1、第十一章第十一章蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸分解代谢分解代谢合成合成分解分解合成代谢合成代谢第第一一节节蛋蛋 一、食物蛋白质的生理功能一、食物蛋白质的生理功能 蛋白质是生命的物质基础，一切生命现象蛋白质是生命的物质基础，一切生命现象都离不开蛋白质。都离不开蛋白质。蛋白质是组织、细胞的重要蛋白质是组织、细胞的重要组成成分组成成分。蛋白质的这项功能是蛋白质的这项功能是不能不能由糖或脂肪由糖或脂肪所代替的。所代替的。儿童的生长发育、组织蛋白的不断更新、儿童的生长发育、组织蛋白的不断更新、受损组织的修复，都需要足够的蛋白质，而受损组织的修复，都需要足够的蛋白质，而且必须要从食物中摄取。且必须要从食物中摄取
2、。物质代谢中的物质代谢中的酶酶 代谢调节中的代谢调节中的激素激素 免疫反应中的免疫反应中的抗体抗体 物质运输中的物质运输中的载体载体 凝血过程中的凝血过程中的凝血因子凝血因子 与肌肉收缩有关的躯体运动、消化吸收与肌肉收缩有关的躯体运动、消化吸收血液循环血液循环蛋白质。蛋白质。蛋白质在体内可蛋白质在体内可氧化分解产能。氧化分解产能。16KJ/g 成人每日约有成人每日约有18%的能量来自蛋白质。的能量来自蛋白质。一般情况下，体内的供能物质主要是糖和一般情况下，体内的供能物质主要是糖和脂肪。脂肪。指每日氮的摄入量和氮的排出量的对比关系。指每日氮的摄入量和氮的排出量的对比关系。即每日从食物中摄入氮减去
3、尿氮和粪氮。即每日从食物中摄入氮减去尿氮和粪氮。它反映体内蛋白质的它反映体内蛋白质的合成与分解合成与分解速度的相对速度的相对关系。关系。构成蛋白质的构成蛋白质的20种氨基酸，有种氨基酸，有8种不能在体种不能在体内合成，必需从食物中摄取。内合成，必需从食物中摄取。这些机体需要这些机体需要但又不能自身合成，必需由食物来供给的氨但又不能自身合成，必需由食物来供给的氨基酸基酸，称为，称为必需氨基酸必需氨基酸。其余的氨基酸在体内可以合成，称为其余的氨基酸在体内可以合成，称为非必需氨基酸非必需氨基酸。包括包括苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨
4、酸蛋氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸1 1、必需氨基酸、必需氨基酸 蛋白质营养价值蛋白质营养价值=(N保留量保留量/N吸收量）吸收量）100 蛋白质营养价值的高低蛋白质营养价值的高低取决于取决于所含所含必需氨基酸必需氨基酸的种类、数量和相对比例的种类、数量和相对比例是否与人体蛋白质接是否与人体蛋白质接近，越接近，其营养价值就越高。近，越接近，其营养价值就越高。蛋白质的营养价值包括：蛋白质的营养价值包括：食物蛋白质含量、蛋白质的消化率、蛋白食物蛋白质含量、蛋白质的消化率、蛋白质的利用率。质的利用率。动、植物蛋白质相比较，动物蛋白质中必动、植物蛋白质相比较，动物蛋白质中必需氨基酸的种类、比例更接近于
5、人体，故需氨基酸的种类、比例更接近于人体，故营养价值比植物蛋白质高。营养价值比植物蛋白质高。中国营养协会制定的每日蛋白质供给量中国营养协会制定的每日蛋白质供给量为了能长期保持总氮平衡，我国营养学会为了能长期保持总氮平衡，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为推荐成人每日蛋白质需要量为80g。4食食物物蛋蛋白白 不同的食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、不同的食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量都不相同，若把几种数量都不相同，若把几种营养价值较低的蛋营养价值较低的蛋白质混合食用白质混合食用，它们所含的，它们所含的必需氨基酸互相必需氨基酸互相补充补充，从而提高蛋白质的营养价值，称为蛋，从而提高蛋白质的
6、营养价值，称为蛋白质的白质的互补作用互补作用。高营养剂：水解蛋白、复合氨基酸液高营养剂：水解蛋白、复合氨基酸液 蛋白来源蛋白来源 重量重量%单食时单食时BV 混食时混食时BV 豆腐干豆腐干 42 65 77 面面 筋筋 58 67 小小 麦麦 39 67 小小 米米 13 57 89 牛牛 肉肉 26 69 大大 豆豆 2 2 64 蛋白质互补作用蛋白质互补作用：大米和面粉大米和面粉赖氨酸赖氨酸混食混食可以使两种食物中可以使两种食物中 大豆大豆 蛋氨酸蛋氨酸的氨基酸互相补充的氨基酸互相补充有利于提高蛋白质的利用率。有利于提高蛋白质的利用率。注意注意:(1)需同餐进食需同餐进食;(2)限于植物蛋
