氨基酸代谢专题讲座培训课件

第一节第一节氨基酸的代谢概况氨基酸的代谢概况Overview of Metabolism of Amino Acids 一、氮平衡状态一、氮平衡状态n n氮平衡氮平衡氮平衡氮平衡 (nitrogen balance)氨基酸的氨基酸的氨基酸的氨基酸的摄入和消耗摄入和消耗摄入和消耗摄入和消耗的状态的状态的状态的状态 氮总平衡：氮总平衡：氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮摄入氮摄入氮 =排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡：氮正平衡：氮正平衡：氮正平衡：摄入氮摄入氮摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡：氮负平衡：氮负平衡：氮负平衡：摄入氮摄入氮摄入氮摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）病患者）病患者）病患者）测定尿与粪中的含氮量（排出氮）及摄入食物的含氮量（摄入测定尿与粪中的含氮量（排出氮）及摄入食物的含氮量（摄入测定尿与粪中的含氮量（排出氮）及摄入食物的含氮量（摄入测定尿与粪中的含氮量（排出氮）及摄入食物的含氮量（摄入氮）可以氮）可以氮）可以氮）可以反映体内氨基酸的代谢状况反映体内氨基酸的代谢状况反映体内氨基酸的代谢状况反映体内氨基酸的代谢状况。氨基酸代谢库氨基酸代谢库氨基酸代谢库氨基酸代谢库(metabolic poolmetabolic pool)食食食食物物物物蛋蛋蛋蛋白白白白经经经经消消消消化化化化吸吸吸吸收收收收的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸（外外外外源源源源性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸）与与与与体体体体内内内内组组组组织织织织蛋蛋蛋蛋白白白白降降降降解解解解产产产产生生生生的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸（内内内内源源源源性性性性氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸）混混混混在在在在一一一一起起起起，分分分分布布布布于于于于体体体体内内内内各各各各处处处处参参参参与与与与代谢，称为代谢，称为代谢，称为代谢，称为氨基酸代谢库氨基酸代谢库氨基酸代谢库氨基酸代谢库。(一一)氨基酸代谢库氨基酸代谢库二、氨基酸在体内满足各种生理需求二、氨基酸在体内满足各种生理需求组织蛋白质组织蛋白质组织蛋白质组织蛋白质降解降解降解降解所产生的氨基酸所产生的氨基酸所产生的氨基酸所产生的氨基酸（二）氨基酸在体内主要功能（二）氨基酸在体内主要功能1.1.1.1.大部分氨基酸用于蛋白质生物合成大部分氨基酸用于蛋白质生物合成大部分氨基酸用于蛋白质生物合成大部分氨基酸用于蛋白质生物合成 蛋白质的合成蛋白质的合成蛋白质的合成蛋白质的合成食物蛋白质食物蛋白质食物蛋白质食物蛋白质消化消化消化消化、吸收吸收吸收吸收的氨基酸的氨基酸的氨基酸的氨基酸2.2.2.2.氨基酸的碳骨架可进入能量代谢氨基酸的碳骨架可进入能量代谢氨基酸的碳骨架可进入能量代谢氨基酸的碳骨架可进入能量代谢 氨基酸代谢库中的氨基酸过多，进入分解代谢，氨基酸代谢库中的氨基酸过多，进入分解代谢，氨基酸代谢库中的氨基酸过多，进入分解代谢，氨基酸代谢库中的氨基酸过多，进入分解代谢，彻底氧化，产生能量。彻底氧化，产生能量。彻底氧化，产生能量。彻底氧化，产生能量。机体每日产生的能量约有机体每日产生的能量约有机体每日产生的能量约有机体每日产生的能量约有18181818来自氨基酸的氧来自氨基酸的氧来自氨基酸的氧来自氨基酸的氧化分解。化分解。化分解。化分解。饥饿时蛋白质降解释放氨基酸，转变成为葡萄饥饿时蛋白质降解释放氨基酸，转变成为葡萄饥饿时蛋白质降解释放氨基酸，转变成为葡萄饥饿时蛋白质降解释放氨基酸，转变成为葡萄糖或酮体；糖或酮体；糖或酮体；糖或酮体；3.3.3.3.氨基酸代谢转换而产生多种物质氨基酸代谢转换而产生多种物质氨基酸代谢转换而产生多种物质氨基酸代谢转换而产生多种物质 氨基酸可通过氨基酸可通过氨基酸可通过氨基酸可通过代谢转变代谢转变代谢转变代谢转变而产生多种物质而产生多种物质而产生多种物质而产生多种物质含含含含氮化合物氮化合物氮化合物氮化合物，包括神经递质、核苷酸、激素及，包括神经递质、核苷酸、激素及，包括神经递质、核苷酸、激素及，包括神经递质、核苷酸、激素及其他多种其他多种其他多种其他多种含氮生理活性物质含氮生理活性物质含氮生理活性物质含氮生理活性物质。产生一些重要的化学基团，具有重要调节产生一些重要的化学基团，具有重要调节产生一些重要的化学基团，具有重要调节产生一些重要的化学基团，具有重要调节功能，或者用于非营养物质的（转化）代谢。功能，或者用于非营养物质的（转化）代谢。功能，或者用于非营养物质的（转化）代谢。功能，或者用于非营养物质的（转化）代谢。氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸衍生的化合物衍生的化合物衍生的化合物衍生的化合物生理功能生理功能生理功能生理功能天冬氨酸、谷氨酰氨、甘氨酸天冬氨酸、谷氨酰氨、甘氨酸天冬氨酸、谷氨酰氨、甘氨酸天冬氨酸、谷氨酰氨、甘氨酸嘌呤碱嘌呤碱嘌呤碱嘌呤碱含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸嘧啶碱嘧啶碱嘧啶碱嘧啶碱含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分甘氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸卟啉化合物卟啉化合物卟啉化合物卟啉化合物血红素、细胞色素血红素、细胞色素血红素、细胞色素血红素、细胞色素甘氨酸、精氨酸、甲硫氨酸甘氨酸、精氨酸、甲硫氨酸甘氨酸、精氨酸、甲硫氨酸甘氨酸、精氨酸、甲硫氨酸肌酸、磷酸肌酸肌酸、磷酸肌酸肌酸、磷酸肌酸肌酸、磷酸肌酸能量储存能量储存能量储存能量储存色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸5-5-羟色胺、尼克酸羟色胺、尼克酸羟色胺、尼克酸羟色胺、尼克酸神经递质、维生素神经递质、维生素神经递质、维生素神经递质、维生素苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸儿茶酚胺、甲状腺素儿茶酚胺、甲状腺素儿茶酚胺、甲状腺素儿茶酚胺、甲状腺素神经递质、激素神经递质、激素神经递质、激素神经递质、激素酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸黑色素黑色素黑色素黑色素皮肤色素皮肤色素皮肤色素皮肤色素谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸氨基丁酸氨基丁酸神经递质神经递质神经递质神经递质甲硫氨酸、鸟氨酸甲硫氨酸、鸟氨酸甲硫氨酸、鸟氨酸甲硫氨酸、鸟氨酸精胺、亚精胺精胺、亚精胺精胺、亚精胺精胺、亚精胺细胞增殖促进剂细胞增殖促进剂细胞增殖促进剂细胞增殖促进剂半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸牛磺酸牛磺酸牛磺酸牛磺酸结合胆汁酸成分结合胆汁酸成分结合胆汁酸成分结合胆汁酸成分 