第章氨基酸代谢课件.ppt

1、第章氨基酸代谢目目 录录氨氨 基基 酸酸 代代 谢谢第第 七七 章章Metabolism of Amino Acids目目 录录第第1节节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用第第3节节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢第第2节节 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败第第4节节 氨氨 的的 代代 谢谢第第5节节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢目目 录录蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein 第第1 1节节目目 录录一、一、蛋白质营养的重要性蛋白质营养的重要性催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（

2、肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。血系统）等。1.组织细胞的主要成分。组织细胞的主要成分。2.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动3.氧化供能氧化供能人体每日人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。维持细胞、组织的生长、更新和修补维持细胞、组织的生长、更新和修补目目 录录二、蛋白质的需要量和营养价值二、蛋白质的需要量和营养价值(一一)氮平衡氮平衡(nitrogen balance)氮总平衡：氮总平衡：氮正平衡氮正平衡：氮负平衡氮负平衡：氮平衡的意义：氮平衡的意义：1/16%蛋白质的含氮量平均约为蛋白质的含氮量平均约为16%。1

3、00克样品中蛋白质的含量克样品中蛋白质的含量(g%)=每克样品含氮克数每克样品含氮克数 6.25100摄入氮摄入氮=排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）摄入氮摄入氮 排出氮排出氮（儿童、孕妇、恢复期病人等）（儿童、孕妇、恢复期病人等）摄入氮摄入氮 排出氮排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）（饥饿、消耗性疾病患者）可以反映体内蛋白质代谢的概况。可以反映体内蛋白质代谢的概况。指指蛋白质的蛋白质的摄入量与排出量的对比关系。摄入量与排出量的对比关系。目目 录录（二）（二）生理需要量生理需要量 成人每日成人每日最低最低蛋白质需要量为蛋白质需要量为3050g，我，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会

4、推荐成人每日蛋白质需要量为80g。（三）（三）蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值每日排氮3.18g（蛋白质20g）蛋白质的含量蛋白质的含量蛋白质的消化率（大豆、豆腐）蛋白质的消化率（大豆、豆腐）蛋白质的利用率蛋白质的利用率(生理价值或生物价生理价值或生物价)食物中各种氨基酸的组成、数量、和相互比例是否食物中各种氨基酸的组成、数量、和相互比例是否与人体蛋白质接近；所含的营养必需氨基酸的种类多少与人体蛋白质接近；所含的营养必需氨基酸的种类多少和含量高低。和含量高低。目目 录录（2）蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的指营养价值较低的蛋白质蛋白质混合食用，其混合食用，其必需必需氨基酸氨基

5、酸可以互相补充而提高营养价值可以互相补充而提高营养价值(谷类谷类、豆类豆类)。蛋白质的生理价值：蛋白质的生理价值：蛋白质的蛋白质的营养价值营养价值取决于取决于必需氨基酸必需氨基酸的数的数量、种类、量质比（量、种类、量质比（例：动物蛋白与人体蛋白质接近例：动物蛋白与人体蛋白质接近）（1）必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有物供给的氨基酸，共有8种：种：Val、Lys、Ile、Phe、Met、Trp、Leu、Thr。目目 录录第第2 2节节 蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、

6、吸收与腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins目目 录录一、一、蛋白质的消化蛋白质的消化蛋白质消化的生理意义蛋白质消化的生理意义 由大分子转变为小分子，便于吸收。由大分子转变为小分子，便于吸收。消除种属特异性和抗原性，防止过敏、消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。毒性反应。目目 录录消化过程消化过程 （一）胃中的消化（一）胃中的消化（二）小肠中的消化（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要场所小肠是蛋白质消化的主要场所目目 录录（一）胃中的消化（一）胃中的消化胃蛋白酶胃蛋白酶:最适最适pH为为1.52.5，胃蛋白酶有胃蛋白酶

