第12章-蛋白质分解与氨基酸代谢-2010

1、1第第1212章章 蛋白质代谢蛋白质代谢2蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein 第一节第一节3一、蛋白质的生理功能一、蛋白质的生理功能4二、蛋白质需要量和营养价值二、蛋白质需要量和营养价值1. 氮平衡氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。量之间的关系。氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮 = = 排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮

2、（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）病患者） 氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。52. 生理需要量生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。3. 蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值 必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有物供给的氨基酸，共有8种：种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Ph

3、e、Trp。 其余其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。 6 蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。数量、种类、量质比。 蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。7第二节第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion, Absorption and Putrefactio

4、n of Proteins8蛋白质的消化吸收蛋白质的消化吸收食物蛋白食物蛋白胃胃胃蛋白酶多肽，未消化蛋白质多肽，未消化蛋白质小肠胰蛋白酶，糜蛋白酶寡肽（寡肽（60）、氨基酸（）、氨基酸（40）氨肽酶、羧肽酶，二肽酶氨基酸氨基酸肠壁细胞肠壁细胞肝脏肝脏血液血液组织、细胞。组织、细胞。 9 消化过程消化过程 （一）胃中的消化作用（一）胃中的消化作用 胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pH为为1.52.5，对蛋白质肽键，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。 胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶 + + 多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶

5、(pepsinogen) (pepsin) 10（二）小肠中的消化（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。小肠是蛋白质消化的主要部位。. .胰酶及其作用胰酶及其作用胰酶胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适pH为为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。 内肽酶内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。 外肽酶外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶基，

6、如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。氨基肽酶。11氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图2. 小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是寡肽酶主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨的作用，例如氨基肽酶基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等。等。12体腔（腹腔）疾病体腔（腹腔）疾病（Celiac diseaseCeliac disease） 消化酶不能分解小麦中水不溶消化酶不能分解小麦中水不溶性蛋白（尤其是麦醇溶蛋白性蛋白（尤其

7、是麦醇溶蛋白，gliadin）对肠衬细胞产生不利对肠衬细胞产生不利作用，引起体腔（腹腔）疾病。作用，引起体腔（腹腔）疾病。 13急性胰腺炎急性胰腺炎（AcuteAcute pancteatitis pancteatitis） 胰液分泌到肠内的分泌途径胰液分泌到肠内的分泌途径障碍，蛋白水解酶酶原预先成障碍，蛋白水解酶酶原预先成熟转变为催化的活性形式，这熟转变为催化的活性形式，这些活性水解酶在胰腺细胞内攻些活性水解酶在胰腺细胞内攻击自身组织，损伤器官，严重击自身组织，损伤器官，严重时可致命。时可致命。14食物蛋白过敏食物蛋白过敏有时体内蛋白酶受抑制有时体内蛋白酶受抑制或缺失，少量蛋白可直接或缺失，

8、少量蛋白可直接被吸收进入血液，导致食被吸收进入血液，导致食物蛋白过敏。物蛋白过敏。 15蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用消化产物所起的作用 腐败作用的产物大多有害，如腐败作用的产物大多有害，如胺、氨胺、氨、苯酚、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质被机体利用的物质。 蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用( (putrefaction)16（一）胺类（一）胺类( (amines) )的生成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

9、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 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺17 假神经递质假神经递质(false neurotransmitter) 某些物质结构与神经递质结构相似，可取代某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺CH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2NH2COHHCH2NH2COHH酪胺酪胺 -羟酪胺羟酪胺CH2CH2NH2OHCH2CH2NH2OHCH2NH2COHHOHCH2NH2COHHOH18 -羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶

10、酚胺，羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。19（二）（二） 氨的生成氨的生成未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨(ammonia)肠道细菌肠道细菌脱氨基作用脱氨基作用尿素酶尿素酶 降低肠道降低肠道pH，NH3转变为转变为NH4+以胺盐形式排出，以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。20 （三）（三）其它有害物质的生成其它有害物质的生成酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化

11、氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚21第三节第三节氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢General Metabolism of Amino Acids22分解代谢部位：分解代谢部位： 主要在主要在肝脏肝脏中进行。中进行。不同的氨基酸化学结构不同，各有其代谢不同的氨基酸化学结构不同，各有其代谢 特特点，但由于它们都含有点，但由于它们都含有-氨基和氨基和-羧基，羧基， 所以在代谢上有共同之处。所以在代谢上有共同之处。一、分解代谢概述一、分解代谢概述23 特殊分解代谢特殊分解代谢 特殊侧链的分解代谢特殊侧链的分解代谢氨基酸的氨基酸的分解代谢分解代谢 脱羧基作用脱羧基作用 COCO2 2 + + 胺胺 一

