氨基酸代谢食品

氨基酸代谢必需氨基酸:

人体自身不能合成或合成的量不足,必须通过食物供应的氨基酸.口诀：1.“一两色素本来淡些”（异亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨酸、蛋氨酸、缬氨酸）。

2.携苏丹来奔以色列

缬苏蛋赖苯丙异亮色亮有人将组氨酸和精氨酸称作半必需氨基酸◆经酪氨酸转化形成的黑色素，成为机体防御紫外线照射的天然屏障科普之窗酪氨酸－－机体应激和防卫物质的前体◆由酪氨酸参与合成的甲状腺素使基础代谢率增高，增强机体的兴奋性，从而提高机体的应激和防御机能

甲状腺素（Mr:776.93

)◆以酪氨酸为前体合成的儿茶酚胺激素在维持正常的神经传递、皮层觉醒状态和睡眠节律、机体应激总动员等方面发挥重要作用。◆酪氨酸可作为具有特殊功效的食品添加物质。◆酪氨酸在医学研究及疾病治疗方面具有广阔的前景一、蛋白质的酶促降解蛋白质降解作用防止了异常或不需要的蛋白质的积累，有利于氨基酸的循环利用。可分为：细胞外降解（消化）；细胞内降解。真核细胞内蛋白质降解有2条途径：

①溶酶体（lysosome）降解途径－－不依赖ATP，无选择性地降解蛋白质；

②泛素（ubiguitin）途径（泛素/26S蛋白酶体途径）－－以细胞溶胶为基础，依赖ATP，有选择性地降解蛋白质，所以又称泛素标记选择性蛋白质降解。（泛素是一种热激蛋白）

肽酶从较小肽链末端水解

羧基末端－羧肽酶氨基末端－氨肽酶蛋白质小片段AA＋二肽AA蛋白酶肽酶二肽酶

外源蛋白进入体内，总是先经水解作用变为小分子的氨基酸，然后才被吸收。蛋白酶

肽链内部水解二肽酶

水解二肽为AA高等动物氨基酸代谢概况——氨基酸代谢库蛋白质的腐败作用在人体内的食物蛋白消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收。肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物所起的作用，称为腐败作用（putrefaction）。实际上，腐败作用是细菌本身的代谢过程,以无氧分解为主。产物包括：胺类、氨及其他有害物质(如苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢等)。

腐败作用的大多数产物对人体有害，但也可产生少量脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质.二、氨基酸的一般代谢脱氨基作用脱羧基作用氨基酸分解产物的代谢（一）脱氨基作用定义：氨基酸失去氨基的作用方式：氧化脱氨基作用转氨基作用

联合脱氨基作用非氧化脱氨基作用1、氧化脱氨基作用定义：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸并产生氨的过程。反应通式：HNH2R-C-COOH--+O2+H2OR-C-COOH+H2O2+NH3AA氧化酶OHNH2R-C-COOH--AA氧化酶R-C-COO-NHH2OR-C-COOHO+NH3FPFPH2FPH2+O2FP+H2O2AA氧化酶的种类

L-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，体内分布不广泛,最适pH10左右，以FAD或FMN为辅基。

D-AA氧化酶：体内分布广泛，以FAD为辅基。但体内D-AA不多。

L-谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛（动、植、微生物），活力强，以NAD+或NADP+为辅酶。+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCHNH2-CH2COOH--+NAD(P)++H2O谷氨酸脱氢酶ATPGTPNADH变构抑制ADPGDP变构激活CH2-COOHC=O-CH2COOH--谷氨酸脱氢酶：体内（正）体外（反）2、转氨基作用指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用，α-AA的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来的酮酸形成相应的氨基酸。

OR2-C-COOH=R1-C-COOH+NH2

OR1-C-COOH=R2-C-COOH--+HNH2H迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP）为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。AAR1α-酮酸R2P-吡哆醛醛亚胺-酮亚胺AAR2α-酮酸R1例如谷氨酸+丙酮酸α-酮戊二酸+丙氨酸天冬氨酸+α-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸CH2-COO-CHNH+3COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CHNH+3COO---++谷丙转氨酶（GPT）——肝脏中谷草转氨酶（GOT）——心脏中转氨作用沟通了糖与蛋白质的代谢。绝大多数转氨酶以谷氨酸作为氨基的供体或者以α-酮戊二酸为氨基的受体。实验证明，除Lys、Thr、Pro外，其余氨基酸均可参加转氨基作用，并各有其特异的转氨酶。3、转氨基和氧化脱氨基联合脱氨基作用（动物组织主要采取的方式）转氨基并不能最后脱掉氨,氧化脱氨中只有谷氨酸脱氢酶活力高,转氨基和氧化脱氨基联合在一起才能迅速脱氨。还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。（在微生物中个别AA进行,但不普遍）4、非氧化脱氨L-丝氨酸

