第9章 含氮化合物课件

第9章含氮化合物第09章含氮化合物的代谢第9章含氮化合物

描述解蛋白质的消化、吸收及腐败作用、肝昏迷及氨基酸代谢障碍相关疾病、痛风症的原因及治疗措施记住氨基酸的脱氨基作用及氨的来源去路、核苷酸酸合成的原料及分解代谢产物说出个别氨基酸的代谢、核苷酸的功能学习目标第9章含氮化合物第1节概述第2节氨基酸的一般代谢第3节个别氨基酸的代谢第4节核苷酸的代谢第09章第9章含氮化合物Introduction第1节概述

第9章含氮化合物

（一）消化1、胃中消化胃蛋白酶原胃蛋白酶H+激活

蛋白质多肽胃蛋白酶一、蛋白质的消化吸收和腐败作用第9章含氮化合物

胰蛋白酶原

肠激酶

糜蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶（+）

蛋白质

肽

氨基酸内肽酶外肽酶

酶原的激活

胰蛋白酶水解2、小肠内消化（主要部位）第9章含氮化合物第9章含氮化合物1

主要部位：小肠（1）氨基酸载体（运载蛋白）碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸载体（2）

-谷氨酰基循环：通过谷胱甘肽转运2

吸收机制中性氨基酸载体：主要载体（二）氨基酸的吸收第9章含氮化合物（三）腐败作用概念：

肠道细菌对肠中未消化的蛋白质和未吸收的氨基酸所起的分解作用。腐败作用产物：

胺类（尸胺、色胺、酪胺、苯乙胺）氨其他有害物质（苯酚、吲哚、硫化氢等）第9章含氮化合物二、核酸的消化与吸收食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶第9章含氮化合物MetabolismofNormal

AminoAcids第2节氨基酸的一般代谢第9章含氮化合物脱羧氧化分解脱氨一、氨基酸的来源和去路

食物蛋白消化吸收体内合成（非必需氨基酸）组织蛋白（主）合成其它含氮化合物氨基酸代谢库组织蛋白降解转变来源去路第9章含氮化合物二、氨基酸的脱氨基作用四种方式：（一）氧化脱氨基作用（二）转氨基作用（三）联合脱氨基作用（主要方式）（四）嘌呤核苷酸循环（心肌和骨骼肌脱氨基方式）第9章含氮化合物CHCOOHRNH2亚氨基酸氨基酸氧化酶

–2HHNCHCOOHR氨基酸

-酮酸+H2ONH3（一）氧化脱氨基作用COOHCRO+第9章含氮化合物

L-谷氨酸脱氢酶在人体内分布广且活性高辅酶为NAD+或NADP+能催化L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸和氨但L-谷氨酸脱氢酶在心肌和骨骼肌中活性较低。

重要的氨基酸氧化酶第9章含氮化合物

L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH3

+|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2第9章含氮化合物（二）转氨基作用

α-氨基酸1

R1-CH-COO-

NH+3

|α-酮酸1

R1-C-COO-O||

R2-C-COO-O||α-酮酸2

R2-CH-COO-

NH+3

|α-氨基酸2转氨酶（磷酸吡哆醛）第9章含氮化合物1.丙氨酸氨基转移酶（ALT）或谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高2.天冬氨酸氨基转移酶（AST）或谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗患者血清AST升高谷氨酸+

丙酮酸

-酮戊二酸

+丙氨酸重要的转氨酶ALT谷氨酸+草酰乙酸

-酮戊二酸+天冬氨酸AST第9章含氮化合物

正常人各组织GOT及GPT活性(单位/克湿组织)测定血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。第9章含氮化合物

转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式相关的酶：转氨酶

L-谷氨酸脱氢酶（三）联合脱氨基作用（体内氨基酸脱氨基的主要方式）第9章含氮化合物联合脱氨基作用转氨酶L-谷氨酸脱氢酶H20+NAD+NH3+NADHα-酮酸α-氨基酸α-酮戊二酸L-谷氨酸第9章含氮化合物（四）嘌呤核苷酸循环（心肌、骨骼肌）苹果酸

腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸转氨酶1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶

2腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)第9章含氮化合物（一）体内氨的来源1.

氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源2.

肠道吸收的氨肠道细菌腐败作用产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨3.肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶三、氨的代谢第9章含氮化合物1.谷氨酰胺的运氨作用谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在脑、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。谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。(脑、肌肉)(肝、肾)(二)氨的转运第9章含氮化合物2.丙氨酸-葡萄糖循环第9章含氮化合物丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途径肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖第9章含氮化合物(三)氨的去路1.合成尿素排出2.以铵盐形式经肾脏排出3.合成非必需氨基酸4.参与嘌呤和嘧啶等含氮化合物的合成。第9章含氮化合物尿素的生成生成部位主要在肝细胞的线粒体及胞液中。生成过程鸟氨酸循环(orinithinecycle)又称尿素循环(ureacycle)第9章含氮化合物1）氨基甲酰磷酸的合成（线粒体）

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸

消耗2分子ATP第9章含氮化合物2）瓜氨酸的合成（线粒体）鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸第9章含氮化合物3）精氨酸的合成（胞液）

精氨酸代琥珀酸合酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸第9章含氮化合物精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NHNH2(CH2)3CHCOOHNHNH2CNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH第9章含氮化合物4）精氨酸水解生成尿素（胞液）

