氨基酸代謝-3課件

16四月2024氨基酸代謝32、轉(zhuǎn)氨基作用在轉(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。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。轉(zhuǎn)氨作用的機(jī)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)氨酶轉(zhuǎn)氨酶氨基酸α-酮酸+谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶COOH|(CH2)2|HC-NH2|COOH谷氨酸COOH|(CH2)2|C=O|COOH-酮戊二酸COOH|(CH2)2|HC-NH2|COOH谷氨酸COOH|(CH2)2|C=O|COOH-酮戊二酸CH3|C=O|COOH丙酮酸CH3

|HC-NH2|COOH丙氨酸COOH|CH2|C=O|COOH草酰乙酸COOH|CH2|C-NH2|COOH天冬氨酸轉(zhuǎn)氨基作用大多轉(zhuǎn)氨酶都需要

-酮戊二酸作為氨基受體，從而生成谷氨酸轉(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。通過此種方式只轉(zhuǎn)移氨基，并未產(chǎn)生游離的氨。轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義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。定義3、聯(lián)合脫氨基作用類型①轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)(1)轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用L-氨基酸L-谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+轉(zhuǎn)氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶曾經(jīng)認(rèn)為此種方式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。蘋果酸腺苷酸琥珀酸次黃苷酸腺苷酸琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸谷氨酸α-酮酸轉(zhuǎn)氨酶草酰乙酸天冬氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酶腺苷酸脫氨酶H2ONH3延胡索酸腺苷酸(AMP)（2）嘌呤核苷酸循環(huán)脫氨基作用心肌、骨骼?。篖-谷氨酸脫氫酶活性

脫水脫氨基脫硫化氫脫氨基直接脫氨基水解脫氨基微生物中：4、非氧化脫氨基作用5、脫酰胺基作用谷胺酰胺酶：谷胺酰胺+H2O→谷氨酸+NH3天冬酰胺酶：天冬酰胺+H2O→天冬氨酸+NH3谷胺酰胺、天冬酰胺是動(dòng)、植物體內(nèi)氨的儲(chǔ)運(yùn)形式。因此脫酰胺基作用也是氨基酸代謝的重要反應(yīng)之一。11.2.2氨基酸的脫羧基作用蛋白質(zhì)氨基酸伯胺類+CO2蛋白酶氨基酸脫羧酶腸道細(xì)菌通過脫羧基作用產(chǎn)生胺類不是氨基酸代謝的主要方式一般脫羧酶的專一性很高組氨酸組胺天冬氨酸β丙氨酸谷氨酸γ氨基丁酸酪氨酸酪胺5-磷酸吡哆醛為輔酶使血管舒張，降低血壓使血壓升高為神經(jīng)遞質(zhì)組成泛酸

胺類入肝（單胺氧化酶或二胺氧化酶）

大量胺類物質(zhì)能引起神經(jīng)或心血管等系統(tǒng)的功能紊亂胺類

相應(yīng)的醛

相應(yīng)的脂肪酸

CO2+H2O解毒11.2.3氨的代謝去路動(dòng)物體內(nèi)氨基酸脫下的氨去路有：在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi銨鹽隨尿排出合成非必需氨基酸、嘌呤、嘧啶等合成谷氨酰胺或天冬酰胺儲(chǔ)存1、氨的排泄方式

降低腸道pH（7.4），NH3轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4+以胺鹽形式排出，可減少氨的吸收，這是高血氨病人酸性灌腸的依據(jù)。氨是有毒物質(zhì)正常人血氨濃度低于58.7μmol/L,血氨濃度升高可致腦組織功能障礙，甚至昏迷或死亡。排泄方式水生動(dòng)物：排氨鳥類和某些爬蟲類動(dòng)物：排尿酸人和哺乳類動(dòng)物：排尿素氨中毒的可能機(jī)制TAC↓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↓2、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)CO-NH2|(CH2)2|HC-NH2|COOHNH3E1E2E1谷氨酰胺合成酶

