11 第九章 氨基酸代谢.pptx

第1页：第九章 氨基酸代谢

氨基酸代谢第九章Metabolism of Amino Acids

第2页：第一节 蛋白质的生理功能和营养价值

蛋白质的生理功能和营养价值PhysiologicalFunction and NutritionValue of Protein第一节

第3页：一、体内蛋白质具有多方面的重要功能

一、体内蛋白质具有多方面的重要功能（一）蛋白质维持细胞组织的生长、更新和修补（二）蛋白质参与体内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。

每克蛋白质在体内氧化分解可释放17.19KJ (4.1KCal)的能量，人体每日18%能量由蛋白质提供。（三）蛋白质可作为能源物质氧化供能

第4页：二、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述

二、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述

• 氮平衡(nitrogen balance)指每日氮的摄入量(食物中的蛋白质)与排出量(粪便和尿液)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、恢复期病人）氮负平衡：摄入氮<排出氮（饥饿、严重烧伤、出血、消耗性疾病患者）

第5页：蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低

• 蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低生理需要量为30g-50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。
• 氮平衡的意义可以反映体内蛋白质代谢的概况。

第6页：三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值

• 营养必需氨基酸(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种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需氨基酸。三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值

第7页：蛋白质的营养价值

• 蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值是指食物蛋白质在体内的利用率，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。

第8页：第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败

第二节蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion, Absorption and Putrefaction ofProteins

第9页：一、外源性蛋白质消化成氨基酸

一、外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收

• 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。（一）在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽

第10页：1.蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸

1.蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸

• 胃蛋白酶的最适pH为1.5~2.5，对蛋白质肽键的作用特异性较差，主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽键，产物主要为多肽及少量氨基酸。
• 胃蛋白酶的凝乳作用：乳汁中的酪蛋白（casein）与Ca2+形成乳凝块，胃停留时间延长，利于消化。胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸(pepsinogen)(pepsin)胃蛋白酶自身激活作用（autocatalysis）

第11页：2.蛋白质在小肠被水解成小肽

• 2.蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸——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)自肽链的末段开始，每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。

第12页：υ蛋白水解酶作用示意图氨基酸二肽酶氨基肽

υ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+NHNH羧基肽酶56

第13页：肠液中酶原的激活胰蛋白酶

肠液中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)

第14页：酶原激活的意义

• 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,最终产物为氨基酸。
• 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

第15页：(二)氨基酸和寡肽通过主动转运机制被吸收

（二）氨基酸和寡肽通过主动转运机制被吸收

• 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

第16页：通过转运蛋白完成氨基酸和小肽

通过转运蛋白完成氨基酸和小肽的吸收载体蛋白与氨基酸、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。

七种转运蛋白(transporter)中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白β氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白

第17页：γ-谷氨酰基循环

γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)过程：

• 谷胱甘肽对氨基酸的转运
• 谷胱甘肽再合成
• 通过γ-谷氨酰基循环完成氨基酸的吸收

第18页：谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷

谷氨酸5-氧脯氨酸酶ATPADP+Pi半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酰环化转移酶氨基酸5-氧脯氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi细胞外γ-谷氨酰基转移酶细胞膜谷胱甘肽GSH细胞内γ-谷氨酰氨基酸氨基酸

第19页：二、未消化吸收蛋白质在大肠下段发生腐败作用

• 二、未消化吸收蛋白质在大肠下段发生腐败作用未被消化的蛋白质及未被吸收的氨基酸，在大肠下部受大肠杆菌的分解，此分解作用称为腐败作用（putrefaction）。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)

第20页：(一)肠道细菌通过脱羧基作用

（一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类蛋白质氨基酸胺类(amines)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

第21页：假神经递质

假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构(如苯乙醇胺，β-羟酪胺）与神经递质（如儿茶酚胺）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β-羟酪胺

第22页：(二)肠道细菌通过脱氨基作用

• （二）肠道细菌通过脱氨基作用产生氨未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)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。

