氨基酸代谢MetabolismofAminoAcids汕头大学医学院生物化

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,目 录,氨 基 酸 代 谢,Metabolism of Amino Acids汕头大学医学院生物化学与分子生物学教研室,第 七 章,1,蛋白质的营养作用,Nutritional Function of Protein,第一节,2,一、 蛋白质营养的重要性,生命的物质基础,:,维持细胞、组织的生长、更新和修补,2. 参与多种重要的生理活动,催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）、代谢调节（激素，信号分子）等。,3. 氧化供能 (17kJ/mol),人体每日18%能量由蛋白质提供。,3,二、蛋白质需要量和营养价值,1. 氮平衡(nitrogen balance),摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。,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、消耗性疾病患者）,氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。,4,2. 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。,3. 蛋白质的营养价值,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。,谐音记忆方法：本宿舍皆赖皮蛋,其余,12,种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。,5,蛋白质的营养价值,(nutrition value),蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。,蛋白质的互补作用,指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。,6,第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,7,一、 蛋白质的消化,蛋白质消化的生理意义,由大分子转变为小分子，便于吸收。,消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。,8,胃肠道的生理环境,胃,:,胃液 酸度,pH?,小肠,:,肠液 酸度,pH?,9,消化过程,（一）胃中的消化作用,胃蛋白酶的最适,pH,为,1.5,2.5,，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。,胃蛋白酶原,胃蛋白酶 + 多肽碎片,胃酸、胃蛋白酶,(pepsinogen),(pepsin),什么是酶原的激活?,10,（二）小肠中的消化,小肠是蛋白质消化的主要部位。,1.,胰酶及其作用,胰酶,是消化蛋白质的主要酶，最适,pH,为,7.0,左右，包括内肽酶和外肽酶。,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。,11,肠液中酶原的激活,胰蛋白酶,原 糜蛋白酶原 羧基肽酶,原 弹性蛋白酶原,肠激酶(enterokinase),胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶 弹性蛋白酶,(trypsin) (exopeptidase) (carboxypeptidase) (elastase),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,12,氨基肽酶,内肽酶,羧基肽酶,氨基酸,+,氨基酸,二肽酶,蛋白水解酶作用示意图,2.,小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用,主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。,13,讨论:,*各种蛋白酶的特异功能性如何,它们是如何协同完成对,蛋白质的消化作用的, 蛋白质消化后的最终产物是什么?,*巧夺天工? 天工之美妙!,*是否可以仅设计一个酶来消化蛋白质成为氨基酸?,14,二、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,15,（一）氨基酸吸收载体,载体蛋白与氨基酸、,Na,+,组成三联体，由,ATP,供能将氨基酸、,Na,+,转入细胞内，,Na,+,再由钠泵排出细胞。