1、第七章第七章蛋白质分解及氨基酸代谢蛋白质分解及氨基酸代谢所谓所谓蛋白质代谢蛋白质代谢，即为蛋白质的周转，包括蛋白质的分，即为蛋白质的周转，包括蛋白质的分解代谢和蛋白质的合成代谢。解代谢和蛋白质的合成代谢。蛋白质的分解代谢蛋白质的分解代谢是指蛋白质分解为氨基酸及氨基酸继是指蛋白质分解为氨基酸及氨基酸继续分解为含氮的代谢产物、二氧化碳和水并释放出能量续分解为含氮的代谢产物、二氧化碳和水并释放出能量的过程。的过程。人体利用外源氨基酸及自身合成的氨基酸在遗传信息的人体利用外源氨基酸及自身合成的氨基酸在遗传信息的指导下生成蛋白质的过程即为指导下生成蛋白质的过程即为蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成。第一节
2、第一节蛋白质的生理功能蛋白质的生理功能和营养作用和营养作用一、蛋白质在生命过程中的主要生理功能一、蛋白质在生命过程中的主要生理功能维持组织的结构、生长、更新和修补有重要作用；维持组织的结构、生长、更新和修补有重要作用；代谢中可以产生一些生理活性物质，参与接受和传递信代谢中可以产生一些生理活性物质，参与接受和传递信息、调节机体的生长和分化；息、调节机体的生长和分化；某些蛋白质具有特殊的生理功能；某些蛋白质具有特殊的生理功能；某些蛋白质可以起到生物催化作用和免疫保护作用；某些蛋白质可以起到生物催化作用和免疫保护作用；蛋白质也可以提供能量。蛋白质也可以提供能量。二、蛋白质的营养作用二、蛋白质的营养作
3、用（一）（一）氮平衡和蛋白质的需要量氮平衡和蛋白质的需要量人体必须经常补充足够质和量的蛋白质才能维持正常的生人体必须经常补充足够质和量的蛋白质才能维持正常的生理活动，常用于确定人体蛋白需要量的方法为理活动，常用于确定人体蛋白需要量的方法为氮平衡法氮平衡法。氮平衡氮平衡是指摄入蛋白质的含氮量与排泄物（主要是粪便和是指摄入蛋白质的含氮量与排泄物（主要是粪便和尿）中含氮量之间的关系，它尿）中含氮量之间的关系，它反映反映体内蛋白质的合成与分体内蛋白质的合成与分解代谢的情况。解代谢的情况。氮平衡的几种类型：氮平衡的几种类型：氮的总平衡氮的总平衡：摄入氮排出氮，即摄入蛋白质的量等于蛋白质：摄入氮排出氮，即
4、摄入蛋白质的量等于蛋白质的排出量称为氮的总平衡，反映正常成人的蛋白质代谢状况；的排出量称为氮的总平衡，反映正常成人的蛋白质代谢状况；氮的正平衡氮的正平衡：摄入氮排出氮，此种氮平衡情况常见于婴幼儿、：摄入氮排出氮，此种氮平衡情况常见于婴幼儿、青少年、孕妇、乳母以及病后恢复期的患者青少年、孕妇、乳母以及病后恢复期的患者;氮的负平衡氮的负平衡：摄入氮排出氮，常见于膳食中蛋白质的质欠佳：摄入氮排出氮，常见于膳食中蛋白质的质欠佳或量不足，或体内长期大量耗损，如饥饿、营养不良、消耗性或量不足，或体内长期大量耗损，如饥饿、营养不良、消耗性疾病、大面积烧伤及大量失血等情况。疾病、大面积烧伤及大量失血等情况。（
5、二）营养必需氨基酸与蛋白质的营养价值（二）营养必需氨基酸与蛋白质的营养价值必需氨基酸必需氨基酸是指体内需要，但人体本身不能合成或合成速是指体内需要，但人体本身不能合成或合成速度不足以满足需要，必须由食物蛋白质提供的氨基酸，包度不足以满足需要，必须由食物蛋白质提供的氨基酸，包括括缬氨酸缬氨酸、异亮氨酸异亮氨酸、亮氨酸亮氨酸、苏氨酸苏氨酸、甲硫氨酸甲硫氨酸、赖氨赖氨酸酸、苯丙氨酸苯丙氨酸和和色氨酸色氨酸等等8 8种。种。组氨酸组氨酸和和精氨酸精氨酸（酪氨酸酪氨酸）在婴幼儿和儿童时期因其体内）在婴幼儿和儿童时期因其体内合成量常不能满足生长发育的需要，也必须由食物提供，合成量常不能满足生长发育的需要，
6、也必须由食物提供，称为称为半必需氨基酸半必需氨基酸。非必需氨基酸非必需氨基酸是指体内需要的，但不是必须要从食物中摄是指体内需要的，但不是必须要从食物中摄取，可以在体内通过一定的途径合成的氨基酸。取，可以在体内通过一定的途径合成的氨基酸。食物蛋白质的营养价值的高低，主要决定于其所含食物蛋白质的营养价值的高低，主要决定于其所含必需氨必需氨基酸的种类基酸的种类、数量数量以及其以及其相互比例相互比例是否与人体内的蛋白质是否与人体内的蛋白质相似。相似。实际上评定食物蛋白质的营养价值还应包括食物蛋白质含实际上评定食物蛋白质的营养价值还应包括食物蛋白质含量、蛋白质的消化率、蛋白质的利用率三个方面。量、蛋白质
7、的消化率、蛋白质的利用率三个方面。（三）蛋白质的互补作用（三）蛋白质的互补作用多种食物蛋白质混合食用时，其所含氨基酸之间可多种食物蛋白质混合食用时，其所含氨基酸之间可取长补短，发挥互补作用，称为取长补短，发挥互补作用，称为食物蛋白的互补作食物蛋白的互补作用用。发挥蛋白质的互补作用遵循原则：各种食物的生发挥蛋白质的互补作用遵循原则：各种食物的生物化学属性相距越远越好；搭配的食物种类越多物化学属性相距越远越好；搭配的食物种类越多越好；各种食物同时食用。越好；各种食物同时食用。（四）临床应用上静脉补液的氨基酸制剂（四）临床应用上静脉补液的氨基酸制剂临床上在治疗因各种原因如烧伤、摄食困难、严重临床上在