NHNH2(CH2)3CHCOOHNHNH2C精氨酸酶CNH2NH2O+精氨酸尿素第9章含氮化合物鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸尿素线粒体胞液第9章含氮化合物1)主要器官：肝脏（肝细胞线粒体和胞浆）1CO2

2NH3（其中1分子来自于天冬氨酸）

3个ATP的4个高能磷酸键4)生理意义：是体内氨的主要去路，解氨毒的重要途径。3)总反应方程式：尿素

+2ADP+AMP+2Pi+PPi2)原料：合成1分子尿素需：2NH3+CO2+

3ATP+H2O尿素合成小结第9章含氮化合物(四)高氨血症和氨中毒

血氨浓度升高称高氨血症，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。

高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒,严重者出现肝昏迷（肝性脑病）第9章含氮化合物四、α-酮酸的代谢(一)合成非必需氨基酸(二)转变成糖及脂肪(三)氧化供能第9章含氮化合物必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸人体需要但不能自行合成，只能由食物提供的一类氨基酸；共8种异亮、蛋、缬、亮、色、苯丙、苏、赖非必需氨基酸人体需要但自身能合成的一类氨基酸。12种第9章含氮化合物生糖氨基酸丙、精、谷、甘、组、蛋、脯、丝、天、天胺、谷胺、胱生酮氨基酸亮、赖生糖兼生酮氨基酸苯丙、酪、色、苏、异亮第9章含氮化合物第3节个别氨基酸的代谢MetabolismofspecialAminoAcids第9章含氮化合物一、氨基酸的脱羧基作用

氨基酸胺+CO2脱羧酶第9章含氮化合物氨基酸脱羧生成的几种重要的胺2.组氨酸的脱羧基生成组胺1.谷氨酸脱羧生成

-氨基丁酸（GABA）3.色氨酸脱羧基生成5-羟色胺（5-HT）4.半胱氨酸氧化脱羧生成牛磺酸

5.鸟氨酸及蛋氨酸脱羧生成多胺

（精脒和精胺）第9章含氮化合物二、一碳单位的代谢

某些氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的有机基团（不包括CO、CO2、-COOH）。包括：甲基（-CH3）亚甲基（-CH2-甲烯基）次甲基（=CH-甲炔基）甲酰基（-CHO）亚氨甲基（-CH=NH）第9章含氮化合物（一）一碳单位的来源丝氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4组氨酸N5—CH=NH—FH4色氨酸

N10—CHO—FH4主要来源于以下氨基酸分解代谢第9章含氮化合物（二）一碳单位的载体——四氢叶酸（FH4）FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+第9章含氮化合物1.参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。2.将氨基酸与核苷酸代谢密切相连。（三）一碳单位的生理功用第9章含氮化合物三、蛋氨酸的代谢（一）蛋氨酸的转甲基作用

蛋氨酸+ATPS-腺苷蛋氨酸(SAM)PPi+PiS-腺苷蛋氨酸提供活泼甲基肾上腺素胆碱肌酸等

第9章含氮化合物(二)蛋氨酸循环(methioninecycle)蛋氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷蛋氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

转甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3第9章含氮化合物

四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸

苯丙氨酸

酪氨酸

色氨酸第9章含氮化合物儿茶酚胺苯丙氨酸酪氨酸苯丙氨酸羟化酶酪氨酸酶甲状腺素碘化黑色素氧化分解乙酰乙酸延胡索酸+多巴胺肾上腺素去甲肾上腺素第9章含氮化合物先天性缺乏酪氨酸酶导致白化病第9章含氮化合物苯酮酸尿症(PKU)

体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。第9章含氮化合物第4节核苷酸的代谢MetabolismofNucleotides

第9章含氮化合物一、核苷酸的合成代谢

从头合成途径

补救合成途径第9章含氮化合物从头合成途径:

是指利用氨基酸、一碳单位、二氧化碳和磷酸核糖等简单物质为原料，经过一系列酶促反应合成嘌呤或嘧啶核苷酸的途径。补救合成途径:

是指利用游离的嘌呤、嘧啶或其核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。第9章含氮化合物（一）嘌呤核苷酸的合成

1．嘌呤核苷酸的从头合成部位:肝(主要),其次是小肠粘膜和胸腺。整个过程在胞液中进行。合成原料:甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、一碳单位、二氧化碳和5-磷酸核糖。第9章含氮化合物嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）第9章含氮化合物

从头合成过程1)IMP的合成2)AMP和GMP的合成第9章含氮化合物R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下IMP

AMP

GMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶1)IMP的合成第9章含氮化合物2)AMP和GMP的生成第9章含氮化合物AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶ATP和GTP的生成第9章含氮化合物2.嘌呤核苷酸的补救合成途径部位:脑、骨髓等参与补救合成的酶:腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)第9章含氮化合物腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP第9章含氮化合物补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。先天性缺乏HGPRT导致自毁容貌症第9章含氮化合物3.嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等第9章含氮化合物从头合成途径补救合成途径(二)嘧啶核苷酸的合成代谢第9章含氮化合物嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸1.嘧啶核苷酸的从头合成合成部位主要是肝细胞胞液第9章含氮化合物合成过程1)尿嘧啶核苷酸的合成2)胞嘧啶核苷酸的合成第9章含氮化合物1)尿嘧啶核苷酸的合成第9章含氮化合物2)胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