,载 体类型,中性氨基酸载体,碱性氨基酸载体,酸性氨基酸载体,亚氨基酸与甘氨酸载体,16,（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,17,半胱氨酰甘氨酸,(Cys-Gly),半胱氨酸,甘氨酸,肽酶,-,谷氨,酸环化,转移酶,氨基酸,5-,氧脯氨酸,谷氨酸,5-,氧脯,氨酸酶,ATP,ADP+Pi,-,谷氨酰半胱氨酸,-,谷氨酰,半胱氨酸,合成酶,ADP+Pi,ATP,谷胱甘肽,合成酶,ATP,ADP+Pi,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,-,谷氨酰,氨基酸,氨基酸,目 录,部位!限速酶!,18,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,(,时间顺序上先于游离的氨基酸,),（三）,肽的吸收,19,三、 蛋白质的腐败作用,肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及其消化产物所起的作用,腐败作用的产物大多有害，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用的物质,。,蛋白质的腐败作用,(,putrefaction not “,corruption”,),20,（一）胺类(,amines,)的生成,蛋白质,氨基酸,胺类,蛋白酶,脱羧基作用,组氨酸,组胺,赖氨酸,尸胺,色氨酸,色胺,酪氨酸,酪胺,21,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。,苯乙胺,苯乙醇胺,酪胺,-羟酪胺,22,-,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。,(,可能与肝昏迷的机制有关,),23,（二）,氨的生成,未被吸收的氨基酸,血液中渗入肠道的尿素,氨,(ammonia),肠道细菌,脱氨基作用,尿素酶,降低肠道,pH,，,NH,3,转变为,NH,4,+,以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是,酸性灌肠,的依据。,24,（三）,其它有害物质的生成,酪氨酸,苯酚,半胱氨酸,硫化氢,色氨酸,吲哚,大部分随粪便排除体外,少量吸收经肝解毒.,25,第三节,氨基酸的一般代谢,General,Metabolism of Amino Acids,26,一、概 述,蛋白质的半寿期,(,half-life),蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用,t,1/2,表示.,蛋白质的更新有何生理意义? 生理和病理情况下,蛋白质转换,(,protein turnover),蛋白质处于不断合成和降解的动态平衡,.,27,真核生物中蛋白质的降解有两条途径,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, 依赖泛素,(ubiquitin),的降解过程, 溶酶体内降解过程,依赖,ATP,降解异常蛋白和短寿命蛋白,28,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,1. 泛素化(ubiquitination),泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。,2. 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,29,泛素化过程,E,1,：泛素活化酶,E,2,：泛素携带蛋白,E,3,：泛素蛋白连接酶,泛素,C,O,-,O,+,HS-E,1,ATP,AMP+PPi,泛素,C,O,S,E,1,HS-E,2,HS-E,1,泛素,C,O,S E,2,泛素,C,O,S E,1,被降解蛋白质,HS-E,2,泛素,C,O,S E,2,泛素,C,NH 被降解蛋白质,O,E,3,30,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,31,HPV(人类乳头瘤病毒)编码E6蛋白,E6蛋白,可通过泛素化过程而作用于p53。,在体外实验中也已表明HPV编码癌基因蛋白E6，它可在一种被称作E6相,关蛋白(E6-AP, MW 100 kD)的存在下激活p53的降解过程。从而导致肿瘤的,形成.,32,氨基酸代谢库,(,metabolic pool,),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，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。