含化合物氨基酸代謝

1、關(guān)于含化合物氨基酸的代謝第1頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四7.4.1 蛋白質(zhì)的消化和吸收（p265） Proteins (but not pepsin) unfoldedAbsorbed as tri- & dipeptides,and amino acidsDegradation & absorption of dietary proteinsPepsin: the first enzymediscovered (18th century).proteasesEssential amino acids胃蛋白酶第2頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期

2、四消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）（Phe. Trp）第3頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四蛋白酶的種類和專一性編號(hào) 名 稱 作用特征 實(shí)例絲氨酸蛋白酶類(serine pritelnase)活性中心含Ser硫醇蛋白酶類(Thiol pritelnase)活性中心含Cys羧基（酸性）蛋白酶類carboxyl(asid) pritelnase活性中心含Asp,最適pH在5以下金屬蛋白酶類(metallopritelnase)活性中心含有Zn2+ 、 Mg2+等金屬胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶木瓜蛋白酶無花果蛋白酶菠

3、蘿酶胃蛋白酶凝乳酶枯草桿菌蛋白酶嗜熱菌蛋白酶第4頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四二、端解酶： 氨肽酶：專一性地從肽鏈的氨基端水解肽鍵 羧肽酶：專一性地從肽鏈的羧基端水解肽鍵第5頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四必需氨基酸的概念Thr（蘇）、Val（纈）、Leu（亮）、Ile（異亮）、Met（甲硫）、Lys（賴）、Phe（苯丙）、Trp （色）(His、 Arg) 凡是機(jī)體不能自己合成，必需來自外界的氨基酸，稱為必需氨基酸。人的必需氨基酸：第6頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四氨基酸代謝

4、概況食物蛋白質(zhì)氨基酸特殊途徑-酮酸糖及其代謝中間產(chǎn)物脂肪及其代謝中間產(chǎn)物TCA鳥氨酸循環(huán)NH4+CO2H2O體蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤生物固氮硝酸還原（次生物質(zhì)代謝）CO2胺第7頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四第二節(jié) 氨基酸的分解代謝二、脫羧基作用一、脫氨基作用2. 非氧化脫氨基3. 轉(zhuǎn)氨基作用三、分解產(chǎn)物的去路1. 氧化脫氨基第8頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四一、脫氨基作用CHCOOHNH2RCCOOHNHRCCOOHOR+2H+2e-OH2氧化脫氨基酶 作用特點(diǎn)L-氨基酸氧化酶：pH為10，生理pH條件下活性不高，不

5、是主要酶系。D-氨基酸氧化酶：生物體的氨基酸主要由L-氨基酸組成，該E無重要意義谷氨酸脫氫酶：廣泛存在，活性高，只催化谷氨酸脫氫。1. 氧化脫氨基氨基酸在第9頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四2. 非氧化脫氨基裂解脫氨基：苯丙氨酸解氨酶苯丙氨酸反肉桂酸還原脫氨基：RCHNH2COOHRCH2COOH+NH32H+2e-+氨基酸脂肪酸谷氨酸脫氫酶催化的反應(yīng)如下： 第10頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四水解脫氨基：3. 轉(zhuǎn)氨基作用常見的有谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶等轉(zhuǎn)氨酶CCOOHORCHCOOHNH2RCCOOHORCHCOOHNH2Ra-酮酸a-氨基酸

6、a-酮酸a-氨基酸醹CHPOCH2PNH2催化的酶為轉(zhuǎn)氨酶，含磷酸吡哆醛 ，反應(yīng)歷程為 RCHNH2COOH+OH2RCHOHCOOH+NH3氨基酸羥酸轉(zhuǎn)氨酶CCOOHORCHCOOHNH2RCCOOHORCHCOOHNH2Ra-酮酸a-氨基酸a-酮酸a-氨基酸醹CHPOCH2PNH2轉(zhuǎn)氨酶CCOOHORCHCOOHNH2RCCOOHORCHCOOHNH2Ra-酮酸a-氨基酸a-酮酸a-氨基酸醹CHPOCH2PNH2常見的有谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶等常見的有谷草轉(zhuǎn)氨酶、谷丙轉(zhuǎn)氨酶等第11頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四 轉(zhuǎn)氨基作用 在轉(zhuǎn)氨酶的催化下， -氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到

