生物化學(xué)第八章 氨基酸代謝

氨基酸代謝

MetabolismofAminoAcids第八章1氨基酸的生理功用、營養(yǎng)價值及代謝概況

NutritionalFunctionofProtein

第一節(jié)2一、氨基酸的生理功用合成蛋白質(zhì)以維持細(xì)胞、組織的生長、更新和修補

2.合成許多重要生理作用的含氮化合物4.氧化供能

人體每日15%能量由蛋白質(zhì)提供。

3.本身具有特殊功能

Gly為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，Glu&Asp興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，Ala及Gln參與氨轉(zhuǎn)運。

3二、氨基酸的營養(yǎng)價值（一）、氨基酸的分類營養(yǎng)必需氨基酸：（自身不能合成）營養(yǎng)非必需氨基酸：（自身能合成）營養(yǎng)半必需氨基酸：（合成消耗必需氨基酸）Phe、Lys、Try、Thr、Leu、Ileu、Met、ValCys、Tyr

又稱條件必需氨基酸其余12種氨基酸4（二）、人體對氨基酸的需要1、氨基酸模式：定義：一種蛋白質(zhì)中所含必需氨基酸的構(gòu)成比例。

算法：該蛋白質(zhì)中所含色氨酸含量定為1，分別計算其他必需氨基酸的比值，這一系列比值就是該種蛋白質(zhì)的氨基酸模式。意義：代表了該蛋白質(zhì)的組成特點，又代表了合成時，該蛋白對必需氨基酸的需求。5必需氨基酸人群（mg/g蛋白質(zhì)）食物(mg/g蛋白質(zhì))嬰兒(人乳)1歲以下學(xué)齡前兒童(2-5歲)學(xué)齡兒童(10-12歲)成人雞蛋牛乳牛肉組氨酸26191916222734異亮氨酸46282813544748亮氨酸93664419869581賴氨酸66584416707889蛋氨酸+半胱氨酸42252217573340苯丙氨酸+酪氨酸726322199310280蘇氨酸4334289474446色氨酸171195171412纈氨酸55352513666450包括組氨酸46033924112751250448062、限制性氨基酸：食物中含量相對較低的必需氨基酸，對其他氨基酸利用有不同程度的限制作用。缺乏最多的稱為第一限制性氨基酸。食物第一限制性氨基酸第二限制性氨基酸第三限制性氨基酸小麥賴氨酸蘇氨酸纈氨酸大麥賴氨酸蘇氨酸蛋氨酸大米賴氨酸蘇氨酸—玉米賴氨酸色氨酸蘇氨酸花生蛋氨酸——大豆蛋氨酸——73、蛋白質(zhì)的互補作用

指營養(yǎng)價值較低的蛋白質(zhì)混合食用，其必需氨基酸可以互相補充而提高營養(yǎng)價值。緩解限制性氨基酸的限制作用(如谷類含Lys少，Trp多，豆類則含Lys多，Trp少，兩者混合食用可提高營養(yǎng)價值)8蛋白質(zhì)的來源蛋白質(zhì)占總量的百分?jǐn)?shù)生理價值單獨食用時混合食用時豆腐(干)面筋42586567*77玉米小米大豆23255260576473玉米小麥大豆21314860676470小麥小米大豆豌豆251934226757644874小麥小米牛肉大豆3913262267576964899（三）、必需氨基酸的營養(yǎng)價值

必需氨基酸是影響和評價食物蛋白質(zhì)營養(yǎng)價值的決定因素蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值取決于必需氨基酸的數(shù)量、種類、量質(zhì)比。(必須氨基酸種類越多,數(shù)量越足,營養(yǎng)價值越大，動物大于植物.)食物蛋白質(zhì)的氨基酸模式越接近人體蛋白質(zhì)的氨基酸模式，其營養(yǎng)價值就越高。如：動物蛋白中蛋，奶，肉，魚等，以及大豆蛋白，稱為優(yōu)質(zhì)蛋白質(zhì)。其中雞蛋蛋白質(zhì)與人體蛋白質(zhì)氨基酸模式最接近。102、必需氨基酸對氮平衡，即對體內(nèi)蛋白質(zhì)合成、分解代謝的影響1）.氮平衡(nitrogenbalance)攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系。氮總平衡：攝入氮=排出氮（正常成人）氮正平衡：攝入氮>排出氮（兒童、孕婦等）氮負(fù)平衡：攝入氮<排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）氮平衡的意義：可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的慨況。11（四）、必需氨基酸對營養(yǎng)素的中樞感受器和基因調(diào)控的實驗觀察與研究

