生化课件-氨基酸代谢.ppt

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1、2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,1,氨 基 酸 代 谢 Metabolism of Amino Acids,第 八 章,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,2,教学大纲对本章的要求 P78,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,3,蛋白质的生物学功能,营养功能：1.提供氮元素：是人体氮元素最重要来源；2.提供能量：人体每天18%能量由蛋白质提供。,物质运输,催化作用,代谢调控,信号转导,免疫防御,结构与运动,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,4,蛋白质的营养作用 Nutritional Function of Protein,第一节,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,

2、5,大量（克）：糖、脂肪、蛋白质、水； 微量（mg、g）：维生素、无机盐、 金属元素等。,营养物,按Armstrong的观点：水不是营养物，而它比这些营养物更重要。,糖：C.H.O 不能代替蛋白质 脂：C.H.O 蛋白质含元素：C、H、O、N。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,6,高等动植物都不能利用空气中的N2，而只能利用带负电荷的氮。,糖,食物蛋白质,脂肪,N,非营养必需氨基酸,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,7,一、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述,氮总平衡：摄入氮 = 排出氮 （正常成人）,氮正平衡：摄入氮 排出氮 （儿童、孕妇等）,氮负平衡：摄入氮 排出氮 （饥饿、

3、严重烧伤、大出血、消耗性疾病患者）,氮平衡的意义：间接反映体内蛋白质代谢的慨况。,（一） 氮平衡(nitrogen balance)实验 测定每日摄入食物中和排泄物中的含氮量，间接反映蛋白质在体内的代谢状况，称为氮平衡实验。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,8,（二） 生理需要量,成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。,三、 蛋白质的营养价值,（一） 必需氨基酸(essential amino acid),指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有8种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。,其余12

4、种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,9,（二） 营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值(nutrition value),食物蛋白质的营养价值：指食物蛋白质在体内的利用率。而食物蛋白质利用率的高低取决于必需氨基酸的数量、种类和比例。,（三） 食物蛋白质的互补作用,几种营养价值较低的食物蛋白，经混合食用后，可以提高食物蛋白质营养价值的现象。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,10,第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,2019/8/17,第8章 氨基酸代

5、谢,11,一、蛋白质的消化,食物蛋白质,胃、小肠,蛋白水解酶,氨基酸、小肽 （产物）,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,12,消化过程,（一）胃中的消化作用,胃蛋白酶的最适pH为1.52.5，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,13,（二）小肠中的消化 小肠是蛋白质消化的主要部位。,内肽酶(endopeptidase) 水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。,外肽酶(exopeptidase) 自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。,2019/8/17,第8章 氨基酸代

6、谢,14,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,15,肠液中酶原的激活,可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。 保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。 酶原还可视为酶的贮存形式。,酶原激活的意义,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,16,二、氨基酸的吸收,吸收部位：主要在小肠 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：耗能的主动吸收过程,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,17,（一）氨基酸吸收载体,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,18,（二）-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用,-谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程：,谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成,20

7、19/8/17,第8章 氨基酸代谢,19,半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly),细胞外,-谷 氨酰 基转 移酶,细胞膜,谷胱甘肽 GSH,细胞内,-谷氨酰基循环过程,氨基酸,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,20,利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系 此种转运也是耗能的主动吸收过程 吸收作用在小肠近端较强,（三）肽的吸收,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,21,三、 蛋白质在肠中的腐败作用,肠道中没有消化吸收的蛋白质和氨基酸，被细菌分解，而产生的代谢物，这个分解过程称为蛋白质的腐败作用。,腐败作用产生的代谢物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利

8、用的物质。,（一）蛋白质的腐败作用(putrefaction),2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,22,（二）胺类(amines)的生成,组氨酸,组胺,赖氨酸,尸胺,色氨酸,色胺,酪氨酸,酪胺,苯丙氨酸,苯乙胺,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,23,假神经递质(false neurotransmitter),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。,-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。严重的引起肝昏迷。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,24,肝脏,（三） 肠道中

9、氨的生成,未被吸收的氨基酸,渗入肠道的尿素,氨 (ammonia),肠道细菌 脱氨基作用,尿素酶,降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。,血液,尿素,H+,NH4+,排出,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,25,血液,渗透,肠道,肾,排出（20g）,NH2-CO-NH2,肝脏 合成,NH3,(25%)7g,NH2-CO-NH2,脲酶 （大肠杆菌 ）,2NH3+CO2（4g）,肠道吸收,降低肠道pH值，可使血NH3,抑制肠菌， 可使血NH3,（三） 肠道中氨的生成,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,26,（四）其它有害物质的生成,酪氨酸