7、有凝乳凝乳作用作用(乳儿乳儿)。胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶 +多肽碎片多肽碎片 胃蛋白酶胃蛋白酶（胃酸条件下）（胃酸条件下）(pepsinogen)(pepsin)自身激活产产 物物:主要为主要为多肽多肽及及少量氨基酸少量氨基酸。(特异性较差特异性较差)目目 录录（二）小肠中的消化（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要场所小肠是蛋白质消化的主要场所1.胰酶及其作用胰酶及其作用2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用目目 录录1.胰酶及其作用胰酶及其作用最终产物最终产物（氨基酸（氨基酸1/3和寡肽和寡肽2/3）如：胰蛋白酶如：胰蛋白酶(Lys-Arg)、糜蛋白

8、酶、弹性蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶 如：羧基肽酶如：羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。（水解肽链内部的肽键）（水解肽链内部的肽键）（从肽链末端开始水解）（从肽链末端开始水解）内肽酶内肽酶(endopeptidase)外肽酶外肽酶(exopeptidase)目目 录录氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是主要是寡肽酶寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨的作用，例如氨基肽酶基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶

9、及二肽酶(dipeptidase)等。等。.目目 录录肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活胰蛋白酶胰蛋白酶原原 糜蛋白酶原糜蛋白酶原 羧基肽酶羧基肽酶原原 弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原 肠激酶肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶胰蛋白酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 羧基肽酶羧基肽酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 (trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原还可视为酶的贮存形

10、式。酶原激活的意义酶原激活的意义:目目 录录主要在小肠主要在小肠 氨基酸、寡肽、二肽氨基酸、寡肽、二肽 耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程吸收部位：吸收部位：吸收形式：吸收形式：吸收机制：吸收机制：吸收过程吸收过程：（一）氨基酸吸收载体（一）氨基酸吸收载体（二）（二）-谷氨酰基循环谷氨酰基循环对对氨基酸氨基酸的的转运转运作用作用（三）（三）肽的吸收肽的吸收二、氨基酸吸收二、氨基酸吸收目目 录录（一）氨基酸吸收载体（一）氨基酸吸收载体载体类型载体类型中性氨基酸载体（中性氨基酸载体（）碱性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体载体蛋白载体蛋白

11、氨基酸氨基酸 三联体三联体 细胞细胞Na+Na+泵出 ATP小肠粘膜细胞（小肠粘膜细胞（肌肉细胞、肾小管细胞）肌肉细胞、肾小管细胞）目目 录录（二）（二）-谷氨酰基循环谷氨酰基循环对对氨基酸氨基酸的的转运转运作用作用-谷氨酰基循环谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程：过程：-谷氨酰基转移酶：谷氨酰基转移酶：在小肠粘膜细胞、肾小管细胞、脑组织中均存在在小肠粘膜细胞、肾小管细胞、脑组织中均存在 谷胱甘肽对谷胱甘肽对氨基酸氨基酸的的转运转运 谷胱甘肽谷胱甘肽再合成再合成目目 录录-谷氨酰基谷氨酰基谷胱甘肽谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸

12、肽酶肽酶-谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸H2NCHCOOHR5-氧脯氨酸氧脯氨酸谷氨酸谷氨酸 5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸 合成酶合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽谷胱甘肽 合成酶合成酶ATPADP+Pi细胞外细胞外-谷谷 氨酰氨酰 基转基转 移酶移酶细胞膜细胞膜谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH细胞内细胞内-谷氨酰基谷氨酰基循环过程循环过程-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸COOHCHNH2CH2CH2CONHCHCOOHRCHH2NCOOHR氨基酸氨基酸目目 录录-谷氨酰基谷氨酰基目目 录录l利用肠粘膜细胞上的二肽或三

13、肽的转利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系运体系l此种转运也是耗能的主动吸收过程此种转运也是耗能的主动吸收过程l吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强（三）（三）肽的吸收肽的吸收目目 录录三、三、蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用在大肠下段在大肠下段肠道细菌肠道细菌（主要是大肠杆菌）对未（主要是大肠杆菌）对未 消化的消化的蛋白质蛋白质和和未被未被吸收的吸收的氨基酸氨基酸的的分解作用分解作用。腐败作用的产物腐败作用的产物:蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用(putrefaction)胺类、酚类、吲哚及硫化氢等；胺类、酚类、吲哚及硫化氢等；少量的少量的脂肪酸脂肪酸及及维生素维生素等等目目 录录

