第九章-氨基酸代謝教材課件

第九章氨基酸代謝10/3/20231學(xué)習(xí)目標(biāo)◆掌握一些主要的概念：轉(zhuǎn)氨作用，氧化脫氨，聯(lián)合脫氨基作用,鳥氨酸循環(huán)(尿素循環(huán))，生酮和生糖氨基酸◆熟悉鳥氨酸循環(huán)發(fā)生的部位，循環(huán)中的各步酶促反應(yīng)，尿素氮的來源◆了解氨基酸碳骨架的氧化途徑，特別是與代謝中心途徑（酵解和檸檬酸循環(huán)）的關(guān)系，以及一些氨基酸代謝中酶的缺損引起的遺傳病.10/3/20232一、機(jī)體蛋白質(zhì)的作用二、蛋白質(zhì)的消化吸收三、氨基酸的分解代謝四、一碳單位與AA代謝五、氨基酸與生物活性物質(zhì)

主要內(nèi)容10/3/202331、維持組織細(xì)胞的生長，更新和修補(bǔ)2、氧化供能3、氨基酸為含氮化合物的合成提供氮源一、機(jī)體蛋白質(zhì)的作用（一）蛋白質(zhì)的生理功能10/3/20234總氮平衡：攝入氮=排出氮蛋白質(zhì)分解與合成處于平衡，如成人；正氮平衡：攝入氮>排出氮即蛋白質(zhì)合成量多于分解量，如兒童、孕婦；負(fù)氮平衡：攝入氮<排出氮即蛋白質(zhì)分解量多于合成量，如饑餓、消耗性疾病

1、氮平衡食物攝入氮-排出氮(尿氮+糞氮)反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解的動(dòng)態(tài)關(guān)系（二）氮平衡10/3/202352、蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低需要量:30～50g/d我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的成人每日需要量:80g/d蛋白質(zhì)生物氧化產(chǎn)能4kcal/g。蛋白質(zhì)氧化提供的能量只占機(jī)體需要量的10-15%。氨基酸的分解代謝主要在肝臟中進(jìn)行.10/3/20236取決于其含必需氨基酸種類及比例的多少

必需氨基酸：機(jī)體不能合成的氨基酸，必需從食物中攝取賴、纈、異亮、苯丙、蛋、亮、色、蘇氨酸

非必需氨基酸：體內(nèi)可合成的氨基酸

半必需氨基酸：嬰幼兒時(shí)期合成量不能滿足需要：組氨酸、精氨酸。（三）蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值10/3/20237氮的保留量BV=100%

氮的吸收量蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用：營養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)，必需氨基酸互相補(bǔ)充混合食用，大大提高營養(yǎng)價(jià)值。蛋白質(zhì)的生理價(jià)值（BV）：食物蛋白的利用率氨基酸組成與標(biāo)準(zhǔn)蛋白（雞蛋、牛奶蛋白）或FAO（世界糧農(nóng)組織營養(yǎng)委員會(huì)）模型進(jìn)行比較蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值的化學(xué)評分:10/3/2023810/3/20239（一）蛋白質(zhì)的消化內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶（內(nèi)部肽鍵）外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶（肽鏈兩端水解肽鍵）1、主要的酶類：水解肽鍵部位：二、蛋白質(zhì)的消化吸收10/3/202310酶原的激活水解（1）胃中消化胃蛋白酶原H+胃蛋白酶

蛋白質(zhì)多肽胃蛋白酶2、消化過程10/3/202311

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）10/3/202312腸粘膜細(xì)胞膽汁酸腸激酶自我催化胰蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶原蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶幾種酶原的活化10/3/2023131、主要部位：小腸（1）氨基酸載體（運(yùn)載蛋白）堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸載體：Pro、Hyp、Gly2、吸收機(jī)制中性氨基酸載體：主要載體(二)氨基酸的吸收（2）

-谷氨?；h(huán)：通過谷胱甘肽轉(zhuǎn)運(yùn)運(yùn)輸機(jī)制：依賴Na+離子梯度勢能推動(dòng)的

Na+-氨基酸同向協(xié)同運(yùn)輸。10/3/202314機(jī)體對外源性蛋白的消化作用10/3/202315食物蛋白消化吸收體內(nèi)合成（非必需氨基酸）蛋白質(zhì)（主）合成酮體氧化供能糖脫羧胺類轉(zhuǎn)變其它含氮化合物經(jīng)腎排出(1g/d)氨基酸代謝庫分解脫氨

-酮酸（生成尿素）組織蛋白質(zhì)分解三、氨基酸的分解代謝10/3/202316（一）10/3/2023171、氧化脫氨基作用（特點(diǎn)：氨生成）氨基酸CHCOOHRNH2亞氨基酸氨基酸氧化酶

