蛋白質(zhì)的分解代謝課件

1、生物化學(xué)蛋白質(zhì)的分解代謝11.1 蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)第十一章 蛋白質(zhì)的分解代謝10.5 個(gè)別氨基酸的代謝10.4 氨基酸的一般代謝11.2 蛋白質(zhì)的消化、吸收10.5 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解1.了解蛋白質(zhì)的消化與水解過(guò)程；學(xué)習(xí)并掌握氮平衡的概念。2.掌握細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的過(guò)程.3.掌握氨基酸的分解途徑：脫氨基作用與脫羧基作用，重點(diǎn)掌握聯(lián)合脫氨基作用。4.掌握氨基酸分解產(chǎn)物的代謝途徑：尿素循環(huán)、-酮酸的代謝途徑。5. 了解生酮氨基酸、生糖氨基酸、 必需氨基酸的概念。6.了解一碳化合物與氨基酸代謝的關(guān)系目的要求水解胞外酶氨基酸 吸收入作為氮源和能源進(jìn)行代謝。蛋白質(zhì)不能儲(chǔ)備外源蛋白質(zhì)一、食物蛋白質(zhì)的生理功能維持

2、細(xì)胞組織的生長(zhǎng)、發(fā)育和修補(bǔ)。參與多種重要的生理活動(dòng)：催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運(yùn)動(dòng)（肌肉）、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（載體）、凝血（凝血系統(tǒng)）等氧化供能（16KJ/g 蛋白質(zhì)）：人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供。氧化供能是蛋白質(zhì)的一個(gè)次要生理功用。 二、氮平衡 氮平衡(nitrogen balance) 攝入蛋白質(zhì)的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系，它反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解代謝的總結(jié)果。 測(cè)定含氮量可大概了解蛋白質(zhì)在體內(nèi)的代謝狀況。三、蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值1.必需氨基酸(essential amino acid) 指體內(nèi)需要而又不能自身合成或合成量少，不能滿(mǎn)足需要，必須由食物供給的氨基酸，共有8種

3、：賴(lài)、纈、異亮、苯丙、蛋、亮、 色、蘇氨酸 。 非必需氨基酸：體內(nèi)可以合成的氨基酸2.蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的評(píng)價(jià) 一般認(rèn)為蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值即為氮的保留量占氮的吸收量的百分率。 蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值取決于必需氨基酸的種類(lèi)、數(shù)量和比例。 評(píng)定食物蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)價(jià)值：蛋白質(zhì)含量、消化率和利用率。3. 生理需要量 人體對(duì)蛋白質(zhì)的需要量與年齡、性別、體重、生理和勞動(dòng)強(qiáng)度等有關(guān)。成人每日最低蛋白質(zhì)需要量為30-50g，我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。4.蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用 指營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，其必需氨基酸可以互相補(bǔ)充而提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。 蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用具有重要的現(xiàn)實(shí)意義，如小米（色氨酸含量多）和大豆（

4、賴(lài)氨酸含量高）混合食用，提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。5.蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)的利用 蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)對(duì)疾病的防治具有重要意義，特別是外科創(chuàng)傷或手術(shù)后，病人機(jī)體中蛋白質(zhì)分解代謝急劇增加，很快出現(xiàn)氮負(fù)平衡，使病情進(jìn)一步惡化。第二節(jié)蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins一、蛋白質(zhì)的消化1. 概念 體內(nèi)的蛋白質(zhì)在一系列酶的作用下被分解為小分子肽和氨基酸的過(guò)程。2. 發(fā)生部位 胃、腸3. 基本過(guò)程食物蛋白質(zhì)胨及多肽寡肽及氨基酸胃腸水解酶 水解酶（一）蛋白質(zhì)的水解酶類(lèi)及其作用特點(diǎn) 胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸(pepsinogen) (pepsi

