第四节氨的代谢PPT课件

l体内氨的来源体内氨的来源l氨的转运氨的转运l尿素的生成尿素的生成l氨基酸脱氨基作用产生的氨氨基酸脱氨基作用产生的氨 体内氨体内氨的主要来源的主要来源l肠道吸收的氨肠道吸收的氨 肠内氨基酸在细菌作用下产生的氨肠内氨基酸在细菌作用下产生的氨 肠道尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨肠道尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨l肾小管上皮细胞分泌的氨肾小管上皮细胞分泌的氨l丙氨酸丙氨酸葡萄糖循环葡萄糖循环肌肉肌肉 蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸a a-酮酮 戊二酸戊二酸葡葡萄萄糖糖丙酮酸丙酮酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙酮酸丙酮酸a a-酮酮 戊二酸戊二酸谷氨酸谷氨酸糖糖异异生生葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖糖糖分分解解转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶NH3尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸循环循环血液血液肝肝肌肌肉肉l谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 （1）从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。）从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。（2）谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是）谷氨酰胺既是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。氨的储存及运输形式。COOH(CH2)2CHNH2COOHCONH2(CH2)2CHNH2COOH谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶NH3+ATPADP+PiNH3H2Ol谷氨酰胺可以提供酰胺基使天冬氨酸谷氨酰胺可以提供酰胺基使天冬氨酸转变为天冬酰胺转变为天冬酰胺天冬酰天冬酰 胺胺+H2O=天冬氨酸天冬氨酸+NH3天冬酰胺酶天冬酰胺酶l合成尿素合成尿素 肝脏（主要去路）肝脏（主要去路）l胺胺 盐盐 随尿排出随尿排出l正常情况下体内的氨主要在肝中合成尿正常情况下体内的氨主要在肝中合成尿素而解毒，只有少部分氨在肾以铵盐形素而解毒，只有少部分氨在肾以铵盐形式由尿排出式由尿排出l肝是尿素合成的主要器官肝是尿素合成的主要器官l尿素合成的鸟氨酸循环尿素合成的鸟氨酸循环(1)氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成 线粒体线粒体内内CO2+NH3+H2O+2ATPH2NCO PO32-+2ADP+PiO氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶IN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Mg2+(2)瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成 线粒体内线粒体内NH2(CH2)3CHNH2COOHNH2 COO PO32-鸟氨酸氨基甲酰鸟氨酸氨基甲酰转移酶转移酶NH(CH2)3CHNH2COOHNH2 COH3PO4(3)精氨酸的合成精氨酸的合成 胞液中胞液中NH(CH2)3CHNH2COOHNH2 COCOOHCH2NH2CHCOOHNH(CH2)3CHNH2COOHNH2 CNCOOHCH2 CHCOOH精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸合成酶合成酶ATP H2OAMP+PPiNH(CH2)3CHNH2COOHNH2 CNHCOOHCH2CHCOOH精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸裂解酶裂解酶(4)精氨酸水解生成尿素和鸟氨酸精氨酸水解生成尿素和鸟氨酸NH(CH2)3CHNH2COOHNH2 CNHH2ONH2 CONH2精氨酸酶精氨酸酶NH2(CH2)3CHNH2COOH2NH3+CO2+3ATP+3H2O NH2 CONH2+2ADP+AMP+4Pi 尿素分子中的两个尿素分子中的两个N原子，一个来自原子，一个来自氨，另一个来自天冬氨酸，而天冬氨酸有氨，另一个来自天冬氨酸，而天冬氨酸有可从其他氨基酸通过转氨基作用而生成。