8、治疗因各种原因如烧伤、摄食困难、严重腹泻或外科手术等引起的低蛋白质血症时，为保证腹泻或外科手术等引起的低蛋白质血症时，为保证氨基酸的需要，常可经静脉补充氨基酸制剂。氨基酸的需要，常可经静脉补充氨基酸制剂。临床比较常用的氨基酸制剂包括：临床比较常用的氨基酸制剂包括：1414氨基酸氨基酸-800-800、6 6氨基酸氨基酸-520-520等。等。第二节第二节蛋白质的消化、吸收蛋白质的消化、吸收与腐败与腐败一、蛋白质的消化一、蛋白质的消化蛋白质的消化蛋白质的消化是指蛋白质在胃及肠道内经多种蛋白酶及肽是指蛋白质在胃及肠道内经多种蛋白酶及肽酶协同作用水解为氨基酸及小肽后再被吸收的过程。酶协同作用水解为氨
9、基酸及小肽后再被吸收的过程。胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶HClHCl或胃蛋白酶或胃蛋白酶胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶+六肽六肽肠激酶或胰蛋白酶肠激酶或胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原羧基肽酶原羧基肽酶原胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶+2+2个二肽个二肽弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶（羧基肽酶（A A及及B B）H H2 2N-CH-C-NH-CHN-CH-C-NH-CHHN-CH-C-NH-CHHN-CH-C-NH-CHNH-CH-C-NH-CH-COOHNH-CH-C-NH-CH-COOHO OO OO OR R1 1R R2 2R R7 7R R8 8R
10、 R1515R R1616外肽酶外肽酶（氨基肽酶）（氨基肽酶）外肽酶外肽酶（羧基肽酶）（羧基肽酶）内肽酶内肽酶H H2 2N-CH-C-NH-CH-COOHN-CH-C-NH-CH-COOHO OR RR R氨基酸氨基酸 +二肽酶二肽酶H H2 2N NCHCHR R1 1C CN NO OH HCHCHR R2 2C CN NO OCHCHH HR R3 3C CO ON NH HCHCHR R4 4C CO ON NCHCHH HR R5 5C CO ON NH HCHCHR R6 6COOHCOOH氨基肽酶氨基肽酶糜蛋白酶糜蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧基肽酶羧基肽酶碱性氨
11、基酸碱性氨基酸芳香族氨基酸芳香族氨基酸脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸二、氨基酸的吸收二、氨基酸的吸收蛋白质的消化产物主要是游离氨基酸及一些小肽（主要蛋白质的消化产物主要是游离氨基酸及一些小肽（主要是二肽和三肽），可被小肠粘膜所吸收（在小肠粘膜中是二肽和三肽），可被小肠粘膜所吸收（在小肠粘膜中被肽酶水解为游离氨基酸）。被肽酶水解为游离氨基酸）。遗传学、转运实验和分子克隆研究证明：氨基酸主要通遗传学、转运实验和分子克隆研究证明：氨基酸主要通过小肠粘膜的刷状缘上的过小肠粘膜的刷状缘上的载体蛋白载体蛋白转运吸收。已证实的转运吸收。已证实的氨基酸载体蛋白目前有氨基酸载体蛋白目前有6 6种。种。（一）主动转运吸
12、收（一）主动转运吸收AA AAAA AAAAAAAAAA细细胞胞膜膜氨基酸氨基酸谷胱甘肽谷胱甘肽-谷氨酰转肽酶谷氨酰转肽酶半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰氨基酸谷氨酰氨基酸-谷氨酰环化转移酶谷氨酰环化转移酶5-5-氧脯氨酸氧脯氨酸氨基酸氨基酸 5-5-氧脯氨酸酶氧脯氨酸酶ATPATP谷氨酸谷氨酸ADP+PiADP+Pi 肽酶肽酶甘氨酸甘氨酸半胱氨酸半胱氨酸ATPATP-谷氨酰半胱氨酸合成酶谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸 谷胱甘肽合成酶谷胱甘肽合成酶ATPATP谷胱甘肽谷胱甘肽ADP+PiADP+Pi（二）（二）-谷氨酰基循环谷氨酰基循环三、蛋白质
13、的腐败三、蛋白质的腐败腐败作用腐败作用是指食物中未被消化的蛋白质及未被吸收的氨基是指食物中未被消化的蛋白质及未被吸收的氨基酸和小肽在大肠下部受肠道细菌的作用，发生一些化学变酸和小肽在大肠下部受肠道细菌的作用，发生一些化学变化、产生一系列产物的过程。化、产生一系列产物的过程。腐败作用腐败作用是细菌本身对氨基酸及蛋白质的代谢作用。是细菌本身对氨基酸及蛋白质的代谢作用。腐败产物中有些是有一定营养价值的，如维生素腐败产物中有些是有一定营养价值的，如维生素K K、泛酸、泛酸、生物素、叶酸等；其他大多数腐败产物对人体有害，如胺生物素、叶酸等；其他大多数腐败产物对人体有害，如胺类、酚类、吲哚、硫化氢、氨等。
