第十章氨基酸和核苷酸代謝

蛋白質(zhì)的消化胃蛋白酶胰液中的蛋白酶：對肽鍵有一定的專一性內(nèi)肽酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶外肽酶：羧基肽酶A和羧基肽酶B小腸粘膜細胞中的氨基肽酶和二肽酶（寡肽酶）。目前一頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點氨基肽酶內(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目前二頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點第一節(jié)氨基酸的分解代謝

合成組織蛋白氨基酸主要通過三種方式脫氨基，即氧化脫氨基，聯(lián)合脫氨基和轉(zhuǎn)氨基，其中以聯(lián)合脫氨基作用最為重要。目前三頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點（一）、氨基酸的脫氨基作用1、轉(zhuǎn)氨基作用：在轉(zhuǎn)氨酶的作用下，-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到-酮酸的-碳上，生成相應的氨基酸，而原來的氨基酸則轉(zhuǎn)變成-酮酸。目前四頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點

特點：

①反應可逆。②體內(nèi)除Lys、Pro和羥脯氨酸外，大多數(shù)氨基酸都可進行轉(zhuǎn)氨基作用。轉(zhuǎn)氨基作用并未產(chǎn)生游離的氨。③轉(zhuǎn)氨酶均以磷酸吡哆醛為輔酶。磷酸吡哆醛是VB6的衍生物。反應中起傳遞氨基的作用。

目前五頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶①丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT或,GPT）：肝中活性最高。②天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST或GOT）：心肌中活性最高。

正常人各組織ALT及AST活性(單位/克濕組織)組織(GOT)(GPT)心1560007100骼肌990004800腎9100019000胰腺脾肺血清280002000140001200100007002016ALTAST組織(GOT)(GPT)ALTAST目前六頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點

目前七頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點2、氧化脫氨基作用

指在氨基酸氧化酶作用下，氨基酸脫氫并脫去氨基的過程。體內(nèi)催化氧化脫氨基的酶中以L-谷氨酸脫氫酶最重要。目前八頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點3、聯(lián)合脫氨基作用在轉(zhuǎn)氨酶和谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合作用下，使各種氨基酸脫下氨基的過程。它是體內(nèi)各種氨基酸脫氨基的主要形式。其逆反應也是體內(nèi)生成非必需氨基酸的途徑。主要在肝、腎組織進行。目前九頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點目前十頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點（二）氨基酸的脫羧基作用目前十一頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點Gluγ-氨基丁酸+CO2(抑制中樞神經(jīng)傳導)Aspβ-Ala+CO2(泛酸組分)His組胺＋CO2(降低血壓)Tyr酪胺＋CO2(升高血壓)Cys巰基乙胺＋CO2(CoA組分)Lys尸胺+CO2(促進細胞增殖)Org腐胺+CO2(促進細胞增殖)常見氨基酸脫羧基作用轉(zhuǎn)換目前十二頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點1、氨的來源去路（三）氨基酸分解產(chǎn)物的去路目前十三頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點體內(nèi)氨的來源（1）.氨基酸脫氨基作用：是主要來源。（2）.腸道吸收的氨：4g/日①蛋白質(zhì)的腐敗作用（氨基酸被腸道細菌分解產(chǎn)生氨） ②腸道尿素的水解（尿素經(jīng)腸道細菌尿素酶水解產(chǎn)生氨）正常人血氨濃度一般不超過60μmol/L。目前十四頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點腸道對氨的吸收與腸道pH有關：（3）.腎小管上皮細胞泌氨

目前十五頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點

是肌肉與肝之間氨的轉(zhuǎn)運形式。意義：既使肌肉中的氨以無毒的Ala形式運到肝，肝又為肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。丙氨酸-葡萄糖循環(huán)目前十六頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點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)葡萄糖目前十七頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點氨的排泄去路目前十八頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點氨的去路：鳥氨酸循環(huán)--尿素的生成1.生成部位（1）主要是在肝細胞的線粒體及胞液中進行，腎和腦中也可合成極少量的尿素。切除動物肝，動物的血、尿中幾乎檢測不到尿素。（2）尿素生成的過程由Krebs和Henseleit于1932年提出，稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle)，又稱尿素循環(huán)或Krebs-Henseleit循環(huán)。鳥氨酸循環(huán)是體內(nèi)解除氨毒的主要方式。也是體內(nèi)氨的最主要去路。目前十九頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點