7、-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來的-氨基酸生成相應(yīng)的-酮酸，而原來的-酮酸則形成相應(yīng)的-氨基酸。第12頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四第13頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四轉(zhuǎn)氨酶的作用機(jī)理（典型的共價(jià)催化例證）4. 聯(lián)合脫氨基作用NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH + H+CHCOOHNH2Ra-氨基酸醹a-酮戊二酸谷氨酸CCOOHORa-酮酸+谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH + H+CHCOOHNH

8、2Ra-氨基酸醹a-酮戊二酸谷氨酸CCOOHORa-酮酸+谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH + H+CHCOOHNH2Ra-氨基酸醹a-酮戊二酸谷氨酸CCOOHORa-酮酸+谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶第14頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四 聯(lián)合脫氨基作用 轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行的脫氨基作用方式。第15頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四5. 脫酰胺作用 例 如： 谷氨酰氨+H2O谷氨酸+NH3 000胺氨基酸脫羧酶三、分解產(chǎn)物的去路二、脫羧基作用如：賴氨酸戊二胺（

9、尸胺） 組氨酸組胺 酪氨酸酪胺；這些胺都具有強(qiáng)烈的生理作用，會(huì)使生物體中毒，如組胺可降低血壓，酪胺可升高血壓等 。富含蛋白類食物腐敗后產(chǎn)生胺類物質(zhì)，會(huì)引起食物中毒。氨的去路 （1）重新合成氨基酸； （2）生成NH4+ （3）生成酰胺 ；（4）合成其他含氮化合物（5）形成尿素（鳥氨酸循環(huán)）。第16頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四氨的代謝氨對(duì)生物機(jī)體是有毒物質(zhì)，需進(jìn)一步轉(zhuǎn)化或排出體外。(主要是肌肉)各組織細(xì)胞脫氨NH3 -酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液肝臟脫氨，轉(zhuǎn)化為排泄形式肌肉為什么以丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)氨呢？一舉兩得。肌肉劇烈運(yùn)動(dòng)糖異生糖原脫氨丙酮酸酵解NH3蛋白質(zhì)

10、分解產(chǎn)能無毒丙氨酸中和第17頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四氨的命運(yùn) 氨對(duì)生物體是有毒的物質(zhì)，尤其是高等動(dòng)物的腦對(duì)氨極為敏感，血液中1%的氨就可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒。因此，排氨是生物維持正常生命活動(dòng)所必需的。第18頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四某些水生動(dòng)物以氨的形式將氨排出體外： 為排氨動(dòng)物絕大多數(shù)陸生動(dòng)物將脫下的氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩兀?排尿素動(dòng)物鳥和陸生的爬蟲類 將氨以尿酸的形式排出： 排尿酸動(dòng)物第19頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四谷氨酰胺的生成和利用+ NH2ATP ADP+Pi谷氨酰胺合成酶Mg2+2H谷氨酸合酶第20頁(yè)

11、，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四 谷氨酸的重新生成L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+ H2O-酮戊二 酸+ NH3NAD(P)+NAD(P)H谷氨酸+丙酮酸-酮戊二 酸+ 丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶 在大腦中發(fā)生上述反應(yīng)，大量消耗了-酮戊二 酸和NAD(P)H，引起中毒癥狀。 在肌肉中，可利用這一反應(yīng)生成的谷氨酸的轉(zhuǎn)氨基作用，生成丙氨酸，將氨轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟中去。第21頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四 尿素的生物合成NH3 + CO2 + 3ATP +天冬氨酸 + 2H2O NH2-CO-NH2 + 2ADP + 2Pi + AMP + PPi + 延胡索酸 在排尿動(dòng)物體內(nèi)由N

12、H3合成 尿素是在肝臟中通過一個(gè)循環(huán)機(jī)制完成的，這一個(gè)循環(huán)稱為尿素循環(huán)（鳥氨酸循環(huán)）。第22頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四鳥氨酸循環(huán)鳥氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸醹NH2COPATP+CO2+NH3+H2OPiPi線粒體CH2CHNH2COOHNH23CH2CHNH2COOHNHCNHNH23CH2CHNH2COOHNHCNNH2CHCH2COOHCOOH3CH2CHNH2COOHNHCONH23ATPAMP+PPi天冬氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鳥氨酸精癜彼醹延胡索酸尿素醹CONH2NH2細(xì)胞質(zhì)第23頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四尿素循環(huán)氨基酸谷氨酸谷氨酸

