-E2 2E E2 2：泛素携带蛋白：泛素携带蛋白COCO泛素泛素S SE E2 2HS-EHS-E1 1蛋白质蛋白质E E3 3E E3 3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶COCO( (泛素泛素)n)nNHNH蛋白质蛋白质HS-EHS-E2 2E E4 4E E4 4：泛素：泛素- -连接降解酶连接降解酶氨基酸氨基酸第三节第三节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢在细胞内液、细胞外液及血液中，外源性氨基酸和内源性氨基酸在细胞内液、细胞外液及血液中，外源性氨基酸和内源性氨基酸这两种不同来源的氨基酸混合，共同构成机体的氨基酸代谢库。这两种不同来源的氨基酸混合，共同构成机体的氨基酸代谢库。氨基酸

12、在体内的分布不均匀，其分解代谢过程主要在肝脏中进行，骨氨基酸在体内的分布不均匀，其分解代谢过程主要在肝脏中进行，骨骼肌则是支链氨基酸分解的主要场所。骼肌则是支链氨基酸分解的主要场所。体内氨基酸的主要功能是合成蛋白质和多肽，也可以通过一体内氨基酸的主要功能是合成蛋白质和多肽，也可以通过一定途径转变为其他的含氮物质。定途径转变为其他的含氮物质。氨基酸代谢库中氨基酸的来源与去路氨基酸代谢库中氨基酸的来源与去路氨氨基基酸酸代代谢谢库库组织蛋白质组织蛋白质合成氨基酸合成氨基酸NHNH3 3-酮酸酮酸胺类胺类+CO+CO2 2某些含氮化合物某些含氮化合物组织蛋白质组织蛋白质糖或脂类糖或脂类H H2 2O+

13、COO+CO2 2氨基酸氨基酸食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收降解降解脱氨基脱氨基脱羧基脱羧基转化或参与合成转化或参与合成合成合成尿素尿素谷氨酰胺谷氨酰胺其他含氮化合物其他含氮化合物一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用1. 1.氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶L-L-氨基酸氧化酶（辅酶为氨基酸氧化酶（辅酶为FMNFMN）分布局限（仅限于肝和肾）、活性低、）分布局限（仅限于肝和肾）、活性低、作用小。作用小。D-D-氨基酸氧化酶（辅酶为氨基酸氧化酶（辅酶为FADFAD）在体内无作用底物，其生理意义）在体内无作用底物，其生理意义不明，可能与降解来自肠菌的不

14、明，可能与降解来自肠菌的D-D-氨基酸有关。氨基酸有关。2. 2. L L- -谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，分布广（除肌肉外）、活性谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，分布广（除肌肉外）、活性强、代谢上十分重要。强、代谢上十分重要。L L- -谷氨酸脱氢酶是唯一既能利用谷氨酸脱氢酶是唯一既能利用NADNAD+ +又能利用又能利用NADPNADP+ +接受还原当量的接受还原当量的酶。酶。COOHCOOHNHNH2 2CHCH(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOHCOOHCOOHNHNHCHCH(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOHCOOHCOOHO OCH

15、CH(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOH+ NH+ NH3 3-H-H2 2O O+H+H2 2O ONADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（二）转氨基作用（二）转氨基作用转氨酶催化的反应是可逆的，平衡常数接近转氨酶催化的反应是可逆的，平衡常数接近1.01.0，因此转氨基作用也是，因此转氨基作用也是体内合成非必需氨基酸的重要途径。体内合成非必需氨基酸的重要途径。转氨酶转氨酶R R1 1C CCOOHCOOHNHNH2 2H HR R2 2C CCOOHCOOHO O+ +R R1 1C CCOOHCOOHO OR R2 2C CCOOHCOO

16、HNHNH2 2H H+ +1. 1. 转氨酶转氨酶ALTALT（GPTGPT）+ +COOHCOOHC CO OCHCH3 3COOHCOOHCHNHCHNH2 2CHCH3 3COOHCOOHC C(CH(CH2 2) )2 2O OCOOHCOOH+ +COOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOHCOOHCOOHCHNHCHNH2 2CHCH2 2COOHCOOHCOOHCOOHC C(CH(CH2 2) )2 2O OCOOHCOOH+ + +COOHCOOHC CCHCH2 2O OCOOHCOOHASTAST（GOTGOT）COOHCOOHC