14、类、酚类、吲哚、硫化氢、氨等。（一）脱羧基生成胺类（一）脱羧基生成胺类蛋白质蛋白质 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降压降压色氨酸色氨酸色胺色胺酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺升压升压R RCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2CHCH2 2R RCOCO2 2氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶（二）肠道细菌产生氨（二）肠道细菌产生氨R RCHCHCOOHCOOHNHNH2 22H2H肠肠 菌菌COOHCOOHCHCH2 2R R+NHNH3 3NHNH2 2COCOH H2 2N NH H2 2O O尿素酶尿素酶COCO2 2+2NH2N
15、H3 3（三）腐败作用产生其他有害物质（三）腐败作用产生其他有害物质CHCH2 2COOHCOOHCHNHCHNH2 2OHOHCHCH2 2CHNHCHNH2 2OHOHCHCH3 3OHOHOHOH脱羧基脱羧基脱氨基脱氨基氧化氧化第三节第三节蛋白质的降解蛋白质的降解一、体内蛋白质的转换更新一、体内蛋白质的转换更新人体内的蛋白处于分解与合成的动态平衡之中，正常成人体内的蛋白处于分解与合成的动态平衡之中，正常成人每日约更新整体总蛋白质质量的人每日约更新整体总蛋白质质量的1 12%2%。体内各种组织蛋白的更新速率很不一致，它们的体内各种组织蛋白的更新速率很不一致，它们的半寿期半寿期（蛋白质浓度减
16、少到开始值的（蛋白质浓度减少到开始值的50%50%所需要的时间）相差很所需要的时间）相差很悬殊。悬殊。各种蛋白质更新率的调节机制目前尚不清楚，有研究显各种蛋白质更新率的调节机制目前尚不清楚，有研究显示富含示富含脯氨酸脯氨酸、谷氨酸谷氨酸、丝氨酸丝氨酸及及苏氨酸苏氨酸序列模体的蛋序列模体的蛋白质，其半寿期都较短。白质，其半寿期都较短。二、体内蛋白质降解机制二、体内蛋白质降解机制（一）（一）ATP-ATP-非依赖的降解机制（溶酶体途径）非依赖的降解机制（溶酶体途径）体内蛋白降解的溶酶体途径无需体内蛋白降解的溶酶体途径无需ATPATP的参与，故又称为的参与，故又称为ATP-ATP-非依赖性蛋白降解途
17、径非依赖性蛋白降解途径。溶酶体是一种具有单层膜结构的细胞器，含有溶酶体是一种具有单层膜结构的细胞器，含有5050多种水多种水解酶，称为解酶，称为组织蛋白酶组织蛋白酶（最适（最适pHpH偏酸性）。偏酸性）。通过这一途径降解的主要是一些通过这一途径降解的主要是一些膜结合蛋白膜结合蛋白、胞内长半胞内长半寿期蛋白质寿期蛋白质及及细胞外的蛋白质细胞外的蛋白质。（二）（二）ATP-ATP-依赖的降解机制（胞液途径）依赖的降解机制（胞液途径）ATP-ATP-依赖的蛋白质降解机制既需要依赖的蛋白质降解机制既需要ATPATP，也需要泛素。，也需要泛素。泛素泛素是一种小分子蛋白质，普遍存在于所有真核细胞是一种小分
18、子蛋白质，普遍存在于所有真核细胞内，是许多细胞内蛋白质降解的标志。内，是许多细胞内蛋白质降解的标志。参与此降解途径的蛋白水解酶的最适参与此降解途径的蛋白水解酶的最适pHpH为为7.87.8，称，称碱性碱性蛋白酶类蛋白酶类；通过此途径降解的为通过此途径降解的为异常蛋白质异常蛋白质、损伤的蛋白质损伤的蛋白质和和细细胞内短半衰期的蛋白质胞内短半衰期的蛋白质。蛋白质降解的泛素化过程蛋白质降解的泛素化过程COOHCOOH泛素泛素HS-EHS-E1 1E E1 1：泛素活化酶：泛素活化酶ATPATPCOCO泛素泛素S SE E1 1AMP+PPiAMP+PPiHS-EHS-E2 2E E2 2：泛素携带蛋
19、白：泛素携带蛋白COCO泛素泛素S SE E2 2HS-EHS-E1 1蛋白质蛋白质E E3 3E E3 3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶COCO(泛素泛素)n nNHNH蛋白质蛋白质HS-EHS-E2 2E E4 4E E4 4：泛素：泛素-连接降解酶连接降解酶氨基酸氨基酸三、氨基酸代谢库三、氨基酸代谢库由食物蛋白质经消化而被吸收的氨基酸（由食物蛋白质经消化而被吸收的氨基酸（外源性氨基酸外源性氨基酸）与体）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸（内组织蛋白质降解产生的氨基酸（内源性氨基酸内源性氨基酸）混在一起，）混在一起，存在于细胞内液、血液和其他体液中而参与代谢，称为存在于细胞内液、血液和其他
20、体液中而参与代谢，称为氨基酸氨基酸代谢库代谢库。氨基酸的分解代谢过程主要在肝脏中进行，骨骼肌则是支链氨氨基酸的分解代谢过程主要在肝脏中进行，骨骼肌则是支链氨基酸分解的主要场所。基酸分解的主要场所。氨基酸代谢库中氨基酸的主要功能是重新合成蛋白质和多肽，氨基酸代谢库中氨基酸的主要功能是重新合成蛋白质和多肽，也可以通过一定途径转变为其他的含氮物质。也可以通过一定途径转变为其他的含氮物质。氨基酸代谢库的来源与去路氨基酸代谢库的来源与去路氨氨基基酸酸代代谢谢库库组织蛋白质组织蛋白质合成氨基酸合成氨基酸NHNH3 3-酮酸酮酸胺类胺类某些含氮化合物某些含氮化合物组织蛋白质组织蛋白质尿素尿素糖、酮体糖、酮体