5、n) 1.酶原和酶原的激活胃蛋白酶五個(gè)多肽碎片一個(gè)抑制肽胰蛋白酶原腸激酶胰蛋白酶胰蛋白酶+六肽糜蛋白酶原彈性蛋白酶原羧基肽酶原彈性蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶胰蛋白酶+2個(gè)二肽蛋白水解酶作用的特異性不同的蛋白水解酶對(duì)組成肽鍵的氨基酸殘基有一定的特異性。如胃蛋白酶作用于芳香族氨基酸的氨基和酸性氨基酸的羧基所形成的肽鍵。胃蛋白酶原H+ 蛋白質(zhì) 多肽（主）酶原的激活水解（二）蛋白質(zhì)的消化過(guò)程（1）胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶返回 胰蛋白酶原 腸激酶 糜蛋白酶 彈性蛋白酶 羧基肽酶（+） 蛋白質(zhì) 肽 氨基酸內(nèi)肽酶外肽酶 酶原的激活 胰蛋白酶水解（2）小腸內(nèi)消化（主要部位）二、肽和氨基酸的吸收吸收部位：主要在小腸

6、吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機(jī)制：主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)、 -谷氨酸循環(huán)1.主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯(lián)體，由ATP供能將氨基酸、Na+轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi)，Na+再由鈉泵排出細(xì)胞。半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶-谷氨酰環(huán)化酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸 5-氧脯氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰半胱氨酸 合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽 合成酶ATPADP+Pi細(xì)胞外 -谷 氨酰 基轉(zhuǎn) 移酶細(xì)胞膜谷胱甘肽 GSH細(xì)胞內(nèi)-谷氨?；h(huán)過(guò)程-谷氨酰氨基酸氨基酸目 錄2.-谷氨酰基循環(huán)-谷氨?；h(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸體系特點(diǎn)： -谷氨?；D(zhuǎn)移酶位于細(xì)胞膜，其余的位于細(xì)胞質(zhì)中，同時(shí)每轉(zhuǎn)

7、運(yùn)1分子氨基酸消耗3分子ATP。（一）胺類(lèi)(amines)的生成蛋白質(zhì) 氨基酸胺類(lèi)蛋白酶 脫羧基作用 組氨酸組胺 賴(lài)氨酸尸胺 色氨酸 色胺 酪氨酸酪胺 假神經(jīng)遞質(zhì)(false neurotransmitter) 某些物質(zhì)結(jié)構(gòu)與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，可取代正常神經(jīng)遞質(zhì)從而影響腦功能，稱(chēng)假神經(jīng)遞質(zhì)。苯乙胺苯乙醇胺酪胺 -羥酪胺-羥酪胺和苯乙醇胺結(jié)構(gòu)類(lèi)似兒茶酚胺，它們可取代兒茶酚胺與腦細(xì)胞結(jié)合，但不能傳遞神經(jīng)沖動(dòng)，使大腦發(fā)生異常抑制。（二） 氨的生成未被吸收的氨基酸滲入腸道的尿素氨(ammonia)腸道細(xì)菌脫氨基作用尿素酶降低腸道pH，NH3轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4+以胺鹽形式排出，可減少氨的吸收，這是酸性灌腸的依

8、據(jù)。肝硬化病人酸性灌腸:是抑制腸道內(nèi)的細(xì)胞分解食物殘?jiān)a(chǎn)氨，氨如果太多吸收入血可能會(huì)誘發(fā)肝昏迷。（三）其它有害物質(zhì)的生成酪氨酸 苯酚半胱氨酸 硫化氫 色氨酸 吲哚第三節(jié) 細(xì)胞內(nèi)的蛋白質(zhì)降解細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解過(guò)程的重要物質(zhì)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解機(jī)制細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解過(guò)程 2004年10月16日瑞典皇家科學(xué)院將本年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予以色列科學(xué)家阿龍切哈諾沃、阿夫拉姆赫什科和美國(guó)科學(xué)家歐文羅斯，以表彰他們?cè)诜核卣{(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解研究領(lǐng)域中的卓越成就。 細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解過(guò)程的重要物質(zhì)泛素酶E1、酶E2、酶E3蛋白酶體泛素的結(jié)構(gòu)與組成： 泛素含有76個(gè)氨基酸殘基，廣泛存在于真核生物，目前尚未發(fā)現(xiàn)泛素存在于原核生物中