氨基酸衍生的重要含氮物氨基酸衍生的重要含氮物氨基酸衍生的重要含氮物氨基酸衍生的重要含氮物外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库食食物物蛋蛋白白质质经经消消化化吸吸收收的的氨氨基基酸酸（外源性氨基酸）与与体体内内组组织织蛋蛋白白质质降降解解产产生生的的氨氨基基酸酸及及体体内内合合成成的的非非必必需需氨氨基基酸酸（内源性氨基酸）混混在在一一起起，分分布布于于体体内内各各处处参参与与代代谢谢，称称为为氨基酸代谢库(metabolicpool)。氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸代谢库代谢库代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织组织组织蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸体内合成氨基酸体内合成氨基酸(非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况-酮酸酮酸酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮体酮体酮体酮体氧化供能氧化供能糖糖糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨氨氨 尿尿尿尿素素素素代谢转变代谢转变其他含氮化合物其他含氮化合物其他含氮化合物其他含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 第二节第二节体内氨基酸的来源体内氨基酸的来源Sources of Amino Acids in Body （一）氨基酸可分为营养必需氨基酸和营养（一）氨基酸可分为营养必需氨基酸和营养非必需氨基酸非必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸(nutritionally essential amino acid)(nutritionally essential amino acid)指指指指体体体体内内内内需需需需要要要要而而而而又又又又不不不不能能能能自自自自身身身身合合合合成成成成，必必必必须须须须由由由由食食食食物物物物供供供供给给给给的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸，共共共共有有有有8 8种种种种：ValValValVal、IleIleIleIle、LeuLeuLeuLeu、ThrThrThrThr、MetMetMetMet、LysLysLysLys、PhePhePhePhe、TrpTrpTrpTrp。其余其余其余其余1212种氨基酸体内可以合成，称种氨基酸体内可以合成，称种氨基酸体内可以合成，称种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸非必需氨基酸。（nutritionally non-essential amino acid）一、机体从食物蛋白质获取氨基酸一、机体从食物蛋白质获取氨基酸 组组组组氨氨氨氨酸酸酸酸和和和和精精精精氨氨氨氨酸酸酸酸虽虽虽虽能能能能在在在在人人人人体体体体内内内内合合合合成成成成，但但但但合合合合成成成成量量量量不不不不多多多多，长长长长期期期期缺缺缺缺乏乏乏乏也也也也能能能能造造造造成成成成负负负负氮氮氮氮平平平平衡衡衡衡，可可可可以以以以将将将将 这这这这 两两两两 种种种种 氨氨氨氨 基基基基 酸酸酸酸 视视视视 为为为为 营营营营 养养养养 半半半半 必必必必 需需需需 氨氨氨氨 基基基基 酸酸酸酸（nutritionally semi-essential amino acidnutritionally semi-essential amino acid）。）。）。）。（二）机体摄取食物蛋白质满足对氨基酸的需要（二）机体摄取食物蛋白质满足对氨基酸的需要蛋白质的生理需要量蛋白质的生理需要量蛋白质的生理需要量蛋白质的生理需要量 成人每日成人每日成人每日成人每日最低蛋白质需要量为最低蛋白质需要量为最低蛋白质需要量为最低蛋白质需要量为3030303050g50g50g50g，我，我，我，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g80g80g80g。蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值 营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸营养必需氨基酸种类多、数量足种类多、数量足种类多、数量足种类多、数量足的蛋白质，的蛋白质，的蛋白质，的蛋白质，其营养价值高，反之则营养价值低。其营养价值高，反之则营养价值低。其营养价值高，反之则营养价值低。其营养价值高，反之则营养价值低。营养价值低的蛋白质营养价值低的蛋白质营养价值低的蛋白质营养价值低的蛋白质混合食用混合食用混合食用混合食用，则营养必需，则营养必需，则营养必需，则营养必需氨基酸可以氨基酸可以氨基酸可以氨基酸可以互相补充互相补充互相补充互相补充，从而，从而，从而，从而提高营养价值提高营养价值提高营养价值提高营养价值，称为，称为，称为，称为食物蛋白质的互补作用。食物蛋白质的互补作用。食物蛋白质的互补作用。食物蛋白质的互补作用。谷类蛋白质谷类蛋白质谷类蛋白质谷类蛋白质含含含含赖氨酸较少赖氨酸较少赖氨酸较少赖氨酸较少而含而含而含而含色氨酸较多色氨酸较多色氨酸较多色氨酸较多，而而而而豆类蛋白质豆类蛋白质豆类蛋白质豆类蛋白质含含含含赖氨酸较多赖氨酸较多赖氨酸较多赖氨酸较多而而而而色氨酸较少色氨酸较少色氨酸较少色氨酸较少，两者，两者，两者，两者混合食用即可提高蛋白质的营养价值。