21、氧化供能氧化供能氨基酸氨基酸食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收降解降解脱氨基脱氨基脱羧基脱羧基转化或参与合成转化或参与合成合成合成第四节第四节氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢体内氨基酸分解代谢体内氨基酸分解代谢氨基酸的氨基酸的脱氨基作用脱氨基作用，这是氨基酸分解的主要反应；，这是氨基酸分解的主要反应；氨与天冬氨酸来源的氮结合，氨与天冬氨酸来源的氮结合，形成尿素形成尿素而排出体外；而排出体外；氨基酸的碳骨架（即氨基酸的碳骨架（即-酮酸）转化为酮酸）转化为其他中间代谢其他中间代谢物物；氨基酸也可以进行脱羧基作用而产生氨基酸也可以进行脱羧基作用而产生胺类胺类。一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨
22、基作用（一）转氨基作用（一）转氨基作用1.1.转氨基作用与转氨酶转氨基作用与转氨酶转氨基作用转氨基作用指在转氨酶或氨基转移酶的催化下，一种指在转氨酶或氨基转移酶的催化下，一种-氨基酸的氨基转移到另一种的氨基酸的氨基转移到另一种的-酮酸的酮基上，使该酮酸的酮基上，使该-酮酸生成相应的酮酸生成相应的-氨基酸，原来的氨基酸，原来的-氨基酸则转变为氨基酸则转变为-酮酸的过程。酮酸的过程。催化转氨基反应的酶称为催化转氨基反应的酶称为转氨酶转氨酶或或氨基转移酶氨基转移酶。转氨酶催化的反应是可逆的，平衡常数接近转氨酶催化的反应是可逆的，平衡常数接近1.01.0，因此转氨，因此转氨基作用也是基作用也是体内合成
23、非必需氨基酸体内合成非必需氨基酸的重要途径。的重要途径。同位素标记实验表明：同位素标记实验表明：2020种编码氨基酸中，除甘氨酸、脯种编码氨基酸中，除甘氨酸、脯氨酸、赖氨酸及苏氨酸之外都可以参与转氨基作用。氨酸、赖氨酸及苏氨酸之外都可以参与转氨基作用。转氨酶转氨酶R R1 1C CCOOHCOOHNHNH2 2H HR R2 2C CCOOHCOOHO O+R R1 1C CCOOHCOOHO OR R2 2C CCOOHCOOHNHNH2 2H H+ALTALT（GPTGPT）+COOHCOOHC CO OCHCH3 3COOHCOOHCHNHCHNH2 2CHCH3 3COOHCOOHC
24、C(CH(CH2 2)2 2O OCOOHCOOH+COOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2)2 2COOHCOOHCOOHCOOHCHNHCHNH2 2CHCH2 2COOHCOOHCOOHCOOHC C(CH(CH2 2)2 2O OCOOHCOOH+COOHCOOHC CCHCH2 2O OCOOHCOOHASTAST（GOTGOT）COOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2)2 2COOHCOOH组织组织GOTGOTGPT GPT 心心15600015600071007100肝肝1420001420004400044000骨骼肌骨骼肌99000990004
25、8004800肾肾91000910001900019000组织组织GOTGOTGPTGPT胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002800020002000140001400012001200100001000070070020201616GPTGPT和和GOTGOT在某些组织的含量在某些组织的含量(单位单位/g/g湿组织湿组织)2.2.转氨基作用的机制转氨基作用的机制R RCHCHCOOHCOOHNHNH2 2R RCHCHCOOHCOOHN NHOHOH H3 3C CCHCH2 2O PO PHCHCR RC CCOOHCOOHN NHOHOH H3 3C CCHCH2 2O PO PH H2
26、 2C CHOHOH H3 3C CCHCH2 2O PO PHCOHCO+-H-H2 2O O+H+H2 2O OR RC CCOOHCOOHO OHOHOH H3 3C CCHCH2 2O PO PH H2 2C CNHNH2 2+H+H2 2O O-H-H2 2O OCHCHCOOHCOOHNHNH2 2R RC CCOOHCOOHO OR R（二）（二）L-L-谷氨酸氧化脱氨基作用谷氨酸氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用是指氨基酸在脱氨的过程中伴随是指氨基酸在脱氨的过程中伴随有氧化的过程。有氧化的过程。COOHCOOHNHNH2 2CHCH(CH(CH2 2)2 2COOHCO