第23页：(三)腐败作用产生其它

• （三）腐败作用产生其它有害物质酪氨酸苯酚半胱氨酸硫化氢色氨酸吲哚
• 正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。

第24页：第三节 氨基酸的一般代谢

第三节氨基酸的一般代谢GeneralMetabolismof Amino Acids

第25页：一、体内蛋白质分解生成氨基酸

一、体内蛋白质分解生成氨基酸

• 成人体内的蛋白质每天约有1%-2%被降解，主要是肌肉蛋白质。
• 蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%-80%被重新利用合成新的蛋白质。

第26页：(一)蛋白质以不同的速率进行降解

• 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t1/2表示。（一）蛋白质以不同的速率进行降解
• 不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生理需要而变化。

第27页：(二)真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径

不依赖ATP和泛素；

• 利用溶酶体中的组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿蛋白质。1、蛋白质在溶酶体通过ATP-非依赖途径被降解（二）真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径

第28页：2、蛋白质在蛋白酶体通过ATP-依赖途径

2、蛋白质在蛋白酶体通过ATP-依赖途径被降解

• 依赖ATP和泛素
• 降解异常蛋白和短寿蛋白质
• 泛素(ubiquitin)
• 76个氨基酸组成的多肽(8.5kD)
• 普遍存在于真核生物而得名
• 一级结构高度保守

第29页：泛素介导的蛋白质降解过程

• 泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活,即泛素化，包括三种酶参与的3步反应，并需消耗ATP。
• 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

第30页：泛素化过程E1

泛素化过程E1：泛素激活酶E2：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶UBCO-O+HS-E1ATPAMP+PPiUBCOSE1HS-E2HS-E1UBCOS E2UBCOS E1UB：泛素Pr：被降解蛋白质PrHS-E2UBCOS E2UBCNHOE3Pr

第31页：蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内

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。26S蛋白质酶体20S的核心颗粒(CP)19S的调节颗粒(RP) :18个亚基, 6个亚基具有ATP酶活性2个α环：7个α亚基2个β环：7个β亚基

第32页：

第33页：泛素介导的蛋白质降解过程

泛素介导的蛋白质降解过程：

第34页：二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成

二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸（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(metabolicpool)。

第35页：氨基酸代谢概况

氨基酸代谢概况：合成分解嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮化合物代谢转变胺类+CO2脱羧基作用脱氨基作用消化吸收其它含氮物质非必需氨基酸NH3CO2+H2O糖或脂类α-酮酸谷氨酰胺尿素食物蛋白质组织蛋白质血液氨基酸组织氨基酸氨基酸代谢库

第36页：三、氨基酸分解先脱氨基

三、氨基酸分解先脱氨基

• 脱氨基作用指氨基酸脱去α-氨基生成相应α-酮酸的过程。NH3

第37页：(一)氨基酸通过转氨基作用脱去氨基

（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基

• 转氨基作用(transamination)1.转氨基作用由转氨酶催化完成在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。

第38页：反应式大多数氨基酸可参与转氨基作用

反应式大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。转氨酶的专一性强，不同氨基酸与α-酮酸之间的转氨基作用只能由专一的转氨酶催化。

在各种转氨酶中，以L-谷氨酸和α-酮酸的转氨酶最为重要。

第39页：草酰乙酸++

ALTCHNH2COOHCH3丙氨酸C=O +COOHCOOH(CH2)2α-酮戊二酸C=OCOOHCH3丙酮酸CHNH2+COOHCOOH(CH2)2谷氨酸AST(CH2)2CHNH2COOHCOOH谷氨酸C=O(CH2)2COOHCOOHα-酮戊二酸CHNH2COOHCOOHCH2天冬氨酸C=OCH2COOHCOOH草酰乙酸++

第40页：血清转氨酶活性

正常人各组织中ALT及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。组织ALT AST组织ALT AST胰腺2000 28000肝44000 142000脾1200 14000肾19000 91000肺700 10000心7100 156000血清16 20骨骼肌4800 99000