混合食用即可提高蛋白质的营养价值。混合食用即可提高蛋白质的营养价值。混合食用即可提高蛋白质的营养价值。食物蛋白质的互补作用食物蛋白质的互补作用（三）食物蛋白的消化（三）食物蛋白的消化 蛋白质消化的生理意义蛋白质消化的生理意义由大分子转变为小分子，由大分子转变为小分子，由大分子转变为小分子，由大分子转变为小分子，便于吸收便于吸收便于吸收便于吸收。消除种属特异性和抗原性消除种属特异性和抗原性消除种属特异性和抗原性消除种属特异性和抗原性，防止过敏、，防止过敏、，防止过敏、，防止过敏、毒性反应毒性反应毒性反应毒性反应。1.1.1.1.食物蛋白质在食物蛋白质在食物蛋白质在食物蛋白质在胃中消化胃中消化胃中消化胃中消化 胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适胃蛋白酶的最适pHpHpHpH为为为为1.51.51.51.52.52.52.52.5，水解由，水解由，水解由，水解由芳香族芳香族芳香族芳香族氨基酸的羧基氨基酸的羧基氨基酸的羧基氨基酸的羧基所形成的肽键所形成的肽键所形成的肽键所形成的肽键 ，产物主要为多肽产物主要为多肽产物主要为多肽产物主要为多肽及少量氨基酸及少量氨基酸及少量氨基酸及少量氨基酸。胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶 +多肽碎片多肽碎片多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)2.2.2.2.蛋白质在小肠被水解成氨基酸和小肽蛋白质在小肠被水解成氨基酸和小肽蛋白质在小肠被水解成氨基酸和小肽蛋白质在小肠被水解成氨基酸和小肽 小肠是蛋白质消化的主要部位小肠是蛋白质消化的主要部位小肠是蛋白质消化的主要部位小肠是蛋白质消化的主要部位 胰液蛋白酶消化蛋白质产生寡肽和少量氨基酸胰液蛋白酶消化蛋白质产生寡肽和少量氨基酸胰液蛋白酶消化蛋白质产生寡肽和少量氨基酸胰液蛋白酶消化蛋白质产生寡肽和少量氨基酸 胰酶胰酶胰酶胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适pHpH为为为为7.07.0左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。内肽酶内肽酶内肽酶内肽酶(endopeptidaseendopeptidase)水解蛋白质水解蛋白质水解蛋白质水解蛋白质肽链内部的一些肽键肽链内部的一些肽键肽链内部的一些肽键肽链内部的一些肽键，如胰蛋，如胰蛋，如胰蛋，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶外肽酶外肽酶外肽酶(exopeptidaseexopeptidase)自自自自肽链的末段肽链的末段肽链的末段肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残开始每次水解一个氨基酸残开始每次水解一个氨基酸残开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶基，如羧基肽酶基，如羧基肽酶基，如羧基肽酶(A(A、B)B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。、氨基肽酶。、氨基肽酶。氨基肽酶氨基肽酶氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活胰蛋白酶原胰蛋白酶原 糜蛋白酶原糜蛋白酶原 弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原 羧肽酶原羧肽酶原肠激酶肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶胰蛋白酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 羧肽酶羧肽酶 (trypsin)(exopeptidase)(elastase)(carboxypeptidase)胰蛋白酶胰蛋白酶 胰蛋白酶的自身激活作用较弱。由于胰液中各种胰蛋白酶的自身激活作用较弱。由于胰液中各种胰蛋白酶的自身激活作用较弱。由于胰液中各种胰蛋白酶的自身激活作用较弱。由于胰液中各种蛋白酶均以蛋白酶均以蛋白酶均以蛋白酶均以酶原形式酶原形式酶原形式酶原形式存在，同时胰液中还存在存在，同时胰液中还存在存在，同时胰液中还存在存在，同时胰液中还存在胰蛋白胰蛋白胰蛋白胰蛋白酶抑制剂酶抑制剂酶抑制剂酶抑制剂，能保护胰腺组织，能保护胰腺组织，能保护胰腺组织，能保护胰腺组织免受蛋白酶的自身消化免受蛋白酶的自身消化免受蛋白酶的自身消化免受蛋白酶的自身消化。可保护胰组织免受蛋白酶的可保护胰组织免受蛋白酶的可保护胰组织免受蛋白酶的可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用自身消化作用自身消化作用自身消化作用。保证酶在其保证酶在其保证酶在其保证酶在其特定的部位和环境特定的部位和环境特定的部位和环境特定的部位和环境发挥催化作用。发挥催化作用。发挥催化作用。发挥催化作用。酶原还可视为酶原还可视为酶原还可视为酶原还可视为酶的储存形式酶的储存形式酶的储存形式酶的储存形式。酶原激活的意义酶原激活的意义 小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸 主要是主要是主要是主要是寡肽酶寡肽酶寡肽酶寡肽酶(oligopeptidase)(oligopeptidase)的作用，例如的作用，例如的作用，例如的作用，例如氨基肽酶氨基肽酶氨基肽酶氨基肽酶(aminopeptidase)(aminopeptidase)及及及及二肽酶二肽酶二肽酶二肽酶(dipeptidase)(dipeptidase)等，等，等，等，最终产生氨基酸。最终产生氨基酸。最终产生氨基酸。最终产生氨基酸。