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*,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,第 七 章,蛋白质的营养作用,Nutritional Function of Protein,第一节,一、 蛋白质的生理功能,蛋白质是组织细胞的主要成分,维持组织的生长、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、凝血凝血系统等。,3. 氧化供能,人体每日18%能量由蛋白质提供。,二、蛋白质需要量和营养价值,蛋白质中氮的平均含量是,16%,，食物中含氮物质主要,是蛋白质，所以测定食物中,氮的含量,就可以推算,蛋白,质含量,。,三聚氰胺,牛奶中氮的含量增高,推算出的蛋白含量增高,不合格产品就变合格,二、蛋白质需要量和营养价值,1. 氮平衡(nitrogen balance),摄入物食物中含氮量与排出物尿与粪,其他方式损失的氮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概况。,2.蛋白质生理需要量,在不进食蛋白质时，成人每日最低分解约,20g,蛋白质。由于食物蛋白质与人体蛋白质组成的差异，不可能全部被利用，故成人,每日最低需求量：30-50g蛋白质,。,我国营养学会推荐每日80g,3.必需氨基酸(essential amino acid),指体内需要而又不能自身合成，必需由食物供给的氨基酸，共有8种：,甲,、色、赖、缬、异、亮、,苯,、苏,其余,12,种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。,组、精人体能合成，但量不多,半必需,酪、半胱苯、甲转变过来，条件必需,假 设 来 借 一 两 本 书,4.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,必需氨基酸的种类,必需氨基酸的比例：,即具有与,人体需,求相符的,氨基酸组成 营养价值高,5.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。,如：谷类：赖氨酸较少、色氨酸较多,豆类：赖氨酸较多、色氨酸较少,两者混合食用即可提高营养价值。,第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,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。,消除蛋白的抗原性，防止过敏、毒性反响。,消化过程,一胃中的消化作用,胃蛋白酶适应于胃酸环境，最适,pH,为,1.5,2.5,，对蛋白质肽键的作用特异性不强，产物主要为,多肽及少量氨基酸,。,胃蛋白酶原,胃蛋白酶+含42氨基酸肽段,胃酸,胃,胃泌素,胃壁细胞,食物,分泌,分,泌,N,端,胃蛋白酶,二小肠中的消化,小肠是蛋白质消化的主要部位。,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),自肽链的末段开场每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)。,胰腺分泌,胰酶,进入小肠,胰酶酶原的激活,胰蛋白酶,(trypsin),肠激酶,(enterokinase),胰蛋白酶原,弹性蛋白酶,(elastase),弹性蛋白酶原,糜蛋白酶(,chymotrypsin),糜蛋白酶原,羧基肽酶,(A或B),(carboxypeptidase),羧基肽酶原(A或B),保证胰酶在其,特定的部位和环境,发挥催化作用。,可保护,胰酶分泌器官,胰腺,免受蛋白酶的,自身,消化作用。,酶原还可视为酶的,贮存形式,。,胰酶,酶原激活的意义,胰酶的,3种内肽酶的作用,内肽酶从肽链内部水解特定的肽键。,精氨酸,赖氨酸,任何氨基酸,COHN,肽键,胰蛋白酶,苯丙氨酸,酪氨酸,色氨酸,任何氨基 酸,COHN,肽 键,糜蛋白酶,脂肪族氨基 酸,任何氨基 酸,COHN,肽 键,弹性蛋白酶,胰酶的,外肽酶的作用,羧基肽酶从肽链羧基末端每次水解1个肽键。,除赖氨酸,精氨酸,脯氨酸,以外的氨基酸,任何氨基酸,COHN,肽键,羧基肽酶,A,赖氨酸,精氨酸,任何氨基酸,COHN,肽 键,羧基肽酶,B,寡肽酶,(,氨基,肽酶),多肽,寡肽+氨基酸,小肠,胰蛋白酶、糜蛋白酶、,弹性蛋白酶、羧基肽酶 (A、B),胃,小肠,三肽+二肽+氨基酸,氨基末端的,任何氨基酸,COHN 肽链,肽键,氨基肽酶,非脯氨酸,外肽酶,氨基,肽酶,从,氨,基末端每次水解1个肽键。,氨基肽酶由小肠黏膜细胞分泌，是一种,寡肽酶,。,小肠粘膜细胞内对蛋白质的消化作用,主要是,寡肽酶(oligopeptidase),的作用，例如二肽酶 (dipeptidase)，三肽酶 (tripeptidase) 等。最终产物为氨基酸。,氨基酸、二肽、三肽,小肠内各种酶的作用,多肽,胃,小肠,小肠黏膜细胞,外源蛋白,胃蛋白酶,酸性,主要消化场所,内肽酶，外肽酶,三肽酶,二肽酶,aa,aa,aa,aa,吸收,氨基酸,多肽,氨基酸、二肽、三肽,蛋白水解酶作用示意图,氨基酸,二肽酶,氨基肽酶,内肽酶,氨基酸,+,NH,NH,羧基肽酶,5,6,二、氨基酸的吸收,吸收部位：主要在小肠,吸收形式：氨基酸、二肽、三肽,吸收机制：耗能的,主动吸收,过程,一氨基酸吸收 (主动转运，间接耗能),载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体。载体蛋白构造改变，将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。