–2HCHCOOHRNH

-酮酸+H2O+NH3CCOOHR2O10/3/202318L-氨基酸氧化酶（活性低，肝、腎臟）

D-氨基酸氧化酶（活性強(qiáng)，但體內(nèi)D-氨基酸少）L-谷氨酸脫氫酶

活性強(qiáng)，肝、腎、腦輔酶為NAD+或NADP+

專一性強(qiáng)，只作用于谷氨酸，催化的反應(yīng)可逆氨基酸氧化脫氨主要酶10/3/202319

L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH+3

|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2氨基酸氧化酶、L-谷氨酸脫氫酶10/3/202320轉(zhuǎn)氨酶催化，α-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基碳原子上，原來的α-氨基酸生成相應(yīng)的α-酮酸，而原來的α-酮酸則形成了相應(yīng)的α-氨基酸——轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。2、轉(zhuǎn)氨作用10/3/20232110/3/202322

α-氨基酸1

R1-CH-COO-

NH+3

|α-酮酸1

R1-C-COO-O||

R2-C-COO-O||α-酮酸2

R2-CH-COO-

NH+3

|α-氨基酸2轉(zhuǎn)氨酶10/3/202323特點(diǎn)：生理意義：接受氨基的主要酮酸：*只有氨基的轉(zhuǎn)移，沒有氨的生成*可逆*輔酶：磷酸吡哆醛體內(nèi)合成非必氨基酸的重要途徑聯(lián)系糖代謝與氨基酸代謝的橋梁

丙酮酸

-酮戊二酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨基作用特點(diǎn)及意義10/3/202324谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）臨床意義：急性肝炎患者血清GPT升高GPT谷氨酸+丙酮酸

-酮戊二酸+丙氨酸重要的轉(zhuǎn)氨酶10/3/202325

谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)臨床意義：心肌梗塞患者血清GOT升高GOT谷氨酸+草酰乙酸

-酮戊二酸+天冬氨酸10/3/20232610/3/20232710/3/202328轉(zhuǎn)氨基、氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行3、聯(lián)合脫氨作用（生物體脫氨基的主要形式）10/3/202329(1)轉(zhuǎn)氨E－谷氨酸脫氫E的聯(lián)合脫氨作用(肝、腎）α-酮酸α-氨基酸α-酮酸α-氨基酸10/3/202330（2）轉(zhuǎn)氨E－嘌呤核苷酸循環(huán)聯(lián)合脫氨作用（心肌、骨骼肌、腦）10/3/202331（二）脫羧基作用1、直接脫羧基作用AA脫羧E，廣泛存在；輔酶：磷酸吡哆醛（1）Glu脫羧抑制性神經(jīng)遞質(zhì)水稻抗蟲品種：

脫羧E活性很高產(chǎn)生較多的Y-氨基丁酸阻滯昆蟲神經(jīng)系統(tǒng)傳導(dǎo)抗蟲10/3/202332（2）Ser的脫羧10/3/202333(3)Lys、鳥氨酸的脫羧10/3/2023342、羥化脫羧基作用酪氨酸酪氨酸酶多巴多巴脫羧酶多巴胺Tyr：酪氨酸酶作用，羥化，多巴氧化，黑色素10/3/2023352.His→組胺，降低血壓1、Glu→-氨基丁酸（GABA），重要的神經(jīng)介質(zhì)3、Trp→5-羥色胺（5-HT）4.Tyr→兒茶酚胺，升高血壓幾種生物胺的生成10/3/202336（三）AA分解產(chǎn)物的代謝1、氨的代謝(1)血氨來源：①AA脫氨②腎臟，氨③胺的氧化10/3/202337（1）重新利用：合成AA、NA（2）酰胺貯存：

Gln，Asn（高等植物）（3）排出體外

排氨動(dòng)物：水生動(dòng)物

排尿素動(dòng)物：陸生脊椎動(dòng)物

排尿酸動(dòng)物：鳥類、爬蟲類去路：10/3/202338合成AA10/3/202339生成酰胺生成氨甲酰磷酸尿素排泄10/3/202340（2）毒性氨中毒：血氨1%機(jī)理：α-酮戊二酸→L-Glu腦：α-酮戊二酸↓↓↓

影響TCA，NADPH↓

，腦功能受損，肝昏迷游離氨形成，代謝10/3/202341丙氨酸葡萄糖循環(huán)①氨的無毒轉(zhuǎn)運(yùn)②肝組織為肌肉活動(dòng)提供能量（3）氨的轉(zhuǎn)運(yùn)（肝外→肝臟）10/3/202342