在在在在小肠黏膜细胞小肠黏膜细胞小肠黏膜细胞小肠黏膜细胞中进行中进行中进行中进行（四）氨基酸的吸收是一个（四）氨基酸的吸收是一个主动转运主动转运过程过程 吸收部位：主要在吸收部位：主要在吸收部位：主要在吸收部位：主要在小肠黏膜细胞小肠黏膜细胞小肠黏膜细胞小肠黏膜细胞 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：吸收机制：吸收机制：吸收机制：耗能的主动吸收耗能的主动吸收耗能的主动吸收耗能的主动吸收过程过程过程过程 氨基酸吸收载体氨基酸吸收载体载载载载体体体体蛋蛋蛋蛋白白白白与与与与氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸、NaNaNaNa+组组组组成成成成三三三三联联联联体体体体，由由由由ATPATPATPATP供供供供能能能能将将将将氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸、NaNa+转转转转入入入入细细细细胞胞胞胞内内内内，NaNa+再由钠泵排出细胞。再由钠泵排出细胞。再由钠泵排出细胞。再由钠泵排出细胞。转运蛋白转运蛋白转运蛋白转运蛋白（transportertransporter）中性氨基酸载体中性氨基酸载体中性氨基酸载体中性氨基酸载体碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体-氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用-谷氨酰基循环谷氨酰基循环谷氨酰基循环谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)-glutamyl cycle)过程：过程：过程：过程：谷胱甘肽谷胱甘肽对氨基酸的转运对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成谷胱甘肽再合成此循环存在于小肠粘膜、肾小管、脑组织细胞此循环存在于小肠粘膜、肾小管、脑组织细胞此循环存在于小肠粘膜、肾小管、脑组织细胞此循环存在于小肠粘膜、肾小管、脑组织细胞半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸肽酶肽酶-谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸5-氧脯氨酸氧脯氨酸谷氨酸谷氨酸 5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸 合成酶合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽谷胱甘肽 合成酶合成酶ATPADP+Pi细胞外细胞外细胞外细胞外-谷谷谷谷 氨酰氨酰氨酰氨酰 基转基转基转基转 移酶移酶移酶移酶细胞膜细胞膜细胞膜细胞膜谷胱甘肽谷胱甘肽谷胱甘肽谷胱甘肽 GSHGSH细胞内细胞内细胞内细胞内-谷氨酰基循环过程谷氨酰基循环过程谷氨酰基循环过程谷氨酰基循环过程-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 转运体系将小肽转运进入肠黏膜细胞转运体系将小肽转运进入肠黏膜细胞转运体系将小肽转运进入肠黏膜细胞转运体系将小肽转运进入肠黏膜细胞 吸收部位：小肠近端吸收部位：小肠近端吸收部位：小肠近端吸收部位：小肠近端 转运体系：二肽或三肽转运体系转运体系：二肽或三肽转运体系转运体系：二肽或三肽转运体系转运体系：二肽或三肽转运体系 吸收机制：吸收机制：吸收机制：吸收机制：耗能的主动吸收耗能的主动吸收耗能的主动吸收耗能的主动吸收过程过程过程过程（五）未被吸收的蛋白质被肠道细菌代谢（五）未被吸收的蛋白质被肠道细菌代谢在消化过程中，有一小部分蛋白质未被消化在消化过程中，有一小部分蛋白质未被消化在消化过程中，有一小部分蛋白质未被消化在消化过程中，有一小部分蛋白质未被消化或虽经消化、但未被吸收，或虽经消化、但未被吸收，或虽经消化、但未被吸收，或虽经消化、但未被吸收，肠道细菌肠道细菌肠道细菌肠道细菌对这部分蛋对这部分蛋对这部分蛋对这部分蛋白质及其消化产物的代谢。白质及其消化产物的代谢。白质及其消化产物的代谢。白质及其消化产物的代谢。腐败作用产物腐败作用产物腐败作用产物腐败作用产物：胺、氨、苯酚、吲哚等；也产：胺、氨、苯酚、吲哚等；也产：胺、氨、苯酚、吲哚等；也产：胺、氨、苯酚、吲哚等；也产生少量的脂肪酸及维生素等生少量的脂肪酸及维生素等生少量的脂肪酸及维生素等生少量的脂肪酸及维生素等。蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction)putrefaction)1 1肠道细菌使氨基酸肠道细菌使氨基酸肠道细菌使氨基酸肠道细菌使氨基酸脱羧基脱羧基脱羧基脱羧基产生胺类产生胺类产生胺类产生胺类 蛋白质蛋白质蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸胺类胺类胺类胺类蛋白酶蛋白酶蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用脱羧基作用脱羧基作用 组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸组胺组胺组胺组胺 赖氨酸赖氨酸赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺尸胺尸胺 色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸 色胺色胺色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺酪胺酪胺 假神经递质假神经递质假神经递质假神经递质(false neurotransmitter)(false neurotransmitter)某些物质结构与某些物质结构与某些物质结构与某些物质结构与神经递质结构相似神经递质结构相似神经递质结构相似神经递质结构相似，可取代，可取代，可取代，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺酪胺酪胺-羟酪胺羟酪胺 -羟羟羟羟酪酪酪酪胺胺胺胺和和和和苯苯苯苯乙乙乙乙醇醇醇醇胺胺胺胺结结结结构构构构类类类类似似似似儿儿儿儿茶茶茶茶酚酚酚酚胺胺胺胺，它它它它们们们们可可可可取取取取代代代代儿儿儿儿茶茶茶茶酚酚酚酚胺胺胺胺与与与与脑脑脑脑细细细细胞胞胞胞结结结结合合合合，但但但但不不不不能能能能传递神经冲动传递神经冲动传递神经冲动传递神经冲动，使大脑发生异常抑制。，使大脑发生异常抑制。，使大脑发生异常抑制。，使大脑发生异常抑制。