必需氨基酸的缺乏和不平衡不止是影響本身的攝取和利用。離體實驗研究發(fā)現(xiàn)，缺乏任何一種必需氨基酸以及精氨酸、組氨酸都能降低脂肪酸合酶mRNA的基因表達(dá)。這些研究結(jié)果在分子水平上解釋了蛋白質(zhì)、能量營養(yǎng)不良常常相伴發(fā)生的原因。12三、氨基酸的代謝概況食物蛋白經(jīng)消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨基酸（內(nèi)源性氨基酸）混在一起，分布于體內(nèi)各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。“來三去四”處于動態(tài)平衡13圖8-1氨基酸代謝概況外源氨基酸(約70g／日)食物蛋白質(zhì)內(nèi)源氨基酸(約40g／日)自身合成非必需氨基酸組織蛋白質(zhì)、酶、蛋白質(zhì)激素等(消化\吸收)(合成、分解)氨基酸代謝庫脫氨基作用氨基酸（0.9～1.0g/日）(經(jīng)腎臟排出)CO2+H20+ATPα酮酸尿必需的非蛋白含氮化合物（嘌呤、嘧啶、膽堿、肌酸、尼克酰胺、卟啉類化合物、腎上腺素、甲狀腺素、生物轉(zhuǎn)化產(chǎn)物等）氨尿素葡萄糖、酮體等三羧酸循環(huán)(轉(zhuǎn)變)一般分解代謝(分解)代謝轉(zhuǎn)變生物合成14氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)消化吸收

組織蛋白質(zhì)分解體內(nèi)合成氨基酸

(非必需氨基酸)氨基酸代謝概況α-酮酸脫氨基作用酮體氧化供能糖胺類脫羧基作用氨尿素代謝轉(zhuǎn)變其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成目錄15第二節(jié)

氨基酸的來源16

一、蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins17一、蛋白質(zhì)的消化蛋白質(zhì)消化的生理意義由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?，便于吸收。消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應(yīng)。胃腸的蛋白水解酶對蛋白質(zhì)的催化作用具有專一性。有內(nèi)肽酶和外肽酶。18

酶

專一性內(nèi)肽酶：胃蛋白酶胰蛋白酶

R3=Trp、Phe、Ala、Tyr、Met、LeuR4=任何氨基酸殘基

R3=Arg、LysR4=任何氨基酸殘基

糜蛋白酶R3=Phe、Tyr、TrpR4=任何氨基酸殘基

彈性蛋白酶R3=脂肪族氨基酸殘基R4=任何氨基酸殘基外肽酶：

氨基肽酶R1=任何氨基酸殘基R2=除Pro外任何氨基酸殘基

羧基肽酶AR5=任何氨基酸殘基R6=除Arg、Lys、Pro外任何氨基酸

羧基肽酶BR5=任何氨基酸殘基R6=Arg、Lys19氨基肽酶內(nèi)肽酶羧基肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意圖20消化過程（一）胃中的消化作用胃蛋白酶的最適pH為1.5～2.5，對蛋白質(zhì)肽鍵作用特異性差，產(chǎn)物主要為多肽及少量氨基酸。

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胰蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)21（二）小腸中的消化——小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白質(zhì)的主要酶，最適pH為7.0左右，包括內(nèi)肽酶和外肽酶。內(nèi)肽酶(endopeptidase)水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase)自肽鏈的末段開始每次水解一個氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。22腸液中酶原的激活胰蛋白酶原糜蛋白酶原羧基肽酶原彈性蛋白酶原

腸激酶(enterokinase)

胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶彈性蛋白酶

(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保護(hù)胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。保證酶在其特定的部位和環(huán)境發(fā)揮催化作用。酶原還可視為酶的貯存形式。酶原激活的意義23圖8-3胰酶的激活腸粘膜細(xì)胞膽汁酸胰蛋白酶原糜蛋白酶原彈性蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶彈性蛋白酶羧基肽酶原(A及B)羧基肽酶(A及B)腸激酶