CH2

COO-

C-NH3+=-

CH3

COO-

C=NH2+--

COOH

CH2OHNH2-C-H--

COOH

CH3

C=O--丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸-H2O+H2Oα-氨基丙烯酸亚氨基丙酸由解氨酶催化

脱氨基作用氧化脱氨作用转氨基作用联合脱氨基作用非氧化脱氨小结（二）脱羧基作用

R1

COOH

H-C-NH2--

H

R2O=C--+AA胺类化合物脱羧酶（辅酶为磷酸吡哆醛）磷酸吡哆醛

R1

COOH

H-C-N=C---H-

R2醛亚胺+H2O

R1

H

H-C-N=C---H-

R2CO2H2O

H

R2O=C--+

R1

H

H-C-NH2--专一性强仅His不需磷酸吡哆醛作辅酶Gluγ-氨基丁酸+CO2

(抑制中枢神经传导)Aspβ-Ala+CO2(泛酸组分)His组胺＋

CO2(降低血压)Tyr酪胺＋CO2

(升高血压)Cys

巯基乙胺＋

CO2

(CoA组分)Lys尸胺+CO2(促进细胞增殖)鸟AA腐胺+CO2(促进细胞增殖)丝氨酸乙醇胺胆碱卵磷脂色氨酸吲哚丙酮酸吲哚乙醛吲哚乙酸

胺类有一定作用，但有些胺类化合物有害（尤其对人），应维持在一定水平，体内胺氧化酶可将多余的胺氧化成醛，进一步氧化成脂肪酸。RCH2NH2+O2+H2ORCHO+H2O2+NH3RCHO+1/2O2RCOOHCO2+H2OAA尿素（三）氨基酸分解产物的代谢氨的去路◆排氨生物：以NH3形式随水直接排出体外。(原生动物、线虫和鱼类——水生动物)◆以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类）◆以尿素排出：经尿素循环（肝脏）将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动物）◆重新利用合成AA◆合成酰胺（高等植物中）◆嘧啶环的合成（核酸代谢）大量氨入脑,与α-酮戊二酸合成谷氨酸,或与脑中的谷氨酸合成谷氨酰胺,造成脑中α-酮戊二酸减少,TAC减弱,ATP生成减少,引起大脑功能障碍的现象.严重时可导致肝昏迷.1、氨的代谢转变（1）尿素的合成——鸟氨酸循环或尿素循环①尿素合成的部位肝脏是生成尿素的主要器官②尿素生成的机制和鸟氨酸循环小鼠肝切片＋铵盐铵盐、尿素O2鸟氨酸或瓜氨酸促进尿素生成肝中含精氨酸酶，催化精氨酸水解为尿素和鸟氨酸NH3

NH2CONH2尿素？肝1932年德国学者克雷布斯（Krebs）等首先提出尿素生成的鸟氨酸循环学说。

NH2

（CH2）3H2N-CHCOOHNH2CONH

(CH2)3H2N-CHCOOH

(CH2)3H2N-CHCOOHNH2CNHNHNH3CO2H2OH2ONH3H2O鸟氨酸循环尿素鸟氨酸瓜氨酸精氨酸NH2CONH2NH3+CO2+H2O2ATP2ADP+Pi氨甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi精氨琥珀酸精氨酸延胡索酸+H2O尿素鸟氨酸Pi鸟氨酸循环线粒体

①②③④③鸟氨酸循环的中间步骤1）氨甲酰磷酸的合成CO2+NH3+H2O+2ATP氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ(肝mito）N-乙酰谷氨酸(+)，Mg2+NH2-C-O～

P=O+2ADP+PiOOHOH（CPS-I）氨甲酰磷酸(真核生物有2类氨甲酰磷酸合成酶，酶I存在于线粒体，参与尿素合成；酶II存在于胞质，参与嘧啶环的合成)（调节酶）尿素合成限速酶(活性最低)说明：关于氨甲酰磷酸中NH3的来源－－此NH3是在细胞质中由谷氨酸脱氢酶产生2）瓜氨酸的合成NH2CO～

PO

NH2(CH2)3CHNH2COOHOCT

NH2C=ONH(CH2)3CH-NH2COOH++H3PO4氨甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸

OCT：鸟氨酸氨甲酰转移酶（线粒体）3）精氨酸的合成

NH2C=ONH（CH2）3CH-NH2COOHCOOHCH-NH2CH2COOH精氨琥珀酸合成酶（胞液）ATPAMP+PPiH2O+

NH2COOHC=NC-HNHCH2（CH2）3COOHCH-NH2COOH瓜氨酸天冬氨酸精氨琥珀酸天冬氨酸↑草酰乙酸↑谷氨酸↑各种氨基酸第二个氨的来源精氨琥珀酸裂合酶