9、，泛素的氨基酸序列極其保守。人類(lèi)與酵母菌的泛素序列3個(gè)aa不同。泛素( ubiquitin, Ub)蛋白質(zhì)的降解是一個(gè)精細(xì)控制的過(guò)程首先有待降解的蛋白質(zhì)被泛素所標(biāo)記;接著這些蛋白質(zhì)進(jìn)入細(xì)胞的蛋白酶復(fù)合體中，該復(fù)合體如同細(xì)胞的垃圾桶，專(zhuān)門(mén)負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)的分解及再循環(huán)利用，泛素在這一過(guò)程中釋出訊號(hào)，讓蛋白酶復(fù)合體分辨出有待降解的蛋白質(zhì)。泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解概述酶E1、酶E2、酶E3泛素活化酶（E1）：激活泛素分子；泛素結(jié)合酶（E2）：把泛素分子綁在被降解的蛋白質(zhì)上；泛素-蛋白連接酶（E3）：辨別被降解的蛋白質(zhì)。在E3的指導(dǎo)下， E2將泛素分子綁在被降解的蛋白質(zhì)上，當(dāng)泛素分子達(dá)到一定數(shù)量后（5），被降解

10、的蛋白質(zhì)被運(yùn)送到蛋白酶體內(nèi)的結(jié)構(gòu)中進(jìn)行降解。蛋白酶體-細(xì)胞內(nèi)的廢棄物處理裝置蛋白酶體包括20S復(fù)合物和26S復(fù)合物，26S是由20S和19S復(fù)合體共同結(jié)合裝配而成，呈桶狀結(jié)構(gòu)，活性部位（20S復(fù)合物）在桶狀結(jié)構(gòu)的內(nèi)部，能將所有蛋白質(zhì)分解為7-9個(gè)氨基酸的多肽。蛋白質(zhì)降解解機(jī)制由泛素介導(dǎo)的蛋白水解過(guò)程，分為2個(gè)階段。第一階段：多個(gè)泛素分子與靶蛋白共價(jià)結(jié)合。第二階段: 靶蛋白在26S蛋白酶體的作用下，由泛素介導(dǎo)的蛋白水解過(guò)程。蛋白質(zhì)降解解機(jī)制第一階段：多個(gè)泛素分子與靶蛋白共價(jià)結(jié)合。（1）泛素經(jīng)泛素活化酶E1 活化，泛素上76位的Gly與泛素活化酶上特殊的Cys殘基形成一個(gè)高能硫酯鍵，并伴有ATP水

11、解; （2）通過(guò)轉(zhuǎn)酯作用，泛素從泛素活化酶轉(zhuǎn)移到泛素結(jié)合酶E2 的Cys上，形成泛素結(jié)合酶- 泛素;蛋白質(zhì)降解解機(jī)制（3）在泛素連接酶E3 參與下，泛素又從泛素結(jié)合酶轉(zhuǎn)移到靶蛋白的Lys殘基上，形成泛素- 靶蛋白，使靶蛋白發(fā)生泛素化。多個(gè)泛素分子重復(fù)地附加到靶蛋白上，則形成分枝的多Ub鏈。蛋白質(zhì)降解解機(jī)制第二階段: 靶蛋白在26S蛋白酶體的作用下，由泛素介導(dǎo)的蛋白水解過(guò)程。 經(jīng)泛素活化的底物蛋白被展平后，通過(guò)兩個(gè)狹孔，進(jìn)入26S蛋白酶體的催化中心，蛋白降解在20S蛋白酶體內(nèi)部發(fā)生。進(jìn)入26S蛋白酶體的底物蛋白質(zhì)被多次切割，最后形成322個(gè)氨基酸殘基的小肽。黑點(diǎn)表示活性區(qū)域，蛋白質(zhì)降解的場(chǎng)所細(xì)胞

12、內(nèi)蛋白質(zhì)降解過(guò)程細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解過(guò)程圖解E1：泛素活化酶E2：泛素結(jié)合酶E3：泛素-蛋白連接酶蛋白酶體泛素調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)降解意義 了解了泛素為媒介的蛋白質(zhì)降解作用和過(guò)程，使得人們對(duì)細(xì)胞如何控制及降解蛋白質(zhì)的研究有可能深入到分子層次。 當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)降解作用發(fā)生異常時(shí)，人體就會(huì)產(chǎn)生不適甚至疾病，如宮頸癌癥，因此，從分子層面角度去了解泛素調(diào)節(jié)的蛋白質(zhì)降解的化學(xué)過(guò)程和機(jī)理，及對(duì)生命過(guò)程進(jìn)一步的探索，具有十分重要的應(yīng)用意義。第四節(jié)氨基酸的一般代謝General Metabolism of Amino Acids氨基酸代謝庫(kù)(metabolic pool)：食物蛋白經(jīng)消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白