,33,氨基酸代谢库,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),氨基酸代谢概况,-,酮酸,脱氨基作用,酮 体,氧化供能,糖,胺 类,脱羧基作用,氨,尿 素,代谢转变,其它含氮化合物,(嘌呤、嘧啶等),合成,目 录,34,二、 氨基酸的脱氨基作用,定义,指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。,脱氨基,方式,氧化脱氨基,转氨基作用,联合脱氨基,非氧化脱氨基,转氨基和氧化脱氨基偶联,转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联,35,（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。,36,2.,反应式,大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外,.,该反应平衡常数近,1,因此转氨基作用既是氨基酸的分解也是非必需氨基酸的合成途径,.,37,3.,转氨酶,正常人各组织GOT及GPT活性,(单位/克湿组织),血清转氨酶活性，是否可以作为临床上疾病诊断和预后的指标之一,?,心肌梗死会有什么现象,?,急性肝炎呢,?,为什么,?,38,4.,转氨基作用的机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛 维生素,?,氨基酸,磷酸吡哆醛,-,酮酸,磷酸吡哆胺,谷氨酸,-,酮戊二酸,转氨酶,39,目 录,40,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,41,（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,!,对于,aa,供能有何意义,?,GDP,、,ADP,为其激活剂,催化酶：,L-谷氨酸脱氢酶,(不需氧,脱氢酶),L-谷氨酸,NH,3,-,酮戊二酸,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,H,2,O,什么是别构酶?,42,（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, 转氨基偶联氧化脱氨基作用,1.,定义, 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环,43, 转氨基偶联氧化脱氨基作用,氨基酸,谷氨酸,-,酮酸,-,酮戊二酸,H,2,O+NAD,+,转氨酶,NH,3,+NADH+H,+,L-谷氨酸脱氢酶,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。,44, 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环,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,-,酮戊,二酸,氨基酸,谷氨酸,-,酮酸,转氨酶 1,草酰乙酸,天冬氨酸,转氨酶,2,此种方式主要在肌肉组织进行。,腺苷酸,脱氨酶,H,2,O,NH,3,延胡索酸,腺嘌呤,核苷酸,(AMP),50% NH3 in brain,45,三、-酮酸的代谢,（一）经氨基化生成非必需氨基酸,（二）转变成糖及脂类,46,（三）氧化供能,-酮酸在体内可通过,TAC,和氧化磷酸化彻底氧化为,H,2,O,和,CO,2,，同时生成,ATP,。,47,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-,酮戊二酸,柠檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,PEP,磷酸丙糖,葡萄糖或糖原,糖,-,磷酸甘油,脂肪酸,脂肪,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,丙氨酸,半胱氨酸,丝氨酸,苏氨酸,色氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,色氨酸,天冬氨酸,天冬酰胺,苯丙氨酸,酪氨酸,异亮氨酸 蛋氨酸,丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸,酮体,亮氨酸 赖氨酸,酪氨酸 色氨酸,苯丙氨酸,谷氨酸,精氨酸 谷氨酰胺,组氨酸 缬氨酸,CO,2,CO,2,氨基酸、糖及脂肪代谢的联系,T A C,目 录,48,第四节,氨 的 代 谢,Metabolism of Ammonia,49,氨是机体正常代谢产物，具有毒性。,体内的氨主要在肝合成尿素,(,urea),而解毒。,（门静脉血氨浓度比较高）,正常人血氨浓度一般不超过,0.6mol/L,。,50,一、血氨的来源与去路,1. 