第41页：2.各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制

2.各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制

• 转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸磷酸吡哆醛α-酮酸磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶

第42页：

第43页：转氨基作用的生理意义

• 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。
• 转氨基作用的生理意义

第44页：(二)L-谷氨酸通过

（二）L-谷氨酸通过L-谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基

• 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NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O

第45页：定义

• 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α-氨基生成α-酮酸的过程。
• 定义

第46页：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谷氨酸α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+转氨酶NH3+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、肾和脑组织进行。转氨基作用与谷氨酸脱氢作用的结合被称作转氨脱氨作用（transdeamination）

第47页：(三)氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基

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α-酮戊二酸氨基酸谷氨酸α-酮酸转氨酶1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶2腺苷酸脱氨酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)（三）氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基

第48页：(四)氨基酸通过

（四）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基α-酮酸NH+4+H2O2L-氨基酸氧化酶O2+FMNH2α-氨基酸

第49页：四、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解

四、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸(α-keto acid）主要有三条代谢去路。（一）α-酮酸可彻底氧化分解并提供能量（二）α-酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸（三）α-酮酸可转变成糖及脂类化合物

第50页：2L: Leu, Lys2e:

2L: Leu, Lys2e: Ile, Phe3T: Tyr, Thr, Trp

第51页：丙酮酸可进入线粒体氧化产生乙酰CoA

• 丙酮酸可进入线粒体氧化产生乙酰CoA，进入三羧酸循环而彻底氧化
• 酮体可直接分解产生乙酰CoA或乙酰乙酰CoA
• 三羧酸循环的中间产物通过三羧酸循环中的反应转变成苹果酸，运输到线粒体外，在胞质内依次转变成草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸，然后进入线粒体彻底氧化氨基酸分解代谢的中间产物主要有3类：

第52页：琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸

琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-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α-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苏氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C

第53页：一般在下列3种代谢状况下

一般在下列3种代谢状况下，氨基酸才氧化降解：①细胞的蛋白质进行正常的合成和降解时，蛋白质合成并不需要蛋白质降解释放出的某些氨基酸，这些氨基酸会进行氧化分解。

②食品富含蛋白质，消化产生的氨基酸超过了蛋白质合成的需要，由于氨基酸不能在体内储存，过量的氨基酸在体内被氧化降解。③机体处于饥饿状态或未控制的糖尿病状态时，机体不能利用或不能合适地利用糖作为能源，细胞的蛋白质被用做重要的能源。

第54页：第四节 氨的代谢

第四节氨的代谢Metabolism of Ammonia

第55页：体内代谢产生的氨及消化道吸收的氨进入血液

• 血氨（blood ammonia)体内代谢产生的氨及消化道吸收的氨进入血液，形成血氨。
• 血氨水平正常生理情况下，血氨水平在47～65μmol/L。

第56页：一、血氨有三个重要来源

一、血氨有三个重要来源（一）氨基酸脱氨基作用和胺类分解均可产生氨RCH2NH2RCHO + NH3胺氧化酶氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。

第57页：(三)肾小管上皮细胞分泌

（三）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+ NH3谷氨酰胺酶H2O（二）肠道细菌腐败作用产生氨蛋白质和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

第58页：二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺

• 二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式转运（一）氨通过丙氨酸-葡萄糖循环从骨骼肌运往肝
• 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。

第59页：丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸

丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸α-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α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖

第60页：(二)氨通过谷氨酰胺从脑和骨骼肌

（二）氨通过谷氨酰胺从脑和骨骼肌等组织运往肝或肾

• 反应过程谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。谷氨酸+ NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶+H2O
• 生理意义

第61页：天冬酰胺酶

天冬酰胺酶（asparaginase）治疗白血病机理：减少血中天冬酰胺GlnAspAsnH2ONH3天冬酰胺酶白血病细胞不能COOHCH2CHNH2COOHCONH2CH2CHNH2COOHCONH2(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2CHNH2COOHGluProtein

第62页：三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路

三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路

• 体内氨的去路有：
• 在肝内合成尿素，这是最主要的去路谷氨酸+ NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi
• 肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。
• 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物
• 合成谷氨酰胺