27、OHCOOHCOOHNHNHCHCH(CH(CH2 2)2 2COOHCOOHNADNAD+NADH+HNADH+H+COOHCOOHO OCHCH(CH(CH2 2)2 2COOHCOOH+NHNH3 3-H-H2 2O O+H+H2 2O OL-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用1.1.转氨酶与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用转氨酶与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用R RCHCHCOOHCOOHNHNH2 2R RC CCOOHCOOHO OCOOHCOOHCHCHNHNH2 2(CH(CH2 2)2 2COOHCOOHCOOHCOOHC C(CH(CH2 2)2
28、 2O OCOOHCOOHNHNH3 3+NADH+H+NADH+H+NADNAD+H+H2 2O O转氨酶转氨酶L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶2.2.嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸IMPIMPAMPAMPNHNH3 3H H2 2O O（四）非氧化脱氨基作用（四）非氧化脱氨基作用直接脱氨基直接脱氨基脱水脱氨基脱水脱氨基脱硫氢基脱氨基脱硫氢基脱氨基水解脱氨基水解脱氨基还原脱氨基还原脱氨基解氨酶催化的脱氨基解氨酶催化的脱氨基二、二、-酮酸的代谢酮酸的
29、代谢（一）合成非必需氨基酸（一）合成非必需氨基酸（二）转变为糖或脂类（二）转变为糖或脂类生糖氨基酸生糖氨基酸：体内能转变为：体内能转变为糖的氨基酸，共有糖的氨基酸，共有1313种种；生酮氨基酸生酮氨基酸：能转变为酮体的氨基酸，如亮氨酸和赖氨酸；：能转变为酮体的氨基酸，如亮氨酸和赖氨酸；生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸：既能转变为糖又能转变为酮体的氨基酸，：既能转变为糖又能转变为酮体的氨基酸，如异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸和酪氨酸。如异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨酸和酪氨酸。（三）氧化供能（三）氧化供能蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸甘氨酸甘氨酸丙氨酸丙氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸半
30、胱氨酸半胱氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺酪氨酸酪氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoACoA异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苏氨酸苏氨酸柠檬酸柠檬酸谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酮体酮体淀粉、糖原淀粉、糖原甘油甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪葡萄糖葡萄糖6-6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖磷酸丙糖磷酸丙糖丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA-酮戊二酸酮戊二酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸生糖
31、兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸三、氨基酸的脱羧基作用三、氨基酸的脱羧基作用氨基酸可以通过脱羧基作用生成相应的氨基酸可以通过脱羧基作用生成相应的胺类胺类；催化脱羧基反应的酶称为催化脱羧基反应的酶称为脱羧酶脱羧酶，其辅酶是，其辅酶是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛；氨基酸脱羧酶的专一性很高，一般一种氨基酸对应一种脱氨基酸脱羧酶的专一性很高，一般一种氨基酸对应一种脱羧酶，且只针对羧酶，且只针对L-L-氨基酸起作用。氨基酸起作用。R RCHCHHOOCHOOCNHNH2 2CHCHNHNH2 2R RRCHORCHORCOOHRCOOH脱羧酶脱羧酶COCO2 2O O2 2 H H2 2O O单胺氧化酶单胺氧化酶N