17、HNHCHNH2 2(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOH组织组织ASTASTALT ALT 心心15600015600071007100肝肝1420001420004400044000骨骼肌骨骼肌990009900048004800肾肾91000910001900019000组织组织ASTASTALTALT胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002800020002000140001400012001200100001000070070020201616ALTALT和和ASTAST在某些组织的含量在某些组织的含量( (单位单位/g/g湿组织湿组织) ) 2. 2. 转氨基作用的意义转氨基作

18、用的意义转氨基作用可使剩余的氨基酸移去氨基得以降解，又可使不足的非必需转氨基作用可使剩余的氨基酸移去氨基得以降解，又可使不足的非必需氨基酸得以补充，有助于调节体内非必需氨基酸的种类和数量。氨基酸得以补充，有助于调节体内非必需氨基酸的种类和数量。转氨基作用只是氨基的转移，并没有自由氨的生成。转氨基作用只是氨基的转移，并没有自由氨的生成。由于转氨酶所催化的反应是可逆的，因而转氨基作用是氨基酸分解、合由于转氨酶所催化的反应是可逆的，因而转氨基作用是氨基酸分解、合成及转变过程中的重要反应。成及转变过程中的重要反应。（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用1. 1. 转氨基与转氨基与 L L- -氧化脱

19、氨基的偶联氧化脱氨基的偶联R RCHCHCOOHCOOHNHNH2 2R RC CCOOHCOOHO OCOOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOHCOOHCOOHC C(CH(CH2 2) )2 2O OCOOHCOOHNHNH3 3+NADH+H+NADH+H+ +NADNAD+ +H+H2 2O O转氨酶转氨酶L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶2. 2. 嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸IMPIMPAMPAM

20、PNHNH3 3H H2 2O O（四）其他脱氨基方式（四）其他脱氨基方式天冬氨酸在天冬氨酸酶的催化作用下直接脱氨基生成延胡索酸；天冬氨酸在天冬氨酸酶的催化作用下直接脱氨基生成延胡索酸；半胱氨酸在脱硫化氢酶的催化下脱硫化氢再脱氨基生成丙酮酸；半胱氨酸在脱硫化氢酶的催化下脱硫化氢再脱氨基生成丙酮酸；丝氨酸在脱水酶的催化下脱氨基生成丙酮酸；丝氨酸在脱水酶的催化下脱氨基生成丙酮酸；苏氨酸在苏氨酸脱水酶的催化下脱氨基生成苏氨酸在苏氨酸脱水酶的催化下脱氨基生成-酮丁酸等。酮丁酸等。（一）氨的来源（一）氨的来源组织器官中氨基酸的脱氨基作用组织器官中氨基酸的脱氨基作用肾泌氨肾泌氨肠道产氨肠道产氨二、氨的转运

21、二、氨的转运1. 1. 谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺主要是从脑和肌肉等组织运送氨到肝和肾脏。谷氨酰胺主要是从脑和肌肉等组织运送氨到肝和肾脏。谷氨酰胺被认为既是氨的解毒产物，也是氨的贮存和运输形式。谷氨酰胺被认为既是氨的解毒产物，也是氨的贮存和运输形式。COOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOHCONHCONH2 2CHNHCHNH2 2(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOHNHNH3 3+ATP+ATPADP+PiADP+PiH H2 2O ONHNH3 32. 2. 丙氨酸丙氨酸- -葡萄糖循环葡萄糖循环丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖

22、糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NHNH3 3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解糖酵解丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NHNH3 3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生血血液液（三）尿素的生成（三）尿素的生成在人体，尿素是氨代谢的最终产物，无毒性，水溶性强，可由在人体，尿素是氨代谢的最终产物，无毒性，水溶性强，可由肾脏排出。肾脏排出。组织产生的氨运至肝，与肠道吸收的氨一起合成尿素而解毒。正常组织产生的氨运至肝，与肠道吸收的氨一起合成尿素而解毒。正常人体人体808090%90%的氨以尿素的形式排出。的氨以尿素的形式排出。尿素主要在肝中合成，其他