24氨基肽酶內(nèi)肽酶羧基肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意圖2.小腸粘膜細(xì)胞對蛋白質(zhì)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。25二、氨基酸的吸收吸收部位：主要在小腸吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收機制：耗能的主動吸收過程26（一）氨基酸吸收載體載體蛋白與氨基酸、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。載體類型中性氨基酸載體堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸與甘氨酸載體27（二）γ-谷氨?；h(huán)對氨基酸的轉(zhuǎn)運作用γ-谷氨?；h(huán)(γ-glutamylcycle)過程：谷胱甘肽對氨基酸的轉(zhuǎn)運谷胱甘肽再合成28半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酸環(huán)化轉(zhuǎn)移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-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細(xì)胞外

γ-谷氨?；D(zhuǎn)移酶細(xì)胞膜谷胱甘肽

GSH細(xì)胞內(nèi)γ-谷氨?；h(huán)過程γ-谷氨酰氨基酸氨基酸目錄關(guān)鍵酶29利用腸粘膜細(xì)胞上的二肽或三肽的轉(zhuǎn)運體系此種轉(zhuǎn)運也是耗能的主動吸收過程吸收作用在小腸近端較強（三）肽的吸收30三、蛋白質(zhì)的腐敗作用

腸道細(xì)菌對未被消化和吸收的蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用腐敗作用的產(chǎn)物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產(chǎn)生少量的脂肪酸及維生素等可被機體利用的物質(zhì)。蛋白質(zhì)的腐敗作用(putrefaction)31（一）胺類(amines)的生成蛋白質(zhì)

氨基酸胺類蛋白酶

脫羧基作用

組氨酸組胺

賴氨酸尸胺

色氨酸

色胺

酪氨酸酪胺32

假神經(jīng)遞質(zhì)(falseneurotransmitter)

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，稱假神經(jīng)遞質(zhì)。苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羥酪胺33β-羥酪胺和苯乙醇胺結(jié)構(gòu)類似兒茶酚胺，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，使大腦發(fā)生異常抑制。34（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，這是酸性灌腸的依據(jù)。35（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36二、體內(nèi)蛋白質(zhì)分解37（一）體內(nèi)原有蛋白質(zhì)的降解是體內(nèi)氨基酸另一重要來源（2%）（二）不同蛋白質(zhì)降解的速率各不相同，短壽蛋白質(zhì)多帶有快速降解的結(jié)構(gòu)信號

（三）真核生物細(xì)胞內(nèi)蛋白降解的兩條主要途徑38蛋白質(zhì)的半壽期(half-life)蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時間，用t1/2表示

具有快速降解的結(jié)構(gòu)信號，如鏈中有PEST序列，即[脯-谷-絲-蘇]四氨基酸結(jié)構(gòu)域，N末端有起標(biāo)識或調(diào)節(jié)作用的氨基酸，如精氨酸等

短壽期蛋白質(zhì)39E3:泛素蛋白連接酶40真核生物中蛋白質(zhì)的降解有兩條途徑不依賴ATP利用組織蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和長壽命的細(xì)胞內(nèi)蛋白②依賴泛素(ubiquitin)的降解過程①溶酶體內(nèi)降解過程依賴ATP降解異常蛋白和短壽命蛋白及癌基因蛋白41泛素76個氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一級結(jié)構(gòu)高度保守，N-末端為蛋氨酸殘基，C末端多為甘氨酸殘基，鏈中有多個賴氨酸殘基C末端甘氨酸殘基和48位的賴氨酸殘基與泛素的活化，轉(zhuǎn)運，靶蛋白的泛素化成泛素鏈有關(guān)被降解的蛋白質(zhì)而言，泛素只起標(biāo)記作用42431.泛素化(ubiquitination)

泛素與選擇性被降解蛋白質(zhì)形成共價連接，并使其激活。2.蛋白酶體(proteasome)對泛素化蛋白質(zhì)識別并降解泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程3.整個降解過程在堿性條件（pH7.8）下進(jìn)行的，對降解的蛋白有嚴(yán)格的選擇性。44泛素化過程E1：泛素活化酶E2：泛素攜帶蛋白E3：泛素蛋白連接酶泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素COS