32、HNH3 3 H H2 2O O2 21/2O1/2O2 2（一）（一）-氨基丁酸氨基丁酸-氨基丁酸（氨基丁酸（GABAGABA）在脑中浓度较高，是一种抑制性神）在脑中浓度较高，是一种抑制性神经递质；经递质；-氨基丁酸可与氨基丁酸可与-酮二酸进行转氨基作用，再氧化生酮二酸进行转氨基作用，再氧化生成琥珀酸进入三羧酸循环代谢。成琥珀酸进入三羧酸循环代谢。COOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2)2 2COOHCOOHCOOHCOOHCHCH2 2NHNH2 2(CH(CH2 2)2 2谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶COCO2 2（二）（二）5-5-羟色胺羟色胺5-5-羟色胺（血清素）在脑
33、羟色胺（血清素）在脑的视丘下部、大脑皮层及的视丘下部、大脑皮层及神经细胞的突触小泡内含神经细胞的突触小泡内含量很高，它是一种抑制性量很高，它是一种抑制性神经递质；神经递质；5-5-羟色胺是一种强血管收羟色胺是一种强血管收缩剂和平滑肌收缩刺激剂。缩剂和平滑肌收缩刺激剂。NHNH2 2CHCH2 2CHCOOHCHCOOHN NH HNHNH2 2CHCH2 2CHCOOHCHCOOHN NH HHOHOCHCH2 2CHCH2 2NHNH2 2N NH HHOHO色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶COCO2 2（三）牛磺酸（三）牛磺酸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分，而胆汁
34、酸在脂类的消化吸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分，而胆汁酸在脂类的消化吸收、维持胆固醇在胆汁中的溶解状态等方面起重要作用。收、维持胆固醇在胆汁中的溶解状态等方面起重要作用。现已发现脑组织中含有较多牛磺酸，这表明其对脑的功能也现已发现脑组织中含有较多牛磺酸，这表明其对脑的功能也有影响，可能也是一种抑制性神经递质。有影响，可能也是一种抑制性神经递质。CHCH2 2 SOSO3 3H HCHCH2 2NHNH2 2CHCH2 2 SOSO3 3H HCHCHCOOHCOOHNHNH2 2CHCH2 2 SHSHCHCHCOOHCOOHNHNH2 23O3OCOCO2 2磺基丙氨酸脱羧酶磺基丙氨酸脱羧酶（
35、四）组胺（四）组胺组胺在体内分布广泛，主要存在于胃肠粘膜、脑、肝和肌肉等组胺在体内分布广泛，主要存在于胃肠粘膜、脑、肝和肌肉等组织中。组织中。组胺具有强烈的血管扩张作用，毛细血管通透性增加，可诱发组胺具有强烈的血管扩张作用，毛细血管通透性增加，可诱发荨麻疹等过敏反应。荨麻疹等过敏反应。在机体的炎症及创伤部位常有组胺释放，还具有促进平滑肌收在机体的炎症及创伤部位常有组胺释放，还具有促进平滑肌收缩主促进胃粘膜分泌胃蛋白酶与胃酸等作用。缩主促进胃粘膜分泌胃蛋白酶与胃酸等作用。NHNH2 2CHCH2 2CHCHN NHNHNCOOHCOOHNHNH2 2CHCH2 2CHCHN NHNHN组氨酸脱羧
36、酶组氨酸脱羧酶COCO2 2（五）多胺（五）多胺精胺与精脒能促进核酸和蛋精胺与精脒能促进核酸和蛋白的生物合成，其最重要的白的生物合成，其最重要的生理功能是与细胞增殖及生生理功能是与细胞增殖及生长相关。长相关。临床上试用测定病人血或尿临床上试用测定病人血或尿中多胺水平来作为肿瘤辅助中多胺水平来作为肿瘤辅助诊断及病情变化的生化指标。诊断及病情变化的生化指标。L-L-鸟氨酸鸟氨酸腐腐 胺胺SAMSAM脱羧基脱羧基SAMSAMCOCO2 2COCO2 2精精 脒脒甲硫腺苷甲硫腺苷甲硫腺苷甲硫腺苷精精 胺胺第五节第五节氨氨 的的 代代 谢谢一、二、体内氨的来源和去路一、二、体内氨的来源和去路血血氨氨其他
37、含氮物分解其他含氮物分解肾小管泌氨肾小管泌氨氨基酸脱氨氨基酸脱氨直接经尿排出体外直接经尿排出体外合成其他含氮物合成其他含氮物合成尿素合成尿素合成酰胺合成酰胺合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸肠道吸收氨肠道吸收氨三、氨在体内的运输三、氨在体内的运输（一）谷氨酰胺转运氨（一）谷氨酰胺转运氨谷氨酰胺主要是从脑和肌肉等组织运送氨到肝和肾脏。谷氨酰胺主要是从脑和肌肉等组织运送氨到肝和肾脏。谷氨酰胺被认为是氨的谷氨酰胺被认为是氨的解毒产物解毒产物，也是氨的，也是氨的贮存贮存和和运输形式运输形式。COOHCOOHCHNHCHNH2 2(CH(CH2 2)2 2COOHCOOHCONHCONH2 2CHNHCH