NH2C=NHNH（CH2）3CH-NH2COOH+COOHCHCHCOOH精氨酸延胡索酸联系尿素与三羧酸循环4）精氨酸水解生成尿素

NH2C=NHNH（CH2）3CH-NH2COOH精氨酸酶(胞液)+H2ONH2C=ONH2

NH2（CH2）3CHNH2COOH精氨酸尿素鸟氨酸+线粒体尿素生成总反应式2NH3+CO2+3ATP+3H2OCO(NH2)2+2ADP+AMP+2Pi+PPi图TCA循环和尿素循环之间的联接顶端相互联接的途径被趣称为“Krebs自行车（Krebsbicycle）”。尿素合成小结1.原料:2NH3(Glu--NH3，Asp--NH3)、CO22.产物:1尿素3.部位:肝

4.过程:鸟氨酸循环5.排泄:肾

6.意义:解除氨毒,并消耗部分CO27.耗能：4个高能键2NH3+CO2+3ATP+3H2OCO(NH2)2+2ADP+AMP+2Pi+PPi8.总反应式:（2）酰胺的生成GlnGlu+NH3谷酰胺合成酶ATPGlnGlu+NH3谷氨酰胺酶H2O扩散排出体外(尿氨)在肾内：◆在脑、肝、肌肉等组织：◆在植物体内：Asp+NH3ADP+PiAln天冬酰胺合成酶ATPADP+PiAlnAsp+NH3H2O天冬氨酰胺酶氨基酸合成（3）嘧啶环的合成（详见核苷酸代谢一章）2、-酮酸的代谢转变（1）再合成AA（2）转变成糖和脂肪

♦生糖AA:凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊二酸的AA。(Asp,Asn,Ser,Gly,Thr,Ala,Cys,Glu,Gln,His,Arg,Pro,Val,Met,Ile,Tyr,Phe,Trp

－－18种)

♦生酮AA:凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的AA。(Leu,Lys

—2种,在动物肝脏中转变成酮体)

♦生糖兼生酮AA：二者兼有的AA。(Trp,Thr,Tyr,Ile,Phe

－－5种)图生糖氨基酸和生酮氨基酸概括乙酰乙酰CoA乙酰CoA丙酮酸葡萄糖延胡索酸苹果酸草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸酮体琥珀酸琥珀酰CoAα-酮戊二酸谷氨酸三羧酸循环（3）氧化成CO2和H2O例题：写出由草酰乙酸彻底氧化生成CO2和H2O的总反应式。解：

草酰乙酸草酰乙酸脱羧酶丙酮酸＋CO2

丙酮酸＋NAD＋CoASH

丙酮酸脱氢酶

乙酰CoA

＋NADH2

＋CO2乙酰CoA

＋3NAD＋FAD＋ADP＋Pi＋2H2OTCA循环

2CO2＋CoASH

＋ATP＋3NADH2

＋FADH2

总：草酰乙酸＋4NAD＋FAD＋ADP＋Pi＋2H2O

→4CO2＋4NADH2

＋FADH2

＋ATPAA的生物合成主要通过转氨基作用AA-R1α-酮酸R1转氨酶AA-R2α-酮酸R2

许多氨基酸可以作为氨基的供体，其中最主要的是谷氨酸，其被称为氨基的“转换站”，先生成

Glu

其它AA。氨基酸合成｛有C架(α-酮酸)(来自EMP、TCA或PPP途径)有AA提供氨基(最主要为Glu，领头AA)三、氨基酸合成代谢概况植物和微生物在有合适的N源时能够从头合成所有的20种标准氨基酸。而哺乳动物只能制造其中的12种(被称为非必需氨基酸)，其余8种氨基酸必需从食物中获取(被称为必需氨基酸)。任何氨基酸合成的前体都来自于糖酵解、TCA循环或磷酸戊糖途径，其中N原子通过Glu或Gln进入相关的合成途径，而合成的场所有的在细胞液，有的在线粒体。按照各氨基酸合成前体的性质，所有的氨基酸可分为5大家族。1、α-酮戊二酸衍生类型(谷氨酸族氨基酸的合成)包括：Glu、Gln、Pro、Arg共同碳架：TCA中的α-酮戊二酸

α-酮戊二酸

Glu

为还原同化作用+NH3

+NADH+NAD++H2O谷AA

脱H酶

（动物和真菌，不普遍）谷氨酰胺

+α-酮戊二酸2谷AA（普遍）

α-酮戊二酸谷AA+NH3

+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O

合酶Glu合酶NADPH+H+NADP+（一）氨基酸合成途径的类型（--6种）几种氨基酸的关系α-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA羟脯AA鸟AA瓜AA精AA2、草酰乙酸衍生类型(天冬氨酸族氨基酸的合成)包括：Asp、Asn、Lys、Thr、Met、Ile共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CH+NH3COO---CH2-COO-CH+NH3COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---++转氨天冬AA天冬酰胺合酶Mg2+Mg2+Asp+NH3+ATPAsn+H2O

