氨基酸又怎樣進(jìn)一步分解脫氨,尿素循環(huán)一碳單位

1、v氨基酸又怎樣進(jìn)一步分解氨基酸又怎樣進(jìn)一步分解脫氨脫氨, ,尿素循環(huán)尿素循環(huán)v一碳單位一碳單位主要內(nèi)容：主要內(nèi)容：第十三章第十三章 氨基酸代謝氨基酸代謝主講老師：華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院主講老師：華南師范大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳文利陳文利第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的消化與氮平衡蛋白質(zhì)的消化與氮平衡外源蛋白質(zhì)的降解外源蛋白質(zhì)的降解 小腸：胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶、彈小腸：胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶、彈性蛋白酶、羧肽酶（性蛋白酶、羧肽酶（A、B）、氨肽酶。）、氨肽酶。 胃：胃蛋白酶胃：胃蛋白酶 又稱肽鏈內(nèi)切酶，能水解肽鏈內(nèi)部的肽鍵。 e.g.: P18一、蛋白酶（一、蛋白酶（proteinase）胃蛋白酶： 能迅速

2、水解由芳香族A.A（如Phe，酪等）和其他氨基酸形成的肽鍵。胰蛋白酶：水解由堿性氨基酸的羧基所形成的肽鍵。胰凝乳蛋白酶：水解由芳香族氨基酸的羧基所形成的肽鍵 。二、二、 肽酶（肽酶（peptidase） 又稱 肽鏈外切酶 。 只水解肽鏈兩端A.A所形成的肽鍵。e.g.: 羧肽酶、氨肽酶。第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝RCH-COOHNH2RCOCOOH+NH3脫氨基脫氨基脫羧基脫羧基RCH2NH2+CO2 1、 氨基酸的脫氨基作用 （一）氧化脫氨基作用 （二）轉(zhuǎn)氨基作用 （四）非氧化脫氨基作用 （五）脫酰胺基作用二、 脫羧基作用三、 氨基酸分解產(chǎn)物的去向一、氨基酸的分解的基本反

3、應(yīng)氨基酸的分解的基本反應(yīng) -氨基酸在酶的催化下氧化生成-酮酸，此時(shí)消耗氧并產(chǎn)生氨，此過程稱為氨基酸的氧化脫氨基作用。（一）氧化脫氨基作用 （oxidative deamination）消耗氧生成產(chǎn)物是-酮酸和氨1. 氨基酸氧化酶： 是一種黃素蛋白（FP）。 黃素蛋白接受由氨基酸脫出的氫，轉(zhuǎn)變?yōu)檫€原型黃素蛋白（FP-2H），又將氫原子直接與氧結(jié)合生成H2O2。（一）脫氨基作用（一）脫氨基作用 1. 氧化脫氨氧化脫氨 2.L-谷氨酸脫氫酶 （L-glutamate dehydrogenase） 肝、腎、腦等組織中廣泛存在，是一種不需氧脫氨酶。 輔酶是NAD+或NADP+。最常見轉(zhuǎn)氨酶：2、 轉(zhuǎn)氨基

4、作用轉(zhuǎn)氨基作用GPT 谷丙轉(zhuǎn)氨酶（glutamic pyruvic transaminase）GOT 谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase） 所有轉(zhuǎn)氨酶的輔酶都是維生素B6的磷酸酯- 磷酸吡哆醛。轉(zhuǎn)氨作用（轉(zhuǎn)氨作用（transamination）轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶R2CCOOHNH2HR1CCOOHOR2CCOOHOR1CCOOHNH2H氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸(Donor amino acid)(New amino acid)(New keto acid)(Accepter keto acid)( transaminase)轉(zhuǎn)氨基作

5、用機(jī)制轉(zhuǎn)氨基作用機(jī)制異構(gòu)體異構(gòu)體SchiffSchiff堿堿SchiffSchiff堿堿磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛H HO OO OC CC CO OR R1 1+ +N NC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2C CH H2 2H HO OC CH H3 3H H2 2N NHH2 2O OHH2 2O ON NC CH HO OO OC CR R1 1C CH H3 3H HO OH HC CC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2N NH HHH2 2O OHH2 2O ON NC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2C CH H