38、NH2 2(CH(CH2 2)2 2COOHCOOHNHNH3 3+ATP+ATPADP+PiADP+PiH H2 2O ONHNH3 3（二）葡萄糖（二）葡萄糖-丙氨酸循环丙氨酸循环丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NHNH3 3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解糖酵解丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NHNH3 3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生血血液液四、尿素的生成四、尿素的生成在人体，尿素是在人体，尿素是氨代谢的最终产物氨代谢的最终产物，无毒性，水溶性，无毒性，水溶性强，可由肾脏排出。强，可由肾脏排出。尿素是尿素
39、是氨的主要去路氨的主要去路，是氨或蛋白质中的氮的最主要，是氨或蛋白质中的氮的最主要终产物。成人排出氮的终产物。成人排出氮的808090%90%是尿素中的氮。是尿素中的氮。尿素主要在尿素主要在肝肝中合成，其他器官如肾及脑等虽也能合中合成，其他器官如肾及脑等虽也能合成，但其含量极少。成，但其含量极少。（一）尿素合成的鸟氨酸循环学说（一）尿素合成的鸟氨酸循环学说19321932年年Hans KrebsHans Krebs等根据一系列实验，首先提出了尿素等根据一系列实验，首先提出了尿素的的鸟氨酸循环鸟氨酸循环（尿素循环尿素循环）。）。由实验分析提出：鸟氨酸与由实验分析提出：鸟氨酸与 氨及氨及COCO2
40、 2结合生成瓜氨酸，瓜结合生成瓜氨酸，瓜 氨酸再结合一分子氨生成精氨酸再结合一分子氨生成精 氨酸，精氨酸水解生成尿素氨酸，精氨酸水解生成尿素 及鸟氨酸。及鸟氨酸。NHNH3 3鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸尿素尿素H H2 2O O精氨酸酶精氨酸酶NHNH3 3+CO+CO2 2H H2 2O OH H2 2O O精氨酸精氨酸（二）鸟氨酸循环过程（二）鸟氨酸循环过程线粒体线粒体胞胞 液液COCO2 2+NH+NH3 3+H+H2 2O O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATP2ATPN-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸PiPi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
41、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ATPATPAMP+PPiAMP+PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素2ADP+Pi2ADP+Pi（三）尿素合成的调节（三）尿素合成的调节食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶-I-I（CPS-ICPS-I）的影响）的影响鸟氨酸循环的中间产物的影响鸟氨酸循环的中间产物的影响限速酶的影响限速酶的影响（四）高血氨和氨中毒（四）高血氨和氨中毒正常生理条件下，血氨的来源和去路保持动态平衡，血氨保正常生理条件下，血氨的来源和去路保持动态平衡，血氨保持低浓度水平，氨在持低浓度水平，氨
42、在肝肝中合成尿素是维持该平衡的关键。中合成尿素是维持该平衡的关键。各种因素导致的鸟氨酸循环障碍，均可使血氨浓度升高，称各种因素导致的鸟氨酸循环障碍，均可使血氨浓度升高，称为为高氨血症高氨血症，严重时甚至引起肝昏迷，可能的机制就是肝昏，严重时甚至引起肝昏迷，可能的机制就是肝昏迷的迷的氨中毒学说氨中毒学说。脑组织仅能合成极少量尿素，故在脑组织中解除氨毒性的主脑组织仅能合成极少量尿素，故在脑组织中解除氨毒性的主要机制是形成要机制是形成谷氨酰胺谷氨酰胺。第六节第六节个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢一、一碳单位的代谢一、一碳单位的代谢 一碳单位一碳单位又称又称一碳基团一碳基团，是指某些氨基酸在分解代谢中
43、，是指某些氨基酸在分解代谢中产生的含有一个碳原子的有机基团，包括产生的含有一个碳原子的有机基团，包括甲基甲基（-CH-CH3 3）、）、亚亚甲基甲基（-CH-CH2 2-）、）、次甲基次甲基（-CH=-CH=）、）、甲酰基甲酰基（O=CH-O=CH-）、）、羟甲羟甲基基（-CH-CH2 2-OH-OH）和）和亚氨甲基亚氨甲基（HN=CH-HN=CH-）等。）等。（一）一碳单位的辅酶（一）一碳单位的辅酶一碳单位不能游离存在，一碳单位不能游离存在，四氢叶酸四氢叶酸是这类基团的载体。是这类基团的载体。一碳单位由氨基酸生成的同时即结合在一碳单位由氨基酸生成的同时即结合在FHFH4 4的的N N5 5和
44、和/或或N N1010位。位。一碳单位主要来自一碳单位主要来自甘氨酸甘氨酸、丝氨酸丝氨酸、色氨酸色氨酸、组氨酸组氨酸以及以及甲甲硫氨酸硫氨酸等。等。N NN N6 6N N5 57 7N N8 8H H2 2N NOHOHCHCH2 29 9NHNH1010C CO ONHNHCH(CHCH(CH2 2)2 2COOHCOOHCOOHCOOH（二）一碳单位的来源及转换（二）一碳单位的来源及转换 由丝氨酸和甘氨酸生成由丝氨酸和甘氨酸生成丝氨酸丝氨酸 +FH+FH4 4N N5 5,N,N1010-亚甲基亚甲基-FH-FH4 4 +甘氨酸甘氨酸羟甲基转移酶羟甲基转移酶甘氨酸甘氨酸 +FH+FH4