目前二十頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點Krebs-Henseleit實驗：①大鼠肝切片與NH4+保溫數(shù)小時，NH4+↓，尿素↑；②加入鳥氨酸、瓜氨酸和Arg后，尿素↑；③上述三種氨基酸結(jié)構上彼此相關；④早已證實肝中有精氨酸酶。目前二十一頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點(1)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①反應在線粒體中進行。②氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化的反應為不可逆反應。③N-乙酰谷氨酸(AGA)為其激活劑，反應消耗2分子ATP。鳥氨酸循環(huán)的詳細步驟目前二十二頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點(2)瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸②由鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化，OCT常與CPS-Ⅰ構成復合體，為不可逆反應。①反應在線粒體中進行，瓜氨酸生成后進入胞液。NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3NH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2(CH2)3CHCOOHNH2鳥氨酸NH2COO~PO32-NH2COO~PO32-目前二十三頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點(3)精氨酸的合成①反應在胞液中進行。②精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶。③此反應消耗1分子ATP，2個高能鍵能量。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHCOOHCHH2NCH2COOHNHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3目前二十四頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點④此反應在胞液中進行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH目前二十五頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點(4)精氨酸水解生成尿素①反應在胞液中進行。②精氨酸酶為肝中特有的酶。尿素鳥氨酸精氨酸C(CH2)3COOHNH2CHNHNH2NH精氨酸酶CNH2NH2O+(CH2)3COOHNH2CHNH2H2O目前二十六頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點(1)α-酮酸經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸。(3)α-酮酸轉(zhuǎn)變成糖及脂類。(2)α-酮酸可通過TCA循環(huán)和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2，生成ATP。甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸類別生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸生糖及生酮氨基酸2、-酮酸的代謝去路目前二十七頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點琥珀酰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CO2CO2二、氨基酸的合成TCA目前二十八頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點有C架（α-酮酸）有AA提供氨基(最主要為谷AA，領頭AA)氨基酸合成的共性目前二十九頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點包括：丙(Ala)、纈(Val)、亮(Leu)共同碳架：EMP中的丙酮酸COOHCH3C=O--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--COOHCH3CHNH2--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--谷丙轉(zhuǎn)氨酶++丙酮酸谷AA

丙AA

α-酮戊二酸

1、丙氨酸族氨基酸的合成(GPT)目前三十頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點2丙酮酸α-酮異戊酸縮合CO2轉(zhuǎn)氨基纈氨酸α-酮異己酸亮氨酸轉(zhuǎn)氨基-CH3C=OCOO---CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH--CH3-CHα-酮異戊酸丙氨酸族其它氨基酸的合成目前三十一頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點包括：絲(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys)甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途徑中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--COOHCHO-+COOHCH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH--+α-酮戊二酸甘AA

谷AA乙醛酸

2、絲氨酸族氨基酸的合成目前三十二頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點三種氨基酸的關系乙醛酸甘AA絲AA半胱AA3-磷酸甘油酸絲氨酸半胱氨酸的合成途徑（植物或微生物中）COOHCH2NH2-COOHCH2OHCHNH2-+NH3+CO2+2H++

2e-2H2O

絲AA甘AA目前三十三頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點包括：天冬AA(Asp)、天冬酰胺(Asn)、賴(Lys)、蘇(Thr)、甲硫(Met)、異亮(Ile)共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CHNH2COO---CH2-COO-CHNH2COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---++轉(zhuǎn)氨天冬AA3、天冬氨酸族氨基酸的合成目前三十四頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點（植，細)動物天冬酰胺合酶Mg2+Asp+NH3+ATPAsn+H2O