14、（一）胺类（一）胺类(amines)的生成的生成蛋白质蛋白质 氨基酸氨基酸胺类胺类蛋白酶蛋白酶 脱羧基作用脱羧基作用 组氨酸组氨酸组胺组胺 赖氨酸赖氨酸尸胺尸胺 色氨酸色氨酸色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺酪胺酪胺CH2CH2NH2OHCH2CH2NH2OH目目 录录 假神经递质假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。经递质从而影响脑功能，称假神经递质。(肝昏迷原因之一肝昏迷原因之一)苯乙胺苯乙胺CH2CH2NH2CH2CH2NH2苯乙醇胺苯乙醇胺CH2N

15、H2COHHCH2NH2COHH-羟酪胺羟酪胺酪胺酪胺CH2CH2NH2OHCH2CH2NH2OH-羟化羟化CH2NH2COHHOHCH2NH2COHHOH-羟化羟化（酪氨酸酪氨酸）CO2（苯丙氨酸苯丙氨酸）CO2脑组织脑组织脑组织脑组织目目 录录（二）（二）氨的生成氨的生成氨氨(ammonia)肠道细菌脱氨基作用肠道细菌脱氨基作用尿素酶尿素酶降低肠道降低肠道pH，NH3转变为转变为NH4+以铵盐形式排出，以铵盐形式排出，可减少氨的吸收，这是可减少氨的吸收，这是酸性灌肠酸性灌肠的依据。的依据。未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素（血液中）（血液中）目目 录录（三）（三）

16、其它有害物质的生成其它有害物质的生成酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚大部分经粪便排出，小部分吸收，经肝解毒大部分经粪便排出，小部分吸收，经肝解毒目目 录录（三）其它有害物质的生成（三）其它有害物质的生成（二）（二）氨的生成氨的生成（一）胺类（一）胺类(amines)的生成的生成(假神经递质假神经递质)小结：小结：蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用（四）少量的（四）少量的脂肪酸脂肪酸及及维生素维生素的生成的生成目目 录录第第3 3节节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids目目 录录组成人体蛋白质

17、的组成人体蛋白质的20种氨基酸均属种氨基酸均属于于L-氨基酸氨基酸 存在自然界中的氨基酸有存在自然界中的氨基酸有300300余种，余种，但组成人体蛋白质的氨基酸仅有但组成人体蛋白质的氨基酸仅有2020种，种，且均属且均属 L-L-氨基酸氨基酸（甘氨酸除外）。（甘氨酸除外）。目目 录录H甘氨酸甘氨酸CH3丙氨酸丙氨酸L-L-氨基酸的通式氨基酸的通式RC+NH3COO-H目目 录录本节主要内容：本节主要内容：氨基酸脱氨基作用氨基酸脱氨基作用：生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸 转氨基作用转氨基作用氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基联合脱氨基 丙氨酸氨基转移

18、酶丙氨酸氨基转移酶 ALT （GPT）、天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶AST（GOT）催化的反应及临床意义。）催化的反应及临床意义。目目 录录氨基酸代谢库氨基酸代谢库(metabolic pool)食物蛋白经消化吸收的氨基酸（食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外外源性氨基酸）源性氨基酸）体内组织蛋白降解产生的氨基酸（体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内内源性氨基酸）源性氨基酸）分布于体内各处参与代谢，称为分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库氨基酸代谢库。目目 录录氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸(非必需氨基