13、降解產(chǎn)生的氨基酸（內(nèi)源性氨基酸）以及體內(nèi)其他各種來(lái)源的氨基酸混在一起，分布于體內(nèi)各處，參與代謝，構(gòu)成氨基酸代謝庫(kù)。一、氨基酸在體內(nèi)的代謝動(dòng)態(tài)-酮酸返回氨基酸代謝概況脫羧胺類(lèi)食物蛋白消化吸收體內(nèi)合成（非必需氨基酸 ）機(jī)體組織蛋白質(zhì)合成酮體氧化供能糖轉(zhuǎn)變其它含氮化合物經(jīng)腎排出 (1g/d)氨基酸代謝庫(kù)分解脫氨尿素組織蛋白質(zhì)分解NH3二、 氨基酸的脫氨基作用定義指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)-酮酸的過(guò)程。脫氨基方式氧化脫氨基轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基非氧化脫氨基 轉(zhuǎn)氨基和氧化脫氨基偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基和嘌呤核苷酸循環(huán)偶聯(lián)亞氨基酸氨基酸氧化酶 2H-酮酸+ H2O+ NH3氨基酸第一步，脫氫，生成亞胺。 第二步，水解。（一

14、）氧化脫氨作用（有氨生成）1.氨基酸氧化酶：輔酶為FAD（黃素腺嘌呤二核苷酸），包括兩類(lèi)： -氨基酸氧化酶（活性低） 、 D-氨基酸氧化酶 （活性強(qiáng)，但體內(nèi)D-氨基酸少）。 氨基酸氧化脫氨的主要酶-氨基酸脫氫酶：輔酶為NAD+（尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸）或NADP+ （尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸）；變構(gòu)酶，ATP和NADH為變構(gòu)抑制劑、 ADP（腺苷二磷酸)是激活劑 。分布廣，肝、腎及腦組織中活性強(qiáng)，肌肉中低，催化的反應(yīng)可逆。 氨基酸氧化脫氨的主要酶（二）轉(zhuǎn)氨作用(transamination)1. 定義氨基酸的-氨基與-酮酸的酮基在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的作用下相互交換，生成相應(yīng)的

15、新的氨基酸和-酮酸，該過(guò)程稱(chēng)為轉(zhuǎn)氨作用或氨基移換作用。 反應(yīng)式谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)GPT谷氨酸 + 丙酮酸 -酮戊二酸 + 丙氨酸GOT谷氨酸 + 草酰乙酸 -酮戊二酸 +天冬氨酸2.重要的轉(zhuǎn)氨酶 催化轉(zhuǎn)氨作用的酶，大多數(shù)酶需要-酮戊二酸作為氨基的受體。 2.轉(zhuǎn)氨酶 正常人各組織GOT及GPT活性 (單位/克濕組織)血清轉(zhuǎn)氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預(yù)后的指標(biāo)之一。急性肝炎患者血清GPT升高；心肌梗死患者血清GOT升高。提示：肝細(xì)胞中轉(zhuǎn)氨酶活力比其他組織高出許多。抽血化驗(yàn)若轉(zhuǎn)氨酶比正常水平偏高則有可能肝組織受損破裂，肝細(xì)胞的轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液。（結(jié)合乙肝抗原等指標(biāo)進(jìn)一步確定

16、是什么原因引起的）查肝功為什么要抽血化驗(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)呢？轉(zhuǎn)氨基本質(zhì)上沒(méi)有真正脫氨。目 錄轉(zhuǎn)氨酶輔酶-磷酸吡哆醛3.轉(zhuǎn)氨基作用機(jī)制3. 轉(zhuǎn)氨基作用的機(jī)制轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸1 磷酸吡哆醛 -酮酸 1 磷酸吡哆胺 氨基酸2-酮酸2 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨基作用不僅是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式，也是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑。通過(guò)此種方式只有氨基的轉(zhuǎn)移，并未產(chǎn)生游離的氨。4. 轉(zhuǎn)氨基作用的意義（三）聯(lián)合脫氨基作用 轉(zhuǎn)氨基作用和脫氨作用相耦聯(lián)，使氨基酸脫下-氨基生成-酮酸的過(guò)程。類(lèi)型1. 轉(zhuǎn)氨作用耦聯(lián)氧化脫氨基作用(肝、腦、腎)定義2. 轉(zhuǎn)氨耦聯(lián)嘌呤核苷酸(AMP)循環(huán)脫氨作用1.轉(zhuǎn)氨作用耦聯(lián)氧化

