氨基酸代谢课件

第十章氨基酸代谢HenryRudolf氨基酸是组成蛋白质的基本单位，所以氨基酸代谢是蛋白质代谢的中心内容。氨基酸的分解反应主要是脱氨基作用，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含氮化合物（如肾上腺素、肉碱、肌酸、谷胱甘肽等）。胞内蛋白饮食中的蛋白碳骨架氨基酸，核苷，生物胺的生物合成氨基甲酰磷酸氮排泄产物尿素循环内源蛋白质更新外源蛋白质分解供能合成其他含氮物质糖异生天冬氨酸+瓜氨酸生成精氨琥珀酸可进入尿素循环草酰乙酸+谷氨酸第二节蛋白酶类及蛋白质的酶促水解蛋白质只有在水解成氨基酸后才能被细胞吸收利用细胞外途径（胃/小肠中消化）细胞内途径（溶酶体，泛素介导）－－机体对蛋白质的需要及其消化作用细胞外途径

酶 位点（或底物）

胰蛋白酶(Trypsin） Lys,Arg的羧基端 胰凝乳(糜)蛋白酶(Chymotrypsin) Phe,Trp,Tyr的羧基端 胃蛋白酶(Pepsin) Phe,Trp,Tyr的氨基端 氨肽酶(aminopeptidase) 肽的氨基端 羧肽酶(carboxypeptidase) 肽的羧基端 二肽酶(dipeptidase) 二肽 弹性蛋白酶(elastase) 各种脂肪族氨基酸形成的肽几种常见的蛋白水解酶蛋白酶对蛋白质的水解氨肽酶内肽酶羧肽酶二细胞内途径组织蛋白质在生理情况下处于不断降解与合成的动态平衡。不同蛋白质半寿期不同。1溶酶体的蛋白质降解途径（主要，半寿期长）2泛素介导的蛋白质降解途径（半寿期短）一氨基酸的脱氨基作用1氧化脱氨2转氨基作用转氨酶3联合脱氨4非氧化脱氨（微生物中）氨基酸氧化酶氨基酸脱氢酶转氨酶氨基酸脱氢酶，脱氨酶1氧化脱氨氧化脱氨基：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。L-氨基酸氧化酶（活性不高，对Gly，羟基氨基酸、酸性碱性氨基酸无作用）D-氨基酸氧化酶（存在于脊椎动物肝、肾中，对D-Met，D-Ala有作用）L-谷氨酸脱氢酶（分布广泛，活性强。别构酶，GTP/ATP抑制。两种辅酶：NAD/NADP）（1）氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶，以FMN或FAD为辅基。2转氨基作用转氨基作用：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，而酮酸转变成氨基酸转氨酶种类多，分布广，多数以－酮戊二酸作为氨基受体磷酸吡哆醛是转氨酶和脱羧酶的辅基磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺3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L-谷氨酸脱氢酶的活性很高，以及肌肉组织中含有活性较高的腺苷酸脱氨酶，所以，机体借助联合脱氨基作用可迅速使各种不同的氨基酸脱去氨基。1转氨酶和L-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（2）转氨酶和腺苷酸脱氨酶的联合脱氨基作用二、氨基酸的脱羧基作用在氨基酸脱羧酶的作用下脱去羧基生成伯胺和二氧化碳普遍存在动植物和微生物体中，但不是主要途径氨基酸脱羧后产生的胺有一定的生理作用，在体内积累过多会造成毒害氨对动物具有毒性用于生物合成无毒形式运输或排出体外氨排泄的三种形式：爬虫类(陆地)1.氨2.尿素3.尿酸三、NH3的代谢2尿素合成－鸟氨酸循环（重点）鸟氨酸循环：鸟氨酸与氨及CO2结合生成瓜氨酸；瓜氨酸接受1分子氨(Asp)而生成精氨酸带琥珀酸；精氨酸带琥珀酸分解生成精氨酸；精氨酸酶作用下，精氨酸分解生成尿素，并重新生成鸟氨酸，鸟氨酸可参与第二轮循环。是发生在动物肝脏的一个代谢循环。尿素是无毒水溶性物质，由血液运输至肾，从尿中排出。TheUreaCycle鸟氨酸作用：废物运载车（2）瓜氨酸合成鸟氨酸转氨甲酰酶鸟氨酸氨甲酰磷酸（3）精氨琥珀酸合成精氨琥珀酸合成酶天冬氨酸调控酶（4）Arg的合成精氨琥珀酸酶（5）Arg裂解生成尿素精氨酸酶生成1分子尿素消耗3分子ATP，（四个高能磷酸键）。尿素是蛋白代谢的最终产物，形成1分子尿素可清除2分子氨基氮和1分子CO2。尿素氮占尿中排出总氮量的90％。尿素循环与TCA的连接延胡索酸天冬氨酸苹果酸草酰乙酸TCA循环谷氨酸酮戊二酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨酸尿素鸟氨酸氨甲酰基磷酸Cell溶质尿素循环3氨的转运有毒的氨极少量以游离状态存在，主要以无毒的丙氨酸和谷氨酰胺两种形式在血液中运输（1）丙氨酸－葡萄糖循环（2）谷氨酰胺的合成与分解A丙氨酸－葡萄糖循环糖酵解α－酮戊二酸糖原异生葡萄糖丙酮酸血糖葡萄糖丙酮酸尿素谷氨酸丙氨酸α－酮戊二酸丙氨酸谷氨酸肌肉蛋白丙氨酸－葡萄糖循环的意义1使肌肉中的氨以无毒的丙氨酸做为载体运输到肝2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脏谷氨酰胺酶谷氨酸谷氨酰胺谷氨酸肝脏或肾血液谷氨酰胺的作用1生物体内氨的运输形式2某些含氮化合物的合成原料3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因此，谷氨酰胺不仅是氨基酸的解毒产物及运输形式，也是氨的储存形式四α-酮酸代谢人体10-15%的能量来自于氨基酸的氧化分解，氨基酸的碳架以5种产物形式进入TCA（分别为乙酰CoA、草酰乙酸、琥珀酰CoA，延胡索酸、-酮戊二酸）彻底氧化为H2O和CO2、还可以通过糖元异生合成葡萄糖或生酮。氨基酸进入TCA的进入点延胡索酸乙酰乙酰CoA乙酰CoA草酰乙酸琥珀酰CoA-酮戊二酸生糖氨基酸与生酮氨基酸生糖氨基酸：分解产物为糖代谢的中间物。草酰乙酸、琥珀酰CoA、α–酮戊二酸生酮氨基酸：在分解过程中转变成乙酰乙酰CoA的氨基酸。如Phe、Tyr、Leu、Trp、Lys生糖生酮氨基酸，既能生成酮体，也能生成糖的氨基酸。如Phe、Tyr。Ala、Ser、Cys等可通过乙酰CoA生成乙酰乙酸，因此生酮氨基酸和生糖氨基酸界限并不明显*氨基酸代谢遗传性疾病-苯丙酮尿症疾病的根源：缺乏苯丙氨酸羟化酶的活性。苯丙氨酸羟化酶将必需氨基酸苯丙氨酸转化成酪氨酸。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，苯丙氨酸经由另一通道转变成苯丙酮