10、,苯酚,半胱氨酸,硫化氢,色氨酸,吲哚,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,27,（二）蛋白质的半寿期,二、体内蛋白质分解,（一）体内蛋白质的降解,正常成年人，每天约有2%左右的组织蛋白质被更新而降解，释放的氨基酸7580%可以再利用，合成新的蛋白质，余下氨基酸则进入氨基酸代谢池分解或转化成其它物质。,蛋白质浓度下降到一半时所需要的时间，用t1/2表示。 作用：用来表达不同蛋白质的体内代谢速度。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,28,根据速度分快、中、慢三种：,快速更新：半寿期以秒、分、小时为计量单位；如酶蛋白，尤其是肝细胞中的某些关键酶。,中速更新：以天为计量单位，如，肝、血浆中

11、的蛋白质半寿期约10天；,慢速更新：以月为计量单位，如胶原蛋白，组蛋白等半寿期达6个月。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,29,不依赖ATP 利用组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白,2.依赖泛素(ubiquitin)的降解过程,1. 溶酶体内降解过程,依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白,（三）蛋白质转换更新(protein turnover),真核生物中蛋白质的降解有两条途径,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,30,泛素,76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD) 普遍存在于真核生物而得名 一级结构高度保守, 泛素化(ubiquitinati

12、on),泛素选择性与被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。, 蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解,泛素介导的蛋白质降解过程,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,31,被降解蛋白质,连接酶,AMP+PPi,HS-E2,泛素化过程,E1：泛素活化酶,E2：泛素携带蛋白,E3：泛素蛋白连接酶,+,HS-E1,ATP,HS-E1,HS-E2,E3,活化酶,携带蛋白,单泛素化蛋白,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,32,泛素,泛素,如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发癌瘤（促进抑癌蛋白P53降解）,体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用,连接酶,单泛素化蛋白,被降解蛋白质,

13、被 降 解 蛋 白 质,nHS-E2,E3,聚泛素化蛋白,蛋白酶体,泛素,氨基酸,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,33,蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白质。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,34,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,35,泛素介导的蛋白质降解过程：,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,36,第三节 氨基酸的一般代谢,General Metabolism of Amino Acids,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,37,食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布

14、于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。,（一） 氨基酸代谢库(metabolic pool),一、氨基酸代谢的概况,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,38,脱羧基作用,脱氨基作用,消化吸收,氨基酸代谢库,食物蛋白质,组织 蛋白质,分解,体内合成氨基酸 (非必需氨基酸),（二） 体内氨基酸代谢概况,-酮酸,酮体,氧化供能,糖,胺 类,氨,尿素,代谢转变,其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等),合成,铵盐,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,39,二、 氨基酸的转氨及脱氨作用,定义 指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。,脱氨基方式,转氨基作用 氧化脱氨基 联合脱氨基 非氧化脱氨基,2019/

15、8/17,第8章 氨基酸代谢,40,（一）转氨基作用(transamination),1. 定义 在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉-氨基生成相应的-酮酸，而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,41,2. 反应式,3）大多数氨基酸能参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。,1）是可逆反应，平衡点接近1，反应方向符合质量作用定律；,2）可认为是氨的重新分布；,4）氨的转移，转到最后都转到三种重要的-酮酸分子上，即丙酮酸、草酰乙酸和-KG。其中尤以-KG最重要；,5）所有转氨酶的辅酶都是以磷酸吡啶醛或磷酸吡哆胺为

16、辅酶，都是维生素B6的磷酸酯，在反应中可逆传递氨基。,6)重要的转氨酶有两个：GPT和GOT。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,42,3. 转氨基作用的机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,43,H2O,H2O,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,44,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,45,4. 转氨酶,正常人各组织GOT（ALT）及GPT（AST）活性 (单位/克湿组织),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。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,46,转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需