17、脫氨基作用特點(diǎn)*耦聯(lián)的順序：一般先轉(zhuǎn)氨，再氧化脫氫；*轉(zhuǎn)氨作用的氨基受體是-酮戊二酸：因?yàn)檠趸摎?，L-谷氨酸脫氫酶的活性高而特異性強(qiáng)，只有-酮戊二酸作為轉(zhuǎn)氨作用的氨基受體，才生成谷氨酸。其他-酮酸可參與轉(zhuǎn)氨作用，但生成的氨基酸不易進(jìn)一步氧化脫氫。1.轉(zhuǎn)氨作用耦聯(lián)氧化脫氨基作用生理意義 * 體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要途徑 * 肝、腎等組織主要脫氨途徑1.轉(zhuǎn)氨作用耦聯(lián)氧化脫氨基作用蘋(píng)果酸 腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤 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 GPT草酰乙酸天冬氨酸腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)2. 轉(zhuǎn)氨耦聯(lián)嘌呤核苷酸（AMP）循環(huán)

18、脫氨作用H2O脫氫GOT（四）非氧化脫氨作用產(chǎn)物：NH3和-酮酸，主要存在微生物。脫水脫氨 脫硫化氫脫氨直接脫氨脫水脫氨 脫硫化氫脫氨天冬氨酸直接脫氨天冬氨酸酶延胡索酸三、氨 的 代 謝Metabolism of Ammonia氨是機(jī)體正常代謝產(chǎn)物，具有強(qiáng)烈的神經(jīng)毒性，特別是高等動(dòng)物的腦對(duì)氨極敏感，血中1%的氨會(huì)引起中樞神經(jīng)中毒，因此，脫去的氨必須排出體外。正常人血氨濃度一般不超過(guò) 58.7mol/L，血氨濃度升高可引起腦組織功能障礙，稱(chēng)氨中毒。體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。氨的來(lái)源與去路1. 氨的來(lái)源 氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是血氨主要來(lái)源, 胺類(lèi)的分解也可以產(chǎn)生氨 RCH2N

19、H2RCHO + NH3胺氧化酶 腸道吸收的氨氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨尿素經(jīng)腸道細(xì)菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨 腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨，主要來(lái)自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酸 + NH3谷氨酰胺酶水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨。 直接排氨，毒性大，不消耗能量。轉(zhuǎn)化為排氨形式越復(fù)雜，越安全，但越耗能。？體內(nèi)水循環(huán)迅速，NH3濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性小。體內(nèi)水循環(huán)較慢，NH3濃度較高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)化為低毒的尿素形式。2. 血氨的去路2. 血氨的去路 在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路 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 + NH3

20、谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi經(jīng)腎臟以銨鹽形式排出分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。 （一）尿素的生成尿素生成的主要器官：肝臟生成過(guò)程尿素生成的途徑稱(chēng)為鳥(niǎo)氨酸循環(huán)(orinithine cycle)，又稱(chēng)尿素循環(huán)(urea cycle)。1. 氨甲酰磷酸的合成 CO2 + NH3 + 2ATP氨甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+ 2ADP + Pi氨甲酰磷酸N-乙酰谷氨酸為該酶變構(gòu)激活劑反應(yīng)部位：線(xiàn)粒體 + 鳥(niǎo)氨酸氨甲酰磷酸鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶+ H3PO4瓜氨酸2. 瓜氨酸的合成反應(yīng)部位：線(xiàn)粒體生成后進(jìn)入胞液3. 精氨酸的合成-1（反應(yīng)

21、部位：胞液）瓜氨酸 +*天冬氨酸精氨酸代琥珀酸縮合酶ATPAMP + PPi精氨酸代琥珀酸3. 精氨酸的合成-2精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸+延胡索酸經(jīng)三羧酸循環(huán)生成草酰乙酸轉(zhuǎn)氨作用生成天冬氨酸精氨酸代琥珀酸4. 尿素的生成（反應(yīng)部位:胞液)精氨酸酶鳥(niǎo)氨酸+尿素+ H2O精氨酸氨甲酰磷酸合成酶鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶精氨酸代琥珀酸縮合酶精氨酸酶裂解酶H2O脫氫1)主要器官：肝臟（先線(xiàn)粒體，再在胞液中進(jìn)行） CO2 2NH3（其中1分子來(lái)自于天冬氨酸*） 3分子ATP4)生理意義：是體內(nèi)氨的主要去路，解氨毒的 重要途徑。3)總反應(yīng)方程式：尿素 + 2ADP + AMP + 2Pi +PPi2)原料：合成1

