《生物化学》课件-项目七：氨基酸代谢

氨基酸代谢--氨基酸一般代谢氨基酸代谢0102目录氨基酸一般代谢氨基酸的一般代谢03个别氨基酸代谢氨基酸分解的共同途径氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程氧化脱氨基方式转氨基作用联合脱氨基嘌呤核苷酸循环氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨基L-谷氨酸脱氢酶广泛存在于肝、脑、肾等组织中其辅酶为NAD+

或NADP+GTP、ATP为其抑制剂；GDP、ADP为其激活剂氨基酸的脱氨基作用L-谷氨酸α-酮戊二酸亚谷氨酸NH3H2O2CHCOOHNHCHNHCCOOHCCOOHOCCOOHCCOOH+NAD(P)+NAD(P)H+H+CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2氧化脱氨基氨基酸的脱氨基作用在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸脱掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程转氨基作用氨基酸的脱氨基作用除甘氨酸、赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸外，绝大多数氨基酸均可参与转氨基作用。转氨基作用并未产生游离的氨转氨基作用氨基酸的脱氨基作用COOHCOOHNH2CCOOHR1HNH2+CCOOHR2OCR1O+CHR2转氨酶转氨基作用氨基酸的脱氨基作用机制氨基酸

磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶转氨基作用氨基酸的脱氨基作用转氨酶的种类多，专一性强，分布广。如肝细胞含量最高的丙氨酸氨基转移酶(ALT)，以及心肌细胞含量较高的天冬氨酸氨基转移酶(AST)转氨基作用的过程是转氨酶的辅酶磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的互变传递氨基机制转氨基作用氨基酸的脱氨基作用转氨酶

正常人各组织ALT及AST活性(单位/克湿组织)组织(GOT)(GPT)心1560007100骼肌990004800肾9100019000胰腺脾肺血清280002000140001200100007002016ALTAST组织(GOT)(GPT)ALTAST测定血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和判断预后的主要指标之一转氨基作用氨基酸的脱氨基作用两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+转氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶联合脱氨基氨基酸的脱氨基作用氨基酸脱氨基的主要方式体内合成非必需氨基酸的主要方式主要在肝、肾组织进行联合脱氨基氨基酸的脱氨基作用主要在肌组织进行嘌呤核苷酸循环氨基酸的脱氨基作用NH3的来源NH3的代谢氨基酸分解代谢产生的氨肠道吸收的氨肾脏产生的氨主要来源腐败作用、尿素水解谷氨酰胺分解Pr的肠中腐败作用NH3的代谢未被消化的Pr未被吸收的消化产物肠细菌分解胺类NH3氨的转运NH3的代谢L-谷氨酸谷氨酰胺NH3+ATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶(脑、肌肉)H2ONH3谷氨酰酶(肝、肾)尿素、铵盐等COOHCH2COOHCHNH2CH2CHNH2CONH2COOHCH2CH2谷氨酰胺的运氨作用（脑、肌组织）氨的转运NH3的代谢生理意义氨和谷氨酸在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解，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使天冬氨酸转化成天冬酰胺（合成蛋白质需要）天冬氨酸转化成天冬酰胺（合成蛋白质需要）氨的转运NH3的代谢白血病治疗白血病细胞不能或很少能合成天冬酰胺，必须依赖血液从其他器官运输而来，因此临床应用天冬酰胺酶减少血液中天冬酰胺，达到治疗目的氨的转运NH3的代谢谷氨酰胺的运氨作用脑、肌组织丙氨酸的运氨作用肌组织肌组织中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝，脱氨后生成丙酮酸异生为糖，为肌肉组织提供葡萄糖氨的转运NH3的代谢丙氨酸-葡萄糖循环氨的转运NH3的代谢氨是毒性物质，脑组织对氨的毒性非常敏感动物实验证明，如给家兔注射氯化铵，当血氨浓度达到2.9mmol/L（5mg/100ml）时，立即中毒致死正常人血氨浓度很低，＜60μmol/L（0.1mg/100ml）NH3的去路NH3的代谢去路合成谷氨酰胺肝内合成尿素合成非必需氨基酸及其他含氮化合物NH3的代谢尿素分子结构简式CNH3的去路NH3的代谢尿素分子中两个氨基分别来自于什么成分？尿素分子合成的部位在哪里？参与尿素合成的氨基酸分别是什么？尿素合成有何生理意义？NH3的去路NH3的代谢鸟氨酸循环NH3的去路NH3的代谢主要器官肝脏过程CO22NH3（其中1分子来自于天冬氨酸）3个ATP的4个高能磷酸键限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶（合成1分子尿素)尿素合成尿素合成NH3的代谢生理意义体内氨的主要去路CO22NH3（其中1分子来自于天冬氨酸）高血氨症与肝昏迷NH3的代谢引起高血氨症主要原因肝功能严重损伤尿素合成障碍血氨正常参考值5.54～65~mol/L高血氨症与肝昏迷NH3的代谢机制脑中氨升高，消耗