7、白间互补。限于植物蛋白间互补。例：例：番薯粥；玉米番薯粥；玉米+黄豆黄豆赖赖AA 一、蛋白质的消化一、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。食物蛋白质食物蛋白质胨及多肽胨及多肽寡肽、氨基酸寡肽、氨基酸水解酶水解酶水解酶水解酶 胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶 +六个多肽六个多肽胃酸或胃蛋白酶胃酸或胃蛋白酶 胰蛋白酶原胰蛋白酶原胰蛋白酶胰蛋白酶 +六肽六肽肠激酶及胰蛋白酶肠激酶及胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白
8、酶原羧基肽酶羧基肽酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原2 2 二肽二肽羧基肽酶羧基肽酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 有两种类型的消化酶：有两种类型的消化酶：肽链外切酶肽链外切酶：如羧肽酶：如羧肽酶A、羧肽酶、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽、氨基肽酶、二肽酶等；酶等；肽链内切酶肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。产生的寡肽再经寡肽酶产生的寡肽再经寡肽酶(oligopeptidase)，如氨，如氨基肽酶及二肽酶等的作用，水解为氨基酸。基肽酶及二肽酶等的作用，水解为氨基酸。95%的食物蛋白质在肠中完全水解为氨基酸。的食物蛋白质在肠中完全水解为氨基酸。表表1
9、 11 1-3 3胃胃肠肠道道中中重重要要的的蛋蛋白白 名称名称 来源来源 水解肽键的特异性水解肽键的特异性 分子量分子量 最适最适PH胃蛋白酶胃蛋白酶 胃胃 -酸性酸性-CO-NH-芳族芳族 3.3104 1.52.5胰蛋白酶胰蛋白酶 胰胰 -碱性碱性-CO-NH-R-2.3104 8.09.0糜蛋白酶糜蛋白酶 胰胰 -芳族芳族-CO-NH-R-2.4104 8.09.0弹性蛋白酶弹性蛋白酶 胰胰 -脂族脂族-CO-NH-R-2.6104 8.8羧肽酶羧肽酶A 胰胰 -中性氨基酸羧基末端肽中性氨基酸羧基末端肽3.4104 7.4羧肽酶羧肽酶B 胰胰 -碱性氨基酸羧基末端肽碱性氨基酸羧基末端肽
10、3.4104 8.0氨基肽酶氨基肽酶 小肠小肠 寡肽的氨基末端肽寡肽的氨基末端肽 7.08.5二肽酶二肽酶 小肠小肠 二肽的肽键二肽的肽键 8.0二、肽和氨基酸的吸收二、肽和氨基酸的吸收n吸收部位：主要在小肠吸收部位：主要在小肠n吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽n吸收机制：耗能的主动吸收过程吸收机制：耗能的主动吸收过程1.主动转运主动转运 氨基酸的吸收主要在小肠进行，是一种氨基酸的吸收主要在小肠进行，是一种主动转运过程，需由特殊的主动转运过程，需由特殊的氨基酸载体氨基酸载体蛋白蛋白携带。转运氨基酸进入细胞时，同携带。转运氨基酸进入细胞时，同时转运入时转运入Na+。通过氨
11、基酸载体吸收通过氨基酸载体吸收中性氨基酸转运蛋白中性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白-氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白三肽转运蛋白 由由-谷氨酰基转移酶谷氨酰基转移酶催化，利用催化，利用GSH，合成，合成-谷氨酰氨基酸谷氨酰氨基酸进行转运吸收，消耗的进行转运吸收，消耗的GSH可重新再合成。可重新再合成。谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成谷胱甘肽再合成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肽酶肽酶-谷氨谷氨 酸环化酸环
12、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谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH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细胞内细胞内CHH2NCOOHR氨基酸氨基酸COOHCHNH2CH2CH2CONHCHCOOHR-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸 蛋白质的腐败分解作用蛋白质的腐败分解作用（putrefaction）主要在大肠中）主要在大肠中进行，是指细菌对蛋白质及其消化产物