22、分子尿素需：2NH3 + CO2 + 3ATP + H2O尿素合成小結(jié):尿素生成的調(diào)節(jié)1. 食物蛋白質(zhì)的影響高蛋白膳食 合成低蛋白膳食 合成2. 尿素生成酶系的調(diào)節(jié)：鳥(niǎo)氨酸循環(huán)合成尿素的限速酶，可調(diào)節(jié)尿素合成的速度。線(xiàn)粒體細(xì)胞質(zhì)（二）丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucose cycle)定義 丙氨酸和葡萄糖反復(fù)地在肌組織和肝之間進(jìn)行氨的轉(zhuǎn)運(yùn)，該途徑稱(chēng)為丙氨酸-葡萄糖循環(huán)。丙氨酸葡萄糖 肌肉蛋白質(zhì)氨基酸-酮酸丙酮酸糖酵解途徑肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環(huán)糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖目 錄轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶生理意義 肌肉中氨以無(wú)毒的丙氨酸形式運(yùn)到肝。 肝

23、為肌肉提供葡萄糖。L-谷氨酸脫氫酶（三） 谷氨酰胺的生成L-谷氨酸谷氨酰胺NH3 + ATPADP + Pi谷氨酰胺合成酶(腦、肌肉)H2ONH3谷氨酰胺酶(腎)尿素、銨鹽等臨床上用谷氨酸鹽降低血氨生理意義谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲(chǔ)存及運(yùn)輸形式。 體內(nèi)氨的運(yùn)輸形式：丙氨酸、谷氨酰胺；在肝中合成尿素，在腎臟以銨的形式排出，使體內(nèi)的氨保持正常的動(dòng)態(tài)平衡。高血氨癥血氨濃度升高稱(chēng)高血氨癥 ( hyperammonemia)，常見(jiàn)于肝功能?chē)?yán)重?fù)p傷時(shí)，尿素合成酶的遺傳缺陷也可導(dǎo)致高氨血癥。高血氨癥是導(dǎo)致肝性腦病的重要因素。1.血氨正常參考值：5.5465mol/L2.引起高血氨癥主要原因： 肝功能

24、嚴(yán)重?fù)p傷，尿素合成障礙TAC 腦供能不足-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3 腦內(nèi) -酮戊二酸3.機(jī)制：腦中氨升高，消耗-酮戊二酸（轉(zhuǎn)變?yōu)楣劝彼幔?，使三羧酸循環(huán)減弱，ATP合成減少（P237-TAC)，引起大腦功能障礙，嚴(yán)重時(shí)昏迷。4.降低血氨的措施：限制蛋白進(jìn)食量；給于腸道抑菌藥物；給予谷氨酸使其與氨結(jié)合為谷氨酰胺；精氨酸和鳥(niǎo)氨酸，促進(jìn)尿素循環(huán)。四、-酮酸的代謝（一）經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用或還原氨基化生成非必需氨基酸（二）轉(zhuǎn)變成糖及脂類(lèi)（三）進(jìn)入三羧酸循環(huán)徹底氧化分解氨基酸脫氨作用NH3+-酮酸異檸檬酸檸檬酸延胡索酸蘋(píng)果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)乙酰CoA -酮戊二酸琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨

25、酸酪氨酸亮氨酸賴(lài)氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸精氨酸組氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺第五節(jié) 個(gè)別氨基酸的代謝Metabolism of Individual Amino Acids 一、氨基酸脫羧基作用氨基酸脫羧酶氨基酸胺類(lèi)RCH2NH2+ CO2磷酸吡哆醛脫羧基作用(decarboxylation)：氨基酸在氨基酸脫羧酶（輔酶為磷酸吡哆 醛）作用下脫羧基生成相應(yīng)的胺。L-谷氨酸脫羧酶+ CO2功能：為一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用。GABAL-谷氨酸1.谷氨酸脫羧生成-氨基丁酸（GABA）磷酸吡哆醛臨床上應(yīng)用VB6