+AMP+PPiAsp+Gln

+ATPAsn+Glu+AMP+PPi（植物，细菌）（动物）草酰乙酸赖氨酸苏氨酸甲硫氨酸异亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸β-天冬氨酸半醛几种氨基酸的关系包括：Ala、Val、Leu3、丙酮酸衍生类型(丙氨酸族氨基酸的合成)共同碳架：EMP中的丙酮酸

COOH

CH3

C=O--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CH3

CHNH2--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--谷丙转氨酶++丙酮酸谷AA

丙AA

α-酮戊二酸

谷丙转氨酶：GPT

丙氨酸族其它氨基酸的合成2丙酮酸α-酮异戊酸

缩合CO2转氨基缬氨酸α-酮异己酸

亮氨酸转氨基-CH3C=OCOO---CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH--CH3-CHα-酮异戊酸

4、甘油-α-磷酸衍生类型(丝氨酸族氨基酸的合成)包括：Ser、Gly、Cys甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CHO-+

COOH

CH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH--+α-酮戊二酸

甘AA

谷AA

乙醛酸

COOH

CH2NH2-

COOH

CH2OH

CHNH2-+NH3+CO2+2H++

2e-2H2O

丝AA

甘AA

碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸丝AA还有其它合成途径COOH

HO-CHCH2O-P--COOH

C=OCH2O-P--COOH

CHNH2CH2O-P--

COOH

CH2OH

CHNH2-COOH

C=OCH2O-P--COOH

HO-CHCH2OH--COOH

C=OCH2OH--H2O

Pi磷酸酶转氨基氧化H2O

Pi转氨磷酸化途径非磷酸化途径3-磷酸甘油酸3-磷酸羟基丙酮酸3-磷酸丝氨酸甘油酸3-羟基丙酮酸丝氨酸

半胱氨酸的合成途径（植物或微生物中）丝AA+乙酰-CoAO-乙酰丝AA+CoA

O-乙酰丝AA+硫化物半胱氨酸+乙酸三种氨基酸的关系乙醛酸甘AA丝AA半胱AA3-磷酸甘油酸转乙酰基酶提供硫氢基团5、4-磷酸-赤藓糖和烯醇式丙酮酸磷酸衍生类型

(芳香族氨基酸的合成)包括酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)、色AA(Trp)芳香族AA碳架：4-磷酸-赤藓糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH--NHCHN来自核糖来自谷氨酰胺的酰胺基从谷氨酸经转氨作用而来来自ATP芳香族氨基酸的关系色氨酸

PEP4-磷酸赤藓糖莽草酸分支酸预苯酸酪氨酸苯丙氨酸若将莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前体，因此芳香族氨基酸合成时相同的一段过程叫莽草酸途径6、组氨酸生物合成

His合成途径在一些方面不同于其他氨基酸的生物合成途径。

核糖-5-磷酸↓

His（二）氨基酸与一碳单位定义：具有一个碳原子的基团，又称一碳基团。种类：甲基-CH3

亚甲基-CH2-

次甲基-CH=甲酰基-HC=O

亚氨甲基-CH=NH羟甲基-CH2OH载体：一碳单位转移酶辅酶－－四氢叶酸(FH4)

一碳单位不能游离存在结合部位：FH4的N5，N10位主要来源：Gly,Ser,His,Thr

等一碳单位的产生1.亚甲基来自丝氨酸和甘氨酸代谢CH2OHCHNH2COOH+FH4丝氨酸羟甲基转移酶-H2ON5，N10-CH2-FH4CH2NH2COOH+丝氨酸甘氨酸一碳单位主要来源CH2NH2COOH+FH4甘氨酸氨解酶NAD+NADH+H+

CO2+NH3+N5，N10-CH2-FH4甘氨酸2.甲酰基来自色氨酸和甘氨酸代谢中产生的甲酸色氨酸犬尿氨酸+HCOOH甘氨酸乙醛酸甲酸

氧化脱氨基氧化HCOOHN10-CHO-FH4FH4甲酰化酶FH4ATPADP+Pi3.亚氨甲基来自组氨酸分解代谢HC=C-CH2CH-COOHHNNNH2CHHOOC-CH-(CH2)2-COOH

HNNH

CH组氨酸亚氨甲酰谷氨酸亚氨甲基转移酶FH4N5-CH=NH-FH4谷氨酸4.次甲基的生成（1）亚甲基脱氢N5，N10-CH2-FH4N5，N10=CH