肝性脑病的病因之一肝性脑病的病因之一肝性脑病的病因之一肝性脑病的病因之一 2 2 2 2在肠道细菌作用下在肠道细菌作用下在肠道细菌作用下在肠道细菌作用下氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基生成氨生成氨生成氨生成氨 未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨氨氨(ammonia)(ammonia)肠道细菌肠道细菌肠道细菌肠道细菌脱氨基作用脱氨基作用脱氨基作用脱氨基作用尿素酶尿素酶尿素酶尿素酶 降低肠道降低肠道降低肠道降低肠道pHpH，NHNH3 3转变为转变为转变为转变为NHNH4 4+以以以以胺盐形式胺盐形式胺盐形式胺盐形式排出，排出，排出，排出，可减少氨的吸收，这是可减少氨的吸收，这是可减少氨的吸收，这是可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据酸性灌肠的依据酸性灌肠的依据酸性灌肠的依据。3 3 3 3腐败作用产生其他有害物质腐败作用产生其他有害物质腐败作用产生其他有害物质腐败作用产生其他有害物质 酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸色氨酸色氨酸 吲哚吲哚吲哚吲哚除了除了除了除了胺类胺类胺类胺类和和和和氨氨氨氨以外，通过腐败作用还可产生一些其以外，通过腐败作用还可产生一些其以外，通过腐败作用还可产生一些其以外，通过腐败作用还可产生一些其他有害物质，例如他有害物质，例如他有害物质，例如他有害物质，例如苯酚、吲哚、甲基吲哚及硫化氢苯酚、吲哚、甲基吲哚及硫化氢苯酚、吲哚、甲基吲哚及硫化氢苯酚、吲哚、甲基吲哚及硫化氢等。等。等。等。二、体内蛋白质降解生成氨基酸二、体内蛋白质降解生成氨基酸（一）体内蛋白质被不断地转换更新（一）体内蛋白质被不断地转换更新（一）体内蛋白质被不断地转换更新（一）体内蛋白质被不断地转换更新蛋白质降低其原蛋白质降低其原蛋白质降低其原蛋白质降低其原浓度一半浓度一半浓度一半浓度一半所需要的时间，所需要的时间，所需要的时间，所需要的时间，用用用用t t1/21/21/21/2表示。表示。表示。表示。蛋白质转换蛋白质转换蛋白质转换蛋白质转换(protein turnover)protein turnover)指体内蛋白质的不断降解与合成的指体内蛋白质的不断降解与合成的指体内蛋白质的不断降解与合成的指体内蛋白质的不断降解与合成的动态平衡动态平衡动态平衡动态平衡。蛋白质半寿期蛋白质半寿期蛋白质半寿期蛋白质半寿期(half life)half life)（二）体内蛋白质在不同因素的控制下被降解（二）体内蛋白质在不同因素的控制下被降解1 1 1 1蛋白质功能调控的机制之一是降解蛋白质蛋白质功能调控的机制之一是降解蛋白质蛋白质功能调控的机制之一是降解蛋白质蛋白质功能调控的机制之一是降解蛋白质 2 2 2 2结构蛋白需要更新结构蛋白需要更新结构蛋白需要更新结构蛋白需要更新 3.3.3.3.饥饿状态引起蛋白质降解饥饿状态引起蛋白质降解饥饿状态引起蛋白质降解饥饿状态引起蛋白质降解 （三）真核细胞的蛋白质的降解途径（三）真核细胞的蛋白质的降解途径 不依赖不依赖不依赖不依赖ATPATPATPATP 利用利用利用利用溶酶体中的溶酶体中的溶酶体中的溶酶体中的组织蛋白酶组织蛋白酶组织蛋白酶组织蛋白酶(cathepsincathepsin)降解降解降解降解外源性外源性外源性外源性蛋白、膜蛋白和蛋白、膜蛋白和蛋白、膜蛋白和蛋白、膜蛋白和长寿命长寿命长寿命长寿命的细胞的细胞的细胞的细胞内蛋白内蛋白内蛋白内蛋白1 1 1 1溶酶体通过溶酶体通过溶酶体通过溶酶体通过ATP-ATP-ATP-ATP-非依赖途径降解非依赖途径降解非依赖途径降解非依赖途径降解2 2需要需要ATPATP的泛素途径降解的泛素途径降解n 依赖依赖依赖依赖ATPATPATPATPn n 降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白 泛素泛素泛素泛素(ubiquitinubiquitin)7676个个氨基酸的小分子蛋白氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍普遍存在于真核生物存在于真核生物而得名而得名 一级结构高度保守一级结构高度保守（1 1 1 1）泛素化使蛋白质贴上了）泛素化使蛋白质贴上了）泛素化使蛋白质贴上了）泛素化使蛋白质贴上了被降解的标签被降解的标签被降解的标签被降解的标签泛素与选择性被降解蛋白质形成泛素与选择性被降解蛋白质形成泛素与选择性被降解蛋白质形成泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连共价连共价连共价连接接接接，并使其激活。，并使其激活。，并使其激活。，并使其激活。（2 2 2 2）泛素化的蛋白质在）泛素化的蛋白质在）泛素化的蛋白质在）泛素化的蛋白质在蛋白酶体降解蛋白酶体降解蛋白酶体降解蛋白酶体降解 泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程蛋白酶体对泛素化蛋白质的降解。蛋白酶体对泛素化蛋白质的降解。蛋白酶体对泛素化蛋白质的降解。蛋白酶体对泛素化蛋白质的降解。泛素化过程泛素化过程泛素化过程泛素化过程E E1 1：泛素活化酶：泛素活化酶：泛素活化酶：泛素活化酶E E2 2：泛素结合酶：泛素结合酶：泛素结合酶：泛素结合酶E E3 3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶泛素泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素泛素COS E1HS-E2HS-E1泛素泛素COS E2泛素泛素COS E1被降解被降解蛋白质蛋白质HS-E2泛素泛素COS E2泛素泛素CNH 被降解蛋白质被降解蛋白质OE3蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要存在于细胞核和胞浆内，主要存在于细胞核和胞浆内，主要存在于细胞核和胞浆内，主要降解降解降解降解异常蛋白质和短寿蛋白质异常蛋白质和短寿蛋白质异常蛋白质和短寿蛋白质异常蛋白质和短寿蛋白质。