1、Chapter30 蛋白质降解和蛋白质降解和 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢 Metabolism of Amino acids&Proteins一、蛋白质的降解一、蛋白质的降解二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢三、尿素循环三、尿素循环(urea cycle鸟氨酸循环鸟氨酸循环)四、氨基酸碳骨架的氧化途径四、氨基酸碳骨架的氧化途径五、生糖氨基酸和生酮氨基酸五、生糖氨基酸和生酮氨基酸六、由氨基酸衍生的其他重要物质六、由氨基酸衍生的其他重要物质七、氨基酸代谢缺陷七、氨基酸代谢缺陷本章要点本章要点一、蛋白质的降解一、蛋白质的降解（一）机体对外源蛋白的需要及其消化作用（一）机体对外源蛋白的需要及其
2、消化作用：1、什么是氮平衡？什么是氮平衡？氮平衡氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。量之间的关系。成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为3050g，我国营，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮=排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）病患者）氮平衡的意义：
3、可以反映体内蛋白质代谢的慨况。氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况。1、氮平衡氮平衡体内需要但不能自身合成，必须由食物供给的氨体内需要但不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸。基酸。包括包括8种：异亮氨酸（种：异亮氨酸（Ile）、甲硫氨酸（）、甲硫氨酸（Met）、）、缬氨酸（缬氨酸（Val）、亮氨酸（）、亮氨酸（Leu）、色氨酸（）、色氨酸（Trp）、）、苯丙氨酸（苯丙氨酸（Phe）、苏氨酸（）、苏氨酸（Thr）、赖氨酸（）、赖氨酸（Lys）。）。精氨酸、组氨酸精氨酸、组氨酸，人体能合成，但量少，长期缺，人体能合成，但量少，长期缺乏，导致氮负平衡。乏，导致氮负平衡。2、营养必需氨基酸、营养
4、必需氨基酸 一、蛋白质的降解一、蛋白质的降解（二）（二）蛋白质的酶解和蛋白质的酶解和氨基酸的吸收氨基酸的吸收动物的蛋白水解酶，又称动物的蛋白水解酶，又称肽酶肽酶，其作用在于，其作用在于使肽键破坏。使肽键破坏。肽酶有肽酶有肽链内切酶肽链内切酶（endopeptidaseendopeptidase）、）、肽链肽链外切酶外切酶（exopeptidaseexopeptidase）和二肽酶）和二肽酶3 3类。类。这些肽酶对不同氨基酸形成的肽键有专一性这些肽酶对不同氨基酸形成的肽键有专一性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
5、示意图一、蛋白质的降解一、蛋白质的降解（二）（二）蛋白质的酶解和蛋白质的酶解和氨基酸的吸收氨基酸的吸收一、蛋白质的降解一、蛋白质的降解（二）（二）蛋白质的酶解和蛋白质的酶解和氨基酸的吸收氨基酸的吸收一、蛋白质的降解一、蛋白质的降解（二）（二）蛋白质的酶解和蛋白质的酶解和氨基酸的吸收氨基酸的吸收氨基酸被小肠粘膜氨基酸被小肠粘膜吸收后即通过粘膜吸收后即通过粘膜的微血管进入血液的微血管进入血液运到肝脏及其他器运到肝脏及其他器官进行代谢，也有官进行代谢，也有少量氨基酸由淋巴少量氨基酸由淋巴系统进入血液。系统进入血液。PepsinChymotrypsin，trypsin,and exopeptidase
6、s二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢 吸收到体内的氨基酸可部分地在机体吸收到体内的氨基酸可部分地在机体（可以是细胞、组织或个体）中累积起来（可以是细胞、组织或个体）中累积起来形成形成氨基酸代谢库氨基酸代谢库供必要时动用。供必要时动用。食物蛋白食物蛋白 消化吸收消化吸收 体内合成体内合成（非必需（非必需氨基酸氨基酸）蛋白质（蛋白质（主主）合成合成 酮体酮体氧化供能氧化供能糖糖 脱羧脱羧胺类胺类转变转变其它含氮化合物其它含氮化合物 经肾排出经肾排出(1g/d)氨氨 基基 酸酸 代代 谢谢 库库 分解分解 脱氨脱氨 -酮酸酮酸（生成尿素）（生成尿素）组织蛋白质组织蛋白质分解分解 一般在下列一般在下