第63页：(一)Krebs提出尿素

（一）Krebs提出尿素是通过鸟氨酸循环合成的学说尿素生成的过程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，称为鸟氨酸循环(orinithinecycle)，又称尿素循环(ureacycle)或Krebs-Henseleit循环。

*组织切片技术*同位素示踪技术

第64页：(二)肝中鸟氨酸循环详细步骤

• 1. NH3、CO2和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸（carbamoyl phosphate）CO2+ NH3+ H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPS-I)（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO~PO32-+2ADP + Pi氨基甲酰磷酸
• 反应在线粒体中进行（二）肝中鸟氨酸循环详细步骤

第65页：反应由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ

• 反应由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoyl phosphatesynthetaseⅠ, CPS-Ⅰ)催化
• N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATPN-乙酰谷氨酸(AGA)

第66页：2.氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应

2.氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸鸟氨酸氨基甲酰转移酶OCTH3PO4+氨基甲酰磷酸

第67页：反应由鸟氨酸氨基甲酰转移酶

• 反应由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithinecarbamoyl transferase, OCT)催化，OCT常与CPS-Ⅰ构成复合体。
• 反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。

第68页：3.瓜氨酸与天冬氨酸反应

3.瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸

• 反应在胞液中进行精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3

第69页：反应在胞液中进行

• 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.精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸
• 反应在胞液中进行

第70页：5.精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸

5.精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸

• 反应在胞液中进行尿素鸟氨酸精氨酸H2O

第71页：氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟

鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3+ H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-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α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鸟氨酸尿素线粒体胞液

第72页：反应小结

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：通过鸟氨酸循环，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2NH3+ CO2+ 3ATP + 3H2O H2N–CO–NH2+ 2ADP + AMP + 4Pi

第73页：(三)尿素合成受膳食蛋白质

1.高蛋白质膳食促进尿素合成2.AGA激活CPS-Ⅰ启动尿素合成3.精氨酸代琥珀酸合成酶活性促进尿素合成（三）尿素合成受膳食蛋白质和两种关键酶活性的调节

第74页：酶相对活性氨基甲酰磷酸合成

酶相对活性氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相对活性酶相对活性氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0

第75页：(四)尿素合成障碍可引起高血氨症与氨

血氨浓度升高称高血氨症(hyperammonemia)高血氨症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammonia poisoning)。

（四）尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒常见于肝功能严重损伤或尿素合成相关酶的遗传缺陷。

第76页：氨中毒的可能机制

• TAC↓脑供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3脑内α-酮戊二酸↓①高血氨可减少脑内α-酮戊二酸，导致能量代谢障碍。
• 氨中毒的可能机制

第77页：②脑星状细胞内谷氨酰胺增多

②脑星状细胞内谷氨酰胺增多，可导致水份渗入细胞，引起脑水肿。③谷氨酸以及由谷氨酸产生的γ-氨基丁酸都是主要的信号分子。过多谷氨酸用于合成谷氨酰胺，可导致脑内谷氨酸和γ-氨基丁酸减少，影响脑的功能。

第78页：第五节 个别氨基酸的代谢

第五节个别氨基酸的代谢MetabolismofIndividualAmino Acids

第79页：一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊

一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的胺类化合物

• 脱羧基作用(decarboxylation)磷酸吡哆醛

第80页：(一)谷氨酸经

• （一）谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化生成γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)
• GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。GABACOOH(CH2)2CH2NH2CO2L-谷氨酸脱羧酶COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸

第81页：(二)组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺

（二）组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺(histamine)

• 组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2HN NCH2CHCOOHNH2HN NCH2CH2NH2

第82页：(三)色氨酸经5-羟色胺酸生成5-羟色胺

• （三）色氨酸经5-羟色胺酸生成5-羟色胺(5-hydroxytryptamine, 5-HT)
• 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。5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2CH2NH2HO