（腦、肝）E2谷氨酰胺酶（腎）

谷氨酰胺COOH|(CH2)2|HC-NH2|COOH谷氨酸意義——谷氨酰胺是氨在體內(nèi)的利用、貯存和運(yùn)輸形式，也是體內(nèi)(腦)暫緩氨毒的一種重要方式。ATPADP+Pi+H2ONH3H2O谷氨酰胺是電中性的無毒物質(zhì)，容易通過細(xì)胞膜進(jìn)入血液循環(huán)。氨以谷氨酰胺的形式轉(zhuǎn)運(yùn)肝：合成尿素腎：銨鹽（尿氨）形式排出②氨以丙氨酸的形式轉(zhuǎn)運(yùn)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)葡萄糖轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶通過血液循環(huán)到腎臟排泄肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁?，肝為肌肉提供葡萄糖。轉(zhuǎn)運(yùn)一分子丙氨酸，相當(dāng)于將一分子氨和一分子丙酮酸從肌肉帶到肝中。尿素生成的過程于1932年由HansKrebs和KurtHenseleit提出，稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle)，又稱尿素循環(huán)(ureacycle)。3、尿素的生成機(jī)制和鳥氨酸循環(huán)(1)從鳥氨酸合成瓜氨酸

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶ⅠN-乙酰谷氨酸（別構(gòu)激活劑）COH2NO~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸鳥氨酸循環(huán)的過程分3個(gè)階段：糖的代謝產(chǎn)物谷氨酸的氧化脫氨作用鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶H3PO4+氨基甲酰磷酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行反應(yīng)在胞液中進(jìn)行精氨琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3(2)從瓜氨酸合成精氨酸精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨琥珀酸精氨琥珀酸裂合酶三羧酸循環(huán)草酰乙酸天冬氨酸（氨基的供體）轉(zhuǎn)氨基作用瓜氨酸谷氨酸尿素鳥氨酸精氨酸H2O(3)精氨酸水解生成尿素反應(yīng)在胞液中進(jìn)行線粒體胞液鳥氨酸循環(huán)尿素-檸檬酸雙循環(huán)三羧酸循環(huán)該循環(huán)是體內(nèi)消除氨毒的主要方式，還消耗了一部分體內(nèi)不需要的CO2反應(yīng)小結(jié)：原料：2分子氨，一個(gè)來自于游離氨(谷氨酸氧化脫氨)，另一個(gè)來自天冬氨酸（其他氨基酸通過轉(zhuǎn)氨基作用將氨轉(zhuǎn)給草酰乙酸生成）。過程：通過鳥氨酸循環(huán)，先在線粒體中進(jìn)行，再在胞液中進(jìn)行。耗能：3個(gè)ATP。尿素是哺乳動(dòng)物蛋白質(zhì)代謝的最終產(chǎn)物。尿素氮占尿中排出總氮量的90%，在蛋白質(zhì)營養(yǎng)不足時(shí)，可降低至40-50%。4、以酰胺的形式儲(chǔ)存谷氨酰胺合成酶

谷氨酰胺谷氨酸ATPADP+PiNH3天冬酰胺合成酶天冬酰胺天冬氨酸NH3（植物體中儲(chǔ)氨的重要物質(zhì)）11.2.4α-酮酸的代謝去路氨基酸脫氨基后生成的

-酮酸主要有三條代謝去路:（一）α-酮酸還原氨基化生成非必需氨基酸(脫氨作用的逆反應(yīng))（二）α-酮酸可轉(zhuǎn)變成糖及脂肪（三）α-酮酸可徹底氧化分解并提供能量（二）α-酮酸轉(zhuǎn)變成糖及脂肪大部分氨基酸是生糖氨基酸，只有2種生酮氨基酸、蘇氨酸（三）α-酮酸可徹底氧化分解并供能氧化供能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(shí)生成ATP。綜上可見，氨基酸代謝與糖和脂肪的代謝密切相關(guān)。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CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系TCA循環(huán)目錄谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸11.3氨基酸的合成代謝11.3.1氨基酸合成途徑的類型必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內(nèi)需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必需氨基酸。（semiessentialaminoacid）

不同生物體合成氨基酸的能力有所不同，人體內(nèi)可以合成10種氨基酸，植物和絕大多數(shù)微生物能合成全部（20種）氨基酸。

氨基酸蛋白質(zhì)