7、列3种代谢状况下，氨基酸才氧化降解：种代谢状况下，氨基酸才氧化降解：细胞的蛋白质进行正常的合成和降解时，蛋白质细胞的蛋白质进行正常的合成和降解时，蛋白质合成并不需要蛋白质降解释放出的某些氨基酸，合成并不需要蛋白质降解释放出的某些氨基酸，这些氨基酸会进行氧化分解。这些氨基酸会进行氧化分解。食品富含蛋白质，消化产生的氨基酸超过了蛋白食品富含蛋白质，消化产生的氨基酸超过了蛋白质合成的需要，由于氨基酸不能在体内储存，过质合成的需要，由于氨基酸不能在体内储存，过量的氨基酸在体内被氧化降解。量的氨基酸在体内被氧化降解。机体处于饥饿状态或未控制的糖尿病状态时，机机体处于饥饿状态或未控制的糖尿病状态时，机体不
8、能利用或不能合适地利用糖作为能源，细胞体不能利用或不能合适地利用糖作为能源，细胞的蛋白质被用做重要的能源。的蛋白质被用做重要的能源。二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢氨基酸代谢去路氨基酸代谢去路 （1 1）经生物合成形成）经生物合成形成蛋白质蛋白质；（2 2）进行）进行分解代谢分解代谢：先脱去氨基，形成的碳骨：先脱去氨基，形成的碳骨架架-酮戊二酸进入糖代谢途径，彻底氧化或酮戊二酸进入糖代谢途径，彻底氧化或转变为糖和脂肪；转变为糖和脂肪；（3 3）以酰胺形式）以酰胺形式储存储存起来，或转变为其他含氮物起来，或转变为其他含氮物质。质。二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢氨基酸分解第一步为氨基酸分
9、解第一步为脱氨脱氨，脱氨后产生，脱氨后产生酮酸和氨酮酸和氨。在代谢中有的酮酸具有产生糖，有的具有产生酮的潜在代谢中有的酮酸具有产生糖，有的具有产生酮的潜力，因此，在代谢上氨基酸可分为力，因此，在代谢上氨基酸可分为生糖与生酮生糖与生酮分类。分类。氨基酸失去氨基的作用称为氨基酸失去氨基的作用称为脱氨基作用脱氨基作用，分为，分为氧化脱氧化脱氨基作用氨基作用（动、植物）和（动、植物）和非氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作用（微生物）（微生物）二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（一）氨基酸的脱氨基作用（一）氨基酸的脱氨基作用1 1、氧化脱氨基作用、氧化脱氨基作用 氨基酸的氧化脱氨是由氨基酸的氧化脱氨是由氨基
10、酸氧化酶氨基酸氧化酶催化。反应催化。反应分两个步骤进行。第一步分两个步骤进行。第一步脱氢脱氢，第二步，第二步加水加水和和脱氨脱氨1、氧化脱氨基作用、氧化脱氨基作用L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶：肝、肾、脑组织广泛存在，是一种不需氧：肝、肾、脑组织广泛存在，是一种不需氧脱氢酶，催化脱氢酶，催化L-谷氨酸氧化脱氨生成谷氨酸氧化脱氨生成-酮戊二酸酮戊二酸，辅酶是，辅酶是NAD+或或NADP+L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶亚谷氨酸亚谷氨酸2 2、非氧化脱氨基作用、非氧化脱氨基作用 氨基酸的非氧化脱氨基作用主要在某些微生物中氨基酸的非氧化脱氨基作用主要在某些微生物中常见，如常见，如还原脱氨、水解脱氨等。还原
11、脱氨、水解脱氨等。还原脱氨：还原脱氨：RCHNH2COOH+2HRCH2COOH+NH3水解脱氨：水解脱氨：RCHNH2COOH+H2ORCHOH-COOH+NH3 二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（一）氨基酸的脱氨基作用（一）氨基酸的脱氨基作用1、*转氨酶与转氨基作用转氨酶与转氨基作用 转氨基作用转氨基作用：在在转氨酶转氨酶的催化下，的催化下，某一氨基酸的某一氨基酸的-氨基氨基转转移到另一种移到另一种-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成氨基酸则转变成-酮酸。酮酸。（二）氨基转移反应（二）氨基转移反应二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代