23、器官如肾及脑等虽也能合成，但其尿素主要在肝中合成，其他器官如肾及脑等虽也能合成，但其含量极少。含量极少。19321932年年Hans KrebsHans Krebs等根据一系列实验，首先提出了尿素的鸟氨等根据一系列实验，首先提出了尿素的鸟氨酸循环（尿素循环）。酸循环（尿素循环）。由实验分析提出：鸟氨酸与由实验分析提出：鸟氨酸与 氨及氨及COCO2 2结合生成瓜氨酸，瓜结合生成瓜氨酸，瓜 氨酸再结合一分子氨生成精氨酸再结合一分子氨生成精 氨酸，精氨酸水解生成尿素氨酸，精氨酸水解生成尿素 及鸟氨酸。及鸟氨酸。NHNH3 3鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸尿素尿素H H2 2O O精氨酸酶精氨酸酶NHNH3

24、 3+CO+CO2 2H H2 2O OH H2 2O O精氨酸精氨酸1. 1. 鸟氨酸循环鸟氨酸循环- -尿素的合成过程尿素的合成过程（1 1）氨甲酰磷酸的合成）氨甲酰磷酸的合成COCO2 2 + NH+ NH3 3 + H+ H2 2O O氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-CPS-）（N-N-乙酰谷氨酸，乙酰谷氨酸，MgMg2+2+）C CO OH H2 2N NO POO PO3 32-2-2ATP2ATP2ADP2ADP（2 2）瓜氨酸的合成）瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰鸟氨酸氨基甲酰转移酶（转移酶（OCTOCT）H H3 3POPO4 4+ +NHNH2 2(CH(CH2

25、2) )3 3CHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C C(CH(CH2 2) )3 3O ONHNH2 2C CO OO OPOPO3 32-2-（3 3）精氨酸的合成）精氨酸的合成NHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C C(CH(CH2 2) )3 3O ONHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C C(CH(CH2 2) )3 3N NCOOHCOOHC CCOOHCOOHH HCHCH2 2COOHCOOHC CCOOHCOOHNHNH2 2CHCH2 2H H+ +精氨酸代琥珀酸精

26、氨酸代琥珀酸合成酶（合成酶（ASSASS）AMP+PPiAMP+PPiATPATPH H2 2O ON NNHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C C(CH(CH2 2) )3 3COOHCOOHC CCOOHCOOHH HCHCH2 2精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸裂解酶（裂解酶（ASLASL）NHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C C(CH(CH2 2) )3 3NHNH+ +COOHCOOHCHCHCOOHCOOHCHCH（4 4）尿素的合成）尿素的合成NHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C C(CH(CH2 2) )3

27、 3NHNH+ +NHNH2 2CHCHCOOHCOOHNHNH2 2(CH(CH2 2) )3 3NHNH2 2NHNH2 2C CO O精氨酸酶精氨酸酶H H2 2O O尿素分子中的两个氮原子，其一来自氨，另一个来自天冬氨酸的尿素分子中的两个氮原子，其一来自氨，另一个来自天冬氨酸的氨基，而天冬氨酸又可以从草酰乙酸与其他氨基酸经转氨基作用氨基，而天冬氨酸又可以从草酰乙酸与其他氨基酸经转氨基作用生成。因此尿素分子中的两个氮都直接或间接来自多种氨基酸。生成。因此尿素分子中的两个氮都直接或间接来自多种氨基酸。NHNH3 3 + CO+ CO2 2 + + 天冬氨酸天冬氨酸 + 3H + 3H2 2

28、O + 3ATPO + 3ATPH H2 2N N CO NH CO NH2 2 + 2ADP + AMP + 4Pi + 2ADP + AMP + 4Pi鸟氨酸循环鸟氨酸循环鸟氨酸循环过程鸟氨酸循环过程线粒体线粒体胞胞 液液COCO2 2 + NH+ NH3 3 + H+ H2 2O O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATP2ATPN-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸PiPi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPATPAMP+PPiAMP+PPi鸟

29、氨酸鸟氨酸尿素尿素2ADP+Pi2ADP+Pi2. 2. 鸟氨酸循环的一氧化氮合酶支路鸟氨酸循环的一氧化氮合酶支路精氨酸除在精氨酸酶作用下，水解为尿素和鸟氨酸外，还可通过一氧化氮精氨酸除在精氨酸酶作用下，水解为尿素和鸟氨酸外，还可通过一氧化氮合酶作用，使精氨酸直接氧化为瓜氨酸。合酶作用，使精氨酸直接氧化为瓜氨酸。NOSNOS支路处理氨的数量支路处理氨的数量 有限，生成的有限，生成的NONO是是 一种具有重要生一种具有重要生 物活性的物质。物活性的物质。天冬氨酸天冬氨酸鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸尿素尿素延胡索酸延胡索酸一氧化氮合酶一氧化氮合酶氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸H H2 2O O精氨酸精氨酸代