+AMP+PPiMg2+Asp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPi目前三十五頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點CH2-COOHCHNH2COOH--ATPADP天冬氨酸激酶CH2-C-O-P=OCHNH2COOH--O=OHOHNADPH+H+NADP+天冬氨酸激酶天冬氨酰磷酸CH2-CHOCHNH2COOH--β-天冬氨酸半醛L-高絲氨酸甲硫氨酸蘇氨酸異亮氨酸（4個C來自Asp,2個C來自丙酮酸）α,ε-二氨基庚二酸賴氨酸CO2天冬氨酸天冬氨酸族其它氨基酸的合成目前三十六頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點草酰乙酸賴氨酸蘇氨酸甲硫氨酸異亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸β-天冬氨酸半醛幾種氨基酸的關系目前三十七頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點包括：谷AA(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、脯(Pro)、羥脯(Hyp)、精(Arg)共同碳架：TCA中的α-酮戊二酸

α-酮戊二酸Glu為還原同化作用+NH3+NADH+NAD++H2O谷AA脫H酶（動物和真菌，不普遍）谷氨酰胺+α-酮戊二酸2谷AA（普遍）α-酮戊二酸谷AA+NH3+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O合酶

Glu合酶NADPH+H+NADP+4、谷氨酸族氨基酸的合成目前三十八頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點由谷AA脯AA

CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--CH2-COOHCH2-CHNH2CHO--NAD(P)HNAD(P)+ATPADPMg2+H2CCH2HCNCHCOOHNADHNAD+H2CCH2H2CNHCHCOOH1/2O2CCH2H2CNHCHCOOHHHO(谷AA)(谷氨酰半醛)(△’-二氫吡咯-5-羧酸)(脯AA)(羥脯AA)目前三十九頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點α-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA羥脯AA鳥AA瓜AA精AA幾種氨基酸的關系目前四十頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點5、組氨酸族和芳香族氨基酸的合成包括：組AA(His)、色AA(Trp)、酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)組AA族碳架：PPP中的磷酸核糖芳香族AA碳架：4-磷酸-赤蘚糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH--NHCHN來自核糖來自谷氨酰胺的酰胺基從谷氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用而來來自ATP目前四十一頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點芳香族氨基酸的關系色氨酸PEP4-磷酸赤蘚糖莽草酸分支酸預苯酸酪氨酸苯丙氨酸若將莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前體，因此芳香族氨基酸合成時相同的一段過程叫莽草酸途徑目前四十二頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點兒茶酚胺(catecholamine)與黑色素(melanin)的合成目前四十三頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點白化病腦細胞和腎上腺髓質(zhì)細胞黑色素細胞3,4-二羥苯丙氨酸(多巴)多巴醌酪氨酸酶吲哚醌黑色素多巴脫羧酶CO23,4-二羥苯乙胺(多巴胺)

-羥化酶VitCO2H2O去甲腎上腺素SAMS-腺苷同型半胱氨酸轉(zhuǎn)甲基酶腎上腺素兒茶酚胺目前四十四頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點第二節(jié)核苷酸代謝目前四十五頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點一、核酸的酶促降解2、核酸酶：（1）.按底物分：核糖核酸酶（RNase）：酶穩(wěn)定、耐高溫，RNA；脫氧核糖核酸酶（DNase）：種類多、工具酶，DNA；非特異性核糖核酸酶：有的酶可作用于DNA和RNA

1、降解方式核酸酶核酸+水核苷酸3′，5′-磷酸二酯鍵水解核酸水解：DNA穩(wěn)定，耐酸堿；RNA易在堿中水解目前四十六頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點（2）.按作用方式分：①核酸外切酶：從核酸鏈的一端逐個水解下核苷酸的酶。（非特異性）

外切核酸酶對核酸的水解位點5′

p

p

p

pOHB

p

p

p

p3′BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶（5′端外切5得3）蛇毒磷酸二酯酶（3′端外切3得5）目前四十七頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點②核酸內(nèi)切酶：水解DNA或RNA分子內(nèi)的磷酸二酯鍵的酶（特異性強）。5′

p

p

p

pOHPyPuPyPy1′

p

p

pGACU

p

p

pGA3′RNAaseIRNAaseIRNAaseT1RNAaseT1Py嘧啶

Pu嘌呤RNAaseI作用于嘧啶與嘌呤、嘧啶與嘧啶間的二酯鍵RNAaseT1作用于嘌呤與嘌呤間的二酯鍵內(nèi)切核酸酶對RNA的水解位點示意圖目前四十八頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點（3）限制性核酸內(nèi)切酶