26S26S26S26S蛋白蛋白蛋白蛋白质酶体质酶体质酶体质酶体 20S20S20S20S的核心的核心的核心的核心颗粒颗粒颗粒颗粒(CP)(CP)(CP)(CP)19S19S19S19S的调节颗粒的调节颗粒的调节颗粒的调节颗粒(RP):(RP):(RP):(RP):18 18个亚基个亚基个亚基个亚基,6,6个亚基具有个亚基具有个亚基具有个亚基具有ATPATP酶活性酶活性酶活性酶活性2 2个个个个 环：环：环：环：7 7个个个个 亚基亚基亚基亚基2 2个个个个 环：环：环：环：7 7个个个个 亚基亚基亚基亚基-亚基亚基-亚基亚基 -亚基亚基-亚基亚基核心颗粒核心颗粒核心颗粒核心颗粒调节颗粒调节颗粒调节颗粒调节颗粒调节颗粒调节颗粒调节颗粒调节颗粒蛋蛋蛋蛋白白白白酶酶酶酶体体体体是是是是一一一一个个个个26S26S蛋蛋蛋蛋白白白白质质质质复复复复 合合合合 物物物物，由由由由 20S20S的的的的 核核核核 心心心心 颗颗颗颗 粒粒粒粒(core(core particle,particle,CP)CP)和和和和19S19S的的的的调调调调节节节节 颗颗颗颗 粒粒粒粒(regulatory(regulatory particle,particle,RP)RP)组成组成组成组成 蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体核心颗粒蛋白酶体核心颗粒蛋白酶体核心颗粒蛋白酶体核心颗粒n n泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程：三、营养非必需氨基酸的合成三、营养非必需氨基酸的合成（一）（一）-酮戊二酸酮戊二酸还原氨化还原氨化生成谷氨酸生成谷氨酸H2ONH4+酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸L L谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸（二）（二）转氨基作用转氨基作用生成丙氨酸和天冬氨酸生成丙氨酸和天冬氨酸丙酮酸丙酮酸转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶丙氨酸丙氨酸谷氨酸或天冬氨酸谷氨酸或天冬氨酸 酮戊二酸酮戊二酸 或草酰乙酸或草酰乙酸（三）谷氨酰胺合成酶合成谷氨酰胺（三）谷氨酰胺合成酶合成谷氨酰胺L-L-L-L-谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺L-L-L-L-谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸NH4+Mg-ATPMg-ADP PiNH3+NH3+（四）天冬酰胺合成酶催化生成天冬酰胺（四）天冬酰胺合成酶催化生成天冬酰胺L-L-天冬酰胺天冬酰胺L-L-天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺合成酶天冬酰胺合成酶NH3+NH3+GlnGluMg-ATPMg-AMP PPi第三节第三节氨基酸氮的代谢氨基酸氮的代谢 Catabolism of Amino Acid Nitrogen一、脱氨基是氨基酸一、脱氨基是氨基酸分解代谢的起始反应分解代谢的起始反应转氨基作用转氨基作用转氨基作用转氨基作用（transaminationtransamination）：）：）：）：在在在在转转转转氨氨氨氨酶酶酶酶(transaminase)transaminase)的的的的作作作作用用用用下下下下，某某某某一一一一氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸去去去去掉掉掉掉-氨氨氨氨基基基基生生生生成成成成相相相相应应应应的的的的-酮酮酮酮酸酸酸酸，而而而而另另另另一一一一种种种种-酮酮酮酮酸酸酸酸得得得得到到到到此此此此氨氨氨氨基基基基生生生生成成成成相相相相应应应应的的的的氨氨氨氨基基基基酸酸酸酸的的的的过过过过程。程。程。程。（一）待分解的氨基酸经转氨酶作用移去（一）待分解的氨基酸经转氨酶作用移去（一）待分解的氨基酸经转氨酶作用移去（一）待分解的氨基酸经转氨酶作用移去-氨基氨基氨基氨基 反应式反应式l l大多数氨基酸可参与转氨基作用，但大多数氨基酸可参与转氨基作用，但大多数氨基酸可参与转氨基作用，但大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、赖氨酸、赖氨酸、赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外脯氨酸、羟脯氨酸除外脯氨酸、羟脯氨酸除外脯氨酸、羟脯氨酸除外l 转氨酶又称氨基转移酶（转氨酶又称氨基转移酶（转氨酶又称氨基转移酶（转氨酶又称氨基转移酶（aminotransferaseaminotransferase）n n体内存在多种转氨酶，不同氨基酸与体内存在多种转氨酶，不同氨基酸与体内存在多种转氨酶，不同氨基酸与体内存在多种转氨酶，不同氨基酸与-酮酸之间酮酸之间酮酸之间酮酸之间的转氨基作用只能由的转氨基作用只能由的转氨基作用只能由的转氨基作用只能由专一的转氨酶专一的转氨酶专一的转氨酶专一的转氨酶催化。催化。催化。催化。体内有两种体内有两种体内有两种体内有两种重要的转氨酶重要的转氨酶重要的转氨酶重要的转氨酶:谷氨酸转氨酶谷氨酸转氨酶谷氨酸转氨酶谷氨酸转氨酶 谷谷谷谷-丙转氨酶丙转氨酶丙转氨酶丙转氨酶（glutamate-glutamate-pyruvatepyruvate transaminasetransaminase，GPTGPT或或或或ALTALT）谷谷谷谷-草转氨酶草转氨酶草转氨酶草转氨酶（glutamate-glutamate-oxaloacetateoxaloacetate transaminasetransaminase,GOT,GOT或或或或ASTAST）转氨酶转氨酶 正常人各组织正常人各组织正常人各组织正常人各组织GOTGOT及及及及GPTGPT活性活性活性活性 (单位单位单位单位/克湿组织克湿组织克湿组织克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为血清转氨酶活性，临床上可作为血清转氨酶活性，临床上可作为血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断疾病诊断疾病诊断疾病诊断和预后和预后和预后和预后的指标之一。的指标之一。的指标之一。的指标之一。转氨酶的作用机制转氨酶的作用机制 转氨酶的辅酶是转氨酶的辅酶是转氨酶的辅酶是转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 -酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶转氨基作用不仅是体内多数氨基酸转氨基作用不仅是体内多数氨基酸转氨基作用不仅是体内多数氨基酸转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨脱氨脱氨脱氨基的重要方式基的重要方式基的重要方式基的重要方式，也是机体，也是机体，也是机体，也是机体合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸的重要途径。