可从其他氨基酸通过转氨基作用而生成。由此，尿素分子中由此，尿素分子中2个个N原子都是直接或间原子都是直接或间接来自各种氨基酸。接来自各种氨基酸。另外，尿素合成是一个耗能的过程，另外，尿素合成是一个耗能的过程，合成合成1分子尿素需要消耗分子尿素需要消耗4个高能磷酸键个高能磷酸键 CPS-I 参与尿素的合成，是肝细胞独参与尿素的合成，是肝细胞独特的功能，其活性可作为肝细胞分化程度特的功能，其活性可作为肝细胞分化程度的指标；的指标；CPS-II 参与嘧啶核苷酸的从头参与嘧啶核苷酸的从头合成，与细胞增殖过程中核酸的合成有关，合成，与细胞增殖过程中核酸的合成有关，其活性作为细胞增殖程度的指标其活性作为细胞增殖程度的指标l食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响lCPS-I的调节的调节AGA是其变构激动剂是其变构激动剂l尿素合成酶系的调节尿素合成酶系的调节 精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶l肝功能严重损伤时，尿素合成障碍，血肝功能严重损伤时，尿素合成障碍，血氨浓度升高，称为高氨血症氨浓度升高，称为高氨血症l尿素合成酶的遗传性缺陷也可导致高血尿素合成酶的遗传性缺陷也可导致高血氨症氨症l酮戊二酸大量转化酮戊二酸大量转化lNADPH大量消耗大量消耗l三羧酸循环中断，能量供三羧酸循环中断，能量供应受阻，某些敏感器官应受阻，某些敏感器官（如神经、大脑）功能障（如神经、大脑）功能障碍。碍。l表现：表现：语言障碍、视力模语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡。糊、昏迷、死亡。三羧酸三羧酸循环循环丙酮酸丙酮酸酮戊二酸氨中毒原理氨中毒原理L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+-谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+l氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用l一碳单位的代谢一碳单位的代谢l含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢l芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢l支链氨基酸的代谢支链氨基酸的代谢概念概念 载体载体 生理功用生理功用v催化反应的是氨基酸脱羧酶催化反应的是氨基酸脱羧酶v氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛v氨基酸脱羧产生的胺类具有重要的生理功氨基酸脱羧产生的胺类具有重要的生理功用用v胺氧化酶将胺氧化成醛类，再进一步将醛胺氧化酶将胺氧化成醛类，再进一步将醛氧化成羧酸，从而避免胺类在体内蓄积氧化成羧酸，从而避免胺类在体内蓄积l-氨基丁酸氨基丁酸 抑制性神经递质抑制性神经递质(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2CH2NH2COOHCOCO2 2L-谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶l牛磺酸牛磺酸 结合胆汁酸的组成成分结合胆汁酸的组成成分CHNH2COOHCH2SHCHNH2COOHCH2OSOHOCHNH2CH2OSOHO氧化氧化磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸脱羧酶脱羧酶COCO2 2l组胺组胺血管舒张剂，刺激胃液分泌血管舒张剂，刺激胃液分泌CHNCHNCH2CHCOOHNH2CHNCHNCH2CH2NH2组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶COCO2 2l5-5-羟色胺羟色胺 脑内神经递质，外周收缩血管脑内神经递质，外周收缩血管NHCH2CHCOOHNH2NHCH2CHCOOHOHNH2NHCH2CH2NH2OH色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶l多胺多胺 调节细胞生长的重要物质调节细胞生长的重要物质NH2(CH2)3CHNH2COOHNH2(CH2)3CH2NH2CO2鸟氨酸鸟氨酸脱羧酶脱羧酶S+CH2CH2CH3CHNH2COOHOOHOH腺嘌呤腺嘌呤S+(CH2)3CH2CH3NH2OOHOH腺嘌呤腺嘌呤SAM脱羧酶脱羧酶CO2SAMNH2(CH2)4NH(CH2)3NH2NH(CH2)4NH(CH2)3NH2(CH2)3NH2丙胺丙胺 转移酶转移酶丙胺丙胺 转移酶转移酶l一碳单位一碳单位 某些氨基酸在分解代谢过程中产生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的含有一个碳原子的基团,称为一碳单位，称为一碳单位，其代谢的辅酶是四氢叶酸。