谷氨酰胺的運(yùn)氨作用中性無毒，易透過細(xì)胞膜，氨的主要運(yùn)輸、儲(chǔ)存形式尿素、銨鹽等(腦、肌肉)(肝、腎)臨床：谷氨酸鹽降低血氨10/3/202343谷氨酰胺谷氨酸AspAsnH2ONH3天冬酰胺酶白血病細(xì)胞不能臨床上用此酶分解血的Asn治療白血病COOHCH2CHNH2COOHCONH2CH2CHNH2COOH10/3/202344（4）尿素循環(huán)Krebs循環(huán)、鳥氨酸循環(huán)排尿素動(dòng)物在肝臟中合成尿素的過程1932年，Krebs肝切片緩沖液，加鳥氨酸、瓜氨酸、Arg的任一種尿素合成↑（肝臟）10/3/202345（NH3）尿素循環(huán)示意圖10/3/202346①

氨甲酰磷酸的生成(限速步驟）TCA高能氨甲?；墓w線粒體10/3/202347②合成瓜氨酸（鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶）線粒體10/3/202348③合成精氨琥珀酸（精氨琥珀酸合成酶）胞漿10/3/202349④精氨琥珀酸裂解→精氨酸、延胡索酸（精氨琥珀酸裂解酶）胞漿10/3/202350⑤精氨酸水解→鳥氨酸、尿素胞漿10/3/202351主要器官：肝臟（線粒體、胞漿）★小結(jié)NH4++HCO3-+3ATP+Asp+2H2O→

尿素+2ADP+AMP+2Pi+PPi+延胡索酸總反應(yīng)方程式：10/3/202352生成一分子尿素：消耗4個(gè)高能磷酸鍵兩個(gè)NH4+：游離氨、AspCO2：TCA循環(huán)2個(gè)AA（尿素循環(huán)）形成1分子尿素，凈生成1個(gè)ATP

脫氨：1個(gè)NADH

延胡索酸→Asp：1個(gè)NADH原料生理意義：體內(nèi)氨的主要去路，解氨毒的重要途徑。10/3/202353尿素循環(huán)與TCA的關(guān)系：延胡素酸

→蘋果酸→

草酰乙酸→

Asp→

精氨琥珀酸肝昏迷（血氨升高，使α-酮戊二酸下降，TCA受阻）Asp緩解10/3/2023542、α－酮酸的代謝①合成AA→非必需AA②→→TCA→→CO2、H2O③→→糖、脂肪轉(zhuǎn)化條件：體內(nèi)不需要,α-酮酸→氨基酸，能量供給充足→→糖、脂肪；貯存10/3/20235510/3/202356氨基酸的類型生糖AA：生物體內(nèi)可轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑腁A

代謝產(chǎn)物：丙酮酸或TCA循環(huán)的有機(jī)酸生酮AA：生物體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橥w的AA

代謝終產(chǎn)物為乙酰CoA或乙酰乙酰CoA

。（只有Leu是純粹生酮的）10/3/20235710/3/2023583、CO2的代謝1、大部分，直接排出細(xì)胞2、小部分，丙酮酸羧化支路→草酰乙酸or蘋果酸→TCA10/3/2023594、胺的代謝胺胺氧化酶醛醛脫氫酶有機(jī)酸β－氧化乙酰CoATCACO2+H2O10/3/202360甲基（-CH3）亞甲基（-CH2-）次甲基（=CH-）甲酰基（-CHO）亞氨甲基（-CH=NH）不能游離存在，以四氫葉酸為載體參與反應(yīng)四、一碳單位與AA代謝1、概念：AA在分解過程中產(chǎn)生的含一個(gè)碳原子的基團(tuán)（不包括CO2）2、種類：3、特點(diǎn)：10/3/202361蝶呤+對氨基苯甲酸+L-谷氨酸二氫葉酸四氫葉酸二氫葉酸合成酶二氫葉酸還原酶四氫葉酸（FH4）的結(jié)構(gòu)與合成10/3/2023624、來源與轉(zhuǎn)變S-腺苷蛋氨酸（SAM）參與甲基化反應(yīng)N5-CH2-FH4NAD+NDAH+H+N5，

N10-CH2-FH4還原酶N5N10-

CH2-FH4提供嘧啶合成甲基FH4

絲氨酸NAD+NDAH+H+N5，

N10-CH2-FH4脫氫酶

組氨酸甘氨酸FH4N5，N10=CH-FH4參與嘌呤合成H2OH+環(huán)水化酶

N10-CHO-FH4FH4

HCOOH參與嘌呤合成10/3/202363參與嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。AA、核苷酸代謝密切相連。一碳單位代謝障礙，影響DNA、蛋白質(zhì)的合成引起巨幼紅細(xì)胞性貧血?；前奉愃?、氨甲喋呤，通過影響一碳單位代謝及核苷酸合成，發(fā)揮藥理作用。參與甲基化。5、一碳單位的生理功能END10/3/20236410/3/202365五、氨基酸與生物活性物質(zhì)

1、Tyr與黑色素

2、Tyr與兒茶酚胺類生成多巴、多巴胺（神經(jīng)遞質(zhì)）、去甲腎上腺素、腎上腺素（激素）——兒茶酚胺類10/3/202366