,K,+,Na,+,Na,+,氨基酸,Na,+,氨基酸,K,+,Na,+,ATP ADP+Pi,细胞膜,细胞内,细胞外,钠泵,载体,ADP+Pi,ATP,氨基酸,Na,+,K,+,Na,+,泵,小肠粘膜细胞,肠腔,门静脉,吸收机制,粘膜面,浆膜面,二-谷氨酰基循环吸收氨基酸,(小肠粘膜细胞和肾小管细胞,-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,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,谷胱甘肽,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,三肽的吸收,三、 蛋白质的腐败作用,肠道细菌,对未被消化的蛋白质及未被吸收的氨基酸和小肽所起的作用,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,(K/B,12,/,泛酸,/,生物素,/,叶酸,),等可被机体利用的物质。,蛋白质的腐败作用,(,putrefaction),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,降压,升压,苯丙氨酸,苯乙胺,假神经递质,(false neurotransmitter),某些物质构造与神经递质构造相似，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,假神经递质,肝功能不全时，苯乙胺和酪胺不能及时在肝内分解,由体循环入脑，经脑内非特异羟化酶作用，苯乙胺羟化而生成苯乙醇胺，酪胺经羟化而生成-羟酪胺。,苯乙醇胺和-羟酪胺是假神经递质，构造类似儿茶酚胺，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，引起肝昏迷。,二 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,细菌尿素酶,降低肠道,pH,，,NH,3,转变为,NH,4,+,以铵盐形式排出，可减少氨的吸收，这是,酸性灌肠,的依据。,血氨,肝脏疾病,吸收,神经系统毒性，肝昏迷,NH,4,+,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,正常情况下，上述有害物质大局部随粪便排出，只有小局部被吸收，经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。,第三节 蛋白质的降解,General,Metabolism of Amino Acids,P139,一、体内蛋白质的转换更新,蛋白质的半寿期,(,half-life),蛋白质降解为其原浓度的一半所需要的时间，用,t,1/2,表示,体内蛋白质合成,体内蛋白质降解,动态平衡,结缔组织蛋白：180天,关键性调节酶：几个小时,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,细胞外蛋白,、,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,二、蛋白质,降解的,机制,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,一级构造高度保守,1. 泛素化(ubiquitination),泛素与被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。,泛素介导的蛋白质降解过程,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,3,2. 在蛋白酶体(proteasome)中，消耗ATP的情况下由泛素-连接降解酶UCDEN对泛素化蛋白质进展降解。,第四节、 氨基酸的分解代谢。,氨基酸脱氨基变成,-酮酸,-酮酸转化为,其他代谢物,氨基酸脱羧基产生,胺类,P140,氨基酸代谢库(,metabolic pool,),食物蛋白经消化吸收的AA外源性AA与体内组织蛋白降解产生的AA以及体内自身合成的非必需AA内源性AA混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。,肌肉：50% 肝脏：10%,氨基酸分解代谢的主要器官,肝脏,P140,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,胺 类,脱羧基作用,-,酮酸,脱氨基作用,氨,尿素,代谢转变,其它含氮化合物,(嘌呤、嘧啶等),合成,脂肪酮体,氧化供能,糖,一、 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,转氨基作用,氧化脱氨基,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,P141,一转氨基作用(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。,P142,2. 反响式,大多数氨基酸可参与转氨基作用，但,甘氨酸、脯氨酸、赖氨酸、苏氨酸,除外。,不同的氨基酸有,不同的转氨酶,催化转氨基作用,3.,转氨酶,正常人各组织GOT及GPT活性,(单位/克湿组织),血清转氨酶的,量,，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。