30、琥珀酸代琥珀酸精氨酸精氨酸O O2 2NONO（三）尿素合成的调节（三）尿素合成的调节膳食蛋白质膳食蛋白质AGAAGA鸟氨酸循环中酶系鸟氨酸循环中酶系（四）氨的其他代谢去路（四）氨的其他代谢去路铵盐的生成与排泄铵盐的生成与排泄合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸参与核酸中嘧啶环的合成参与核酸中嘧啶环的合成高氨血症和氨中毒高氨血症和氨中毒三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢（一）（一）氨基化氨基化生成非必需氨基酸生成非必需氨基酸（二）氧化供能（二）氧化供能（三）转变为糖或脂类化合物（三）转变为糖或脂类化合物生糖氨基酸：体内能转变为糖的氨基酸，共有生糖氨基酸：体内能转变为糖的氨基酸，共有1414种；种；生酮

31、氨基酸：能转变为酮体的氨基酸，如亮氨酸和赖氨酸；生酮氨基酸：能转变为酮体的氨基酸，如亮氨酸和赖氨酸；生糖兼生酮氨基酸：既能转变为糖又能转变为酮体的氨基酸，如异亮氨酸、苯丙生糖兼生酮氨基酸：既能转变为糖又能转变为酮体的氨基酸，如异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸和酪氨酸。氨酸、色氨酸、苏氨酸和酪氨酸。蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸半胱氨酸半胱氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸核酸核酸核苷酸核苷酸5-5-磷酸核糖磷酸核糖嘌呤、血红素嘌呤、血红素嘌呤嘌呤草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoACoA血红素血

32、红素异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苏氨酸苏氨酸柠檬酸柠檬酸谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸嘌呤嘌呤乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酮体酮体淀粉、糖原淀粉、糖原甘油甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA-酮戊二酸酮戊二酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶胆固醇胆固醇第四节第四节个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢一、氨基酸的脱羧基作用一、氨基酸的脱羧基作用氨基酸可以通过脱羧基作用生成相应的胺类；氨基酸

33、可以通过脱羧基作用生成相应的胺类；催化脱羧基反应的酶称为脱羧酶，其辅酶是磷酸吡哆醛；催化脱羧基反应的酶称为脱羧酶，其辅酶是磷酸吡哆醛；氨基酸脱羧酶的专一性很高，一般一种氨基酸对应一种脱羧酶，氨基酸脱羧酶的专一性很高，一般一种氨基酸对应一种脱羧酶，且只针对且只针对L-L-氨基酸起作用。氨基酸起作用。R RCHCHHOOCHOOCNHNH2 2CHCHNHNH2 2R RRCHORCHORCOOHRCOOH脱羧酶脱羧酶COCO2 2O O2 2 H H2 2O O单胺氧化酶单胺氧化酶NHNH3 3 H H2 2O O2 21/2O1/2O2 2（一）（一）-氨基丁酸氨基丁酸-氨基丁酸（氨基丁酸（G

34、ABAGABA）在脑中浓度较高，是一种抑制性神经递质；）在脑中浓度较高，是一种抑制性神经递质；-氨基丁酸可与氨基丁酸可与-酮二酸进行转氨基作用，再氧化生成琥珀酸进入酮二酸进行转氨基作用，再氧化生成琥珀酸进入三羧酸循环代谢。三羧酸循环代谢。COOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2) )2 2COOHCOOHCOOHCOOHCHCH2 2NHNH2 2(CH(CH2 2) )2 2谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶COCO2 2（二）组胺（二）组胺组胺在体内分布广泛，乳腺、肺、肝、肌及胃黏膜等组织中含量较高，组胺在体内分布广泛，乳腺、肺、肝、肌及胃黏膜等组织中含量较高，主要存在于肥大细胞。主

