第六章 含氮小分子的代謝60

第六章含氮小分子的代謝YOURLOGO化學(xué)實(shí)驗(yàn)、公開課、教師說課、教學(xué)培訓(xùn)PPT模板知識(shí)目標(biāo)了解氨基酸的生理功能,氨基酸的酶促降解概況、氨基酸的合成代謝掌握蛋白質(zhì)營養(yǎng)價(jià)值、氮平衡、必需氨基酸的基本概念。掌握一碳單位代謝及含硫氨基酸的代謝。了解芳香族氨基酸的代謝。掌握氨基酸分解代謝的一般規(guī)律，包括脫氨基作用,轉(zhuǎn)氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用和脫發(fā)基作用。第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用目錄CONTENTS1234單擊添加標(biāo)題單擊添加標(biāo)題單擊添加標(biāo)題單擊添加標(biāo)題一.蛋白質(zhì)的生理功能高等動(dòng)物攝入食物中的蛋白質(zhì)，經(jīng)過消化道內(nèi)的水解作用變?yōu)樾》肿拥陌被?，然后被吸收進(jìn)入血液供給細(xì)胞合成自身蛋白質(zhì)的需要。（一）維持組織細(xì)胞的生長,修補(bǔ)和更新蛋白質(zhì)的生理功能高等動(dòng)物攝入食物中的蛋白質(zhì)，經(jīng)過消化道內(nèi)的水解作用變?yōu)樾》肿拥陌被?，然后被吸收進(jìn)入血液供給細(xì)胞合成自身蛋白質(zhì)的需要。（二）轉(zhuǎn)變?yōu)樯砘钚苑肿佣?、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值（一）氮平衡氮平衡是動(dòng)物攝入氮和排出氮之間的平衡狀態(tài)是衡量機(jī)體蛋白質(zhì)代謝概況的指標(biāo)。1.氮的正平衡2.氮的負(fù)平衡3.氮的總平衡二、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值（二）必需氨基酸植物和某些微生物可以合成各種氨基酸，但人和動(dòng)物則不同。人和動(dòng)物通過自身代謝可以合成大部分氨基酸，這些氨基酸稱為非必需氨基酸。二、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值（三）蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值與必需氨基酸同一動(dòng)物在攝入不同飼料來源的蛋白質(zhì)時(shí)，其最低需要量有很大的差異，這是因?yàn)椴煌牡鞍踪|(zhì)有不同的營養(yǎng)價(jià)值，稱為生理價(jià)值。蛋白質(zhì)的生理價(jià)值是指飼料蛋白質(zhì)被動(dòng)物機(jī)體合成組織蛋白質(zhì)的利用率：氮的保留量蛋白質(zhì)的生理價(jià)值＝*100氮的吸收量第二節(jié)氨基酸的一般分解代謝一、氨基酸的脫氨基作用在酶的催化下氨基酸脫掉氨基的作用成為脫氨基作用（deamination）。其主要的方式有氧化脫氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用和脫眈膠基作用等。多數(shù)氨基酸以聯(lián)合脫氨基作用脫去氨基。（一）氧化脫氨基作用（一）氧化脫氨基作用氨基酸在酶的催化下氧化生成相應(yīng)的酣酸并脫去氨基的過程，稱為氧化脫氨基作用。一、氨基酸的脫氨基作用（二）轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用（transamination）是指α一氨基酸和α－酣酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用。（二）轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用（transamination）是指α一氨基酸和α－酣酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用。（二）轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用（transamination）是指α一氨基酸和α－酣酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用。（三）聯(lián)合脫氨基作用氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用雖然在生物體內(nèi)普遍進(jìn)行，但僅僅是氨基的轉(zhuǎn)移并沒能徹底脫去氨基。