26、防治神經(jīng)過(guò)度興奮所產(chǎn)生的妊娠嘔吐以及小兒抽搐，可能是VB6構(gòu)成氨基酸脫羧酶的輔酶，促進(jìn)-氨基丁酸（GABA）的生成而抑制神經(jīng)系統(tǒng)的興奮。1.谷氨酸脫羧生成-氨基丁酸（GABA） CO2組氨酸脫羧酶組胺L-組氨酸2. 組氨酸的脫羧基生成組胺功能：擴(kuò)張血管、降低血壓促進(jìn)平滑肌收縮刺激胃酸分泌3.鳥(niǎo)氨酸的脫羧作用S-腺苷甲硫氨酸多胺化合物多胺化合物能促進(jìn)核酸和蛋白質(zhì)的生物合成，是細(xì)胞生長(zhǎng)及分裂所必需的。鳥(niǎo)氨酸脫羧酶是合成多胺的關(guān)鍵酶。腫瘤細(xì)胞及胚胎組織中鳥(niǎo)氨酸脫羧酶活性高，細(xì)胞生長(zhǎng)和分裂加速。目前臨床上利用測(cè)定腫瘤病人血、尿中多胺含量作為觀(guān)察病情指標(biāo)之一。多胺的功能研究發(fā)現(xiàn)維生素A的抑癌作用與維生素

27、A對(duì)鳥(niǎo)氨酸脫羧酶的抑制作用有關(guān)，可減少多胺合成，從而阻止癌細(xì)胞的長(zhǎng)與分裂。多胺的功能 二、氨基酸與“一碳基團(tuán)” 代謝（一） “一碳基團(tuán)”的概念 某些氨基酸代謝過(guò)程中可分解產(chǎn)生含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，稱(chēng)為一碳基團(tuán)。 凡屬“一碳基團(tuán)”的轉(zhuǎn)移和代謝過(guò)程，統(tǒng)稱(chēng)為“一碳基團(tuán)”的代謝。（CO2的代謝除外）種類(lèi)甲基 (methyl)-CH3亞甲基 (methylene)-CH2-次甲基 (methenyl)-CH=甲酰基 (formyl)-CHO亞胺甲基 (formimino)-CH=NH 羥甲基 (methylene)-CH2OH-一碳基團(tuán)的載體四氫葉酸S-腺苷蛋氨酸特點(diǎn)：不能游離存在，與載體結(jié)合再參與反應(yīng)

28、。 葉酸 二氫葉酸還原酶NADPH（H+）二氫葉酸NADP+二氫葉酸還原酶NADPH（H+）四氫葉酸NADP+一碳基團(tuán)的載體-四氫葉酸（FH4）的合成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+ FH4攜帶一碳基團(tuán)的形式 （一碳基團(tuán)通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上）N5CH3FH4510N5-甲基四氫葉酸 （ N5-CH3-FH4） FH4攜帶一碳基團(tuán)的形式 （一碳基團(tuán)通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上）N5、N10CH2FH4 FH4攜帶一碳基團(tuán)的形式N5、N10=CHFH4 （一碳基團(tuán)通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上） F

29、H4攜帶一碳基團(tuán)的形式N10CHOFH4 （一碳基團(tuán)通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上）N10-甲酰基-四氫葉酸 FH4攜帶一碳基團(tuán)的形式N5CH=NHFH4 （一碳基團(tuán)通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上）亞胺甲基一碳單位主要來(lái)源于氨基酸代謝絲氨酸 N5, N10CH2FH4甘氨酸 N5, N10CH2FH4組氨酸 N5CH=NHFH4色氨酸 N10CHOFH4（二）一碳基團(tuán)與氨基酸代謝+ CO2 + NH3N5，N10-CH2-FH4N5N10-亞甲基四氫葉酸NAD+NADH+H+HCOOH + FH4甲酸ATPADP +PiN10-CHO-FH4N10-甲酰四氫葉酸+ FH4C