第83页：(四)某些氨基酸的脱羧基作用可产生多胺类

• （四）某些氨基酸的脱羧基作用可产生多胺类(polyamines)物质
• 多胺是调节细胞生长的重要物质。腺苷-S-(CH2)3-NH2COOH(SAM )腺苷-S-(CH2)3-NH2脱羧基SAMSAM脱羧酶CO2H2N-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2精脒(spermidine)5'-甲基-硫-腺苷丙胺转移酶H2N-(CH2)3-NH-(CH2)4-NH-(CH2)3-NH2精胺(spermine)鸟氨酸脱羧酶H2N-(CH2)4-NH2腐胺CO2H2N-(CH2)4-COOHNH2鸟氨酸丙胺转移酶

第84页：二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位

二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位

• 一碳单位的定义（一）四氢叶酸作为一碳单位的运载体参与一碳单位代谢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，称为一碳单位(one carbon unit)。

第85页：一碳单位的种类甲基

一碳单位的种类甲基(methyl)-CH3甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基(methenyl)-CH=甲酰基(formyl)-CHO亚胺甲基(formimino)-CH=NH

第86页：四氢叶酸的结构

四氢叶酸的结构

• FH4的生成FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+5

第87页：FH4携带一碳单位的形式

FH4携带一碳单位的形式（一碳单位通常

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）N5—CH3—FH4N5,N10—CH2—FH4N5,N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4

第88页：(二)由氨基酸产生的一碳单位可相互转变

一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色胺酸的分解代谢丝氨酸N5, N10—CH2—FH4甘氨酸N5, N10—CH2—FH4组氨酸N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（二）由氨基酸产生的一碳单位可相互转变

第89页：

第90页：一碳单位的互相转变N10

一碳单位的互相转变N10—CHO—FH4N5, N10=CH—FH4N5, N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3

第91页：(三)一碳单位的主要功能是参与嘌呤

（三）一碳单位的主要功能是参与嘌呤、嘧啶的合成

• N10-CHO-FH4与N5,N10=CH-FH4分别为嘌呤合成提供C2与C8，N5,N10-CH2-FH4为胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。
• 把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来。甲烯基

第92页：三、含硫氨基酸的代谢是相互联系

三、含硫氨基酸的代谢

三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸含硫氨基酸

第93页：(一)甲硫氨酸参与甲基转移

（一）甲硫氨酸参与甲基转移1.甲硫氨酸转甲基作用与甲硫氨酸循环有关腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)

第94页：腺苷SAMS-腺苷同型半胱氨酸

• 甲基转移酶RHR—CH3腺苷SAMS-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

第95页：修饰DNA的结构而控制基因表达

修饰DNA的结构而控制基因表达

• 修饰非营养物质而使之失活
• 合成反应中通过加甲基而生成胆碱、肌酸、肉碱以及肾上腺素等生物活性物质。S-腺苷甲硫氨酸在甲基转移酶（methyltransferase）催化下，将甲基转移至其他物质使其甲基化。

第96页：甲硫氨酸循环

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FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4转甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiR-CH3

第97页：1.为体内广泛存在的甲基化反应提供甲基

1.为体内广泛存在的甲基化反应提供甲基2.促进FH4再生

• 甲硫氨酸循环生理意义：维生素B12不足：巨幼红细胞性贫血高同型半胱氨酸血症：动脉粥样硬化和冠心病

第98页：同型半胱氨酸与疾病浓度升高的原因致病机制

同型半胱氨酸与疾病浓度升高的原因致病机制所致疾病遗传性疾病损伤血管内皮细胞心脏病发作B族维生素缺乏促进血小板的激活中风(叶酸、B6及B12）增强凝血功能静脉栓塞雌激素缺乏促进血管平滑肌增殖反复流产过度摄入无过滤咖啡刺激LDL氧化新生儿缺陷、神经管缺陷吸烟细胞毒作用老年性痴呆

第99页：2.甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基•肌酸

2.甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基

• 肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)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)。