血氨的来源,组织分解：,氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源, 胺类的分解也可以产生氨,RCH,2,NH,2,RCHO,+,NH,3,胺氧化酶,肠道吸收,：,肠道吸收的氨,氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨,尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨,肾脏泌氨,：,肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺,谷氨酰胺,谷氨酸 + NH,3,谷氨酰胺酶,51,2. 血氨的去路, 在肝内合成尿素，这是最主要的去路, 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物, 合成谷氨酰胺,谷氨酸 + NH,3,谷氨酰胺,谷氨酰胺合成酶,ATP,ADP+Pi, 肾小管泌氨,分泌的,NH,3,在,酸性条件,下生成,NH,4,+,，,随尿排出。,52,二、氨的转运,1. 丙氨酸-葡萄糖循环,(alanine-glucose cycle),反应过程,生理意义, 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。, 肝为肌肉提供葡萄糖。,53,丙,氨,酸,葡,萄,糖,肌肉,蛋白质,氨基酸,NH,3,谷氨酸,-,酮戊,二酸,丙酮酸,糖酵解途径,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-,酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH,3,尿素,尿素循环,糖异生,肝,丙氨酸-葡萄糖循环,葡萄糖,目 录,54,2. 谷氨酰胺的运氨作用,反应过程,谷氨酸 + NH,3,谷氨酰胺,谷氨酰胺合成酶,ATP,ADP+Pi,谷氨酰胺酶,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。,生理意义,谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。 临床可服用,谷氨酸盐来降低NH3,55,三、尿素的生成,（一）生成部位,主要在,肝细胞,的线粒体及胞液中。,（二）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,。,56,1. 氨基甲酰磷酸的合成,CO,2,+ NH,3,+ H,2,O + 2ATP,氨基甲酰磷酸合成酶,（,N-乙酰谷氨酸,，,Mg,2+,）,C,O,H,2,N,O,PO,3,2-,+,2ADP + Pi,氨基甲酰磷酸,反应在线粒体中进行,57,反应由氨基甲酰磷酸合成酶,(,carbamoyl,phosphate,synthetase, CPS-),催化。,N-,乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗,2,分子,ATP,。,N-乙酰谷氨酸(AGA),58,2. 瓜氨酸的合成,鸟氨酸氨基甲酰转移酶,H,3,PO,4,+,氨基甲酰磷酸,59,由鸟氨酸氨基甲酰转移酶,(,ornithine carbamoyl transferase,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。,60,3. 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,H,2,O,Mg,2+,+,天冬氨酸,精氨酸代琥珀酸,61,精氨酸,延胡索酸,精氨酸代琥珀酸裂解酶,精氨酸代琥珀酸,62,4. 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,63,鸟氨酸循环,2ADP+Pi,CO,2,+,NH,3,+ H,2,O,氨基甲酰磷酸,2ATP,N-乙酰谷氨酸,Pi,鸟氨酸,瓜氨酸,精氨酸,延胡索酸,氨基酸,草酰乙酸,苹果酸,-,酮戊,二酸,谷氨酸,-,酮酸,精氨酸代,琥珀酸,瓜氨酸,天冬氨酸,ATP,AMP + PPi,鸟氨酸,尿素,线粒体,胞 液,目 录,64,（三）反应小结,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。,65,（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,2. CPS-的调节：,AGA(N-乙酰谷氨酸)、精氨酸为其激活剂,3. 尿素生成酶系的调节：,66,哪个是尿素合成的限速酶，为什么？,启动限速（线粒体内）；合成限速：胞液内。,67,（五）高氨血症和氨中毒,血氨浓度升高称,高氨血症,(,hyperammonemia,),，,常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症,。