-酮戊二酸（转变为谷氨酸），使三羧酸循环减弱，ATP合成减少，引起大脑功能障碍，严重时昏迷高血氨症与肝昏迷NH3的代谢降低血氨的措施限制蛋白进食量给于肠道抑菌药物给予谷氨酸使其与氨结合为谷氨酰胺高血氨症与肝昏迷NH3的代谢肝功能受损尿素合成障碍血氨↑（高血氨症）大量氨进入脑组织

-酮戊二酸↓TCA循环受抑ATP生成↓NADH+H+↓、ATR↓能源物质消耗↑脑组织供能不足谷氨酸（神经递质）↓肝昏迷NH3+

-酮戊二酸NADH+H+谷氨酸ATR谷氨酰胺α-酮酸代谢α-酮酸经氨基化生成非必需氨基酸01α-酮酸可通过TCA循环和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，生成ATP02α-酮酸代谢α-酮酸转变成糖及脂类03生糖及生酮氨基酸类别氨基酸生糖氨基酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸代谢--个别氨基酸代谢氨基酸代谢0102目录蛋白质的营养价值氨基酸的一般代谢03个别氨基酸代谢氨基酸在酶的催化下脱去CO2生成相应胺的过程称为氨基酸的脱羧基作用催化这些反应的酶是氨基酸脱羧酶，其辅酶是磷酸吡哆醛（VitB6）个别氨基酸代谢氨基酸脱羧基作用胺类物质个别氨基酸代谢γ-氨基丁酸个别氨基酸代谢

GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用维生素B6妊娠呕吐小儿抽搐促进谷氨酸脱羧使中枢神经中GABA浓度增高γ-氨基丁酸个别氨基酸代谢组胺L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2

组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性（过敏），还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌个别氨基酸代谢5-羟色胺（5-HT)在运动性疲劳发生发展中起重要作用在中枢为抑制性神经递质，会引起嗜睡、困倦抑郁症患者脑内5-HT含量增高个别氨基酸代谢5-羟色胺（5-HT)在外围组织具有收缩血管的功能个别氨基酸代谢牛磺酸（taurine）L-半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸

磺酸丙氨酸脱羧酶CO2牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分个别氨基酸代谢多胺（polyamines）鸟氨酸脱羧酶SAM脱羧酶

鸟氨酸腐胺S-腺苷蛋氨酸(SAM)脱羧基SAM

CO2CO2精脒(spermidine)5'-甲基-硫-腺苷丙胺转移酶精胺(spermine)丙胺转移酶个别氨基酸代谢多胺（polyamines）多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，其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。临床上可以通过检测肿瘤患者尿或血液中多胺的含量作为肿瘤病人辅助诊断及病情的观察指标一碳单位代谢某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团称为一碳单位概念一碳单位代谢甲基（－CH3）种类甲烯基（－CH2－）甲炔基（－CH＝）甲酰基（－CHO）氨甲基（－CH=NH）CO2一碳单位代谢一碳单位种类