13、的分解作用。进行，是指细菌对蛋白质及其消化产物的分解作用。腐败分解作用包括腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、脱氨、脱水解、氧化、还原、脱羧、脱氨、脱巯基等反应。巯基等反应。可可产生有毒物质产生有毒物质，如，如胺类胺类（腐胺、尸胺、酪胺），酚类，（腐胺、尸胺、酪胺），酚类，吲哚类，吲哚类，氨氨及硫化氢等。这些有毒物质被吸收后，由及硫化氢等。这些有毒物质被吸收后，由肝肝进行解毒。进行解毒。产生的少量的有用物质如维生素产生的少量的有用物质如维生素K、泛酸、生物素、叶、泛酸、生物素、叶酸和维生素酸和维生素B12 成人体内的蛋白质每天约有成人体内的蛋白质每天约有1%2%被降解，被降解，主要是肌肉蛋
14、白质。主要是肌肉蛋白质。蛋白质降解产生的氨基酸，大约蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%80%被被重新利用合成新的蛋白质。重新利用合成新的蛋白质。n 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t1/2表示。表示。蛋白质以不同的速率进行降解蛋白质以不同的速率进行降解n不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生不同的蛋白质降解速率不同，降解速率随生理需要而变化。理需要而变化。体内蛋白质的降解途径：体内蛋白质的降解途径：溶酶体途径：主要降解细胞外来源的蛋白质，溶酶体途径：主要降解细胞外来源的蛋白质，以及膜蛋白和细胞内长寿命
15、的蛋白质。以及膜蛋白和细胞内长寿命的蛋白质。细胞液途径：主要降解异常的蛋白质和短寿细胞液途径：主要降解异常的蛋白质和短寿命的蛋白质命的蛋白质（一）溶酶体途径（一）溶酶体途径非非ATPATP依赖性蛋白降解途径依赖性蛋白降解途径（二）细胞液途径（二）细胞液途径ATPATP依赖性蛋白降解途径依赖性蛋白降解途径（被泛素标记，后被分解，需耗能）（被泛素标记，后被分解，需耗能）泛素COOH（遍在蛋白质，76肽）HS酶1（泛素活化酶）ATPAMP+PPi(1)泛素COS酶1 （C端甘氨酸被活化）蛋白质 HS酶2（泛素结合酶）(泛素)nCONH蛋白质 （赖氨酸 氨氨基基）（蛋白质泛素化）(2)酶3（泛素蛋白质
16、连接酶）HS酶1（泛素活化酶）泛素COS酶2 （C端甘氨酸被活化）酶2（泛素结合酶）蛋白质酶3(3)(4)酶3蛋白酶类，ATP(5)氨基酸一、细胞内蛋白质降解过程中的重要物质一、细胞内蛋白质降解过程中的重要物质 76个氨基酸组成的多肽个氨基酸组成的多肽(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名普遍存在于真核生物而得名 一级结构高度保守一级结构高度保守它在细胞中以自由的方式或通过它在细胞中以自由的方式或通过共价键共价键与蛋白质牢固结合，蛋白与蛋白质牢固结合，蛋白质一旦被它标记上就会被送到细胞内的质一旦被它标记上就会被送到细胞内的“垃圾处理厂垃圾处理厂”进行降解，进行降解，细胞内蛋白质的降解是一个多步
17、骤反应的过程。泛素在一系列酶细胞内蛋白质的降解是一个多步骤反应的过程。泛素在一系列酶的催化下，其的催化下，其C-末端末端Gly与靶蛋白的与靶蛋白的Lys侧链相连，然后其他泛素侧链相连，然后其他泛素分子以分子以Gly连接到先前结合的泛素分子的连接到先前结合的泛素分子的Lys侧链上而形成侧链上而形成多聚泛多聚泛素链。素链。E1：泛素活化酶：泛素活化酶E2：泛素结合酶：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶泛素泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素泛素COS E1HS-E2HS-E1泛素泛素COS E2泛素泛素COS E1被降解被降解蛋白质蛋白质HS-E2泛素泛素COS E2泛素泛
18、素CNH 被降解蛋白质被降解蛋白质OE3泛素化过程泛素化过程（三）蛋白酶体：（三）蛋白酶体：“垃圾处理厂垃圾处理厂”存在于细胞核和胞浆内，主要存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白质降解异常蛋白质和短寿蛋白质 26S蛋白蛋白质酶体质酶体 20S的核心的核心颗粒颗粒(CP)19S的调节颗粒的调节颗粒(RP):18个亚基个亚基,6个个亚基具有亚基具有ATP酶活性酶活性2个个环：环：7个个亚基亚基2个个环：环：7个个亚基亚基 泛素与选择性被降解蛋白质泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使形成共价连接，并使其激活其激活,即泛素化，包括三种酶参与的即泛素化，包括三种酶参与的3步反应，步反