17、氨基酸的重要途径。,通过此种方式并未产生游离的氨。,5. 转氨基作用的生理意义,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,47,（二）L-谷氨酸氧化脱氨基作用,存在于肝、脑、肾中 辅酶为 NAD+ 或NADP+ GTP、ATP为其抑制剂 GDP、ADP为其激活剂,催化酶： L-谷氨酸脱氢酶,L-谷氨酸,NH3,-酮戊二酸,NAD(P)+,NAD(P)H+H+,H2O,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,48,（三）联合脱氨基作用,两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下-氨基生成-酮酸的过程。,2. 类型,1）转氨基偶联氧化脱氨基作用,1. 定义,2）转氨基偶联嘌呤核苷酸循环,2019/8/1

18、7,第8章 氨基酸代谢,49,1） 转氨基偶联谷氨酸氧化脱氨基作用,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、肾组织进行。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,50,2）转氨基偶联嘌呤核苷酸循环（肌肉）,苹果酸,腺苷酸 代琥珀酸,次黄嘌呤核苷酸(IMP),-酮戊 二酸,氨基酸,谷氨酸,-酮酸,草酰乙酸,天冬氨酸,H2O,NH3,延胡索酸,腺嘌呤核苷酸 (AMP),腺苷酸代琥珀酸合酶,腺苷酸代琥珀酸裂解酶,腺苷酸脱氢酶,转氨酶2,转氨酶1,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,51,（一）血氨的来源,1. 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,

19、胺类的分解也可以产生氨。,三、氨的代谢（Metabolism of Ammonia）,2. 肠道吸收的氨,氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨。,尿素经肠道细菌脲素酶水解产生的氨。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,52,3.肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺。,正常人血氨浓度一般不超过 60mol/L。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,53,（二）氨的转运,1. 丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle),肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝，脱氨后生成的丙酮酸，经异生转变成糖，又能为肌肉提供能量。,2. 谷氨酰胺的运氨作用,1）在脑、肌肉中，氨和谷氨酸合成谷

20、氨酰胺，运输到肝和肾后再分解。,2）谷氨酰胺合成既能解除氨毒，又能储存氨和运输氨。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,54,（一）丙氨酸-葡萄糖循环转运氨,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,55,生成过程,（脑、肌肉）,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。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,56,（三） 血氨的去路,1） 在肝内合成尿素，这是最主要的去路,2）合成非必需氨基酸及其它含氮化合物,3）合成谷氨酰胺,4）肾小管泌氨,分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,57,血氨浓度 60mol

21、/L,3,2,血氨的来源和去路小结,氨基酸及胺的分解,肠道细菌腐败作用,肾重吸收的氨释放入血,肝内合成尿素，排出体外,合成谷氨酰胺等非必需氨基酸,合成嘌呤、嘧啶,肾分泌的氨形成铵盐，排出体外,1,3,4,2,1,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,58,（三）尿素的生物合成,1. 生成部位 主要在肝细胞的线粒体及胞液中。,2. 生成过程,尿素生成的过程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称尿素循环(urea cycle)或Krebs- Henseleit循环。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,59,鸟氨

22、酸循环示意图,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,60,1） 氨基甲酰磷酸的合成,CO2 + NH3 + H2O + 2ATP,氨基甲酰磷酸合成酶 （N-乙酰谷氨酸，Mg2+）,氨基甲酰磷酸,反应在线粒体中进行,N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATP。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,61,N-乙酰谷氨酸结构,N-乙酰谷氨酸合成,乙酰CoA + Glu,N-乙酰谷氨酸（AGA）,N-乙酰谷氨酸合成酶,AGA合成酶的激活剂：精氨酸,临床应用：治疗肝昏迷，补充精氨酸，加速尿素生成,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,62,鸟氨酸氨基甲酰转移酶,2） 瓜氨酸的合成,H3PO4

23、,+,氨基甲酰磷酸,由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(OCT)催化，OCT常与CPS-构成复合体。,反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,63,3） 精氨酸的合成,反应在胞液中进行。,精氨酸代 琥珀酸合成酶,ATP,AMP+PPi,Mg2+,+,天冬氨酸,精氨酸代琥珀酸,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,64,精氨酸,延胡索酸,精氨酸代琥珀酸裂解酶,精氨酸代琥珀酸,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,65,4） 精氨酸水解生成尿素,反应在胞液中进行,尿素,鸟氨酸,精氨酸,精氨酸酶,H2O,鸟氨酸循环,线粒体,胞 液,2019/8/17,第8章 氨基