能夠識別雙鏈DNA分子中特定的核苷酸序列，并在特定位點切割DNA雙鏈的核酸內(nèi)切酶統(tǒng)稱為限制性核酸內(nèi)切酶。特性Ⅰ型Ⅱ型Ⅲ型功能限制、修飾限制限制、修飾蛋白質(zhì)結(jié)構3種不同亞基單一成分2種不同亞基所需輔助因子ATP,Mg2+,SAMMg2+ATP,Mg2+,SAM識別序列EcoB:TGA(N)8TGCT4-8bp,旋轉(zhuǎn)對稱EcoPI:AGACC切割位點距識別位點至少1000kb處隨機切割在識別序列內(nèi)（或附近）距識別位點3’-端24~26bp處目前四十九頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點

磷酸解水解

核苷+H2O

核苷水解酶堿基+核糖核苷+Pi核苷磷酸化酶堿基+核糖-1-P1、核苷酸的分解二、核苷酸的分解代謝核苷酸核苷酸酶核苷+Pi2、核苷的分解目前五十頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點腺嘌呤次黃苷脫氨酶次黃嘌呤核苷酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤黃嘌呤氧化酶核苷酶脫氨酶核苷酸酶鳥苷鳥嘌呤3、嘌呤的分解代謝不同種類的生物分解嘌呤的能力不同，產(chǎn)物也不同。人、靈長類、鳥類、某些爬蟲類將嘌呤分解成尿酸，其他生物還可將尿酸進一步分解成尿囊素、尿囊酸、尿素、甚至CO2、NH3。核酸中的嘌呤主要是Ade、Gua首先脫氨，分別生成次黃嘌呤和黃嘌呤，再進一步代謝生成尿酸。目前五十一頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點尿酸尿酸氧化酶尿囊素尿囊素酶尿囊酸尿囊酸酶尿素酶乙醛酸靈長類鳥類爬蟲類昆蟲硬骨魚兩棲類軟骨魚海洋瓣腮類甲殼類靈長類外的哺乳類目前五十二頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點尿酸過多導致痛風高尿酸血癥是痛風的前奏曲，喜歡吃肉喝酒的患者，必須多加節(jié)制。否則，痛風發(fā)作時，拇趾、足背、足跟、踝、指、腕等小關節(jié)都有可能紅腫劇痛，反復發(fā)作，關節(jié)畸形，形成‘痛風石’。血液中的尿酸濃度過高，形成尿酸結(jié)晶沉積在組織中。如沉積在關節(jié)就會引起關節(jié)炎，沉積在腎臟就會導致腎結(jié)石。痛風多發(fā)生于中老年人、肥胖者和腦力勞動者。目前五十三頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點結(jié)構與次黃嘌呤很相似的別嘌呤醇（allopurinol）對黃嘌呤氧化酶有很強的抑制作用（競爭性抑制），可用來治療痛風。

別嘌呤醇次黃嘌呤痛風癥----血中尿酸≥8mg％

目前五十四頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點RNA：Cyt、Ura4、嘧啶堿的分解代謝胞嘧啶尿嘧啶CO2目前五十五頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點DNA：Thy

胸腺嘧啶β-氨基異丁酸CO2目前五十六頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點

乙酰CoA丙酮酸3-磷酸甘油醛（e.g葡萄糖）脂肪酸單糖甘油核苷酸氨基酸糖類脂肪蛋白質(zhì)核酸三羧酸循環(huán)NADH+H+,FADH2電子傳遞鏈氧化磷酸化NAD+,FADCO2H2OO2ADPATP分解合成……分解……合成糖類，脂類糖類氨基酸？？目前五十七頁\總數(shù)六十八頁\編于十七點三、