,谷丙转氨酶,谷草转氨酶,CH3,H-C-NH,2,COOH,COOH,CH22,C=O,COOH,+,丙酮酸 谷氨酸,丙氨酸 -酮戊二酸,GPT ：,谷丙转氨酶，急性肝炎时血清,GPT,含量,显著增高。,GPT,CH3,C=O,COOH,COOH,CH22,HC-NH2,COOH,+,COOH,CH,2,H-C-NH,2,COOH,COOH,CH22,C=O,COOH,+,GOT,COOH,CH,2,C=O,COOH,COOH,CH22,HC-NH2,COOH,草酰乙酸 谷氨酸 天冬氨酸 -酮戊二酸,GOT,：,谷草转氨酶，心肌梗死时血清,GOT,含量,明显增高。,+,4.,转氨基作用的机制,转氨酶的辅酶是,磷酸吡哆醛,AA,-酮酸,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。,5. 转氨基作用的生理,意义,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,NH,3,-,酮戊二酸,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,H,2,O,氧化伴随脱氨基,P141,三联合脱氨基作用,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,P143, 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、脑组织进展。, 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展。,腺苷酸,脱氨酶,H,2,O,NH,3,延胡索酸,腺嘌呤,核苷酸,(AMP),L-谷氨酸脱氢酶,四非氧化脱氨基,一些氨基酸可以进展非氧化脱氨基作用,产生NH3和-酮酸,1.脱水脱氨,2.脱硫氢基脱氨,3.直接脱氨,二、-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,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,半胱氨酸、脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、,天冬氨酸、天冬酰胺、甲硫氨酸,类别,氨,基,酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,氨基酸生糖及生酮性质的分类,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、,类别,氨,基,酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、,天冬氨酸、天冬酰胺、,类别,氨,基,酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,类别,氨,基,酸,生糖氨基酸,生酮氨基酸,亮氨酸、赖氨酸,生糖兼生酮氨基酸,异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸,氨基酸生糖及生酮性质的分类,P148,葡萄糖,丙酮酸,乙酰CoA,脂肪,草酰乙酸,- 酮戊二酸,琥珀酸,延胡索酸,甘油,脂酸,6-磷酸葡萄糖,磷酸二羟丙酮,3-磷酸甘油醛,磷酸烯醇式丙酮酸,3磷酸甘油,异亮氨酸,亮氨酸,色氨酸,乙酰乙酰CoA,酮体,甘,氨酸,丙氨酸,半胱氨酸,丝氨酸,苏氨酸,色氨酸,异亮氨酸,蛋氨酸,丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸,谷氨酸,精氨酸,谷氨酰胺,组氨酸,脯,氨酸,亮氨酸 赖氨酸,酪氨酸,色氨酸,苯丙氨酸,天冬氨酸,酪氨酸,苯丙氨酸,天冬酰胺,三氧化供能,-酮酸在体内可通过,TCA循环,和氧化磷酸化彻底氧化为,H,2,O,和,CO,2,，同时生成,ATP,。,三、 氨基酸的脱羧基作用,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,P149,一-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。,临床已用作镇静剂。,磷酸吡哆醛,二5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT),色氨酸,5-羟色氨酸,5-羟色胺,色氨酸羟化酶,5-羟色氨酸脱羧酶,CO,2,5-羟色胺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。,三牛磺酸(taurine),牛磺酸是结合型胆汁酸的组成成分。,另外发现脑组织中有较多的牛磺酸,L-半胱氨酸,磺酸丙氨酸,牛磺酸,磺酸丙氨酸脱羧酶,CO,2,氧化,四组胺 (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，可诱发荨麻疹等过敏反响。还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,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、再生肝和肿瘤组织中含量较高。血或尿中的多胺含量可以作为辅助癌症诊断的指标之一。,第五节、氨 的 代 谢,Metabolism of Ammonia,P144,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。,正常人血氨浓度一般不超过,0.6mol/L,。,一血氨的来源与去路,1. 