24、酸代谢,67,3. 反应特点,原料：2 分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。 过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。 耗能：3 个ATP，4 个高能磷酸键。,精氨酸代琥珀酸合成酶（argininosuccinate synthetase ASAS）ASAS是尿素合成的限速酶,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,68,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,69,4. 尿素合成的生理意义,1）鸟氨酸循环是体内氨最主要的分解代谢途径。,3）尿素是氨基酸在体内分解的最终代谢产物之 一，它在肝脏内合成，经血液运输到肾脏排泄。,2）鸟氨酸循环能将有毒的氨转变成无毒的尿素， 故具有解毒作用

25、，鸟氨酸循环是体内重要的解毒 机制。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,70,（四）尿素生成的调节,1. 食物蛋白质的影响,高蛋白膳食 合成,低蛋白膳食 合成,1）CPS-的调节：AGA、精氨酸为其激活剂,2. 尿素生成酶系的调节：,2）调节限速酶精氨酸代琥珀酸合成酶的活性,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,71,3）谷氨酸促进尿素合成,三羧酸循环,ATP 生成,尿素 生成,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,72,（五）尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒,生理情况：血氨来源与去路保持动态平衡，而肝合成尿素对维持这个平衡起关键作用。,病理情况：例如肝功能严重损伤、尿素合成相关酶

26、的遗传性缺陷等，均可发生尿素合成障碍，使血氨浓度升高，称为高血氨症。,高血氨症临床表现：呕吐、厌食、间隙性共济失调、意识障碍、行为失常、嗜睡甚至出现昏迷等。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,73,TAC ,脑供能不足,脑内 -酮戊二酸,-酮戊二酸,谷氨酸,谷氨酰胺,NH3,NH3,肝昏迷,高血氨的毒性作用机制尚不完全清楚。,一般认为：,另一种可能性：谷氨酸、谷氨酰胺增多，渗透压增大，引起脑水肿。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,74,二、-酮酸的代谢,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,75,（二）经氨基化生成非必需氨基酸,（一）转变成糖及脂类,（三）氧化供能,-酮酸在体内

27、可通过TAC 和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,76,第五节 个别氨基酸的代谢,Metabolism of Individual Amino Acids,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,77,氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛,胺是体内的生理活性物质，主要在肝中灭活,一、氨基酸脱羧基作用,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,78,（一）-氨基丁酸(-aminobutyric acid, GABA),GABA是中枢神经系统主要的抑制性神经递质，抑制中枢神经兴奋。在学习和记忆过程及视觉形成和发育中发挥重要作用。 异烟肼与B6结合

28、，加快B6的排泄，使GABA生成不足，可诱发惊阙等神经症状。,（二）牛磺酸(taurine),牛磺酸功能： 1.在脑神经细胞发育过程中起重要作用。促进婴幼儿脑组织和智力发育，能明显促进神经系统的生长发育和细胞增殖、分化，且呈剂量依赖性，牛磺酸在母乳，尤其是初乳中含量最高，可弥补早产儿不足。 2.提高神经传导和视觉机能，抑制白内障的发生发展； 3.防止心血管病，抑制血小板凝集，降低血脂； 4.与胆汁酸结合，形成结合胆汁酸，促进脂类、胆固醇的溶解，抑制胆固醇结石； 5.改善记忆的功能,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,80,（三）组胺 (histamine),组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛

29、细血管的通透性，诱发荨麻疹等过敏反应。 可使平滑肌收缩，引起支气管痉挛，导致哮喘。 能可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,81,（四）5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT),5-HT分布广泛，在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有强烈缩血管的作用/刺激支气管平滑肌收缩。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,82,（五）多胺（polyamine） 1.概念：一类含有3个或3个以上氨基的化合物。,2.生成过程：,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,83,3.作用： 多胺是调节细胞生长的重要物质，精液及肿瘤组织中含量多，凡生

30、长旺盛的组织，如胚胎、再生肝、癌瘤组织等，多胺水平都会增高。,4.作用机制： 目前还不清楚，可能与其稳定细胞结构，与核酸分子结合，促进核酸和蛋白质的生物合成有关。,5.临床意义： 测定病人血或尿中多胺的水平，作为癌瘤辅助诊断及病情变化的生化指标之一。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,84,二、一碳单位的代谢,（一）概述,定义： 某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位(one carbon unit)。,甲基 (methyl),-CH3,甲烯基 (methylene),-CH2-,甲炔基 (methenyl),-CH=,甲酰基 (formyl),-CHO,亚胺甲基