（三）聯(lián)合脫氨基作用氨基酸通過連續(xù)的轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)移給草酰乙酸生成天冬氨酸，天冬氨酸與次黃嘌呤核苷酸（IMP）反應(yīng)生成腺苷酸代琥珀酸，在裂解酶進(jìn)一步作用下生成延胡索酸和腺嘌呤核苷酸（AMP），后者在腺苷酸脫氨酶催化下脫去氨基生成次黃嘌呤核苷酸，完成氨基酸的脫氨作用（圖6.7）二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝（一）氨的代謝氨基酸通過脫氨基作用生成了多種降解產(chǎn)物，如α－酮酸,氨、膠類等，這些物質(zhì)是畜禽體內(nèi)氨的主要來源，同時(shí)這些產(chǎn)物在體內(nèi)需要進(jìn)一步發(fā)生代謝轉(zhuǎn)變。1.生成尿素在哺乳動(dòng)物體內(nèi)，氨的主要去路是合成尿素排出體外。(1）氨甲酰磷酸的合成：二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝(2）瓜氨酸的合成：在線粒體內(nèi)，氨甲酰磷酸的氨甲酰基與鳥氨酸縮合成瓜氨酸。二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝(3）精氨酸的合成：在細(xì)胞質(zhì)中，瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶作用下與天冬氨酸結(jié)合生成精氨酸代琥珀酸。二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝(4）精氨酸水解生成尿素：精氨酸是尿素的直接前體，通過精氨酸酶催化，精氨酸水解生成尿素和鳥氨酸。二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝(4）精氨酸水解生成尿素：通過鳥氨酸循環(huán)，2分子氨與1分子Hco3-；結(jié)合生成1分子尿素及1分子H2O。二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝2.生成尿酸鳥類和陸生爬行類動(dòng)物（排尿酸動(dòng)物）以尿酸作為氨基酸氨基排泄的主要方式，尿酸同時(shí)也是靈長類、鳥類和陸生爬行動(dòng)物瞟嶺代謝的最終產(chǎn)物。家禽體內(nèi)氨的去路和哺乳動(dòng)物有共同之處，也有不同之處。二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝3.生成谷氨酰膠在組織中谷氨酰膠合成酶或天冬酰膠合成酶的作用下生成相應(yīng)的谷氨酰膠，其中有ATP和Mg2＋的參與，如圖6.9所示。二、氨基酸脫氨基產(chǎn)物的代謝（二）α－酮酸的代謝和非必需氨基酸的合成1.氧化成二氧化碳和水2.轉(zhuǎn)變成糖和脂類3.氨基化生成非必需氨基酸三、氨基酸的脫羧基作用氨基酸在氨基酸脫羧酶的作用下，脫去竣基產(chǎn)生二氧化碳和相應(yīng)胺，這一過程稱為氨基酸的脫羧作用（decarboxylation）。這是氨基酸分解代謝的次要途徑。三、氨基酸的脫羧基作用雖然動(dòng)物體內(nèi)正常情況下只有少量經(jīng)由氨基酸脫竣作用產(chǎn)生的膠類但大多數(shù)具有極其重要的生理作用，見表6.1第三節(jié)個(gè)別氨基酸的代謝一、提供一碳基團(tuán)的氨基酸代謝在代謝過程中某些化合物可以分解產(chǎn)生含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，稱為“一碳基團(tuán)”（onecarbongroup）或“一碳單位”（onecarbonunit）。在物質(zhì)代謝中的一碳基團(tuán)常常從一個(gè)化合物轉(zhuǎn)移到另外一個(gè)化合物的分子上去，這一過程需要一碳單位轉(zhuǎn)移酶催化一、提供一碳基團(tuán)的氨基酸代謝生物體內(nèi)一碳單位有多種形式，見表6.20二.芳香族氨基酸代謝芳香族氨基酸包括苯丙氨酸、酷氨酸和色氨酸。苯丙氨酸經(jīng)苯丙氨酸是化酶作用生成絡(luò)氨酸，所以合并在一起討論。二.芳香族氨基酸代謝（一）苯丙氨酸和酶氨酸的代謝酶氨酸代謝的主要途徑有3種。1.轉(zhuǎn)變成兒茶酚胺2.合成黑色素3.分解生成延胡索酸及乙酰乙酸進(jìn)一步代謝二.芳香族氨基酸代謝（二）色氨酸的代謝色氨酸是必需氨基酸。二.芳香族氨基酸代謝（三）含硫氨基酸的代謝1.谷脫甘肽及活性基團(tuán)谷脫甘肽分子上的活性基團(tuán)是半脫氨酸的疏基（－SH）。它有氧化態(tài)與還原態(tài)兩種形式，由谷脫甘肽還原酶催化其互相轉(zhuǎn)變，輔酶是NADPH。