《生物化学》课件-项目7 含氮小分子代谢

氨基酸一般代谢案例导入急性肝炎转氨酶活性升高氨基酸代谢概况氧化供能食物蛋白质消化吸收组织蛋白质分解体内合成氨基酸

(非必需氨基酸)α-酮酸脱氨基作用酮体糖胺、CO2脱羧基作用氨尿素代谢转变其他含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成氨基酸代谢库氨基酸脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用的定义氨基酸在酶的作用下脱去氨基生成氨和相应α-酮酸的过程氨基酸脱氨基作用氧化脱氨基转氨基作用脱氨基方式嘌呤核苷酸循环联合脱氨基联合脱氨基（最主要的方式）氨基酸的氨基在氨基转移酶（转氨酶）的催化下，转移到α-酮酸的酮基上生成相应的α-氨基酸；而原来的α-氨基酸则转变为相应的α-酮酸的过程一、转氨基作用反应式一、转氨基作用一、转氨基作用一、转氨基作用正常人各组织中ALT及AST活性(单位/克湿组织)组织肝肾心骨骼肌胰腺脾肺血清ALT4400019000710048002000120070016AST142000910001560009900028000140001000020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转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛一、转氨基作用指氨基酸在氧化酶的催化下脱去氨基同时伴随脱氢氧化的过程L-谷氨酸脱氢酶广泛存在于肝、脑、肾等组织中L-谷氨酸α-酮戊二酸亚谷氨酸NH3H2O2CHCOOHNHCHNHCCOOHCCOOHOCCOOHCCOOH+NAD(P)+NAD(P)H+H+CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2二、氧化脱氨基作用在转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶的联合作用下使氨基酸脱去氨基的作用此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式主要在肝、脑和肾组织进行氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+转氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶三、联合脱氨基作用主要在骨骼肌和心肌中进行苹果酸

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腺苷酸脱氨酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)四、嘌呤核苷酸循环小结

体内大部分氨基酸的共同代谢途径是脱氨基作用转氨基作用氧化脱氨基作用联合脱氨基作用（最主要）嘌呤核苷酸循环脱氨基方式如果饮食中富含丙氨酸但缺乏天冬氨酸那么是否出现天冬氨酸的缺乏症呢？思考题氨的代谢摄入过多高蛋白质食物对机体有害吗？机体中氨主要来自氨基酸脱氨基作用膳食中蛋白质过多时，氨的生成也增多膳食中蛋白质氨正常人血液中氨的浓度不超过60μmol/L氨是有毒物质，主要侵犯神经系统氨（NH3）中枢神经系统一、氨的来源氨基酸脱氨基作用01肠道吸收的氨02肾脏重吸收的氨03蛋白质谷氨酰胺

谷氨酸

NH3+入血排出碱性酸性血氨尿素体内氨的主要来源NH3NH4++H-OH入血排出氨（NH3）二、氨的转运谷氨酰胺的运氨作用氨是有毒物质血中的NH3主要是以无毒的Ala及Gln两种形式运输的丙氨酸-葡萄糖循环二、氨的转运——谷氨酰胺的运氨作用NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶（脑、肌肉）谷氨酸+谷氨酰胺酶（肝、肾）主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨Gln即是氨的一种解毒形式，也是氨的储存和运输形式二、氨的转运——丙氨酸-葡萄糖循环三、氨的去路氨（NH3）123合成尿素合成谷氨酰胺合成其他含氮化合物四、临床应用血氨浓度升高称高氨血症此时可引起脑功能障碍，称肝性脑病常见于肝功能严重损伤或尿素合成酶系的遗传缺陷高氨血症与肝性脑病小结

氨基酸脱氨基作用氨的来源氨的去路肠道吸收的氨肾脏重吸收的氨合成尿素合成谷氨酰胺合成其他含氮化合物谷氨酰胺的运氨作用丙氨酸-葡萄糖循环氨的运转肝性脑病的致病机制是什么呢？思考题尿素循环与肝性脑病氨（NH3）中枢神经系统正常人为何不会发生氨中毒？蛋白质氨（NH3）尿素循环

NH4+非必需氨基酸氨（NH3）≤60μmol/L尿素大部分小部分一、尿素循环1932年HansKrebs和KurtHenseleit提出尿素循环代谢途径鸟氨酸循环(orinithinecycle)一、尿素循环12543合成部位：肝脏（线粒体和胞液）一、尿素循环合成过程一、尿素循环H2NNH2OAspNH3血尿素氮：成人3.2～7.2mmol/L升高见于器质性肾功能损害、肾前性少尿、蛋白质分解或摄入过多，还可做为透析充分性指标合成尿素的两个氨（NH3）氨基酸脱氨基生成的氨天冬氨酸二、高血氨症肝功能严重损伤高血氨症尿素合成相关酶遗传缺陷血氨浓度升高病因在肝，表现在脑三、肝性脑病TCA循环↓脑供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3脑内α-酮戊二酸↓NH3NADH+H+ATPNAD+NADH+H+NAD+ATPADPADP四、临床应用临床护理肝性脑病患者限制其蛋白质摄入口服谷氨酸盐口服酸性利尿药弱酸性盐水灌肠降低血氨浓度小结