31、 (formimino),-CH=NH,主要参与嘌呤、嘧啶、肌酸、胆碱的合成过程。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,85,（二）四氢叶酸是一碳单位的载体,FH4的生成,5，6，7，8-四氢叶酸（FH4）,氨基蝶呤,对氨基苯甲酸,谷氨酸,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,86,FH4携带一碳单位的形式及命名,（一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上）,N5CH3FH4,N5、N10CH2FH4,N5、N10=CHFH4,N10CHOFH4,N5CH=NHFH4,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,87,（三）一碳单位的互相转变,N10CHOFH4,N5, N10=CH

32、FH4,N5, N10CH2FH4,N5CH3FH4,N5CH=NHFH4,H+,H2O,NADPH+H+,NADP+,NADH+H+,NAD+,NH3,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,88,一碳单位主要来源于氨基酸代谢,丝氨酸,N5, N10CH2FH4,甘氨酸,N5, N10CH2FH4,组氨酸,N5CH=NHFH4,色氨酸,N10CHOFH4,（四）一碳单位与氨基酸代谢,（五）一碳单位的生理功能,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,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,89,三、含硫氨基酸的代谢,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,甲硫氨基酸可转变为半胱氨酸和胱氨

33、酸，半胱氨酸与胱氨酸可以互变，但都不能转变成甲硫氨酸。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,90,（一）蛋氨酸的代谢,1. 蛋氨酸与转甲基作用,腺苷转移酶,PPi+Pi,+,蛋氨酸,ATP,S腺苷蛋氨酸(SAM),2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,91,甲基转移酶,RH,RHCH3,腺苷,SAM,S腺苷同型半胱氨酸,同型半胱氨酸,SAM为体内甲基的直接供体,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,92,2. 甲硫氨酸循环(methionine cycle),VitB12,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,93,3. 为肌酸与肾上腺素合成提供甲基,4.蛋氨酸循环的生理意义,1）提

34、供有活性的甲基； 2）减少甲硫氨酸的消耗； 3）B12缺乏，该循环受阻，影响叶酸再利用，可导致核酸合成障碍，产生巨幼红细胞贫血。,胍乙酸,SAM,肾上腺素,去甲肾上腺素,肌酸,磷酸肌酸,SAM,S-腺苷同型半胱氨酸,S-腺苷同型半胱氨酸,ATP,转甲基酶,转甲基酶,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,94,（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢,1. 半胱氨酸与胱氨酸的互变,两个半胱氨酸通过二硫键形成一个胱氨酸，这种结构互变，具有重要作用。,2分子半胱氨酸（-SH）,胱氨酸（-S-S-）,2分子还原型 谷胱甘肽 （2GSH）,1分子氧化型 谷胱甘肽（GSSG）,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢

35、,95,结构互变的重要作用 1）维持蛋白质空间构象的稳定性； 2）巯基酶的活性中心含有半胱氨酸，其巯基既是结合底物的必需基团，也是某些毒物如介子气、重金属盐的结合基团，从而抑制酶活性。 3）还原型谷胱甘肽能保护酶分子上的巯基和红细胞膜的稳定性，因而具有重要的生理功能。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,96,O2,2ATP,随尿排出,PAPS （活性硫酸根）,2.半胱氨酸的分解代谢,提供活性硫酸根。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,97,3. 半胱氨酸可生成活性硫酸根（PAPS）,PAPS为活性硫酸根，是体内硫酸基团的供体,活性硫酸基团功能：参与肝内生物转化作用，促进药物、雌激素

36、、毒物的代谢等。,活性硫酸根,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,98,肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒唑基，SAM提供甲基而合成。,四、肌酸的代谢,+,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,100,肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatine phosphate)是能量储存、利用的重要化合物。,肝是合成肌酸的主要器官。,肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。,肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐(creatinine)。,肌酸代谢小结,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,101,五、芳香族氨基酸的代谢,芳香族氨基酸代谢可产生神经递质，其中苯丙氨酸和色氨酸为必需氨基酸。,2

37、019/8/17,第8章 氨基酸代谢,102,（一）苯丙氨酸和酪氨酸代谢既有联系又有区别,1. 苯丙氨酸羟化生成酪氨酸,反应不可逆，苯丙氨酸羟化酶缺乏可引起苯丙酮酸尿症，属遗传性疾病。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,103,正常时只有少量苯丙氨酸可转变成苯丙酮酸，如先天性苯丙氨酸羟化酶缺陷患者，经转氨作用可大量生成苯丙酮酸及代谢物，经尿排出，称为苯丙酮酸尿症。,苯丙酮酸尿症（phenylketonuria PKU）：,苯丙酮酸堆集对中枢神经系统产生毒性，使脑发育障碍，患儿智力低下。 治疗原则：早期发现，控制膳食中苯丙氨酸的含量。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,104,四氢蝶