二.芳香族氨基酸代謝（三）含硫氨基酸的代謝2.蛋氨酸代謝蛋氨酸中含有s－甲基，可參與多種轉(zhuǎn)甲基的反應(yīng)，生成多種含甲基的生理活性物質(zhì)。二.芳香族氨基酸代謝（三）含硫氨基酸的代謝2.蛋氨酸代謝腎上腺素、膽堿、甜菜堿、肉毒堿、肌酸等都是從SAM中獲得甲基的。二.芳香族氨基酸代謝（三）含硫氨基酸的代謝2.蛋氨酸代謝蛋氨酸分子中甲基可間接通過時(shí)一CH3-FH4等其他非必需氨基酸提供，以防止蛋氨酸的大量消耗（圖6.11）。二.芳香族氨基酸代謝（三）含硫氨基酸的代謝3.半胱氨酸和脫氨酸的代謝半脫氨酸含疏基（－SH），胱氨酸含有二硫鍵(-S-S一）二.芳香族氨基酸代謝（三）含硫氨基酸的代謝3.半胱氨酸和脫氨酸的代謝體內(nèi)的硫酸根一部分以元機(jī)鹽形式從尿中排出，一部分經(jīng)ATP活化生成3＇一磷酸腺苷－5＇－磷酸硫酸（PAPS），即活性硫酸根二.芳香族氨基酸代謝（三）含硫氨基酸的代謝4.肌酸和肌酶的合成肌酸（甲基肌乙酸）和磷酸肌酸在能量貯存及利用中起重要作用。肌酸在肝臟和腎臟中合成，廣泛分布于骨骼肌肉、心肌、大腦等組織中，尤其以骨骼肌中含量最高。第四節(jié)核苷酸的代謝一核苷酸的合成代謝（一）嘌呤核苷酸的合成4.肌酸和肌酶的合成1.嘌呤核苷酸的從頭合成一核苷酸的合成代謝（一）嘌呤核苷酸的合成4.肌酸和肌酶的合成(1)IMP的合成：IMP的合成從PRPP開始，經(jīng)過10步連續(xù)的反應(yīng)完成。(2)AMP和GMP的合成：一核苷酸的合成代謝（一）嘌呤核苷酸的合成4.肌酸和肌酶的合成在鳥瞟嶺核苷酸合成酶的催化下，由谷氨酰胺提，ATP供給能量，黃嘌呤核苷酸氨基化為GMP，同時(shí)ATP水解為AMP和無機(jī)焦磷酸。一核苷酸的合成代謝（一）嘌呤核苷酸的合成2.嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成一核苷酸的合成代謝（二）嘧啶核苷酸的合成一核苷酸的合成代謝（三）脫氧核苷酸的合成1.核糖核苷酸的還原一核苷酸的合成代謝（三）脫氧核苷酸的合成1.核糖核苷酸的還原四種核糖核苷酸（即ADP、GDP,CDP和UDP）分別為底物，可在核苷磷酸還原酶催化下還原為對(duì)應(yīng)的脫氧核糖核音酸。核糖核苷酸還原為脫氧核糖核苷酸的反應(yīng)通式見圖6.180一核苷酸的合成代謝（三）脫氧核苷酸的合成2.胸腺嘧啶脫氧核苷酸的合成尿嘧啶脫氧核糖核苷酸可由脫氧尿苷二磷酸水解而來，也可通過脫氧胞苷酸脫去氨基獲得，尿嘧啶脫氧核糖核苷酸甲基化形成胸腺嘧啶脫氧核苷酸的反應(yīng)由胸苷酸合成酶催化（圖6.19）二、核苷酸的分解代謝在動(dòng)物體內(nèi)有許多催化核酸水解的酶，稱為核酸酶（nuclease）。核酸酶可按其底物不同分為核糖核酸酶（RNase）和脫氧核糖核酸酶（DNase）兩類。二、核苷酸的分解代謝（一）嘌呤的分解嘌呤在不同種類動(dòng)物中分解的最終產(chǎn)物也不同。二、核苷酸的分解代謝（二）嘧啶的分解胞嘧啶水解脫氨轉(zhuǎn)化為尿嘧啶。拓展與應(yīng)用動(dòng)物配合飼料中氨基酸的有效利用蛋白質(zhì)是動(dòng)物最重要的營養(yǎng)素之一，是生命的物質(zhì)基礎(chǔ)，它是機(jī)體的重要組成成分，參與動(dòng)物絕大部分與生命相關(guān)的生物化學(xué)反應(yīng)，在動(dòng)物生命活動(dòng)中起著重要作用。拓展與應(yīng)用動(dòng)物配合飼料中氨基酸的有效利用蛋白質(zhì)飼料是指干物質(zhì)中粗蛋白含量達(dá)到或超過20%、粗纖維含量低于189毛的飼料，又分為植物性蛋白質(zhì)飼料和動(dòng)物性蛋白質(zhì)飼料。植物性蛋白質(zhì)飼料以各種油料籽實(shí)榨油后的餅柏為主（主要有大豆、棉籽、花生、菜籽等餅柏）；動(dòng)物性蛋白質(zhì)飼料包括魚粉、肉粉及肉骨粉、血粉、皮革粉、羽毛粉、蠶踴柏（粉）等。拓展與應(yīng)用動(dòng)物配合飼料中氨基酸的有效利用在畜禽飼養(yǎng)過程中，可利用氨基酸的互補(bǔ)作用，合理搭配飼料，以提高蛋白質(zhì)的利用率和營養(yǎng)價(jià)值。故配合飼料時(shí)，蛋白飼料的應(yīng)用應(yīng)注意以下問題。(1）氨基酸平衡問題拓展與應(yīng)用動(dòng)物配合飼料中氨基酸的有效利用在畜禽飼養(yǎng)過程中，可利用氨基酸的互補(bǔ)作用，合理搭配飼料，以提高蛋白質(zhì)的利用率和營養(yǎng)價(jià)值。故配合飼料時(shí)，蛋白飼料的應(yīng)用應(yīng)注意以下問題。(2）按可消化氨基酸配制日糧拓展與應(yīng)用動(dòng)物配合飼料中氨基酸的有效利用在畜禽飼養(yǎng)過程中，可利用氨基酸的互補(bǔ)作用，合理搭配飼