19、酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况-酮酸酮酸 脱氨基作脱氨基作用用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 目目 录录一碳单位一碳单位氨基酸不能自由通过细胞膜，分氨基酸不能自由通过细胞膜，分布不均匀，布不均匀，肌肉肌肉50%。目目 录录一、体内蛋白质的转换更新一、体内蛋白质的转换更新蛋白质的半寿期蛋白质的半寿期(half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用用t1/21/2表示表示蛋白质转换蛋白质转换(protein tu

20、rnover)人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡衡 目目 录录 另一方面，某些异常或损伤的蛋白质也必须通过另一方面，某些异常或损伤的蛋白质也必须通过更新而被清除。更新而被清除。一方面，某些调节蛋白质的转换速度可以直接影响一方面，某些调节蛋白质的转换速度可以直接影响代谢过程与生理功能。代谢过程与生理功能。蛋白质更新的生理意义：蛋白质更新的生理意义：目目 录录真核生物中蛋白质的降解有两条途径：真核生物中蛋白质的降解有两条途径：不依赖不依赖ATP利用组织蛋白酶利用组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白蛋白、膜蛋

21、白和长寿命的细胞内蛋白依赖依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白 依赖依赖泛素泛素(ubiquitin)的降解过程的降解过程 溶酶体溶酶体内降解过程内降解过程目目 录录泛素泛素:普遍存在普遍存在于真核生物而得名于真核生物而得名76个氨基酸的小分子蛋白个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)一级结构高度保守一级结构高度保守泛素与需要降解蛋白质泛素与需要降解蛋白质共价结合共价结合，使后者，使后者标记标记并并被激活被激活，即为泛素化过程。，即为泛素化过程。（标签标签作用）作用）泛素介导的蛋白质降解过程（泛素介导的蛋白质降解过程（两步两步）1.泛素化泛素化2.蛋白酶体蛋白酶体(prote

22、asome)对泛素化蛋白质的对泛素化蛋白质的降解降解目目 录录 E1 E1 E2 E2 E1 E3 底物 E3 E2 底物 E3 E2 底物 E3 底物 E2 E3 底物26S蛋白酶蛋白酶复合体复合体泛素泛素泛素活化酶泛素活化酶泛素结合酶泛素结合酶泛素连接酶泛素连接酶底物1.泛素化泛素化HECT E3RING E3ATP切割切割2.降降 解解（泛素激活）（泛素激活）复合物复合物底物Cys圆柱形、并与胞液隔离的腔目目 录录二、二、氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用*指氨基酸指氨基酸脱去氨基脱去氨基生成相应生成相应-酮酸酮酸的过程。的过程。脱氨基脱氨基方式方式:转氨基和氧化脱氨基转氨基和氧化脱氨

23、基偶联偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联偶联定义定义:转氨基作用转氨基作用 氧化脱氨基氧化脱氨基 *联合脱氨基联合脱氨基 非氧化脱氨基非氧化脱氨基目目 录录 反应式如下：反应式如下：（一）转氨基作用（一）转氨基作用(transamination)转氨基作用与转氨酶（转氨基作用与转氨酶（氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸）催化转氨基作用的酶统称催化转氨基作用的酶统称转氨酶转氨酶(transaminase)或或氨基转移酶氨基转移酶。转氨基作用转氨基作用:转氨酶转氨酶:大多数氨基酸可参与转氨基作用大多数氨基酸可参与转氨基作用(赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外).).(

24、无游离氨生成无游离氨生成)目目 录录转氨基作用最常见转氨基作用最常见-酮酸酮酸:-酮戊二酸酮戊二酸、丙氨酸丙氨酸、草酰乙酸草酰乙酸*丙氨酸丙氨酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸草酰乙酸草酰乙酸ALTAST(GPT)(GOT)目目 录录 最为重要的最为重要的转氨酶转氨酶(主要存在于细胞主要存在于细胞内内，血清血清活性很活性很低低)正常人各组织正常人各组织AST(GOT)及及ALT(GPT)活性活性(单位单位/克湿组织克湿组织)组织组织GOTGPT 心心1560007100肝肝14200044000骨骼肌骨骼肌990004800肾肾91000