体内的其代谢的辅酶是四氢叶酸。体内的一碳单一碳单位有：甲基位有：甲基(CH3)、甲烯基、甲烯基(CH2)、甲炔基甲炔基(CH)、甲酰、甲酰基基(CHO)、亚氨、亚氨甲基甲基(CHNH)。l一碳单位与四氢叶酸一碳单位与四氢叶酸 四氢叶酸四氢叶酸是一碳单位的载体，一碳是一碳单位的载体，一碳单位通常结合在单位通常结合在FH4分子的分子的N5、N10位上位上l一碳单位与氨基酸代谢一碳单位与氨基酸代谢 一碳单位主要来源于一碳单位主要来源于丝氨酸丝氨酸、甘氨甘氨酸、组氨酸及色氨酸酸、组氨酸及色氨酸的代谢的代谢l一碳单位的相互转变一碳单位的相互转变109叶叶 酸酸四氢叶酸四氢叶酸910H HH H还原还原N10CHOFH4N5,N10CHFH4N5,N10CH2FH4N5CH3FH4N5CHNHFH4l一碳单位的生理功用一碳单位的生理功用 主要功能是作为合成嘌呤及嘧啶的主要功能是作为合成嘌呤及嘧啶的原料原料 一碳单位将氨基酸与核酸代谢联系一碳单位将氨基酸与核酸代谢联系起来起来 一碳单位的障碍可造成某些病理情一碳单位的障碍可造成某些病理情况况2H2HNH2OSCH3OH甲硫氨酸甲硫氨酸CH2CHCOOHSHNH2半胱氨酸半胱氨酸CH2CHCOOHSNH2CH2CHCOOHNH2S胱氨酸胱氨酸l甲硫氨酸的代谢甲硫氨酸的代谢（1）甲硫氨酸与转甲基作用）甲硫氨酸与转甲基作用 甲硫氨酸与甲硫氨酸与ATP作用，生成作用，生成S-腺苷腺苷甲硫氨酸（甲硫氨酸（SAM），然后通过各种转甲），然后通过各种转甲基作用可以生成多种含甲基的重要生理基作用可以生成多种含甲基的重要生理活性物质。活性物质。SAM中的甲基称为活性甲基，中的甲基称为活性甲基，SAM称为活性甲硫氨酸称为活性甲硫氨酸 CH2CHNH2COOHSCH3CH2OH OH腺嘌呤腺嘌呤CH2腺苷转移酶腺苷转移酶PPi+PiCH2CHNH2COOHS+CH2OH OH腺嘌呤腺嘌呤CH2P PP CH3OOSAM甲基转移酶甲基转移酶RHRCH3OH OH腺嘌呤腺嘌呤CH2CH2CHNH2COOHS+CH2HO腺苷腺苷CH2CHNH2COOHSHCH2（2）甲硫氨酸循环）甲硫氨酸循环甲硫氨酸甲硫氨酸S-腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸N5CH3FH4H2O腺苷腺苷ATPPPi+PiRHFH4RCH3(VitB12)N5CH3FH4转甲基酶转甲基酶l生理意义：由生理意义：由N5-CH3-FH4供给甲基合成甲硫供给甲基合成甲硫 氨酸，再通过此循环的氨酸，再通过此循环的SAM提供提供 甲基，以进行体内广泛存在的甲甲基，以进行体内广泛存在的甲 基化反应。基化反应。lN5-CH3-FH4是体内甲基的间接供体是体内甲基的间接供体l由由N5-CH3-FH4供给甲基合成甲硫氨酸，就目供给甲基合成甲硫氨酸，就目前知道体内利用前知道体内利用N5-CH3-FH4唯一反应唯一反应l所需酶为甲硫氨酸合成酶，辅酶是维生素所需酶为甲硫氨酸合成酶，辅酶是维生素B12（3）肌酸的合成肌酸的合成l肌酸和磷酸肌酸都是能量储存、利用的重要肌酸和磷酸肌酸都是能量储存、利用的重要化合物化合物l肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，S-S-腺苷甲硫氨酸供给甲基而合成。肝是合成腺苷甲硫氨酸供给甲基而合成。肝是合成肌酸的主要器官肌酸的主要器官l肌酸激酶由两种亚基组成，肌酸激酶由两种亚基组成，M M亚基亚基(肌型肌型)与与B B亚基亚基(脑型脑型)，有三种同工酶形式，有三种同工酶形式l肌酸与磷酸肌酸的代谢终产物是肌酸酐肌酸与磷酸肌酸的代谢终产物是肌酸酐NH2NHNH(CH2)3CHNH2COOHCH2NH2COOHNH2(CH2)3CHNH2COOHCH2COOHNHNH2NHCH2COOHNNH2NHCH3NHNCH2CH3ONH+CH2COOHNNHNHCH3P脒基脒基 转移酶转移酶SAMS-腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸肌酸激酶肌酸激酶ATPADPH2O+PiH2Ol半胱氨酸与胱氨酸的互变半胱氨酸与胱氨酸的互变CH2SHCHNH2COOHCH2SCHNH2COOHSCH2CHNH2COOH2-2H+2H 蛋白质中两个半胱氨酸残基之间形成的蛋白质中两个半胱氨酸残基之间形成的二硫键对维持蛋白质的结构具有重要作用，二硫键对维持蛋白质的结构具有重要作用，体内许多重要酶的活性均与其分子中半胱氨体内许多重要酶的活性均与其分子中半胱氨酸残基上巯基的存在直接相关。