,高氨血症时可引起脑功能障碍，称,氨中毒,(,ammonia poisoning,),。,68,TAC,脑供能不足,-酮戊二酸,谷氨酸,谷氨酰胺,NH,3,NH,3,脑内 -酮戊二酸,氨中毒的可能机制I-肝性脑病（肝昏迷）,69,-酮戊二酸,谷氨酸,谷氨酰胺,NH,3,NH,3,脑内渗透压增大,氨中毒的可能机制 II,脑水肿,70,遗传障碍性高氨血症,I型血氨过多症-氨基甲酰磷酸合成酶I,II型： 鸟氨酸氨基甲酰转移酶,瓜氨酸血症：精氨酸代琥珀酸合成酶,精氨酸代琥珀酸尿症：精氨酸代琥珀酸裂解酶,高精氨酸血症：精氨酸酶,71,第五节,个别氨基酸的代谢,Metabolism of,Individual,Amino Acids,72,一、氨基酸脱羧基作用,脱羧基作用,(,decarboxylation,),氨基酸脱羧酶,氨基酸,胺类,RCH,2,NH,2,+,CO,2,磷酸吡哆醛,73,（一）-氨基丁酸,(-aminobutyric acid, GABA),L-谷氨酸,GABA,CO,2,L- 谷氨酸脱羧酶,GABA,是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。,74,（二）牛磺酸(,taurine),牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。,L-半胱氨酸,磺酸丙氨酸,牛磺酸,磺酸丙氨酸脱羧酶,CO,2,75,（三）组胺 (histamine),L-组氨酸,组胺,组氨酸脱羧酶,CO,2,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，过敏反应等可出现。组胺还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌，常做为诱导胃活动研究的诱导剂。,76,（四）5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT),色氨酸,5-羟色氨酸,5-HT,色氨酸羟化酶,5-羟色氨酸脱羧酶,CO,2,5-HT,在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。,77,（五）多胺(,polyamines,),鸟氨酸,腐胺,S-腺苷甲硫氨酸,(SAM ),脱羧基SAM,鸟氨酸脱羧酶,CO,2,SAM脱羧酶,CO,2,精脒 (spermidine),丙胺转移酶,5,-甲基-硫-腺苷,丙胺转移酶,精胺 (spermine),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。癌症病人观测病情指标之一。,78,二、一碳单位的代谢,定义,（一）概述,某些氨基酸（甘氨酸、丝氨酸、蛋氨酸、组氨酸）。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),。,79,种类,甲基,(methyl),-CH,3,甲烯基,(methylene),-CH,2,-,甲炔基,(methenyl),-CH=,甲酰基,(formyl),-CHO,亚胺甲基,(formimino),-CH=,NH,80,（二）,四氢叶酸是一碳单位的载体,FH,4,的生成,F,FH,2,FH,4,FH,2,还原酶,FH,2,还原酶,NADPH+H,+,NADP,+,NADPH+H,+,NADP,+,81,FH,4,携带一碳单位的形式,（,一碳单位通常是结合在,FH,4,分子的,N,5,、N,10,位上）,N,5,CH,3,FH,4,N,5,、N,10,CH,2,FH,4,N,5,、N,10,=,CH,FH,4,N,10,CHO,FH,4,N,5,CH=NH,FH,4,82,一碳单位主要来源于氨基酸代谢,丝氨酸,N,5, N,10,CH,2,FH,4,甘氨酸,N,5, N,10,CH,2,FH,4,组氨酸,N,5,CH=NHFH,4,色氨酸,N,10,CHOFH,4,（三）一碳单位与氨基酸代谢,83,（四）一碳单位的互相转变,N,10,CHOFH,4,N,5, N,10,=CHFH,4,N,5, N,10,CH,2,FH,4,N,5,CH,3,FH,4,N,5,CH=NHFH,4,H,+,H,2,O,NADPH+H,+,NADP,+,NADH+H,+,NAD,+,NH,3,不可逆反应,84,（五）一碳单位的生理功能,作为合成嘌呤和嘧啶的原料,合成核酸,把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来,通过,S-,蛋氨酸向其它化合物提供甲基,应用（抗癌,抗菌）：参照核苷酸代谢,85,三、含硫氨基酸的代谢,胱氨酸,甲硫氨酸（？）,半胱氨酸,含硫氨基酸,86,（一）甲硫氨酸的代谢,1. 