E1HS-E2HS-E1泛素COSE2泛素COSE1被降解蛋白質(zhì)HS-E2泛素COSE2泛素CNH被降解蛋白質(zhì)OE3可以講活化的泛素通過48位的賴氨酸與76號位的Gly形成聚泛素，這樣如同貼在靶蛋白上進(jìn)入蛋白酶體降解的“死亡”標(biāo)簽。45RPE37～9肽的寡肽片氨基酸Ub-COOH(泛素)ATPAMP+PPiUb-CO-S-E2E1:泛素活化酶Ub-CO-S-E1E2:泛素載體蛋白③識別(ATP)CPE3P-εNH2RRPP-εNH2R靶蛋白E3:泛素-蛋白連接酶④泛素化(Ub)n-CO-NH-ε-P聚泛素化的靶蛋白蛋白體酶肽酶①活化②傳遞⑤降解46

如基因表達(dá)、細(xì)胞增殖、炎癥反應(yīng)、誘發(fā)癌瘤（促進(jìn)抑癌蛋白P53降解）體內(nèi)蛋白質(zhì)降解參與多種生理、病理調(diào)節(jié)作用47三、營養(yǎng)非必需氨基酸的生物合成48（一）α-酮戊二酸還原氨化生成谷氨酸意義：

1、從代謝中間物——α-酮戊二酸形成L-谷氨酸外；

2、構(gòu)成了許多其他氨基酸生物合成途徑中的關(guān)鍵性的第一步。

49（二）谷氨酸在谷氨酰胺合成酶催化下合成谷氨酰胺

50（三）丙酮酸和草酰乙酸通過轉(zhuǎn)氨基作用生成丙氨酸和天冬氨酸（ALT，AST）51（四）天冬氨酸在天冬酰胺合成酶催化下形成天冬酰胺

銨源為Gln52（五）絲氨酸從糖酵解的中間產(chǎn)物D-3-磷酸甘油酸形成經(jīng)過脫氫、轉(zhuǎn)氨及水解去磷酸化過程53（六）甘氨酸在哺乳動物中有幾條合成途徑

（七）脯氨酸是從谷氨酸形成的（八）半胱氨酸可由蛋氨酸和絲氨酸合成

（九）苯丙氨酸在苯丙氨酸羥化酶的催化下形成酪氨酸

54第三節(jié)

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids55R56脫氨基作用脫羧基作用57一、氨基酸的脫氨基作用定義指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)α-酮酸的過程。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)58（一）轉(zhuǎn)氨基作用(transamination)1.定義在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相應(yīng)的α-酮酸，而另一種α-酮酸得到此氨基生成相應(yīng)的氨基酸的過程。592.反應(yīng)式大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用，但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。603.轉(zhuǎn)氨酶

正常人各組織AST及ALT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。ALT診斷急性肝炎，AST診斷心肌梗死。614.轉(zhuǎn)氨基作用的機制轉(zhuǎn)氨酶的輔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-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶62目錄63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，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。通過此種方式并未產(chǎn)生游離的氨。5.轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義64（二）L-谷氨酸氧化脫氨基作用存在于肝、腦、腎中輔酶為

NAD+或NADP+GTP、ATP為其抑制劑GDP、ADP為其激活劑催化酶：

L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O65（三）聯(lián)合脫氨基作用

兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。2.類型①轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用1.

定義②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)66①轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+轉(zhuǎn)氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎組織進(jìn)行。67②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)蘋果酸

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α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉(zhuǎn)氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶

2此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)68三、α-酮酸的代謝（一）經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸（二）轉(zhuǎn)變成糖及脂類69（三）氧化供能α-酮酸在體內(nèi)可通過TAC和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2，同時生成ATP。70琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰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丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸蛋氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系TAC目錄71第四節(jié)

氨的代謝MetabolismofAmmonia72氨是機體正常代謝產(chǎn)物，具有毒性。體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。正常人血氨濃度一般不超過60μmol/L。

73一、血氨的來源與去路1.血氨的來源①

氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是血氨主要來源,

胺類的分解也可以產(chǎn)生氨RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶②

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③腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶742.血氨的去路①在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺

谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。7576二、氨的轉(zhuǎn)運1.丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucosecycle)反應(yīng)過程生理意義①肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸?shù)礁巍＂诟螢榧∪馓峁┢咸烟恰?7丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質(zhì)氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途徑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尿素尿素循環(huán)糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖目錄782.谷氨酰胺的運氨作用反應(yīng)過程谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進(jìn)行解毒。生理意義谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲存及運輸形式。79