血氨的来源,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,肠道吸收的氨,氨基酸在,肠道细菌,作用下产生的氨,从血液渗透进入,肠道,的,尿素经,细菌尿素酶,水解产生的氨,肾小管上皮细胞产生的氨吸收入血,(原尿碱性时),谷氨酰胺,谷氨酸 + NH,3,谷氨酰胺酶,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, 肾小管上皮细胞产生的氨,分泌到,酸性,原尿中生成,NH,4,+,，,随尿排出。,P147,二氨的转运,1. 丙氨酸-葡萄糖循环,(alanine-glucose cycle),反响过程,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。,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,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。,2. 谷氨酰胺的运氨作用,反响过程,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，从而进展解毒。,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。,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。,合成器官,实验：,动物切除肝脏，血液和尿中的尿素含量显著降低。,结论：,肝脏,是合成尿素的主要器官。,二生成过程,尿素生成的过程由,Krebs,和,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,。,实验根据：,1、将大鼠肝的薄切片放在有氧条件下加铵盐保温数小时后，铵盐的含量减少，而同时尿素增多。,2、在此切片中，参加鸟氨酸、瓜氨酸或精氨酸能够大大加速尿素的合成。根据这三种氨基酸的构造推断，鸟氨酸可能是瓜氨酸的前体，而瓜氨酸又是精氨酸的前体。,3、实验还观察到,当大量鸟氨酸与肝切片及NH4+保温时，确有瓜氨酸的积存。,4、此外，早已证实肝含有精氨酸酶，此酶催化精氨酸水解生成鸟氨酸及尿素。,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,反响在线粒体中进展,反响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，反响消耗2分子ATP。,N-乙酰谷氨酸(AGA),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,反响在线粒体中进展，瓜氨酸生成后进入胞液。,3. 精氨酸的合成,反响在胞液中进展。,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,精氨酸,延胡索酸,精氨酸代琥珀酸裂解酶,精氨酸代琥珀酸,4. 精氨酸水解生成尿素,反响在胞液中进展,尿素,鸟氨酸,精氨酸,H,2,O,鸟氨酸循环,2ADP+Pi,CO,2,+,NH,3,+ H,2,O,氨基甲酰磷酸,2ATP,CPS I,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,三反响小结,原料：CO2+2NH3,2 分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸。,过程：先在线粒体中进展，再在胞液中进展。,耗能：3 个ATP，4 个高能磷酸键。,精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶；,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,CPS-,的调节：,AGA,为其激活剂,Arg,是,AGA,合成酶的激活剂,3.,精氨酸代琥珀酸合成酶,是尿素合成的限速酶；,五高氨血症和氨中毒,当肝功能严重损伤时，尿素合成发生障碍，血氨浓度升高，称为高,氨,血症,。,高氨血症时可引起脑功能障碍，称,氨中毒,(,ammonia poisoning,),。,P148,TAC,脑供能缺乏,-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,第六节,个别氨基酸的代谢,Metabolism of,Individual,Amino Acids,P149,一、一碳单位的代谢,定义,一概述,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),。,P150,种类,甲基,(methyl),-CH,3,甲烯基,(methylene),-CH,2,-,甲炔基,(methenyl),-CH=,甲酰基,(formyl),-CHO,亚氨甲基,(formimino),-CH=,NH,二四氢叶酸是一碳单位的载体,FH,4,的生成,FA,FH,2,FH,4,FH2复原酶,FH2复原酶,NADPH+H,+,NADP,+,NADPH+H,+,NADP,+,N,N,6,N,5,7,N,8,H,2,N,OH,CH,2,9,NH,10,C,O,NH,CH(CH,2,),2,COOH,COOH,谷氨酸,对氨基苯甲酸,蝶呤啶,四氢叶酸,叶酸,FH4,携带一碳单位的形式,一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10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,4,一