12、谢谷丙转氨酶谷丙转氨酶（glutamic pyruvic transaminase,GPT，又称，又称ALT)谷草转氨酶谷草转氨酶（glutamic oxaloacetic transminase,GOT，又称，又称AST）转氨酶转氨酶 正常人各组织正常人各组织GOT及及GPT活性活性(单位单位/克湿组织克湿组织)血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。预后的指标之一。组织组织GOTGPT 心心1560007100肝肝14200044000骨骼肌骨骼肌990004800肾肾9100019000组织组织GOTGPT 胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清28
13、0002000140001200100007002016l转氨酶的辅酶是转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛l转氨酶催化的反应转氨酶催化的反应没有游离氨的释放没有游离氨的释放l转氨酶催化反应是转氨酶催化反应是可逆反应可逆反应l氨基的受体：氨基的受体：丙酮酸、草酰乙酸、丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸酮戊二酸吡哆醛：吡哆醛：R=-CHO吡哆胺：吡哆胺：R=-CH2NH2吡哆醇：吡哆醇：R=-CH2OHCH2OHRH3CHONP P磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺生化作用：生化作用：氨基酸转移酶的辅酶，起递氨基作用氨基酸转移酶的辅酶，起递氨基作用3、转氨基作用的机制、转氨基作用的机制 转氨酶的辅
14、酶是转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛，起传递起传递氨基氨基的作用的作用二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用是体内氨基酸脱氨基的主要方式是体内氨基酸脱氨基的主要方式 定义定义 形式形式二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用1、什么是联合脱氨基作用、什么是联合脱氨基作用-氨基酸先与氨基酸先与-酮戊二酸起转氨基作用，形成谷酮戊二酸起转氨基作用，形成谷氨酸，谷氨酸再脱氨。氨酸，谷氨酸再脱氨。生物体采用生物体采用转氨作用转氨作用和和氧化脱氨作用氧化脱氨作用联合进行的方联合进行的方法，即可迅速地使各种不同的氨基酸脱掉氨基，叫法
15、，即可迅速地使各种不同的氨基酸脱掉氨基，叫联合脱氨基作用。联合脱氨基作用。二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用 以以谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用为中心的联合脱氨基作用2、联合脱氨基作用的形式、联合脱氨基作用的形式 以以嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸的联合脱氨基作用的联合脱氨基作用以以谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用为中心的联合脱氨基作用主要在肝、肾等主要在肝、肾等组织内进行，参与组织内进行，参与的酶是转氨酶与谷的酶是转氨酶与谷氨酸脱氢酶。该途氨酸脱氢酶。该途径是联合脱氨基作径是联合脱氨基作用的主要反应途径用的主要反应途径体内合成非必
16、需体内合成非必需氨基酸的主要途径氨基酸的主要途径 以以嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸的联合脱氨基作用的联合脱氨基作用主要在骨骼肌、心肌内进行。肌肉中主要在骨骼肌、心肌内进行。肌肉中L-谷氨酸脱氢酶活性不高谷氨酸脱氢酶活性不高二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（四）氨基酸脱羧基作用（四）氨基酸脱羧基作用 一种氨基酸脱羧酶一般只对一种一种氨基酸脱羧酶一般只对一种L-L-型氨基酸或其型氨基酸或其衍生物起脱羧作用。氨基酸脱羧酶中除组氨酸脱羧衍生物起脱羧作用。氨基酸脱羧酶中除组氨酸脱羧酶不需任何辅酶外，其余各氨基酸脱羧酶皆需要酶不需任何辅酶外，其余各氨基酸脱羧酶皆需要磷磷酸吡哆醛酸吡哆醛为辅酶。为辅酶。（四）氨