甲硫氨酸与转甲基作用,腺苷转移酶,PPi+Pi,+,甲硫氨酸,ATP,S腺苷甲硫氨酸(SAM),87,甲基转移酶,RH,RH,CH,3,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,甲基化是体内重要的代谢反应,体内有,50,多种物质由它提供甲基,88,甲基化的生理意义：,1.,基因表达调控的重要机制,例如：甲胎蛋白（,AFP),的表达调控,胎儿,-AFP,表达,出生后很快就停止表达,正常成人血清中无法检测到,AFP,。,AFP,和癌变有关系,2.,转录因子，细胞周期因子等的甲基化可以调节细胞周期和基因表达,3.,一些化合物的解毒需要经过甲基化的过程。如砷化合物等。,89,同型半胱氨酸血症：,1.,概念：血液中同型半胱氨酸超出正常范围（,4.5-13.9mol/L),。,2.,相关疾病：,心血管疾病,，尤其是冠状动脉粥硬化和心肌梗塞的危险指标，它的浓度升高程度与疾病的危险性成正比。,肿瘤：,与肿瘤的形成有关。,90,同型半胱氨酸与动脉粥样硬化的关系（假说）,91,3.,临床意义：,1,）引起同型半胱氨酸水平升高的因素,a.,遗传缺陷：缺少参与,HCY,新陈代谢的酶基因可导致血液中,HCY,水平的升高。,b.,营养不足：由酶作用的,HCY,新陈代谢需要维生素，来激活酶活性，如,叶酸、,B12,会导致血液中,HCY,水平的升高,c.,生理和临床条件：年龄的增长、肾功能障碍、氨甲蝶呤都会导致血液中,HCY,水平的升高。,92,2,）同型半胱氨酸,(,tHcy,),与疾病,a.,同型半胱氨酸血症与动脉粥样硬化性血管疾病,b.,同型半胱氨酸与心血管疾病,c.,同型半胱氨酸：动脉粥样硬化血管疾病重要的危险因素。,93,2. 甲硫氨酸循环,(methionine cycle),甲硫氨酸,S-腺苷同型,半胱氨酸,S-腺苷甲硫氨酸,同型半胱氨酸,FH,4,N,5,CH,3,FH,4,N,5,CH,3,FH,4,转甲基酶,(VitB,12,),H,2,O,腺苷,RH,ATP,PPi+Pi,RH,-CH,3,胆碱、肌酸、肾上腺素等,94,3. 肌酸的合成,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。,肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，,SAM,提供甲基而合成,。,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,),。,95,H,2,O,+,目 录,96,（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢,1. 半胱氨酸与胱氨酸的互变,-,2H,+,2H,CH,2,SH,CHNH,2,COOH,CH,2,CHNH,2,COOH,CH,2,CHNH,2,COOH,S,S,2,97,2. 硫酸根的代谢,含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。,SO,4,2-,+,ATP,AMP,-,SO,3,-,(腺苷-5,-磷酸硫酸),3-PO,3,H,2,-,AMP,-,SO,3,-,（3,-磷酸腺苷-5,-磷酸硫酸，PAPS）,PAPS,为活性硫酸，,是体内硫酸基的供体,98,四、芳香族氨基酸的代谢,芳香族氨基酸,苯丙氨酸,酪氨酸,色氨酸,99,（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢,苯丙氨酸 + O,2,酪氨酸 + H,2,O,苯丙氨酸羟化酶,四氢生物蝶呤,（BH4）,二氢生物蝶呤,NADPH+H,+,NADP,+,此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。,100,1. 儿茶酚胺,(catecholamine),与黑色素,(melanin),的合成,101,帕金森病,(,Parkinson disease),患者多巴胺生成减少。,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,),。,102,2. 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。,103,3. 苯酮酸尿症,(phenyl keronuria, PKU),体内,苯丙氨酸羟化酶,缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。,104,（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,105,五、支链氨基酸的代谢,支链氨基酸,亮氨酸,异亮氨酸,缬氨酸,106,氨基酸的重要含氮衍生物,目 录,107,+,N,O,+,O,2,NADPH+H,+,NADP,+,一氧化氮合酶,（NOS）,精氨酸,瓜氨酸,一氧化氮,目 录,108,糖尿病在我国，虽不如在西方国家那样平繁和严重，但也是一个常见的疾病。