6、N NH HO OC CH H3 3C CH HO OO OC CH HR R1 1+ +N NC CH H2 2O OP PO O3 3H H2 2C CH HO OH HO OC CH H3 3H HO OO OC CC CN NH H2 2H HR R1 1GluPyruvate-Ketoglutarate(-KG)AlaGPTCOOHCH2CH2CHCOOHNH2COOHCH2CH2COCOOHCH3COCOOHCH3CHNH2COOH谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamic pyruvic transaminase,GPT),谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamic oxaloaceti

7、c transaminase,GOT)轉(zhuǎn)氨酶-谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用3、氨基酸的聯(lián)合脫氨基作用(P261)COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H2ONADHH+NAD+氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸聯(lián)合脫氨聯(lián)合脫氨 通過轉(zhuǎn)氨和氧化脫氨聯(lián)合作用進(jìn)行脫氨通過轉(zhuǎn)氨和氧化脫氨聯(lián)合作用進(jìn)行脫氨-KG谷氨酸谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶Amino Acid “X” + - KetoglutarateGlutamate + - Keto Acid “X” - Ketoglutarate + NH4+ + NAD(P)H T

8、ransaminationGlutamate Dehydrogenase+ NAD(P)+ 2. 非氧化脫氨非氧化脫氨 還原脫氨還原脫氨 水解脫氨水解脫氨 3. 脫酰胺基作用脫酰胺基作用 嘌呤核苷酸循環(huán)嘌呤核苷酸循環(huán)腺苷酸基腺苷酸基琥珀酸裂合酶琥珀酸裂合酶延胡索酸延胡索酸腺苷酸基腺苷酸基琥珀酸合成酶琥珀酸合成酶腺苷酸基琥珀酸腺苷酸基琥珀酸AMP+H2ONH3-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸Glu-KGAOAAAsp + IMP轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶4、氨基酸的脫羧基作用、氨基酸的脫羧基作用 P326脫羧基作用脫羧基作用 RCH2NH2胺胺氧氧化化酶酶RCHORCOOH氧氧化化CH2NH2CO

9、OH氨氨基基酸酸脫脫羧羧酶酶（PLP）RCH2NH2+ CO2R 二、 氨基氮的排泄1、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)葡萄糖-丙氨酸循環(huán)氨的代謝去路氨的代謝去路 氨的去路：合成酰胺、合成氨基酸、合成氨的去路：合成酰胺、合成氨基酸、合成Pu，合成合成Py，但絕大部分是排到體外。，但絕大部分是排到體外。 NH4+Uric acidUrea 2、尿素的合成尿素循環(huán) 1932,德國(guó)學(xué)者德國(guó)學(xué)者Hans Krebs提出提出尿素循環(huán)尿素循環(huán)(urea cycle)或或鳥鳥氨酸循環(huán)氨酸循環(huán)(ornithine cycle)。Urea BiosynthesisNH2(CH2)3HCCOOHNH2NH(CH2)3HCCOOHNH2C

10、ONH2NH(CH2)3HCCOOHNH2CNHNH2鳥鳥氨氨酸酸瓜瓜氨氨酸酸精精氨氨酸酸NH2CONH2尿尿素素精精氨氨酸酸尿尿素素鳥鳥氨氨酸酸瓜瓜氨氨酸酸NH3 + CO2H2OH2ONH3H2O(Arg)(Orn)1. 氨甲酰磷酸的合成氨甲酰磷酸的合成 2. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成 3. 由瓜氨酸合成精氨基琥珀酸由瓜氨酸合成精氨基琥珀酸 4. 生成生成Arg 5. Arg的水解的水解 carbamoyl phosphate synthetase 1, is allosterically activated by N-acetylglutamate N-acetylglutamate i