45、4甘氨酸裂解酶系甘氨酸裂解酶系N N5 5,N,N1010-亚甲基亚甲基-FH-FH4 4NADNAD+NADH+HNADH+H+NHNH3 3+CO+CO2 2 由组氨酸生成由组氨酸生成NHNH2 2CHCH2 2CHCHN NHNHNCOOHCOOHNHNH(CH(CH2 2)2 2 CHCHCOOHCOOHHOOCHOOCCHCHHNHN组氨酸酶组氨酸酶2H2H2 2O ONHNH3 3NHNH2 2(CH(CH2 2)2 2 CHCHCOOHCOOHHOOCHOOCFHFH4 4N N5 5-亚氨甲基亚氨甲基-FH-FH4 4NHNH3 3N N5 5,N,N1010-次甲基次甲基-F
46、H-FH4 4 由色氨酸代谢生成由色氨酸代谢生成NHNH2 2CHCH2 2CHCHN NH HCOOHCOOH犬尿氨酸犬尿氨酸HCOOHHCOOHATPATP，FHFH4 4N N5 5-甲酰甲酰-FH-FH4 4N N5 5,N,N1010-甲烯甲烯-FH-FH4 4胸腺嘧啶核苷酸胸腺嘧啶核苷酸N N1010-甲酰甲酰-FH-FH4 4嘌呤（嘌呤（C C2 2）色氨酸色氨酸组氨酸组氨酸丝、甘氨酸丝、甘氨酸甜菜碱等甜菜碱等FHFH4 4+H+H2 2O O-H-H2 2O O+NAD+NAD+NADH+H+NADH+H+NADH+H+NADH+H+N N1010-甲基甲基-FH-FH4 4蛋
47、氨酸蛋氨酸+同型半胱氨酸同型半胱氨酸（维生素（维生素B B1212）SAMSAM甲基化产物甲基化产物N N5 5-亚氨甲基亚氨甲基-FH-FH4 4N N5 5,N,N1010-甲炔甲炔-FH-FH4 4嘌呤（嘌呤（C C8 8）（三）一碳单位的功能（三）一碳单位的功能 一碳单位是合成嘌呤和嘧啶的原料，在核酸生一碳单位是合成嘌呤和嘧啶的原料，在核酸生物合成中有重要作用；物合成中有重要作用；SAMSAM提供甲基可参与体内多种物质的合成，如肾提供甲基可参与体内多种物质的合成，如肾上腺素、胆碱、胆酸等。上腺素、胆碱、胆酸等。二、含硫氨基酸的代谢二、含硫氨基酸的代谢CHCH2 2CHNHCHNH2 2
48、COOHCOOHS SS SCHNHCHNH2 2COOHCOOHCHCH2 2COOHCOOHCHNHCHNH2 2CHCH2 2CHCH3 3CHCH2 2S SCHCH2 2CHNHCHNH2 2COOHCOOHS SH H（一）甲硫氨酸代谢（一）甲硫氨酸代谢转甲基作用与甲硫氨酸循环转甲基作用与甲硫氨酸循环甲硫氨酸甲硫氨酸S-S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸S-S-腺苷同型半胱氨酸腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸ATPATPPi+PPiPi+PPiRHRHRCHRCH3 3H H2 2O O腺苷腺苷N N5 5-CH-CH3 3-FH-FH4 4FHFH4 4腺苷转移酶腺苷转移酶甲基
49、转移酶甲基转移酶（维生素（维生素B B12 12）甲基转移酶甲基转移酶肌酸的合成肌酸的合成精氨酸精氨酸 +甘氨酸甘氨酸鸟氨酸鸟氨酸 +胍乙酸胍乙酸肌酸肌酸肌酐肌酐磷酸肌酸磷酸肌酸ATPATPADPADP肌酸肌酶肌酸肌酶转脒基酶转脒基酶PiPiS-S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸S-S-腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸H H2 2O O（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢 半胱氨酸与胱氨酸的互变半胱氨酸与胱氨酸的互变CHCH2 2CHNHCHNH2 2COOHCOOHS SS SCHNHCHNH2 2COOHCOOHCHCH2 2-2H-2H+2H+2HCHCH2 2 S SH
50、HCHNHCHNH2 2COOHCOOH2 22.2.半胱氨酸的分解代谢半胱氨酸的分解代谢人体中半胱氨酸主要降解为人体中半胱氨酸主要降解为丙酮酸丙酮酸，主要途径：，主要途径：加双氧酶催化的直接氧化途径（半胱亚磺酸途径）；加双氧酶催化的直接氧化途径（半胱亚磺酸途径）；通过转氨基的通过转氨基的3-3-巯基丙酮酸途径。巯基丙酮酸途径。活性硫酸根的生成活性硫酸根的生成CHCH2 2 SHSHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2CHCH3 3C CCOOHCOOHO O+NH+NH3 3+H+H2 2S SSOSO4 42-2-ATPATPPPiPPiAMP-SOAMP-SO3 3ATPATPADPA