因为糖尿病的病原不明确，而且此病的表现多属于物质代谢的紊乱。由于胰岛素的缺少或阻抑，引起糖代谢失常以致血糖过高，尿糖出现，故称为糖尿病。此病症伴有蛋白质及脂肪代谢的紊乱，后者可发生酮症酸中毒、失水、昏迷以致死亡。,糖尿病患者氨基酸代谢障碍,109,糖尿病的蛋白表现：血中氨基酸含量增加（轻度不变）；尿中氨基酸上升（严重患者可比正常多4-10倍）。,蛋白质是重要的糖异生途径,氨基酸在肝脏脱氨后转变成丙酮酸糖,（糖尿病肝糖元空虚-促进氨基酸转变成糖，氮负平衡）,治疗后的变化：,注射胰岛素之后，血糖下降，糖原储存恢复（尿素生成下降）-糖异生下降-蛋白质分解下降。,110,糖尿病的最基本的缺陷在于胰岛素的作用缺乏成受到抑制，使葡萄糖不得正常地被利用，以致肝糖元不能形成，外周组织通过糖酵解作用和三羧酸循环氧化葡萄糖的速度大为降低。,111,病例讨论,2岁患儿，母亲代为主诉是：患儿经常呕吐，尤其是进食之后；体重和发育落后于正常的儿童，黑色的头发上有白色的斑。,如果你是接诊医生，请对该患儿进行临床诊治处理。,112,1.病史；2.临床表现. 3.实验室检查。,113,选择题练习,氨基酸代谢,114,1. 体内氨基酸脱氨基的主要方式是( ),A 转氨基,B 联合脱氨基,C 氧化脱氨基,D 非氧化脱氨基,E 脱水脱氨基,115,2. 体内氨的主要代谢去路是( ),A 合成尿素,B 生成谷氨酰胺,C 合成非必需氨基酸,D 渗入肠道,E 肾泌氨排出,116,3. 关于胃蛋白酶,不正确的是( ),A 以酶原的方式分泌,B 由胃粘膜主细胞产生,C 可由盐酸激活,D 属于外肽酶,E 具凝乳作用,117,4. 关于一碳单位代谢描述错误的是( ),A 一碳单位不能游离存在,B 四氢叶酸是一碳单位代谢辅酶,C N,5,-CH,3,-FH,4,是直接的甲基供体,D 组氨酸代谢可产生亚氨甲基,E 甘氨酸代谢克产生甲烯基,118,5. 氨基酸脱羧的产物是( ),A 氨和二氧化碳,B 胺和二氧化碳,C,-酮酸和胺,D -酮酸和,氨,E 草酰乙酸和,氨,119,6. 哪种物质缺乏会引起白化病?,A 苯丙氨酸羟化酶,B 酪氨酸转氨酶,C 酪氨酸酶,D 酪氨酸脱羧酶,E 酪氨酸羟化酶,120,7. 血氨升高的主要原因是( ),A 体内氨基酸分解增加,B 食物蛋白质摄入过多,C 肠道氨吸收增加,D 肝功能障碍,E 肾功能障碍,121,8. 氨基酸彻底分解的产物是( ),A 胺,二氧化碳,B 二氧化碳,水,尿素,C 尿酸,D 氨,二氧化碳,E 肌酸酐,肌酸,122,9. 甲基的直接提供体是( ),A S-腺苷甲硫氨酸,B 甲硫氨酸,C 同型半胱氨酸,D 胆碱,E N,5,-CH,3,-FH,4,123,10. 哪种酶先天缺乏可产生尿黑酸尿症?,A 酪氨酸酶,B 尿黑酸氧化酶,C 酪氨酸转氨酶,D 酪氨酸羟化酶,E 苯丙氨酸羟化酶,124,11. Which one is,glucogenic and ketogenic amino acid? ( ),A Gly,B Ser,C Cys,D Ile,E Asp,125,12. The ALT most active tissue is ( ),A blood serum,B cardiac muscle,C spleen,D liver,E lung,126,13. The average value of nitrogen content in proteins is ( ),A 10%,B 15%,C 16%,D 18%,E 24%,127,14. The vitamine joining in methionine cycle is ( ),A B,1,B PP,C B,12,D B,6,E B,2,128,15.,-酮酸的代谢去路有( ),A 可转变为糖,B 可转变为脂肪,C 生成非必需氨基酸,D 氧化生成二氧化碳和水,E 生成必需氨基酸,129,16. 蛋白质消化酶中属内肽酶的有( ),A 胃蛋白酶,B 胰蛋白酶,C 氨基肽酶,D 羧基肽酶,E 弹性蛋白酶,130,17. 可生成或提供一碳单位的氨基酸有( ),A 丝氨酸,B 组氨酸,C 甘氨酸,D 色氨酸,E 甲硫氨酸,131,18. 嘌呤核苷酸循环中参与的物质有( ),A 草酰乙酸,B,-酮戊二酸,C 腺嘌呤核苷酸,D 次黄嘌呤核苷酸,E 苹果酸,132,19. The amino acids which join in ornithine cycle are ( ),A aspartic acid,B citrulline,C N-acetylglutamic acid,D arginine,E ornithine,133,20. The main transporting forms of ammonia between tissues are ( ),A urea,B ammonium ion,C ammonia,D alanine,E glutamine,134,