与四氢叶酸结合位点

存在形式甲基（－CH3）N5N5-CH3-FH4甲烯基（－CH2）N5和N10N5，N10-CH2-FH4甲炔基（－CH=）N5和N10N5，N10=CH2-FH4甲酰基（－CHO）N10N10-CHO-FH4亚氨甲基（－CH=NH）

N5N5，-CH2=NH-FH4一碳单位与四氢叶酸结合位点一碳单位代谢一碳单位的互相转变色氨酸嘌呤环C-2，C-8组氨酸色氨酸色氨酸胸腺嘧啶甲硫氨酸甲硫氨酸循环柿子干涩一碳单位代谢一碳单位的功能作为合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来磺胺类药物和某些抗肿瘤药物正是通过竞争性抑制的原理干扰了叶酸或四氢叶酸的合成，进而影响一碳单位的代谢与核苷酸的合成发挥药理作用含硫氨基酸的代谢胱氨酸蛋氨酸半胱氨酸2SHCH2CHNHCOOHCH2CHNH2COOH2CHNH2COOHSSCHCHNHCOOHCHCHNHCOOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2SCHCHCHNHCOOHCH含硫氨基酸含硫氨基酸的代谢含活性甲基蛋氨酸循环含硫氨基酸的代谢甲硫氨酸循环的生理意义为体内合成甲基化合物提供甲基使FH4得到再生，提高FH4的利用率芳香族氨基酸--苯丙氨酸和酪氨酸苯丙氨酸羟化酶酪氨酸（苯丙酮尿症）苯丙氨酸酪氨酸羟化酶儿茶酚胺（帕金森）酪氨酸酪氨酸酶黑色素（白化病）酪氨酸碘化甲状腺激素酪氨酸芳香族氨基酸--苯丙氨酸和酪氨酸苯丙氨酸和酪氨酸代谢儿茶酚胺的合成芳香族氨基酸--苯丙氨酸和酪氨酸临床应用帕金森病帕金森氏病又称震颤麻痹，是中老年人最常见的中枢神经系统变性疾病。目前公认其病因是神经细胞的退行性变，主要病变部位在黑质和纹状体帕金森是因为脑组织中多巴胺含量减少，乙酰胆碱功能相对亢进有关，故应补充多巴胺含量和降低胆碱能功能白化病酪氨酸黑色素酪氨酸酶光敏感，易患皮肤癌临床苯丙氨酸与酪氨酸的代谢芳香族氨基酸--苯丙氨酸和酪氨酸临床应用NH3中毒学说肝性脑病发生机制假神经递质学说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，称假神经递质假神经递质—芳香族氨基氨酸芳香族氨基酸--苯丙氨酸和酪氨酸β-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，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制假神经递质—芳香族氨基氨酸芳香族氨基酸--苯丙氨酸和酪氨酸临床应用正常情况支链氨基酸与芳香族氨基酸的比例为3.0-3.5，严重肝病时比例下降，血浆支链氨基酸下降，进入脑组织的芳香族氨基酸增多，形成假性神经递质，所以临床治疗肝昏迷可用支链氨基酸肝昏迷--假性神经递质学说氨基酸代谢--蛋白质的营养价值氨基酸代谢0102目录蛋白质的营养价值氨基酸的一般代谢03个别氨基酸代谢概述氨基酸代谢库分解脱羧脱氨胺类-酮酸NH3尿素酮体氧化供能糖转变其它含氮化合物消化吸收食物蛋白分解组织蛋白质合成非必需氨基酸体内合成概述必需氨基酸机体不能合成的氨基酸必需从食物中摄取赖缬异亮苯丙苏氨酸蛋亮色携一两本淡色书来概述半必需氨基酸酪氨酸与半胱氨酸在体内由苯丙氨酸与甲硫氨酸转变而来概述必需氨基酸组氨酸和精氨酸在体内合成量不能满足需要概述蛋白质需要量总氮平衡摄入氮=排出氮(正常成人)氮平衡正氮平衡摄入氮>排出氮(儿童、孕妇等)负氮平衡摄入氮