合成尿素1个CO2消耗3个ATP2个NH3氨基酸脱氨基生成的氨高血氨症及肝性脑病发病机制天冬氨酸根据高氨血症发生的原因思考高氨血症的治疗原则及方法是什么？思考题氨基酸的脱羧基作用VB6案例导入氨基酸的脱羧基作用氨基酸在氨基酸脱羧酶的催化下脱去羧基生成相应胺和CO2的过程定义磷酸吡哆醛γ-氨基丁酸GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用1、γ-氨基丁酸GABACOOH(CH2)2CH2NH2

CO2谷氨酸脱羧酶COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸组胺组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性创伤性休克、炎症、过敏反应等与组胺的释放密切相关组胺能使支气管平滑肌痉挛引起哮喘还可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌2、组胺L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2HNNCH2CHCOOHNH2HNNCH2CH2NH25-羟色胺5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用5-HT在外周组织有收缩血管的作用3、5-羟色胺5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2CH2NH2HO牛磺酸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分脑中含有较多牛磺酸，能提高脑细胞的活性，增强记忆力4、牛磺酸

L-半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸

磺酸丙氨酸脱羧酶CO2磷酸吡哆醛CH2SHCHNH2COOHCH2SO3HCHNH2COOHCH2SO3HCHNH2

3(O)多胺多胺是调节细胞生长的重要物质5、多胺腺苷-S-(CH2)3-NH2COOH(SAM)腺苷-S-(CH2)3-NH2脱羧基SAMSAM脱羧酶CO2H2N-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2精脒(spermidine)5'-甲基-硫-腺苷丙胺转移酶

H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2

精胺(spermine)鸟氨酸脱羧酶H2N-(CH2)4-NH2

腐胺CO2H2N-(CH2)4-COOHNH2

鸟氨酸丙胺转移酶小结

氨基酸可通过脱羧基作用生成相应的胺类某些胺类物质在体内有重要的生理作用催化该反应的酶是氨基酸脱羧酶其辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸通过脱羧基作用生成的胺类物质在体内有哪些生理作用呢？思考题核苷酸的合成代谢DNA和RNA在人体中是必不可少的物质那么组成他们的核苷酸是从哪里来的呢？一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等为原料合成嘌呤核苷酸的途径定义部位主要其次很难肝是主要合成器官其次是小肠和胸腺脑、骨髓则很难进行此途径从头合成途径一、嘌呤核苷酸的合成代谢嘌呤碱合成的元素来源一、嘌呤核苷酸的合成代谢合成过程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IMPAMPGMPH2N-1-R-5´-P(5´-磷酸核糖胺)谷氨酰胺谷氨酸磷酸核糖酰胺转移酶PRPP合成酶和磷酸核糖酰胺转移酶是关键酶一、嘌呤核苷酸的合成代谢利用游离的嘌呤或嘌呤核苷，合成嘌呤核苷酸的过程称为补救合成(或重新利用)途径定义补救合成途径参与补救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)腺苷激酶(adenosinekinase)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)一、嘌呤核苷酸的合成代谢合成过程补救合成的特点节省从头合成时的能量和氨基酸某些组织器官如脑、骨髓等主要是进行补救合成腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP二、嘧啶核苷酸的合成代谢利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等为原料合成嘧啶核苷酸的途径定义部位主要主要是肝从头合成途径嘧啶合成的元素来源二、嘧啶核苷酸的合成代谢NNCCCC天冬氨酸CO2谷氨酰胺合成过程二、嘧啶核苷酸的合成代谢ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸氨基甲酰磷酸合成酶II氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS-Ⅱ)是尿嘧啶核苷酸的合成的主要调节酶二、嘧啶核苷酸的合成代谢补救合成过程补救合成的特点节省从头合成时的能量和氨基酸某些组织器官，如脑、骨髓等主要是进行补救合成嘧啶+PRPP嘧啶核苷酸+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶核苷+ATP嘧啶核苷激酶嘧啶核苷酸

+ADP嘧啶核苷酸的补救合成二、嘧啶核苷酸的合成代谢脱氧核糖核苷酸的生成ADPGDPCDPUDPNADPH++H+核糖核苷酸还原酶dADPdGDPdCDPdUDPNADP++H2O+四、临床应用氨蝶呤、甲氨蝶呤是叶酸的类似物，均可竞争性抑制二氢叶酸还原酶活性，从而影响辅酶四氢叶酸的生成，抑制嘌呤核苷酸及脱氧胸苷酸的合成小结

人体内的核苷酸主要由组织细胞自身合成因此核苷酸不属于营养物质体内核苷酸的合成途径有两条补救合成某些核苷酸的抗代谢物在临床上可作为抗病毒或抗肿瘤药物从头合成主要途径临床上哪些抗肿瘤药物是通过影响核酸代谢达到治疗作用的？思考题核苷酸的分解代谢痛风是由于体内尿酸水平过高所导致的那么人体内的尿酸是怎么来的呢？一、嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX(黄嘌呤)黄嘌呤氧化酶NNNHNOHHOOH尿酸核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖嘌呤核苷酸的分解代谢尿酸的生成一、嘌