酸残基上巯基的存在直接相关。l硫酸根的代谢硫酸根的代谢 含硫氨基酸氧化分解均可以产生硫酸根，含硫氨基酸氧化分解均可以产生硫酸根，半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源。半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源。体内的硫酸根一部分可经体内的硫酸根一部分可经ATP活化成活活化成活性硫酸根，即性硫酸根，即3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-磷酸硫酸磷酸硫酸（PAPS）。）。PAPS的性质比较活泼，可提供的性质比较活泼，可提供硫酸根参与转硫酸根作用。硫酸根参与转硫酸根作用。OOHCH2OPO-O3SOOHH2O3PO腺嘌呤腺嘌呤ATP SO42-PPiAMPSO3-ATPADPNH2OOH苯丙氨酸苯丙氨酸NH2OOHOH酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶l苯丙氨酸和酪氨酸的代谢苯丙氨酸和酪氨酸的代谢 苯丙氨酸经羟化作用生成酪氨酸，苯丙氨酸经羟化作用生成酪氨酸，催化此反应的是苯丙氨酸羟化酶，反应催化此反应的是苯丙氨酸羟化酶，反应不可逆。酪氨酸的进一步代谢与合成某不可逆。酪氨酸的进一步代谢与合成某些神经递质、激素及黑色素有关。些神经递质、激素及黑色素有关。苯丙氨酸苯丙氨酸多巴多巴多巴多巴羟苯丙氨酸羟苯丙氨酸去甲肾上腺素去甲肾上腺素多巴胺多巴胺黑色素黑色素多巴醌多巴醌尿黑酸尿黑酸延胡索酸、延胡索酸、乙酰乙酸乙酰乙酸酪氨酸酶酪氨酸酶(黑色素细胞黑色素细胞)酪氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶(神经神经组织、肾上腺组织组织、肾上腺组织)苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶苯乙酸苯乙酸苯丙氨酸转氨酶苯丙氨酸转氨酶肾上腺素肾上腺素 苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏使苯丙苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏使苯丙氨酸积累，并转变为苯丙酮酸而引起苯氨酸积累，并转变为苯丙酮酸而引起苯酮酸尿症。酮酸尿症。苯丙酮酸的堆积对中枢神经苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统有毒性，故患儿的智力发育障碍。系统有毒性，故患儿的智力发育障碍。对此种患儿的治疗原则是早期发现，并对此种患儿的治疗原则是早期发现，并适当控制膳食中的苯丙氨酸含量。适当控制膳食中的苯丙氨酸含量。苯苯 酮酮 酸酸 尿尿 症症l经色氨酸加氧酶的作用，生成一碳单位经色氨酸加氧酶的作用，生成一碳单位l分解产生丙酮酸和乙酰乙酸，所以色氨分解产生丙酮酸和乙酰乙酸，所以色氨酸是生糖兼生酮氨基酸酸是生糖兼生酮氨基酸l还可分解产生尼克酸还可分解产生尼克酸亮氨酸亮氨酸NH2OCH3CH3OH异亮氨酸异亮氨酸NH2OCH3CH3OH缬氨酸缬氨酸NH2CH3OCH3OH缬氨酸缬氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸-NH3转氨基作用转氨基作用相应的相应的a a-酮酸酮酸-CO2氧化脱羧基作用氧化脱羧基作用相应的相应的脂酰脂酰CoAb b-氧化氧化相应的相应的a a、b b烯烯脂酰脂酰CoA琥珀酸琥珀酸 单单酰酰CoA乙乙酰酰CoA及及 乙酰乙酰乙酰乙酰CoA乙乙酰酰CoA及及 琥珀酸单琥珀酸单酰酰CoA蛋白质的互补作用、氮平衡、蛋白质的互补作用、氮平衡、必必需氨基酸需氨基酸氨基酸代谢库、联合脱氨基作用氨基酸代谢库、联合脱氨基作用鸟氨酸循环鸟氨酸循环一碳单位、一碳单位、SAM1.简述体内氨的来源和去路简述体内氨的来源和去路2.什么是联合脱氨基作用？试用结构式什么是联合脱氨基作用？试用结构式 说明其过程。说明其过程。3.氨是如何转运的？氨是如何转运的？4.简述尿素生成的过程、部位及能量消耗。简述尿素生成的过程、部位及能量消耗。5.什么是一碳单位，有何生理功用？什么是一碳单位，有何生理功用？