11、s synthesized from glutamate and acetyl-CoA the remaining enzyme s regulated by substrate levels substrate level buildup stimulates urea cycle enzymes product buildup inhibits urea cycle enzymes 尿素循環(huán)總結(jié)尿素循環(huán)總結(jié) 總方程式總方程式 2NH3+CO2+3ATP+H2O+2ADP+AMP+4PiCNH2NH2O 早在1932年，德國(guó)學(xué)者Huns Krebs 和Kurt Henseleit根據(jù)一系列實(shí)

12、驗(yàn)，首次提出了鳥氨酸循環(huán)（ornithine cycle）學(xué)說，又稱尿素（urea cycle）或Krebs-Henseleit循環(huán)。鳥氨酸循環(huán)（ornithine cycle）學(xué)說生成部位：生成部位： 肝臟肝臟 （1）氨甲酰磷酸的合成（2）瓜氨酸的合成（3）精氨琥珀酸的合成（4）精氨琥珀酸的裂解（5）尿素的形成 3. 尿素循環(huán)小結(jié) P329 尿素分子中的兩個(gè)氮原子，一個(gè)來自氨，另一個(gè)則來自天冬氨酸，而Asp又由其它A.A.通過轉(zhuǎn)氨基作用而生成， 因此，尿素分子中兩個(gè)N的來源都直接或間接來自各種A.A.。 尿素合成是一個(gè)耗能的過程，合成1分子尿素需要消耗4個(gè)高能磷酸鍵，即2分子ATP供給氨基甲

13、酰磷酸的合成；1分子ATP供給精氨酸代琥珀酸的合成反應(yīng)中產(chǎn)生AMP和焦磷酸，后者進(jìn)一步水解成兩分子磷酸，并消耗1個(gè)高能磷酸鍵。CO2H2O 并放出并放出能量以供體內(nèi)需要。能量以供體內(nèi)需要。三、氨基酸碳架的氧化-A.A脫氨酮酸酮酸 再合成再合成A.A轉(zhuǎn)變糖和脂肪糖和脂肪氧化-A.A-A.A 將在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱為生糖氨基酸（glucogenic amino acid）， 能轉(zhuǎn)變成酮體者稱為生酮氨基酸 （ketogenic amino acid）, 二者兼有者稱為生糖兼生酮氨基酸 （glucogenic and ketogenic amino acid）。1.生糖氨基酸和生酮氨基酸返回生

14、糖生糖生酮生酮aa:Ile, Tyr, Trp phe丙氨酸丙氨酸Ala是生糖A.A。脫去氨基丙酮酸丙酮酸轉(zhuǎn)變成葡萄糖葡萄糖亮氨酸是生酮A.A。亮氨酸亮氨酸一系列代謝乙酰輔酶乙酰輔酶A或或乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮體或脂肪酮體或脂肪苯丙氨酸、酪氨酸是生糖兼生酮A.A。苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸延胡索酸延胡索酸葡萄糖葡萄糖乙酰乙酸乙酰乙酸酮體酮體2、個(gè)別氨基酸的分解代謝途徑(1)一碳單位 在代謝過程中，某些化合物可以分解產(chǎn)生具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，稱為一碳單位（one carbon unit）。 3、氨基酸衍生的其他重要物質(zhì)體內(nèi)重要的一碳單位有：體內(nèi)重要的一碳單位有：甲基（CH3，methyl）甲

15、叉基（CH2，methylene）甲川基（CH=，methenyl）甲?；–HO，formyl）亞氨甲基（CH=NH，formamino） 一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸結(jié)合而轉(zhuǎn)運(yùn)和參加代謝。 一碳單位主要來源于絲氨酸，甘氨酸，蘇氨酸及組氨酸 (P331 )。維生素維生素B11（葉酸（葉酸folic acid） 結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu) 功能功能 葉酸在葉酸在5、6、7、8位加上四個(gè)氫，生成四氫葉酸位加上四個(gè)氫，生成四氫葉酸（FH4），四氫葉酸是一碳單位的載體，傳遞一碳單位。），四氫葉酸是一碳單位的載體，傳遞一碳單位。 （1）作為合成嘌呤及嘧啶的原料，故在核酸 的生物合成中占有重要地位。一碳單位主要生理