17、基酸脱羧基作用（四）氨基酸脱羧基作用磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛的作用：磷酸吡哆醛的作用：以其醛基与氨基酸的氨基结合以其醛基与氨基酸的氨基结合成中间产物醛亚胺，醛亚胺经脱羧、水解生成一级成中间产物醛亚胺，醛亚胺经脱羧、水解生成一级胺。胺。胺胺二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢肠道细菌使氨基酸脱羧基产生胺类肠道细菌使氨基酸脱羧基产生胺类 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 色氨酸色氨酸 色胺色胺 酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺（四）氨基酸脱羧基作用（四）氨基酸脱羧基作用二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（五）（五）氨的代谢
18、去路氨的代谢去路 二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢 氨的毒性：损害中枢神经系统氨的毒性：损害中枢神经系统如：如：NH4+-酮戊二酸酮戊二酸+NADPH+H+谷氨酸谷氨酸+NADP+H2O（五）（五）氨的代谢去路氨的代谢去路 二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢1、氨的转运、氨的转运谷氨酰胺谷氨酰胺是氨运输的主要形式是氨运输的主要形式体内有毒性的氨有个来源体内有毒性的氨有个来源1.氨基酸脱氨基作用和胺类的分解均可以产生氨氨基酸脱氨基作用和胺类的分解均可以产生氨 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶2.肠道细菌腐败作用产生氨肠道细菌腐败作用产生氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸
19、在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨3.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 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶 氨中毒是致命的氨中毒是致命的氨是机体正常代谢产物，具有毒性。氨是机体正常代谢产物，具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。而解毒。正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过60 mol/L。二、氨基酸分解代谢二、氨基酸分解代谢（五）（五）氨的代谢去路氨的代谢去路 2、氨的排泄、氨的排泄排氨动物（如鱼类），以谷氨酰胺形式运送至
20、排泄排氨动物（如鱼类），以谷氨酰胺形式运送至排泄部位，经部位，经谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶作用产生氨，扩散排除。作用产生氨，扩散排除。尿素形成尿素形成尿素循环尿素循环(urea cycle):肝脏中进行肝脏中进行（陆栖高等动物和陆栖高等动物和两栖类）两栖类）排尿酸动物（如陆生爬虫类和鸟类）排尿酸动物（如陆生爬虫类和鸟类）尿酸的形尿酸的形成成三、尿素循环三、尿素循环(urea cycle(urea cycle鸟氨酸循环鸟氨酸循环)1、尿素循环的发现、尿素循环的发现310页页 最早发现的代谢循环，最早发现的代谢循环，1932年年Hans A.Krebs提出提出尿素的形成主要在尿素的形成主要在肝细胞肝细胞
21、中进行。中进行。三、尿素循环三、尿素循环(urea cycle(urea cycle鸟氨酸循环鸟氨酸循环)尿素的生物合成需要尿素的生物合成需要NH3、CO2（或（或H2CO3）、）、鸟氨酸、天冬氨酸、鸟氨酸、天冬氨酸、ATP、Mg2+和一系列的和一系列的酶酶参加参加作用。作用。2NH3+CO2 H2N-C-NH2 +H2OO鸟氨酸循环鸟氨酸循环1).鸟氨酸鸟氨酸与氨、与氨、CO2结合生结合生成成瓜氨酸瓜氨酸2).瓜氨酸接受一分子氨生瓜氨酸接受一分子氨生成成精氨酸精氨酸3).精氨酸水解产生精氨酸水解产生尿素尿素(urea)，重新生成鸟氨酸，重新生成鸟氨酸三、尿素循环三、尿素循环(urea cyc