38、呤,2. 酪氨酸转变成儿茶酚胺和黑色素或彻底氧化分解,限速酶,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,105,儿茶酚胺: 包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素,1、对心血管系统的作用：儿茶酚胺通过受体作用于心脏，使心率加快，收缩力增强，传导速度增快，心输出量增加。 2、对内脏的作用：儿茶酚胺通过2受体使平滑肌松弛，通过1受体使之收缩。 3、对代谢的作用：儿茶酚胺参与生热作用的调节，通过受体增加氧耗量而产热。并可促进机体内储备能量物质的分解。 4、儿茶酚胺对细胞外液容量和构成及水、电解质的代谢有重要的调节作用。 5、儿茶酚胺可引起肾素、胰岛素和胰高血糖素、甲状腺激素、降钙素等多种激素分泌的变化。,

39、2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,106,帕金森病（parkinson disease）患者多巴胺生成减少。,一种常见于中老年的神经系统变性疾病，多在60岁以后发病。,主要表现为患者动作缓慢,手脚或身体的其它部分的震颤,身体失去了柔软性,变得僵硬。,是一种中枢神经系统变性疾病，主要是因位于中脑部位“黑质“中的细胞发生病理性改变后，多巴胺的合成减少，抑制乙酰胆碱的功能降低，则乙酰胆碱的兴奋作用相对增强。两者失衡的结果便出现肌肉僵直.,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,107,2. 酪氨酸的分解代谢,体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。,尿黑酸酶,2019/8

40、/17,第8章 氨基酸代谢,108,羟化,酪氨酸转变成黑色素,酪氨酸,多巴,脱羧,先天缺乏酪氨酸酶，黑色素生成障碍，引起白化病。,酪氨酸酶,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,109,在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶等催化合成黑色素。 人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病(albinism)。,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,110,3. 酪氨酸的分解代谢,体内代谢尿黑酸酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。,尿黑酸酶,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,111,1,2,3,4,酶系先天缺乏,先天性缺乏 氧化酶系,甲基化,2019/8/17,

41、第8章 氨基酸代谢,112,（二）色氨酸代谢,色氨酸,5-羟色胺,一碳单位,丙酮酸 + 乙酰乙酰CoA,维生素 PP,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,113,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,114,六、支链氨基酸的代谢,支链氨基酸,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,115,支链氨酸的分解有相似的代谢过程,亮氨酸 异亮氨酸 缬氨酸,相应的酮酸,相应的酯酰CoA,相应-脂酰CoA,乙酰CoA,转氨基作用,乙酰乙酸,乙酰CoA,琥珀酰CoA,琥珀酰CoA,氧化脱羧并有CoA参加,进入脂酸氧化,亮,异亮,缬,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,116,衡量肝功能衰竭的一个指标

42、： 血液中支链氨基酸/芳香族氨基酸比例 正常时： BCAA/ACAA 3.0-3.5 肝功能受损： BCAA/ACAA 1.5-2.0,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,117,七、 氨基酸的重要含氮衍生物,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,118,第六节 氨基酸与糖、脂代谢的关系,一、氨基酸代谢与糖代谢的相互关系,20种氨基酸,相应的-酮酸,丙酮酸,草酰乙酸,- 酮戊二酸,氨,氨,CO2 + H2O + 能量,二、氨基酸代谢与脂代谢的相互关系,20种氨基酸,氨,相应的-酮酸,乙酰CoA,脂肪酸,脂肪,酮体,胆固醇,乙醇胺、胆碱,磷脂,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,119,草酰乙酸,乙酰CoA,丙酮酸,磷酸丙糖,葡萄糖或糖原,-磷酸甘油,脂肪酸,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,酮体,CO2,CO2,氨基酸、糖及脂肪代谢的联系,T A C,柠檬酸,-酮戊二酸,琥珀酰CoA,延胡索酸,PEP,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,120,本章结束,2019/8/17,第8章 氨基酸代谢,121,+ NO,+ O2,NADPH+H+ NADP+,一氧化氮合酶 （NOS）,精氨酸,瓜氨酸,一氧化氮,