非必須氨基酸

必須氨基酸

糖

酮體動(dòng)物體自身能合成的非必需氨基酸都是生糖氨基酸所有生酮氨基酸都是必需氨基酸由于氨基酸的合成與機(jī)體內(nèi)糖和脂肪等的代謝途徑有關(guān)，因此可將氨基酸生物合成相關(guān)代謝途徑的中間產(chǎn)物，看作氨基酸生物合成的起始物，并依據(jù)此分為六大類型。α-酮戊二酸還原氨基化生成谷氨酸谷氨酸脫氫酶H2ONH4+α－酮戊二酸L－谷氨酸（1）α-酮戊二酸衍生類型谷氨酸在谷氨酰胺合成酶催化下合成谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶L－谷氨酰胺L－谷氨酸NH4+Mg－ATPMg－ADP＋PiNH3+NH3+脯氨酸是從谷氨酸轉(zhuǎn)變而來的L－谷氨酸L－脯氨酸L－谷氨酸－γ－半縮醛Δ2－吡咯－5－羧酸H2ONADH＋H+NADH＋H+NAD＋NAD＋H2ONH3＋NH2＋NH＋H3N＋谷氨酸轉(zhuǎn)變成精氨酸L－谷氨酸N－乙酰谷氨酸N－乙酰－γ－谷氨酰磷酸N－乙酰谷氨酸－γ－半醛N－乙酰鳥氨酸鳥氨酸精氨酸α-酮戊二酸衍生類型可合成谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸異亮氨酸高絲氨酸（2）草酰乙酸衍生類型草酰乙酸和谷氨酸通過轉(zhuǎn)氨基作用生成天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸谷氨酸+谷草轉(zhuǎn)氨酶天冬酰胺賴氨酸或甲硫氨酸植物和細(xì)菌蘇氨酸丙酮酸草酰乙酸衍生類型可合成天冬氨酸、天冬酰胺、賴氨酸、甲硫氨酸、蘇氨酸、異亮氨酸（3）丙酮酸衍生類型丙酮酸轉(zhuǎn)氨酶丙氨酸丙酮酸衍生類型可合成丙氨酸、纈氨酸和亮氨酸絲氨酸從糖酵解的中間產(chǎn)物3-磷酸甘油酸形成（4）3-磷酸甘油酸衍生類型3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)氨酶NH3+NH3+NAD＋NADH＋H+L-絲氨酸磷酸羥基丙酮酸磷酸-L-絲氨酸D–3–磷酸甘油醛

α－KA

α－AAH2OPi絲氨酸脫去羥甲基形成甘氨酸半胱氨酸可由絲氨酸轉(zhuǎn)變生成

絲氨酸O-乙酰絲氨酸乙酰CoA絲氨酸轉(zhuǎn)乙酰基酶半胱氨酸+乙酸大多植物和微生物：3-磷酸甘油酸衍生類型可合成絲氨酸、甘氨酸和半胱氨酸苯丙氨酸對(duì)羥基苯丙酮酸預(yù)苯酸（5）赤蘚糖4-磷酸和烯醇丙酮酸磷酸衍生類型赤蘚糖4-磷酸分支酸烯醇丙酮酸磷酸鄰氨基苯甲酸氨基苯甲酸合酶色氨酸預(yù)苯酸脫氫酶酪氨酸苯丙酮酸赤蘚糖4-磷酸衍生類型可合成苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸（6）組氨酸生物合成由5-磷酸核糖焦磷酸開始，經(jīng)過一系列的復(fù)雜反應(yīng)，最后合成組氨酸。氨基酸生物合成代謝簡圖（1）一碳單位的概念具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，稱為一碳單位（一碳基團(tuán)）。11.3.2氨基酸代謝與一碳單位生物體內(nèi)一碳單位的種類：甲基-CH3亞甲基-CH2-次甲基-CH=羥甲基-CH2OH甲?；?CHO亞胺甲基-CH=NH一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移的載體—四氫葉酸（輔酶F）FH4的生成：FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+FH4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—FH4甲基亞甲基次甲基甲?；鶃啺芳谆僖惶紗挝挥筛拾彼帷⒔z氨酸和蘇氨酸生成一碳單位的產(chǎn)生與以下氨基酸代謝有關(guān)（2）氨基酸代謝與一碳單位絲氨酸+FH4甘氨酸+N5,N10—CH2—FH4甘氨酸+NAD++FH4

NH4++CO2+N5,N10—CH2—FH4+NADH羥甲基轉(zhuǎn)移酶甘氨酸合酶羥甲基轉(zhuǎn)移酶蘇氨酸（過剩時(shí)）乙醛乙酰CoACoA②一碳單位由組氨酸生成組氨酸酶③一碳單位由色氨酸代謝生成

色氨酸甲?；惶紗挝坏幕ハ噢D(zhuǎn)變N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3一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)系起來嘌呤核苷酸環(huán)上原子來源嘌呤核苷酸的生物合成過程高等動(dòng)物體內(nèi)：甲硫氨酸循環(huán)（轉(zhuǎn)移甲基）生成半胱氨酸腺苷轉(zhuǎn)