22、le(urea cycle鸟氨酸循环鸟氨酸循环)2、尿素循环的过程、尿素循环的过程NH3+CO2+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 精氨琥珀酸精氨琥珀酸 2ATP 2ADP+Pi N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸 鸟氨酸鸟氨酸 Pi 瓜氨酸瓜氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 尿素尿素 鸟氨酸鸟氨酸 H2OATPAMP+PPi天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸aa-酮酸酮酸线粒体线粒体胞液胞液鸟氨酸循环的全过程鸟氨酸循环的全过程 鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸(ornithine)(citrulline)(arginine)氨甲酰基氨甲酰基脒基脒
23、基3、鸟氨酸循环的具体步骤、鸟氨酸循环的具体步骤1).氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸的合成的合成2).瓜氨酸瓜氨酸的合成的合成3).精氨酸精氨酸的合成的合成4).精氨酸水解生成精氨酸水解生成尿素尿素CO2+NH3 +H2O氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶I（CPS-）N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸 Mg2+2ATP 2ADP+Pi 1）氨甲酰磷酸的合成氨甲酰磷酸的合成（反应部位：线粒体反应部位：线粒体）氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2C OOPO32-N-乙酰谷氨酸是乙酰谷氨酸是CPS-的变构激活剂的变构激活剂 反应不可逆反应不可逆2）瓜氨酸的合成）瓜氨酸的合成 反应部位：反应部位：线粒体线粒体鸟氨酸氨基甲
24、酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2(CH2)3CHCOOHNH2鸟鸟氨氨酸酸NH2COOPO32-NH2COOPO32-NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3由由鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)催化，催化，OCT常与常与CPS-构成构成复合体。复合体。反应在线粒体中进行，反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。瓜氨酸生成后进入胞液。2）瓜氨酸的合成）瓜氨酸的合成 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPA
25、TPAMP+PPiAMP+PPiH H2 2O OMgMg2+2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)3COOHCHH2NCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH3）精氨酸的合成）精氨酸的合成（反应部位：胞液反应部位：胞液）3）精氨酸的合成）精氨酸的合成（反应部位：胞液反应部位：胞液）COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2CO
26、OH精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸4）精氨酸水解为尿素）精氨酸水解为尿素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 液液三、尿素循环三、尿素循环(urea cycle(urea cycle鸟氨酸循环鸟氨酸循环)4
27、 4、尿素循环的总结（看图、尿素循环的总结（看图311311页）页）（1）形成）形成1分子尿素可清除两分子氨基氮及分子尿素可清除两分子氨基氮及1分子分子CO2（2）形成）形成1分子尿素需消耗分子尿素需消耗4个高能磷酸键个高能磷酸键（3）前两步骤是在肝细胞的）前两步骤是在肝细胞的线粒体线粒体中完成的，而后中完成的，而后三个步骤都是在三个步骤都是在胞液胞液中完成的。中完成的。（4）产生二个非蛋白质氨基酸：鸟氨酸、瓜氨酸）产生二个非蛋白质氨基酸：鸟氨酸、瓜氨酸*要点要点 部位：部位：肝细胞线粒体、胞液肝细胞线粒体、胞液 原料：原料：NH3、CO2、ATP、天冬氨酸天冬氨酸 2个氮原子，个氮原子，1个