的重要途径。的重要途径。的重要途径。通过此种方式并通过此种方式并通过此种方式并通过此种方式并未产生游离的氨未产生游离的氨未产生游离的氨未产生游离的氨。转氨基作用的生理意义转氨基作用的生理意义 存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中辅酶为辅酶为辅酶为辅酶为 NADNAD+或或或或NADPNADP+GTPGTP、ATPATP为其抑制剂为其抑制剂为其抑制剂为其抑制剂 GDPGDP、ADPADP为其激活剂为其激活剂为其激活剂为其激活剂催化酶：催化酶：催化酶：催化酶：L-L-L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸NHNH3 3-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O（glutamate dehydrogenaseglutamate dehydrogenase）（二）（二）氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 联合脱氨基联合脱氨基联合脱氨基联合脱氨基转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用转氨基作用转氨基作用转氨基作用转氨基作用和和和和谷氨酸氧化脱氨谷氨酸氧化脱氨谷氨酸氧化脱氨谷氨酸氧化脱氨的结合被称的结合被称的结合被称的结合被称为转氨脱氨作用（为转氨脱氨作用（为转氨脱氨作用（为转氨脱氨作用（transdeaminationtransdeaminationtransdeaminationtransdeamination），又称联），又称联），又称联），又称联合脱氨作用。合脱氨作用。合脱氨作用。合脱氨作用。u 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 -酮酸酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 H2O+NAD+转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶 NH3+NADH+H+L-L-L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 此种方式既是此种方式既是此种方式既是此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式氨基酸脱氨基的主要方式氨基酸脱氨基的主要方式氨基酸脱氨基的主要方式，也是，也是，也是，也是体内体内体内体内合成非必需氨基酸的主要方式合成非必需氨基酸的主要方式合成非必需氨基酸的主要方式合成非必需氨基酸的主要方式。主要在主要在主要在主要在肝、肾肝、肾肝、肾肝、肾组织进行。组织进行。组织进行。组织进行。u 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环苹果酸苹果酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸 谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸 转转转转氨氨氨氨酶酶酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸转转氨氨酶酶 2 2腺苷酸腺苷酸腺苷酸腺苷酸脱氨酶脱氨酶脱氨酶脱氨酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)定位：骨骼肌、心肌、脑定位：骨骼肌、心肌、脑定位：骨骼肌、心肌、脑定位：骨骼肌、心肌、脑二、氨的转运二、氨的转运正常情况下，血氨水平在正常情况下，血氨水平在正常情况下，血氨水平在正常情况下，血氨水平在474765 mol/L 65 mol/L 氨是以无毒氨是以无毒氨是以无毒氨是以无毒丙氨酸丙氨酸及及及及谷氨酰胺谷氨酰胺两种形两种形两种形两种形式经血液转运。运输到式经血液转运。运输到式经血液转运。运输到式经血液转运。运输到肝合成尿素肝合成尿素肝合成尿素肝合成尿素，或运至，或运至，或运至，或运至肾肾肾肾以铵盐以铵盐以铵盐以铵盐的形式排出。的形式排出。的形式排出。的形式排出。（一）丙氨酸（一）丙氨酸-葡萄糖循环将氨从肌肉运输到肝葡萄糖循环将氨从肌肉运输到肝 反应过程反应过程反应过程反应过程生理意义生理意义生理意义生理意义 肌肉中氨以肌肉中氨以肌肉中氨以肌肉中氨以无毒的丙氨酸无毒的丙氨酸无毒的丙氨酸无毒的丙氨酸形式运输到肝。形式运输到肝。形式运输到肝。形式运输到肝。肝为肌肉肝为肌肉肝为肌肉肝为肌肉提供葡萄糖提供葡萄糖提供葡萄糖提供葡萄糖。丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)丙丙丙丙氨氨氨氨酸酸酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖糖糖糖酵酵酵酵解解解解途途途途径径径径肌肉肌肉肌肉肌肉丙丙丙丙氨氨氨氨酸酸酸酸血液血液血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环尿素循环尿素循环糖糖糖糖异异异异生生生生肝肝肝肝丙氨酸丙氨酸丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡葡葡萄萄萄萄糖糖糖糖(二）谷氨酰胺运输氨二）谷氨酰胺运输氨 反应过程反应过程反应过程反应过程在在在在脑、肌肉脑、肌肉脑、肌肉脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到合成谷氨酰胺，运输到合成谷氨酰胺，运输到合成谷氨酰胺，运输到肝和肾肝和肾肝和肾肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义生理意义生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的谷氨酰胺是氨的谷氨酰胺是氨的谷氨酰胺是氨的解毒产物解毒产物解毒产物解毒产物，也是，也是，也是，也是氨的储存氨的储存氨的储存氨的储存及运输及运输及运输及运输形式形式形式形式。谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸AspAspAsnAsnH2ONH3天冬酰胺酶天冬酰胺酶白血病细胞不能白血病细胞不能临床上用此临床上用此临床上用此临床上用此酶分解血酶分解血酶分解血酶分解血的的的的AsnAsnAsnAsn治疗白血病治疗白血病治疗白血病治疗白血病COOHCH2CHNH2COOHCONH2CH2CHNH2COOH三、肝三、肝合成尿素合成尿素是机体排泄氨的主要方式是机体排泄氨的主要方式 在肝内在肝内在肝内在肝内合成尿素合成尿素合成尿素合成尿素，这是，这是，这是，这是最主要的去路最主要的去路最主要的去路最主要的去路 合成非必需氨基酸及其他含氮化合物合成非必需氨基酸及其他含氮化合物合成非必需氨基酸及其他含氮化合物合成非必需氨基酸及其他含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 +NH+NH3 3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPATPADP+PiADP+Pi 肾小管肾小管肾小管肾小管泌氨泌氨泌氨泌氨分泌的分泌的分泌的分泌的NHNH3 3在酸性条件下生成在酸性条件下生成在酸性条件下生成在酸性条件下生成NHNH4 4+，随尿排出随尿排出随尿排出随尿排出体内氨的去路体内氨的去路体内氨的去路体内氨的去路（一）在肝进行的（一）在肝进行的鸟氨酸循环鸟氨酸循环合成尿素合成尿素主要在主要在主要在主要在肝细胞肝细胞肝细胞肝细胞的线粒体及胞液中的线粒体及胞液中的线粒体及胞液中的线粒体及胞液中尿尿尿尿素素素素生生生生成成成成的的的的过过过过程程程程由由由由Hans Hans Krebs Krebs 和和和和Kurt Kurt Henseleit Henseleit 提提提提 出出出出，称称称称 为为为为 鸟鸟鸟鸟 氨氨氨氨 酸酸酸酸 循循循循 环环环环(orinithine orinithine cycle)cycle)，又又又又 称称称称 尿尿尿尿 素素素素 循循循循 环环环环(urea urea cycle)cycle)或或或或Krebs-HenseleitKrebs-Henseleit循环循环循环循环。鸟氨酸循环鸟氨酸循环 Ornithine Cycle (尿素循环、尿素循环、Krebs-Henseleit循环）循环）1932年年 Hans Krebs&Kurt HenseleitHans KrebsHans KrebsUrea cycle Urea cycle （19321932）TAC cycle TAC cycle （19371937）Nobel Prize Nobel Prize（19531953）CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，MgMg2+2+）COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 反应在反应在反应在反应在线粒体线粒体线粒体线粒体中进行中进行中进行中进行1.CO1.CO1.CO1.CO2 2 2 2、氨和、氨和、氨和、氨和ATPATPATPATP缩合形成氨基甲酰磷酸缩合形成氨基甲酰磷酸缩合形成氨基甲酰磷酸缩合形成氨基甲酰磷酸反反反反应应应应由由由由氨氨氨氨基基基基甲甲甲甲酰酰酰酰磷磷磷磷酸酸酸酸合合合合成成成成酶酶酶酶(carbamoylcarbamoyl phosphate phosphate synthetasesynthetase,CPS-CPS-CPS-CPS-)催化催化催化催化N-N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应乙酰谷氨酸为其激活剂，反应乙酰谷氨酸为其激活剂，反应乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗消耗消耗消耗2 2 2 2分子分子分子分子ATPATPATPATPN-N-N-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGAAGA)鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2 2 2 2氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨酸氨酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨酸氨酸(CH2)3由由由由鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithineornithine carbamoylcarbamoyl transferase,OCTtransferase,OCT)催化催化催化催化反应在反应在反应在反应在线粒体线粒体线粒体线粒体中进行，中进行，中进行，中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。线粒体内膜存在一种线粒体内膜存在一种线粒体内膜存在一种线粒体内膜存在一种碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白，将，将，将，将瓜氨酸向线粒体外转运，同时将鸟氨酸向线粒瓜氨酸向线粒体外转运，同时将鸟氨酸向线粒瓜氨酸向线粒体外转运，同时将鸟氨酸向线粒瓜氨酸向线粒体外转运，同时将鸟氨酸向线粒体内转运。体内转运。体内转运。体内转运。3.3.3.3.瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸 反应在反应在反应在反应在胞液胞液胞液胞液中进行中进行中进行中进行 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPATPAMP+PPiAMP+PPiH H2 2O OMgMg2+2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨酸氨酸(CH2)3精氨酸精氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸4.4.4.4.精氨酸代琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索酸反应在胞液中进行反应在胞液中进行反应在胞液中进行反应在胞液中进行5.5.5.5.精氨酸裂解释放出尿素并再形成鸟氨酸精氨酸裂解释放出尿素并再形成鸟氨酸精氨酸裂解释放出尿素并再形成鸟氨酸精氨酸裂解释放出尿素并再形成鸟氨酸 鸟鸟鸟鸟氨氨氨氨酸酸酸酸循循循循环环环环2ADP+PiCO2+NHNH3 3+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