13、氨甲酰磷酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鳥氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸2ADP+Pi2ATP+CO2+NH3+H2O1細(xì)胞溶液線粒體NH2-C-NH2O尿素-酮戊二酸-酮戊二酸H2N-C-PO2345第24頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四3. 氨基酸碳架的代謝途徑1）再氨基化生成氨基酸2）轉(zhuǎn)變成糖或脂肪 生糖氨基酸 生酮氨基酸3）氧化供能生成CO2和H2O第25頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四2. 酮酸的去路 （1）合成氨基酸（2）氧化分解（3）生成糖或脂（生糖氨基酸、生酮氨基酸）檸檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸谷

14、氨酸精氨酸組氨酸脯氨酸谷氨酰胺苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸賴氨酸亮氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA脂肪酸異亮氨酸蛋氨酸纈氨酸檸檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸檸檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸檸檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸檸檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸谷氨酸精氨酸組氨酸脯氨酸谷氨酰胺苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸賴氨酸亮氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA脂肪酸異亮氨酸蛋氨酸纈氨酸檸檬酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰CoAa-酮戊二酸谷氨酸精

15、氨酸組氨酸脯氨酸谷氨酰胺苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸賴氨酸亮氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA脂肪酸異亮氨酸蛋氨酸纈氨酸第26頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四4. 生糖氨基酸和生酮氨基酸生酮氨基酸： 苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸和色氨酸，在分解過程中轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴oA，而乙酰乙酰CoA在動(dòng)物的肝臟中可轉(zhuǎn)變?yōu)橥w，因此這5種氨基酸稱為生酮氨基酸。生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸、-酮戊二酸、琥珀酸和草酰乙酸的氨基酸都能生成葡萄糖和糖原，稱為生糖氨基酸。生酮生糖氨基酸：苯丙氨酸和酪氨酸即可生成酮體又可生成糖，因此稱為生酮生糖氨基

16、酸第27頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四氨基酸碳架代謝去向 酪第28頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四3. 胺的去路 （1）氧化（2）轉(zhuǎn)化為其它含氮化合物。胺可轉(zhuǎn)化為生物堿、生長(zhǎng)刺激素等等。如色氨酸經(jīng)脫氨基后可生成植物生長(zhǎng)激素吲哚乙酸。胺氧化酶醛氧化酶第29頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四4.1 由氨基酸衍生的其他重要物質(zhì)4.1.1 氨基酸與一碳單位一碳單位：生物化學(xué)中將具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱為“一碳單位”或“一碳基團(tuán)”生物體內(nèi)的一碳單位：亞胺甲基： -CHNH甲?；篐CO-羥甲基：-CH2OH亞甲基（甲叉基，甲烯基）：-

17、CH2-次甲基（甲川基）：-CH =甲基：-CH3第30頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四4.2 氨基酸與生物活性物質(zhì)生物活性分子 少量就能發(fā)揮作用的生物分子稱為生物活性分子。 第31頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四氨基酸轉(zhuǎn)變產(chǎn)物生物作用甘氨酸嘌呤堿肌酸卟啉核酸及核苷酸次分組織中儲(chǔ)能物質(zhì)血紅蛋白及細(xì)胞色素等輔基絲氨酸 乙醇胺及膽堿乙酰膽堿磷脂成分神經(jīng)遞質(zhì)半胱氨酸?；撬峤Y(jié)合膽汁酸成分天冬氨酸嘧啶堿核酸及核苷酸成分谷氨酸-氨基丁酸抑制性神經(jīng)遞質(zhì)組氨酸組胺神經(jīng)遞質(zhì)第32頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四酪氨酸兒茶酚胺類甲狀腺激素黑色