28、来自个来自氨氨，1个来自个来自天冬氨酸天冬氨酸 涉及的氨基酸及其衍生物：涉及的氨基酸及其衍生物：6种种 鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、精氨琥珀酸、精氨琥珀酸、N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸耗能：耗能：3个个ATP；4个高能磷酸键个高能磷酸键与与三羧酸循环三羧酸循环的联系物质：的联系物质：延胡索酸延胡索酸*意义意义 解除氨毒以保持血氨的低浓度水平解除氨毒以保持血氨的低浓度水平水生生物直接扩散脱氨水生生物直接扩散脱氨（NH3）哺乳、两栖动物排尿素哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、价廉的原则排氨。各种生物根据安全、价廉的原则排氨。直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化
29、为排氨形式直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为排氨形式越复杂，越安全，但越耗能。越复杂，越安全，但越耗能。？体内水循环迅速，体内水循环迅速，NHNH3 3浓度低，扩散流失快，浓度低，扩散流失快，毒性小。毒性小。CONH2NH2？体内水循环较慢，体内水循环较慢，NHNH3 3浓度较高，需要消耗能浓度较高，需要消耗能量使其转化为较简单，量使其转化为较简单，低毒的尿素形式。低毒的尿素形式。5、高血氨与氨中毒、高血氨与氨中毒高血氨症：高血氨症：肝功能严重损伤，尿素合成障碍肝功能严重损伤，尿素合成障碍肝昏迷：肝昏迷：氨氨与脑中的与脑中的-酮戊二酸酮戊二酸结合生成结合生成谷氨酸谷氨酸，氨再氨再与与谷氨酸谷
30、氨酸结合生成结合生成谷氨酰胺谷氨酰胺。脑中氨的增加。脑中氨的增加使脑中使脑中-酮戊二酸减少，导致酮戊二酸减少，导致三羧酸循环三羧酸循环减弱，减弱，从而使脑组织中的从而使脑组织中的ATPATP生成减少，引起大脑功能障生成减少，引起大脑功能障碍，严重时发生肝昏迷。碍，严重时发生肝昏迷。降血氨的常用方法：降血氨的常用方法：给予谷氨酸、精氨酸；肠道给予谷氨酸、精氨酸；肠道抑菌药；酸性盐水灌肠；限制蛋白质进食量。抑菌药；酸性盐水灌肠；限制蛋白质进食量。TAC 脑供能不足脑供能不足-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 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四、四、
31、氨基酸碳骨架的氧化途径氨基酸碳骨架的氧化途径 氨基酸脱氨后产生的酮酸可有下列氨基酸脱氨后产生的酮酸可有下列3种代谢途径：种代谢途径：合成合成新氨基酸新氨基酸 转变成转变成糖及脂肪糖及脂肪 直接氧化成直接氧化成水及水及CO2 四、四、氨基酸碳骨架的氧化途径氨基酸碳骨架的氧化途径 2020种氨基酸分解途径各异，但它们都集种氨基酸分解途径各异，但它们都集中形成中形成5 5种产物（种产物（乙酰乙酰CoACoA、-酮戊二酸、琥酮戊二酸、琥珀酰珀酰CoACoA、延胡索酸、延胡索酸和和草酰乙酸草酰乙酸）而进入）而进入TCATCA循环，最后氧化成循环，最后氧化成COCO2 2和和H H2 2O O。314-3
32、28页页碳骨架的氧化（肝脏中）碳骨架的氧化（肝脏中）异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰乙酰CoA-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮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谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺五、五、生糖氨基酸和生酮氨基酸生糖氨基酸和生酮氨基酸1、生糖氨基酸：生糖氨基酸：
33、凡能形成丙酮酸、凡能形成丙酮酸、-酮戊二酸、酮戊二酸、琥珀酸和草酰乙酸的氨基酸都称为生糖氨基酸；琥珀酸和草酰乙酸的氨基酸都称为生糖氨基酸；2、生酮氨基酸：生酮氨基酸：凡能转变成乙酰乙酰凡能转变成乙酰乙酰COA的氨基的氨基酸都称为生酮氨基酸；酸都称为生酮氨基酸；3、生糖和生酮氨基酸：生糖和生酮氨基酸：既可生成酮体又可生成糖既可生成酮体又可生成糖的氨基酸。如的氨基酸。如 Phe Tyr。六、六、由氨基酸衍生的其他重要物质由氨基酸衍生的其他重要物质1、氨基酸与一碳单位（、氨基酸与一碳单位（329页）页）生物化学中将具有一个碳原子的基团称为生物化学中将具有一个碳原子的基团称为“一碳单位一碳单位”。种类