12、般分解代谢一般分解代谢 脱氨基作用脱氨基作用 NHNH3 3 + - + -酮酸酮酸 氨基酸的一般代谢就是指氨基酸氨基酸的一般代谢就是指氨基酸的的脱氨基作用和脱羧基作用脱氨基作用和脱羧基作用。24 氨基酸代谢库氨基酸代谢库( (metabolic pool) )食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。处参与代谢，称为氨基酸代谢库。25氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消

13、化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况 -酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能 糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 目目 录录26二、二、 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用定义定义指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应- -酮酸的过程。酮酸的过程。脱氨基脱氨基方式方式转氨转氨基作用基作用氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基联合脱氨基 2728（一）转氨基作用（一）转氨基作用1. 定义定

14、义在转氨酶在转氨酶( (transaminase)的作用下，某一氨的作用下，某一氨基酸的基酸的-氨基转移到另一种氨基转移到另一种-酮酸的酮基上，生酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸，原来的氨基酸则转变成成相应的氨基酸，原来的氨基酸则转变成- -酮酸酮酸的过程。的过程。29 2. 反应式反应式 特点：没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代特点：没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代谢库中各种氨基酸的比例。谢库中各种氨基酸的比例。 大多数氨基酸可参与转氨基作用，但大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸脯氨酸、羟脯氨酸除外。除外。30 COOH| (CH2)2| HC-NH2| COO

15、H COOH| (CH2)2| HC-NH2| COOH COOH| (CH2)2| C=O| COOH COOH| (CH2)2| C=O| COOH CH3| C=O | COOH CH3 | HC-NH2| COOH COOH| CH2| C=O| COOH COOH| CH2| C -NH2| COOHALT / B6 PAST / B6 P谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸丙酮酸丙酮酸丙氨酸丙氨酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸31 3. 转氨酶转氨酶 正常人各组织正常人各组织GOT及及GPT活性活性 (单位单位/克湿组织克湿组织)血清转氨酶活性，临床上

16、可作为疾病诊断和血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。预后的指标之一。组织组织GOTGPT 心心1560007100肝骼肌骨骼肌990004800肾肾9100019000组织组织GOTGPT 胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清2800020001400012001000070020163233 NH2 | CH-COOH |(CH2)2-COOH NAD+ NH | C-COOH | (CH2)2 -COOH | C-COOH + | (CH2)2-COOHNH3+ H2O谷氨酸谷氨酸亚谷氨酸亚谷氨酸 NADHHH-H-H-O-3435363738三、三、-酮酸

17、的代谢酮酸的代谢（一）经氨基化生成非必需氨基酸（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类（二）转变成糖及脂类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖

18、及生酮性质的分类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙

19、氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类39（三）氧化供能（三）氧化

20、供能- -酮酸在体内可通过酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化彻和氧化磷酸化彻底氧化为底氧化为H2O和和CO2，同时生成同时生成ATP。40琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨

21、酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C目目 录录41定义：氨基酸在其定义：氨基酸在其脱羧酶脱羧酶催化下，脱羧产生催化下，脱羧产生COCO2 2和相和相应的应的胺胺的过程。的过程。RCHCOOHNH2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶R-CH2NH2CO2组氨酸组氨酸组胺：具有扩张血管、降血压、组胺：具有扩张血管、降血压、 胃肠分泌促进等作用。胃肠分泌促进等作用。CO2色氨酸色氨酸CO2色胺色胺OH5羟色胺：升高血压

22、羟色胺：升高血压谷氨酸谷氨酸r氨基丁酸：神经传导介质，可抑制中枢氨基丁酸：神经传导介质，可抑制中枢神经神经四、氨基酸的脱羧基作用四、氨基酸的脱羧基作用42 氨基酸脱羧基作用氨基酸脱羧基作用 脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+ CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR43（一）（一）-氨基丁酸氨基丁酸 (-aminobutyric acid, GABA) L-L-谷氨酸谷氨酸GABAGABACO2L- L- 谷氨酸脱酶谷氨酸脱酶 GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。制

23、作用。44（二）牛磺酸（二）牛磺酸( (taurine) 牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。 L-L-半胱氨酸半胱氨酸磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸牛磺酸 磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱羧酶CO2 245（三）组胺（三）组胺 (histamine)L-L-组氨酸组氨酸组胺组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2 组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的组胺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。通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。46（四）（四）5-羟色胺羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT)色氨酸色氨酸5-羟色氨酸羟色

24、氨酸5-HT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CO2 5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；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。在外周组织有收缩血管的作用。47（五）多胺（五）多胺( (polyamines) ) 鸟氨酸鸟氨酸腐胺腐胺 S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 (SAM )脱羧基脱羧基SAM 鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶CO2SAM脱羧酶脱羧酶CO2精脒精脒 (spermidine)丙胺转移酶丙胺转移酶5 5 - -甲基甲基- -硫硫- -腺苷腺苷丙胺转移酶丙胺转移酶 精胺精胺 (spermine)多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的多