25、19000组织组织GOTGPT 胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002000140001200100007002016ASTASTALTALT*血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一之一,新药研究的观测指标新药研究的观测指标*。目目 录录2.转氨基作用的机制转氨基作用的机制转氨酶的转氨酶的辅酶辅酶是是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 （V-B6）-酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶*目目 录录分子重排分子重排氨基酸氨基酸-酮酸酮酸目目 录录转氨基作用不仅是体内转氨基作用不

26、仅是体内多数多数氨基酸脱氨氨基酸脱氨基的基的重要方式重要方式，也是机体，也是机体合成合成非必需氨基酸非必需氨基酸的重要途径。的重要途径。通过此种方式并通过此种方式并未未产生产生游离的氨游离的氨。转氨基作用的生理意义：转氨基作用的生理意义：*目目 录录n氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基伴有伴有氧化反应，氧化反应，故称为氧化脱氨基作用。故称为氧化脱氨基作用。（二）氧化脱氨基作用（二）氧化脱氨基作用 酶：酶：氨基酸氧化酶（分布不广、活性不高）氨基酸氧化酶（分布不广、活性不高）L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（不需氧脱氢酶）（不需氧脱氢酶）(分布广泛、活性强）分布广泛、活性强）目目 录录 酶：酶：存在于存在于肝、

27、脑、肾肝、脑、肾中中 辅酶：辅酶：为为 NAD+或或NADP+抑制剂：为抑制剂：为GTP、ATP 激活剂：为激活剂：为GDP、ADP 可逆反应，一般情况下偏向谷氨酸的合成可逆反应，一般情况下偏向谷氨酸的合成L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸NAD+NADH+H+H2ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)2COOHCOOH+OC(CH2)2COOHCOOH+H2ONH3 目目 录录（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用 两种脱氨基方式的两种脱

28、氨基方式的联合联合作用，使氨基酸作用，使氨基酸脱下脱下-氨基生成氨基生成-酮酸的过程。酮酸的过程。2.类型类型 转氨基转氨基偶联偶联氧化脱氨基氧化脱氨基作用作用1.定义定义 转氨基转氨基偶联偶联嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环目目 录录 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨酶转氨酶 氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 -酮酸酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 H2O+NAD+NH3+NADH+H+此种方式既是此种方式既是氨基酸脱氨基氨基酸脱氨基的主要方式，也是的主要方式，也是体内体内合成合成非必需氨基酸非必需氨基酸的主要途径。的主要途径。主要在主要在肝、肾肝、肾 组织进行组织进行。脱氨基脱氨基L-谷

29、氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 （肝肾活性强）（肝肾活性强）脱氢氧化 目目 录录 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环苹果酸苹果酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸 谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸 转转氨氨酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸转转氨氨酶酶 2此种方式主要在此种方式主要在肌肉肌肉组织进行。组织进行。腺苷酸腺苷酸脱氨酶脱氨酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)L-谷氨酸脱氢酶活性低谷氨酸脱氢酶活性低*(肌肉组织肌肉组织)嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环

30、*目目 录录（四）非氧化脱氨基作用（四）非氧化脱氨基作用n1.脱水脱氨基脱水脱氨基n2.脱硫化氢脱氨基脱硫化氢脱氨基n3.直接脱氨基直接脱氨基目目 录录三、三、-酮酸的代谢酮酸的代谢（一）经氨基化生成非必需氨基酸（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类（二）转变成糖及脂类（三）氧化供能（三）氧化供能-酮酸在体内可通过酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化彻和氧化磷酸化彻底氧化为底氧化为H2O和和CO2，同时生成，同时生成ATP。琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-

31、磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸色氨酸色氨酸苏苏 氨氨 酸酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸苏氨酸苏氨酸谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C目目 录录目目 录录甘甘氨氨酸酸、丝丝氨氨酸酸、缬缬氨氨酸