35、要存在于肥大细胞。组胺具有强烈的血管扩张作用，毛细血管通透性增加，可诱发组胺具有强烈的血管扩张作用，毛细血管通透性增加，可诱发哮喘、荨麻疹等过敏反应，还具有促进平滑肌收缩及促进胃粘哮喘、荨麻疹等过敏反应，还具有促进平滑肌收缩及促进胃粘膜分泌胃蛋白酶与胃酸等作用。膜分泌胃蛋白酶与胃酸等作用。NHNH2 2CHCH2 2CHCHN NHNHNCOOHCOOHNHNH2 2CHCH2 2CHCHN NHNHN组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶COCO2 2（三）（三）5-5-羟色胺羟色胺5-5-羟色胺（血清素）在脑的视丘下部、羟色胺（血清素）在脑的视丘下部、大脑皮层及神经细胞的突触小泡内含量大脑皮层及神经细胞

36、的突触小泡内含量很高，它是一种抑制性神经递质；很高，它是一种抑制性神经递质；在外周组织，在外周组织，5-5-羟色胺是一种强血管收缩剂羟色胺是一种强血管收缩剂和平滑肌收缩刺激剂。和平滑肌收缩刺激剂。5-5-羟色胺经单胺氧化酶作用生成醛及羟色胺经单胺氧化酶作用生成醛及5-5-羟吲哚乙酸等排出。羟吲哚乙酸等排出。NHNH2 2CHCH2 2CHCOOHCHCOOHN NH HNHNH2 2CHCH2 2CHCOOHCHCOOHN NH HHOHOCHCH2 2CHCH2 2NHNH2 2N NH HHOHO色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶COCO2 2（四）牛磺酸（四）牛

37、磺酸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分，而胆汁酸在脂类的消化吸收、维持胆牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分，而胆汁酸在脂类的消化吸收、维持胆固醇在胆汁中的溶解状态等方面起重要作用。固醇在胆汁中的溶解状态等方面起重要作用。现已发现脑组织中含有较多牛磺酸，这表明其对脑的功能也有影响，可现已发现脑组织中含有较多牛磺酸，这表明其对脑的功能也有影响，可能也是一种抑制性神经递质。能也是一种抑制性神经递质。CHCH2 2 SOSO3 3H HCHCH2 2NHNH2 2CHCH2 2 SOSO3 3H HCHCHCOOHCOOHNHNH2 2CHCH2 2 SHSHCHCHCOOHCOOHNHNH2 23O3OCOCO

38、2 2磺基丙氨酸脱羧酶磺基丙氨酸脱羧酶（五）多胺（五）多胺多胺是指含有多个氨基的化合物。多胺是指含有多个氨基的化合物。精胺与精脒能促进核酸和蛋白的生物合精胺与精脒能促进核酸和蛋白的生物合成，其最重要的生理功能与细胞增殖及成，其最重要的生理功能与细胞增殖及生长相关。生长相关。临床上试用测定病人血或尿中多胺水临床上试用测定病人血或尿中多胺水平来作为肿瘤辅助诊断及病情变化的平来作为肿瘤辅助诊断及病情变化的生化指标。生化指标。L-L-鸟氨酸鸟氨酸腐腐 胺胺SAMSAM脱羧基脱羧基SAMSAMCOCO2 2COCO2 2精精 脒脒甲硫腺苷甲硫腺苷甲硫腺苷甲硫腺苷精精 胺胺二、一碳单位的代谢二、一碳单位的

39、代谢（一）一碳单位（一）一碳单位一碳单位又称一碳基团，是指某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含一碳单位又称一碳基团，是指某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的有机基团。有一个碳原子的有机基团。一碳单位主要包括：甲基（一碳单位主要包括：甲基（-CH-CH3 3）、甲烯基（）、甲烯基（-CH-CH2 2- -）、甲炔基）、甲炔基（-CH=-CH=）、甲酰基（）、甲酰基（-CHO-CHO）、羟甲基（）、羟甲基（-CH-CH2 2-OH-OH）和亚氨甲基）和亚氨甲基（ HN=CH- HN=CH-）等。）等。（二）一碳单位的载体（二）一碳单位的载体一碳单位不能游离存在，四氢叶酸是一碳单位的载体。