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,甘组色丝,肝阻塞死,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,色,组,甘、丝,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,二、含硫氨基酸的代谢,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,含硫氨基酸,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),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,转甲基酶,(VitB,12,),H,2,O,腺苷,RH,ATP,PPi+Pi,R,-CH,3,巨幼红细胞贫血,2. 肌酸,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。,H,2,O,+,目 录,肌酸的生成,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,是很多酶和蛋白活性基团,参与维持蛋白的空间构象,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）,活性硫酸根，是体内硫酸基的供体,5,3,3. 谷胱甘肽,谷氨酸,半胱氨酸,甘氨酸,(GSH),GSH具有复原型G-SH和氧化型,G-S-S-G两种形式，并可互变：,2G-SH,G-S-S-,G,-2H,+2H,体内以复原型为主 (100:1)。可作为复原剂。,1. 保护巯基不被氧化从而维持巯基酶的活性。,2. 去除过氧化物从而保持细胞膜的完整性。,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,1、苯丙氨酸羟化生成酪氨酸,此反响为苯丙氨酸的主要代谢途径。,一苯丙氨酸和酪氨酸代谢有联系又有区别,苯丙氨酸,+ H,2,O,苯丙氨酸羟化酶,四氢生物蝶呤,二氢生物蝶呤,NADPH+H+,NADP+,酪氨酸,+ O,2,苯丙酮酸尿症,(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，苯丙氨酸大量生成,苯丙酮酸、苯乙酸,等，并从尿中排出。,苯丙酮酸尿症：苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统,有毒性，引起脑发育障碍，患儿智力低下。治疗,原那么：早期发现，控制饮食中苯丙氨酸含量。,2、酪氨酸转变为黑色素和儿茶酚胺或彻底氧化分解,多巴醌,吲哚醌,黑色素,聚合,黑色素,(melanin),的生成,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)。,酶,白化病,虹膜,儿茶酚胺,(catecholamine),的生成,S-腺苷同型半胱氨酸,帕金森病,(Parkinson disease),患者脑部多巴胺生成减少。,帕金森病，多在60岁以后发病。主要表现为患者动作缓慢，手脚或身体其它局部震颤，身体失去柔软性,变得僵硬。,帕金森病是老年人中第四位最常见的神经变性疾病,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,尿黑酸尿症。,苯丙氨酸的和酪氨酸的代谢,酪氨酸酶,黑色素细胞,苯丙酮酸,3,吲哚醌,多巴醌,神经组织,肾上腺,苯乙酸,C,H,2,C,O,H,O,C,H,2,C,C,O,O,H,O,黑色素,C,H,2,H,C,C,O,O,H,N,H,2,O,O,C,H,2,H,C,C,O,O,H,N,H,2,C,H,2,H,C,C,O,O,H,N,H,2,H,O,BH,4,BH,2,NADPH,NADP+,C,H,2,H,C,C,O,O,H,N,H,2,H,O,H,O,C,H,2,C,H,2,N,H,2,H,O,H,O,H,C,C,H,2,N,H,2,H,O,H,O,O,H,H,C,C,H,2,N,H,2,H,O,H,O,O,H,C,H,3,苯丙氨酸,酪氨酸,多巴胺,去甲肾上腺素,肾上腺素,酪氨酸羟化酶,C,H,2,H,C,C,O,O,H,N,H,2,H,O,H,O,多巴,多巴,苯丙氨酸羟化酶,对羟苯丙酮酸,尿黑酸,延胡索酸,+,乙酰乙酸,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,四、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程,支链氨基酸,亮氨酸,异亮氨酸,缬氨酸,支链氨基酸的分解代谢,代谢部位：,骨骼肌,生酮,生糖,生糖兼生酮,目 录,氨基酸的重要含氮衍生物,氨基酸,衍生化合物,生理功能,Asp、Gln、Gly,嘌呤碱,含氮碱基、核酸成分,Asp,嘧啶碱,含氮碱基、核酸成分,Gly,卟啉化合物,血红素、细胞色素,Gly、Arg、Met,肌酸、磷酸肌酸,能量储存,Trp,尼克酸、5-羟色胺,维生素、神经递质,Tyr 、 Phe,儿茶酚胺,神经递质、激素,Tyr 、 Phe,黑色素,皮肤色素,Cys,牛磺酸,结合型胆汁酸的成分,His,组胺,血管舒张剂,Glu,-氨基丁酸,神经递质,Orn 、 Met,精胺、精脒,细胞增殖促进剂,Arg,一氧化氮（NO）,细胞信号转导分子,+,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,
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