32、酸、组组氨氨酸酸、精精氨氨酸酸、羟羟脯脯氨氨酸酸、丙丙氨氨酸酸、谷谷氨氨酸酸、谷谷氨氨酰酰胺胺、蛋蛋氨氨酸酸、天天冬冬氨氨酸酸、天天冬冬酰酰胺胺、脯脯氨氨酸酸、半半胱胱氨氨酸酸类类别别氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸氨氨基基酸酸生生糖糖及及生生酮酮性性质质的的分分类类甘甘氨氨酸酸、丝丝氨氨酸酸、缬缬氨氨酸酸、组组氨氨酸酸、精精氨氨酸酸、羟羟脯脯氨氨酸酸、丙丙氨氨酸酸、谷谷氨氨酸酸、谷谷氨氨酰酰胺胺、蛋蛋氨氨酸酸、天天冬冬氨氨酸酸、天天冬冬

33、酰酰胺胺、脯脯氨氨酸酸、半半胱胱氨氨酸酸类类别别氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸甘甘氨氨酸酸、丝丝氨氨酸酸、缬缬氨氨酸酸、组组氨氨酸酸、精精氨氨酸酸、羟羟脯脯氨氨酸酸、丙丙氨氨酸酸、谷谷氨氨酸酸、谷谷氨氨酰酰胺胺、蛋蛋氨氨酸酸、天天冬冬氨氨酸酸、天天冬冬酰酰胺胺、脯脯氨氨酸酸、半半胱胱氨氨酸酸类类别别氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨酸酸、苯苯丙丙

34、氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸类类别别氨氨 基基 酸酸生生糖糖氨氨基基酸酸生生酮酮氨氨基基酸酸亮亮氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸生生糖糖兼兼生生酮酮氨氨基基酸酸异异亮亮氨氨酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、色色氨氨酸酸氨氨基基酸酸生生糖糖及及生生酮酮性性质质的的分分类类*目目 录录本节主要内容小结：本节主要内容小结：氨基酸脱氨基作用氨基酸脱氨基作用：生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸 转氨基作用转氨基作用氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基联合脱氨基 丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶 ALT （GPT）、天冬氨酸氨基转移酶天

35、冬氨酸氨基转移酶AST（GOT）催化的反应及临床意义。）催化的反应及临床意义。目目 录录第第4 4节节氨氨 的的 代代 谢谢Metabolism of Ammonia目目 录录本节主要内容：本节主要内容：n丙氨酸丙氨酸葡萄糖循环葡萄糖循环、n谷氨酰胺的生成及意义。谷氨酰胺的生成及意义。n尿素合成的部位、关键酶及限速反应，尿尿素合成的部位、关键酶及限速反应，尿素氮的来源。（素氮的来源。（鸟氨酸循环鸟氨酸循环）n高血氨症和氨中毒。高血氨症和氨中毒。*目目 录录氨是机体正常代谢产物，具有氨是机体正常代谢产物，具有毒性毒性。体内的氨体内的氨主要主要在肝合成在肝合成尿素尿素而而解毒解毒。（。（90%）正

36、常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过 60mol/L(1mg/L)。脑组织脑组织对对氨氨的毒性特别的毒性特别敏感敏感。严重肝病患者尿素合成功能降低，血氨增高，严重肝病患者尿素合成功能降低，血氨增高，引起脑功能紊乱。常与肝性脑病的发病有关。引起脑功能紊乱。常与肝性脑病的发病有关。目目 录录一、体内氨的来源一、体内氨的来源 肾脏来源的氨肾脏来源的氨 氨基酸氨基酸脱氨基脱氨基作用产生的氨作用产生的氨 肠道来源的氨肠道来源的氨氨来源氨来源目目 录录氨基酸氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨在肠道细菌作用下产生的氨尿素尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨

37、酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶酸性利尿药酸性利尿药（肠道（肠道pH偏碱，氨的吸收加强偏碱，氨的吸收加强）（酸性尿利于肾小管细胞的氨扩散入尿（酸性尿利于肾小管细胞的氨扩散入尿)它是体内氨的主要来源它是体内氨的主要来源,胺类的分解也可以产生氨。胺类的分解也可以产生氨。肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 氨基酸氨基酸脱氨基脱氨基作用产生的氨作用产生的氨 肠道来源的氨肠道来源的氨 肾脏来源的氨肾脏来源的氨目目 录录丙氨酸丙氨酸二、氨的转运二、氨的转运谷氨酰胺谷氨酰胺肝、肾肝、肾（血液中）（血液中）氨氨（组织中）（组织中）葡葡萄萄糖糖丙酮酸丙酮酸糖酵解途

38、径糖酵解途径丙丙氨氨酸酸 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液葡萄糖葡萄糖丙氨酸丙氨酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖目目 录录（一）（一）丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环 (alanine-glucose cycle)目目 录录生理意义生理意义 肌肉肌肉中氨以中氨以无毒无毒的丙氨酸形式运输到的丙氨酸形式运输到肝肝。肝为肌肉提供葡萄糖。肝为肌肉提供葡萄糖。目目 录录（二）谷氨酰胺的运氨作用（二）谷氨酰胺的运氨作用 反应过程反应过程

39、谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在在脑、肌肉脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。目目 录录谷氨酰胺的运氨作用生理意义谷氨酰胺的运氨作用生理意义:临床上对氨中毒的病人服用、输入谷氨酸盐，临床上对氨中毒的病人服用、输入谷氨酸盐，以降低氨的浓度。以降低氨的浓度。利于调节酸碱平衡。利于调节酸碱平衡。（NH3+H+（原尿中原尿中)氨的氨的解毒产物解毒产物氨的氨的储存储存及及运输运输形式。形式。谷氨酰胺谷氨酰胺目目 录录 三、尿素的生成三、

40、尿素的生成（一）（一）肝脏肝脏是尿素合成的是尿素合成的主要器官主要器官（肾合成甚微）（肾合成甚微）主要在主要在肝细胞肝细胞的线粒体及胞液中的线粒体及胞液中。将动物（犬）的肝脏切除，则血及尿中将动物（犬）的肝脏切除，则血及尿中尿素尿素含量明显含量明显降低。降低。若只切除犬的肾而保留肝，则尿素仍然可以合成，但不能排若只切除犬的肾而保留肝，则尿素仍然可以合成，但不能排出，血中出，血中尿素尿素浓度明显浓度明显升高升高。（肾脏是尿素排出器官。）。（肾脏是尿素排出器官。）若将犬的肝、肾同时切除，则血中的若将犬的肝、肾同时切除，则血中的尿素尿素的含量可以维持在的含量可以维持在较低水平较低水平，而，而血氨血氨

41、浓度显著浓度显著升高升高。目目 录录（二）（二）尿素合成的的尿素合成的的鸟氨酸循环学说鸟氨酸循环学说尿素生成的过程由尿素生成的过程由Hans Krebs 和和Kurt Henseleit 提出，称为提出，称为鸟氨酸循环鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称，又称尿素循环尿素循环(urea cycle)或或Krebs-Henseleit循环循环。目目 录录鸟氨酸循环的实验依据：鸟氨酸循环的实验依据：将大鼠肝的薄切片放在有氧条件下加铵盐温育将大鼠肝的薄切片放在有氧条件下加铵盐温育数小时后，铵盐减少，而同时尿素增多。数小时后，铵盐减少，而同时尿素增多。另外，在切片中，分别加入不同化合物

42、，并观另外，在切片中，分别加入不同化合物，并观察它们对尿素生成的影响。发现鸟氨酸、瓜氨酸、察它们对尿素生成的影响。发现鸟氨酸、瓜氨酸、或精氨酸能够大大加速尿素的生成。或精氨酸能够大大加速尿素的生成。目目 录录NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3NH2精氨酸精氨酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3尿素尿素H2O目目 录录鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸尿素尿素H20H20H20NH3CO2氨基甲酰磷酸