第100页：第五节 个别氨基酸的代谢

H2O

第101页：两种亚基

• 两种亚基：M亚基（肌型）与B亚基（脑型）3种同工酶：MM、MB和BB。MM主要在骨骼肌，MB主要在心肌，而BB主要在脑。心肌梗死时，血中MB-CK增高，可作为辅助诊断的指标之一。
• 肌酸激酶（（creatine kinase, CK）肌酐随尿排出，正常人每日尿中肌酐的排出量恒定。当肾功能障碍时，肌酐排出受阻，血中浓度升高。血中肌酐的测定有助于肾功能不全的诊断。
• 肌酐（creatinine)

第102页：(二)半胱氨酸代谢可产生多种重要

（二）半胱氨酸代谢可产生多种重要的生理活性物质1.半胱氨酸与胱氨酸可以互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2二硫键对于维持蛋白质空间构象的稳定性具有重要作用。

第103页：2.半胱氨酸可转变成牛磺酸

2.半胱氨酸可转变成牛磺酸

• 牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分之一。2+2H-2HCOOHCHNH2CH2SHCOOHCOOHCHNH2CHNH2CH2-S-S-CH2半胱氨酸胱氨酸

第104页：3.半胱氨酸可生成活性硫酸根SO42-+

• 3.半胱氨酸可生成活性硫酸根SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5´-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸，PAPS）
• PAPS为活性硫酸根，是体内硫酸基的供体。

第105页：四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质

四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸

第106页：(一)苯丙氨酸和酪氨酸代谢

1.苯丙氨酸羟化生成酪氨酸

• 此反应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+ H2O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+ O2

第107页：苯酮酸尿症

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。

第108页：2.酪氨酸转变为儿茶酚胺和黑色素

• 2.酪氨酸转变为儿茶酚胺和黑色素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

第109页：儿茶酚胺

儿茶酚胺(catecholamine)的生成S-腺苷同型半胱氨酸

第110页：帕金森病

• 帕金森病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成减少。
• 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)。

第111页：酪氨酸的分解代谢

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。

第112页：苯丙氨酸和酪氨酸的代谢过程总结

苯丙氨酸和酪氨酸的代谢过程总结

第113页：(二)色氨酸的分解代谢可产生丙酮酸

（二）色氨酸的分解代谢可产生丙酮酸和乙酰乙酰CoA色氨酸5-羟色胺一碳单位丙酮酸+乙酰乙酰CoA维生素PP

第114页：五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程

五、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

第115页：支链氨基酸的分解代谢

支链氨基酸的分解代谢

第116页：表9-3氨基酸的重要含氮衍生物生理功能

表9-3氨基酸的重要含氮衍生物生理功能衍生化合物氨基酸含氮碱基、核酸成分嘌呤碱Asp、Gln、Gly含氮碱基、核酸成分嘧啶碱Asp血红素、细胞色素卟啉化合物Gly能量储存肌酸、磷酸肌酸Gly、Arg、Met维生素、神经递质烟酸、5-羟色胺Trp神经递质、激素儿茶酚胺Tyr、Phe皮肤色素黑色素Tyr、Phe结合胆汁酸成分牛磺酸Cys血管舒张剂组胺His神经递质γ-氨基丁酸Glu细胞增殖促进剂精胺、精脒Orn、Met细胞信号转导分子一氧化氮（NO）Arg

第117页：精氨酸胍氨酸

NADPH+H+O2NADP+NONOS精氨酸胍氨酸

第118页：思考题

思考题

• 1．简述体内氨基酸的来源和主要代谢去路。
• 2．试列出谷氨酸转变成葡萄糖及氧化成CO2、H2O和产生能量的代谢途径。
• 3．何谓一碳单位？有何生物学意义？哪些氨基酸在代谢过程中可产生一碳单位？
• 4．列举血氨的来源与去路，并分析谷氨酸和精氨酸治疗肝性脑病（肝昏迷）的生化基础。
• 5．何谓转氨基作用？体内重要的转氨酶有哪几种？测定血清中这些转氨酶的活性有何意义？