16、功用：一碳單位主要生理功用：（2）為體內(nèi)甲基化反應(yīng)提供甲基。（3）是聯(lián)系A(chǔ).A.代謝和核酸代謝的樞紐化合物。甲基的主要供體： S-腺苷甲硫氨酸(2) 由氨基酸衍生的生物活性物質(zhì)P335第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成 氨基酸的生物合成（1）C架來源于糖代謝（2）氨基供體主要是Glu（3）以Glu為中心的轉(zhuǎn)氨基作用是非常重要的。 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成 必需氨基酸必需氨基酸 非必需氨基酸非必需氨基酸 對(duì)人來說有對(duì)人來說有8種必需氨基酸種必需氨基酸蘇、纈、亮、異亮，蘇、纈、亮、異亮，苯丙屬芳香，苯丙屬芳香，還有色、賴、蛋，還有色、賴、蛋，缺一人遭殃。缺一人遭殃。有有2種半必

17、需氨基酸種半必需氨基酸：Arg、His其余其余10種是非必需氨基酸種是非必需氨基酸。 高等動(dòng)物是高等動(dòng)物是10種必需氨基酸種必需氨基酸合成氨基酸的主要途徑合成氨基酸的主要途徑 1. 酮酸還原氨化酮酸還原氨化 2. 轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)氨作用 3. 氨基酸的相互轉(zhuǎn)化氨基酸的相互轉(zhuǎn)化 Phe、Tyr的代謝：的代謝： Phe、Tyr的代謝是否正常和遺傳病的關(guān)系十分密切，的代謝是否正常和遺傳病的關(guān)系十分密切，不少先天性代謝病就是由于這二種氨基酸代謝發(fā)生障礙不少先天性代謝病就是由于這二種氨基酸代謝發(fā)生障礙的緣故，例如苯丙酮尿癥、酪氨酸癥、黑尿癥和白化病。的緣故，例如苯丙酮尿癥、酪氨酸癥、黑尿癥和白化病。分解代謝分

18、解代謝 :合成代謝合成代謝 :苯丙酮尿癥（苯丙酮尿癥（phenyl ketonurin, Pku）：）：缺乏缺乏Phe羥化酶，羥化酶，Phe不能羥化成不能羥化成Tyr。酪氨酸癥：酪氨酸癥：缺乏缺乏4-羥苯丙酮酸二氧合酶，造羥苯丙酮酸二氧合酶，造成尿中有對(duì)一羥苯丙酮酸和它的還原產(chǎn)物對(duì)成尿中有對(duì)一羥苯丙酮酸和它的還原產(chǎn)物對(duì)羥苯乳酸及羥苯乳酸及Tyr。 尿黑酸癥：尿黑酸癥：缺乏尿黑酸二氧合酶，造成尿黑酸缺乏尿黑酸二氧合酶，造成尿黑酸的積累。的積累。白化?。喊谆。喝狈θ狈yr酶，造成黑色素的缺乏。酶，造成黑色素的缺乏。三、氨基酸生物合成的調(diào)節(jié)三、氨基酸生物合成的調(diào)節(jié)（一）通過終端產(chǎn)物對(duì)氨基酸生物合成的抑制（一）通過終端產(chǎn)物對(duì)氨基酸生物合成的抑制1 1、簡(jiǎn)單的終端產(chǎn)物抑制、簡(jiǎn)單的終端產(chǎn)物抑制2 2、不同終端產(chǎn)物對(duì)共經(jīng)合成途徑的協(xié)同抑制、不同終端產(chǎn)物對(duì)共經(jīng)合成途徑的協(xié)同抑制3 3、不同分支產(chǎn)物對(duì)多個(gè)同工酶的特殊抑制、不同分支產(chǎn)物對(duì)多個(gè)同工酶的特殊抑制酶的多重性抑制酶的多重性抑制 4 4、連續(xù)產(chǎn)物抑制，又稱連續(xù)反饋