43、（氨基甲酰磷酸（线粒体线粒体）NH3尿素生成的的尿素生成的的鸟氨酸循环鸟氨酸循环目目 录录（三）鸟氨酸循环的详细步骤（三）鸟氨酸循环的详细步骤1.氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成2.瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成3.精氨酸的合成精氨酸的合成4.精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素线粒体线粒体中进行中进行胞液胞液中进行中进行目目 录录1.氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成:CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-）（N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反应在反应在线粒体线粒体中进行中进行 鸟氨酸

44、循环的详细步骤如下鸟氨酸循环的详细步骤如下:(AGA）激活剂激活剂N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)COOHCH3C-NH-CH(CH2)2COOHOCOOHCH3C-NH-CH(CH2)2COOHO目目 录录2.瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成:鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶（高能化合物（高能化合物)氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸H3PO4NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3+NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-反应在反应在线粒体线粒体中进行，中进行，瓜氨酸生成后进入瓜氨酸

45、生成后进入胞液胞液。目目 录录3.精氨酸的合成精氨酸的合成:反应在反应在胞液胞液中进行。中进行。+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3COOHCHH2NCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH目目 录录精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3

46、CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶目目 录录4.精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素反应在反应在胞液中胞液中进行进行尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸H2O鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液目目 录录精氨酸

47、代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶（关键酶）（关键酶）（CPS-）目目 录录（三）反应小结（三）反应小结2 分子氨分子氨:先在线粒体中进行先在线粒体中进行(瓜氨酸瓜氨酸)，再在胞液中进行。，再在胞液中进行。3 个个ATP，4 个高能磷酸键。个高能磷酸键。原料：原料：过程：过程：耗能：耗能：一个来自于游离氨，一个来自于游离氨，一个来自天冬氨酸。一个来自天冬氨酸。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶关键酶关键酶:目目 录录（四）尿素生成的调节（四）尿素生成的调节高蛋白膳食高蛋白膳食 合成合成低蛋白膳食低蛋白膳食 合成合成1.食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响2.CPS-的调的调节节:3.尿素生成

48、酶系的调节尿素生成酶系的调节AGA、精氨酸为其激活剂、精氨酸为其激活剂（精氨酸代琥珀酸合成酶）（精氨酸代琥珀酸合成酶）目目 录录（五）高氨血症和氨中毒（五）高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称血氨浓度升高称高氨血症高氨血症(hyperammonemia)，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。陷也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍，称高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒氨中毒(ammonia poisoning)。目目 录录TAC 脑供能不足脑供能不足 脑内脑内 -酮戊二酸酮戊二酸氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制-酮戊二酸酮戊

49、二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3脑功能障碍脑功能障碍氨中毒氨中毒目目 录录本节主要内容小结：本节主要内容小结：n丙氨酸丙氨酸葡萄糖循环、葡萄糖循环、n谷氨酰胺的生成及意义。谷氨酰胺的生成及意义。n尿素合成的部位、关键酶及限速反应，尿素合成的部位、关键酶及限速反应，尿素氮的来源。尿素氮的来源。（鸟氨酸循环鸟氨酸循环）n高血氨症和氨中毒。高血氨症和氨中毒。*目目 录录第第5 5节节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢Metabolism of Individual Amino Acids目目 录录本节主要内容：本节主要内容：n个别氨基酸个别氨基酸脱羧基脱羧基作用的产物及功能作用的产物及功

50、能n一碳单位一碳单位的概念、来源、载体的概念、来源、载体、种类及生、种类及生理功能。理功能。n活性甲硫氨酸（活性甲硫氨酸（SAM）的生理功能，甲硫）的生理功能，甲硫氨酸循环，活性硫酸根（氨酸循环，活性硫酸根（PAPS）的作用。）的作用。n合成肌酸原料，苯酮酸尿症、白化病的原合成肌酸原料，苯酮酸尿症、白化病的原因。因。目目 录录 一、氨基酸的脱羧基作用一、氨基酸的脱羧基作用脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CC O O HN H2HR（V-B6）目目 录录（一）（一）-氨基丁酸氨基丁酸 (-