34、：种类：*甲基（甲基（-CH3）*亚甲基（亚甲基（-CH2-甲烯基）甲烯基）*次甲基（次甲基（=CH-甲炔基）甲炔基）*甲酰基（甲酰基（-CHO）*亚氨甲基（亚氨甲基（-CH=NH）*羟甲基（羟甲基（-CH2OH）六、六、由氨基酸衍生的其他重要物质由氨基酸衍生的其他重要物质1、氨基酸与一碳单位、氨基酸与一碳单位特点：特点：不能游离存在，以不能游离存在，以四氢叶四氢叶 酸酸为载体参与反应。为载体参与反应。N5678叶酸叶酸FH2还原酶还原酶二氢叶酸二氢叶酸（7，8）N5678FH2还原酶还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+四氢叶酸四氢叶酸（5，6，7，8）N5678生化作用
35、：生化作用：FH4是一碳单位转移酶的辅酶，起着是一碳单位转移酶的辅酶，起着传递传递“一碳一碳”单位的作用单位的作用2.2.一碳单位与四氢叶酸一碳单位与四氢叶酸 FH4携带一碳单位的形式携带一碳单位的形式 （一碳单位通常是结合在一碳单位通常是结合在FH4分子的分子的N5、N10位上）位上）N5CH3FH4N5、N10CH2FH4N5、N10=CHFH4N10CHOFH4N5CH=NHFH43、一碳单位的生理功用、一碳单位的生理功用*参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。将氨基酸与核苷酸代谢密切相连。将氨基酸与核苷酸代谢密切相连。*一碳单位代谢障碍会影响一碳单
36、位代谢障碍会影响DNA、蛋白、蛋白 质的合成，引起巨幼红细胞性贫血。质的合成，引起巨幼红细胞性贫血。*磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳 单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用。*参与许多物质的甲基化过程。参与许多物质的甲基化过程。七、七、氨基酸代谢缺陷氨基酸代谢缺陷 氨基酸代谢中由于缺乏某一种酶所引起的疾病叫氨基酸代谢中由于缺乏某一种酶所引起的疾病叫代谢缺陷症。属于代谢缺陷症。属于分子疾病分子疾病，其病因和，其病因和DNA分子突分子突变有关，又称先天性遗传代谢病。变有关，又称先天性遗传代谢病。1、苯丙酮酸尿症、苯丙酮酸尿症(ph
37、enyl keronuria,PKU)体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常体内苯丙氨酸羟化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮转变为酪氨酸，苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。受阻，可出现尿黑酸症。2、尿黑酸症、尿黑酸症 3、帕金森病、帕金森病(Parkinson disease)l帕金森病帕金森病(Parkinson disease)患者多巴胺生成减少。患者多巴胺生成减少。l
38、在黑色素细胞中，酪氨酸可经在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶酪氨酸酶等等催化合成黑色素。催化合成黑色素。l人体缺乏人体缺乏酪氨酸酶酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为肤、毛发等发白，称为白化病白化病(albinism)。4、白化病、白化病(albinism)掌握一些主要的概念：转氨作用，氧化脱氨，鸟掌握一些主要的概念：转氨作用，氧化脱氨，鸟氨酸循环，生酮和生糖氨基酸氨酸循环，生酮和生糖氨基酸熟悉鸟氨酸循环发生的部位，循环中的各步酶促熟悉鸟氨酸循环发生的部位，循环中的各步酶促反应，尿素氮的来源反应，尿素氮的来源 了解氨基酸碳骨架的氧化途径，特别是与代谢中了解氨基酸碳骨架的氧化途径，特别是与代谢中心途径（酵解和柠檬酸循环）的关系，以及一些心途径（酵解和柠檬酸循环）的关系，以及一些氨基酸代谢中酶的缺损引起的遗传病氨基酸代谢中酶的缺损引起的遗传病 了解非必需氨基酸和必需氨基酸合成的基本过程了解非必需氨基酸和必需氨基酸合成的基本过程本章考点本章考点