40、一碳单位不能游离存在，四氢叶酸是一碳单位的载体。一碳单位由氨基酸生成的同时即结合在一碳单位由氨基酸生成的同时即结合在FHFH4 4的的N N5 5和和/ /或或N N1010位。位。一碳单位主要来自甘氨酸、丝氨酸、色氨酸、组氨酸等。一碳单位主要来自甘氨酸、丝氨酸、色氨酸、组氨酸等。N NN N6 6N N5 57 7N N8 8H H2 2N NOHOHCHCH2 29 9NHNH1010C CO ONHNHCH(CHCH(CH2 2) )2 2COOHCOOHCOOHCOOH（三）一碳单位来源和互变（三）一碳单位来源和互变 由丝氨酸和甘氨酸生成由丝氨酸和甘氨酸生成丝氨酸丝氨酸 + FH +

41、FH4 4N N5 5,N,N1010- -甲烯甲烯-FH-FH4 4 + + 甘氨酸甘氨酸羟甲基转移酶羟甲基转移酶甘氨酸甘氨酸 + FH + FH4 4甘氨酸裂解酶系甘氨酸裂解酶系N N5 5,N,N1010- -甲烯甲烯-FH-FH4 4NADNAD+ +NADH+HNADH+H+ +NHNH3 3+CO+CO2 2 由组氨酸生成由组氨酸生成NHNH2 2CHCH2 2CHCHN NHNHNCOOHCOOHNHNH(CH(CH2 2 ) )2 2 CHCHCOOHCOOHHOOCHOOCCHCHHNHN组氨酸酶组氨酸酶2H2H2 2O ONHNH3 3NHNH2 2(CH(CH2 2 )

42、)2 2 CHCHCOOHCOOHHOOCHOOCFHFH4 4N N5 5- -亚氨甲基亚氨甲基-FH-FH4 4NHNH3 3N N5 5,N,N1010- -甲炔甲炔-FH-FH4 4 由色氨酸代谢生成由色氨酸代谢生成NHNH2 2CHCH2 2CHCHN NH HCOOHCOOH犬尿氨酸犬尿氨酸HCOOHHCOOHATPATP，FHFH4 4N N1010- -甲酰甲酰-FH-FH4 4N N5 5,N,N1010- -甲烯甲烯-FH-FH4 4胸腺嘧啶核苷酸胸腺嘧啶核苷酸N N1010- -甲酰甲酰-FH-FH4 4嘌呤（嘌呤（C C2 2）色氨酸色氨酸组氨酸组氨酸丝、甘氨酸丝、甘氨

43、酸甜菜碱等甜菜碱等FHFH4 4+H+H2 2O O-H-H2 2O O+NAD+NAD+ +NADH+H+NADH+H+ +NADH+H+NADH+H+ +N N5 5- -甲基甲基-FH-FH4 4甲硫氨酸甲硫氨酸+ +同型半胱氨酸同型半胱氨酸（维生素（维生素B B1212）SAMSAM甲基化产物甲基化产物N N5 5- -亚氨甲基亚氨甲基-FH-FH4 4N N5 5,N,N1010- -甲炔甲炔-FH-FH4 4嘌呤（嘌呤（C C8 8）（四）一碳单位的生理意义（四）一碳单位的生理意义一碳单位的主要功能是参与嘌呤和嘧啶的合成，在核酸生物合成中起重一碳单位的主要功能是参与嘌呤和嘧啶的合成

44、，在核酸生物合成中起重要作用；要作用；N N5 5- -甲基甲基-THF-THF通过甲硫氨酸代谢为体内多种活性物质的合成提供甲基；通过甲硫氨酸代谢为体内多种活性物质的合成提供甲基；一碳单位代谢将氨基酸代谢与一些重要物质的生物合成联系起来。一碳单位代谢将氨基酸代谢与一些重要物质的生物合成联系起来。三、含硫氨基酸的代谢三、含硫氨基酸的代谢CHCH2 2CHNHCHNH2 2COOHCOOHS SS SCHNHCHNH2 2COOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHCHNHCHNH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2S SCHCH2 2CHNHCHNH2 2COOHCOOHSHSH（一）甲硫氨酸代谢（一）甲硫氨酸代谢 甲硫氨酸的转甲基作用与甲硫氨酸循环甲硫氨酸的转甲基作用与甲硫氨酸循环甲硫氨酸甲硫氨酸S-S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸S-S-腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸ATPATPPi+PPiPi+PPiRHRHRCHRCH3 3H H2 2O