25、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，组织（如胚胎、再生肝、肿瘤组织）含量较高，其限速酶其限速酶鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。活性较强。48第四节第四节氨氨 的的 代代 谢谢Metabolism of Ammonia49 氨是机体正常代谢产物，具有毒性。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体内的氨主要在肝合成尿素( (urea)而解毒。而解毒。 正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过 0.6mol/L。 50一、血氨的来源与去路一、血氨的来源与去路1. 1. 血氨的来源血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要

26、来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源, , 胺类的分解也可以产生氨胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO + NH3胺氧化酶胺氧化酶 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨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尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶512. 血氨的去路血氨的去路 在肝内合成尿素，这是最主要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非必需氨基酸及其它含氮化合物

27、合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。52二、氨的转运二、氨的转运1. 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环(alanine-glucose cycle) 反应过程反应过程 生理意义生理意义 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。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。肝为肌肉提供葡萄糖。53丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解

28、途径糖酵解途径肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液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NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖目目 录录542. 谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾在脑、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。后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。 生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储谷氨酰胺是氨的解毒产物，

29、也是氨的储存及运输形式存及运输形式。 55三、尿素的生成（三、尿素的生成（BuNBuN) )q NHNH3 3在肝中合成尿素；占排氮总量在肝中合成尿素；占排氮总量80 80 90% 90%；q 肝肝在在NHNH3 3解毒上非常重要，体内解毒上非常重要，体内NHNH3 3来源与去路保来源与去路保持平衡，血持平衡，血NHNH3 3浓度低、稳定。浓度低、稳定。 （一）生成部位（一）生成部位主要在主要在肝细胞肝细胞的线粒体及胞液中。的线粒体及胞液中。56（二）生成过程（二）生成过程尿素生成的过程由尿素生成的过程由Hans Krebs 和和Kurt Henseleit 提出，称为提出，称为鸟氨酸循环鸟氨

30、酸循环( (orinithine cycle)，又称又称尿素循环尿素循环( (urea cycle)或或Krebs- Henseleit循环循环。通过鸟氨酸循环，通过鸟氨酸循环，2 2分子氨与分子氨与1 1分子分子COCO2 2结合结合生成生成1 1分子尿素及分子尿素及1 1分子水分子水。尿素是中性、无毒、尿素是中性、无毒、水溶性很强的物质，由血液运输至肾，从尿中排水溶性很强的物质，由血液运输至肾，从尿中排出。出。 57581. 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 CO2 + NH3 + H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2N

31、O PO32-+ 2ADP + Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 反应在线粒体中进行反应在线粒体中进行59 反应由氨基甲酰磷酸合成酶反应由氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase, CPS-)催化。催化。 N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分分子子ATP。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)COOHCH3C-NH-CH(CH2)2COOHOCOOHCH3C-NH-CH(CH2)2COOHO602. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2(CH2)3CHCOOHN

32、H2鸟鸟氨氨酸酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)361 由鸟氨酸氨基甲酰转移酶由鸟氨酸氨基甲酰转移酶( (ornithine carbamoyl transferase,OCT) )催化，催化，OCT常与常与CPS-构成构成复合体。复合体。 反应在线粒体中进行，反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。623. 精氨酸的合成精氨酸的合成 反应在反应在胞液胞液中进行。中进行。 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+天冬氨酸天冬

33、氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3COOHCHH2NCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH（限速酶）（限速酶）63精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH644. 精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素 反应在胞液中进行反应在胞液中进

34、行尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸65鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi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ATPAMP + PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液目目 录录66（三）反应小结（三）反应小结 原料：原料：2 分子氨，一个来自于游离氨，另一个分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。来自天冬氨酸。 过程：先在线粒体中进行，再

35、在胞液中进行。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。 耗能：耗能：消耗消耗3分子的分子的ATP，4个高能磷酸键，消个高能磷酸键，消除除2分子氨和分子氨和1分子的分子的CO2。限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶67（四）高氨血症和氨中毒（四）高氨血症和氨中毒 血氨浓度升高称血氨浓度升高称高氨血症高氨血症( ( 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陷也可导致高氨血症。 高氨血症时可引起脑功能障碍，称高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒氨中毒 ( (ammonia poisoning) )，也称肝昏迷也称肝昏迷。68TAC 脑供能不足脑供能不足- -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 脑内脑内 - -酮戊二酸酮戊二酸氨中毒的可能机制（肝昏迷）氨中毒的可能机制（肝昏迷）69 其他：一碳单位的代谢其他：一碳单位的代谢 定义定义（一）概述（一）概述 某些氨基酸代谢过程中产生的某些氨基酸代谢过程中产生的只只含有一个碳原子含有一个碳原子的基团，称为的基团，称为一碳单一碳单位位( (one carbon unit)。 7071（二