18、素神經(jīng)遞質(zhì)激素皮、發(fā)形成黑色色氨酸5-羥色胺黑素緊張素?zé)熕嵘窠?jīng)遞質(zhì)促進(jìn)平滑肌收縮松果體激素維生素PP鳥氨酸腐胺亞精胺促細(xì)胞增殖天冬氨酸興奮性神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酸興奮性神經(jīng)遞質(zhì)第33頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四 氨基酸代謝缺陷癥 氨基酸代謝中缺乏某一種酶，都可能引起疾病，這種疾病稱為代謝缺陷癥. 由于某種酶的缺乏，致使該酶的作用底物在血中或尿中大量出現(xiàn).如尿黑酸癥。 見表30-3第34頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四3. 氨基酸碳架的代謝途徑1）再氨基化生成氨基酸2）轉(zhuǎn)變成糖或脂肪 生糖氨基酸 生酮氨基酸3）氧化供能生成CO2和H2O第35頁(yè)，共51

19、頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四3. 胺的去路 （1）氧化（2）轉(zhuǎn)化為其它含氮化合物。胺可轉(zhuǎn)化為生物堿、生長(zhǎng)刺激素等等。如色氨酸經(jīng)脫氨基后可生成植物生長(zhǎng)激素吲哚乙酸。胺氧化酶醛氧化酶第36頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四第三節(jié) 氨基酸的生物合成一、生物氮 1. NH3的來源 （1）生物固氮 固氮酶的組成：有兩種成分，即鐵蛋白和鉬鐵蛋白，二者均為鐵硫蛋白，其中，鐵蛋白的功能是接受供電子體的電子并轉(zhuǎn)移給鉬鐵蛋白，鉬鐵蛋白的功能是直接還原氮。供電子體是NADPH。該過程要消耗ATP。氧化還原3 NADPH+ H+3 NADP+鐵氧還蛋白鐵蛋白鉬鐵蛋白N22 NH

20、312 ATP12 ADP+ Pi固氮酶6 e6 e6 e6 e固氮機(jī)理：固氮機(jī)理：固氮機(jī)理：固氮機(jī)理：第37頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四生物固N(yùn)的化學(xué)本質(zhì)2NH36 H6e-N2+12ATP+12H2O12ADP+12Pi固氮酶Go = -27 kJN2 + 3 H2 2 NH3 Go = -208 kJ N2 + 8 e- + 16 ATP + 16 H2O 2 NH3 + H2 + 16 ADP + 16 Pi + 8 H+ 第38頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四第39頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四（厭氧環(huán)境）

21、N2還原劑鐵蛋白鉬鐵蛋白NADPH生物固氮的作用機(jī)理e-e-e-e-第40頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四自 然 界 中 N 素 循 環(huán) 第41頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四（2）硝酸還原 硝酸還原分為兩步，第一步在硝酸還原酶催化下，NO3還原為NO2，第二步在亞硝酸還原酶催化下， NO2還原為NH3NO3+ 2H+ + 2e- NO2 + H2O 硝酸還原酶電子供體為NADPH、NADH（高等植物、真菌、藍(lán)藻）和鐵氧還蛋白（其它）NO2+ 7H+ + 6e- NH3 + 2H2O 亞硝酸還原酶電子供體為鐵氧還蛋白。第42頁(yè)，共51頁(yè)，2022

22、年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四（3）直接吸收2. 氨的同化 是指將氨轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的氮的過程 氨的同化又兩條途徑，谷氨酸脫氫酶a-酮戊二酸谷氨酸（1）谷氨酸脫氫酶途徑 第43頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四（2）谷氨酰胺谷氨酸合成酶途徑谷氨酰胺合成酶谷氨酸谷氨酰胺谷氨酸合成酶谷氨酸谷氨酰胺a-酮戊二酸總反應(yīng)： a-酮戊二酸+NH3+ATP+NAD(P)H+H+ 谷氨酸 + ADP + NAD(P)+第44頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四第45頁(yè)，共51頁(yè)，2022年，5月20日，3點(diǎn)57分，星期四 1 概述 不同生物合成氨基酸的能力不同。可利用二氧化碳，有機(jī)酸及單糖。 a.人體能合成部分氨基酸。機(jī)體不能自己合成必須從外界攝取的氨基酸稱為必需氨基酸 Phe、 Lys、 Ile、 Leu、 Met、 Thr、 Trp、 Val、 His 和 Arg（幼小動(dòng)物需要） b.高等植物能合成