三、尿素的生成（一）生成部位主要在肝細(xì)胞的線粒體及胞液中。（二）生成過程尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle)，又稱尿素循環(huán)(ureacycle)或Krebs-Henseleit循環(huán)。801.氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行81反應(yīng)由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化。N-乙酰谷氨酸為其激活劑，反應(yīng)消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)822.瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸83由鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化，OCT常與CPS-Ⅰ構(gòu)成復(fù)合體。反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行，瓜氨酸生成后進(jìn)入胞液。843.精氨酸的合成反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸關(guān)鍵酶85精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸864.精氨酸水解生成尿素反應(yīng)在胞液中進(jìn)行尿素鳥氨酸精氨酸87鳥氨酸循環(huán)2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸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鳥氨酸尿素線粒體胞液目錄88（三）反應(yīng)小結(jié)合成場所：肝臟，在肝細(xì)胞線粒體和胞漿中過程：先在線粒體中進(jìn)行，再在胞液中進(jìn)行每循環(huán)一周產(chǎn)生1分子尿素。尿素分子中的2個氮原子，一個來自NH3，另一個則來自氨基酸關(guān)鍵酶：精氨酸代琥珀酸合成酶耗能：4個ATP（4個高能磷酸鍵）。89關(guān)聯(lián)作用及意義：尿素合成可通過延胡索酸與三羧酸循環(huán)聯(lián)系起來，形成一個產(chǎn)、耗能量緊密偶聯(lián)的Krebs雙循環(huán)，確保機體解毒——尿素合成的能量供給。延胡索酸通過三羧酸循環(huán)再轉(zhuǎn)變成草酰乙酸，草酰乙酸又再生成天冬氨酸，不斷的向尿素合成提供氨基，確保尿素合成的原料供給。此外，通過精氨酸與NO的生成作用的緊密相連，即是把尿素生成與NO功能作用聯(lián)系了起來。90（四）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.CPS-Ⅰ的調(diào)節(jié)：AGA、精氨酸為其激活劑3.尿素生成酶系的調(diào)節(jié)：9192（五）高氨血癥和氨中毒血氨濃度升高稱高氨血癥(hyperammonemia)，常見于肝功能嚴(yán)重?fù)p傷時，尿素合成酶的遺傳缺陷也可導(dǎo)致高氨血癥。高氨血癥時可引起腦功能障礙，稱氨中毒(ammoniapoisoning)。93TAC↓

腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3

腦內(nèi)α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機制94第五節(jié)

個別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids95

一、氨基酸脫羧基作用脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛96（一）γ-氨基丁酸

(γ-aminobutyricacid,GABA)L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脫羧酶GABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中樞神經(jīng)有抑制作用。97（二）牛磺酸(taurine)?；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分。L-半胱氨酸磺酸丙氨酸?；撬?/p>

磺酸丙氨酸脫羧酶CO298（三）組胺(histamine)L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細(xì)血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。99（四）5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO25-HT在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì)，起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。100（五）多胺(polyamines)

鳥氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脫羧基SAM

鳥氨酸脫羧酶CO2SAM脫羧酶CO2精脒(spermidine)丙胺轉(zhuǎn)移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉(zhuǎn)移酶

精胺(spermine)多胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長的重要物質(zhì)。在生長旺盛的組織（如胚胎、再生肝、腫瘤組織）含量較高，其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強。101

二、一碳單位的代謝定義（一）概述

某些氨基酸代謝過程中產(chǎn)生的只含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位(onecarbonunit)。

102種類甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲?；?/p>

(formyl)-CHO亞胺甲基

(formimino)-CH=NH

103（二）四氫葉酸是一碳單位的載體FH4的生成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+104FH4攜帶一碳單位的形式

（一碳單位通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上）N5—CH3—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4105一碳單位主要來源于氨基酸代謝絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4（三）一碳單位與氨基酸代謝106（四）一碳單位的互相轉(zhuǎn)變N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3107（五）一碳單位的生理功能作為合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來108

三、含硫氨基酸的代謝胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸109（一）甲硫氨酸的代謝1.甲硫氨酸與轉(zhuǎn)甲基作用腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)110甲基轉(zhuǎn)移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內(nèi)甲基的直接供體1112.甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)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-CH31123.肌酸的合成肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量儲存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸為骨架，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，轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒∷?。肌酸和磷酸肌酸代謝的終產(chǎn)物為肌酸酐(creatinine)。113H2O+目錄114（二）半胱氨酸與胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變