30、OOHCHO乙醛酸甘氨酸COOHCHO乙醛酸+O2O2-CO2HCOOH甲酸甘氨酸氧化酶1.甘氨酸與“一碳基團(tuán)”的生成+ FH4 組氨酸N5-亞氨甲基四氫葉酸亞氨甲酰谷氨酸2.組氨酸與“一碳基團(tuán)”的生成N5-甲酰四氫葉酸甲酰谷氨酸N5N10-甲基四氫葉酸N5-CHO-FH4 N5-CH=NH-FH4N5，N10-CH2-FH4N5N10-亞甲基四氫葉酸 H2O+甘氨酸+ FH4絲氨酸3.絲氨酸與“一碳基團(tuán)”的生成甲硫氨酸ATPPPi +PiH2O腺苷同型半胱氨酸S-腺苷同型半胱氨酸(SAH)SAMRHR-CH3腺苷轉(zhuǎn)移酶4.甲硫氨酸與“一碳基團(tuán)”的生成AOCH2S+OHOHCH3CH2CH2C

31、HNH2COOH甲基移換酶S-腺苷甲硫氨酸甲基的直接供體N5-CH3-FH4甲硫氨酸甲基轉(zhuǎn)移循環(huán)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 轉(zhuǎn)甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3腺苷轉(zhuǎn)移酶甲基移換酶N5，N10-CH2-FH4（N5N10-亞甲基四氫葉酸）NAD+NADH+H+N5，N10=CH-FH4（N5N10-次甲基四氫葉酸） NADP+NADPH（H+）N5-CH=NH-FH4（N5-亞氨基甲 基四氫葉酸）+ NH3NH3N10-CHOFH4（N10-甲酰四氫葉酸）H+H2O5.“一碳基團(tuán)”的互

32、變N5-CH3-FH4（N5-甲基四氫葉酸）在細(xì)胞內(nèi)含量較高體內(nèi)主要存在形式（三）“一碳基團(tuán)”代謝的生物學(xué)意義四氫葉酸“一碳基團(tuán)”參與體內(nèi)嘌呤和嘧啶的合成，把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來(lái)。S-腺苷甲硫氨酸“一碳基團(tuán)”是體內(nèi)甲基化反應(yīng)的重要甲基來(lái)源。 “一碳基團(tuán)”代謝與藥物設(shè)計(jì)： 磺胺類(lèi)藥抗菌作用以及 “抗葉酸代謝”的藥物通過(guò)影響“一碳基團(tuán)”代謝及核苷酸合成而發(fā)揮藥理作用。磺胺類(lèi)藥抗菌機(jī)制葉酸分子中含有對(duì)氨基苯甲酸(PABA)。葉酸是合成核酸和蛋白質(zhì)的必需物質(zhì)，也是細(xì)菌生長(zhǎng)繁殖的必要條件之一。許多細(xì)菌需利用PABA來(lái)合成自身所需的葉酸，后者再還原為FH4?；前奉?lèi)藥物的分子結(jié)構(gòu)和官能團(tuán)性質(zhì)與PAB

33、A相似，可競(jìng)爭(zhēng)性抑制葉酸合成酶的作用，而阻止葉酸的合成。磺胺類(lèi)藥抗菌機(jī)制 甲氧芐氨嘧啶(TMP)能強(qiáng)烈抑制細(xì)菌FH2還原酶的活性，阻止FH4的生成。所以TMP與磺胺藥合用時(shí)，可增強(qiáng)抗菌作用并減少藥物用量，故稱(chēng)TMP為磺胺藥增效劑。 磺胺類(lèi)藥抗菌機(jī)制 人體不能合成葉酸，需從外界食物供給；甲氧芐氨嘧啶(TMP)對(duì)人的二氫葉酸還原酶的抑制作用較弱?；前匪帉?duì)人體FH4的生成影響不大，即毒性較小?？谷~酸代謝藥氨甲喋呤-抗癌藥結(jié)構(gòu)與葉酸相似，可競(jìng)爭(zhēng)性的抑制二氫葉酸還原酶的作用，阻止FH4的合成，抑制細(xì)菌和癌細(xì)胞的增殖。 三、個(gè)別氨基酸的代謝與疾病胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸 含硫氨基酸半胱氨酸與胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2半胱氨酸的代謝產(chǎn)物牛磺酸-膽汁酸的重要成分，H2S氧化為SO42-，并轉(zhuǎn)化為其活性形式3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸（PAPS）。半胱氨酸與胱氨酸的代謝含硫氨基酸分解可產(chǎn)生硫酸根，半胱氨酸是主要來(lái)源。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為