19、应，并需消耗并需消耗ATP。蛋白酶体蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解。对泛素化蛋白质的降解。三、细胞内蛋白质降解过程三、细胞内蛋白质降解过程n重要性：重要性：能够清除错误的蛋白质；对细胞的生长能够清除错误的蛋白质；对细胞的生长周期、周期、DNA的复制，以及染色体结构的调控作用的复制，以及染色体结构的调控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第四节第四节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢 人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。成人每天约有成人每天约有1%2%的体内蛋白质被降解的体内蛋白质被降解。血液氨基酸血液氨基酸
20、组织氨基酸组织氨基酸氨基酸代谢库氨基酸代谢库来源来源去路去路1.1.食物蛋白质食物蛋白质2.2.体内合成的体内合成的非必需氨基酸非必需氨基酸3.3.组织蛋白质组织蛋白质分解分解1.1.合成蛋白质合成蛋白质2.2.分解代谢分解代谢3.3.合成其它含氮物合成其它含氮物(嘌呤、嘧啶）嘌呤、嘧啶）脱氨基脱氨基脱羧基脱羧基CO2胺类胺类-酮酸酮酸氨COCO2 2+H+H2 2O+O+能量能量糖或脂肪糖或脂肪非必需氨基酸非必需氨基酸其它含氮物其它含氮物谷氨酰胺谷氨酰胺尿素尿素 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 转氨基作用转氨基作用 联合脱氨基作用（最重要）联合脱氨基作用（最重要）非氧化脱氨非氧化脱氨CH NH
21、2COOHR-2 2H H酶酶CNHCOOHRNH3氨氨基基酸酸亚亚氨氨基基酸酸COCOOHR+H2O酮酮酸酸L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾脏）（活性低，分布于肝及肾脏）D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性强，但体内（活性强，但体内D-氨基酸少）氨基酸少）L-谷谷氨酸脱氢酶氨酸脱氢酶 活性强，分布于肝、肾及脑组织活性强，分布于肝、肾及脑组织 辅酶为辅酶为NAD+或或NADP+专一性强，只作用于谷氨酸，催专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应化的反应 可逆可逆氨基酸氧化脱氨主要酶氨基酸氧化脱氨主要酶章首节首CH NH2COOHR+H20NH3+H2O2COCOOHR氨氨基基酸酸氧
22、氧化化酶酶1.1.氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶辅酶：辅酶：FADFAD2.L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 催化催化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、NH3和和NADH+H+以以NAD+或或NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶为辅酶的不需氧脱氢酶 分布广泛，在分布广泛，在肝、肾、脑肝、肾、脑等组织中此酶活性等组织中此酶活性较强较强 该酶与转氨酶协同作用是体内脱氨基的主要该酶与转氨酶协同作用是体内脱氨基的主要方式。方式。变构酶：变构酶：ATP 和和NADH为变构抑制剂为变构抑制剂 ADP为变构激活剂为变构激活剂 在转氨酶催化下，氨基酸的在转氨酶催化下，氨基酸的a-氨基转移到氨基转移
23、到a-酮酸酮酸分子上，使其生成相应的氨基酸，而原来的氨基分子上，使其生成相应的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成相应的酸则转变成相应的a-酮酸，此反应过程称转氨基酮酸，此反应过程称转氨基作用。作用。R1 H C NH2 COOH R1 C O COOH+转氨酶R2C OCOOH+R2H C NH2 COOH 辅酶：辅酶：Vit B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛的磷酸酯，即磷酸吡哆醛 体内存在多种转氨酶，辅酶均是体内存在多种转氨酶，辅酶均是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺和磷酸吡哆胺，它们在氨基酸与，它们在氨基酸与a-酮酸之间酮酸之间起起传递氨基传递氨基的作用。的作用。不同的氨基酸与不同的氨基酸与a-酮酸
24、之间的转氨基反应酮酸之间的转氨基反应均由均由专一的转氨酶专一的转氨酶催化。催化。在各种转氨酶中，以在各种转氨酶中，以L-谷氨酸与谷氨酸与a-酮酸转氨酮酸转氨酶最为重要。酶最为重要。例如例如：谷丙转氨酶谷丙转氨酶（GPTGPT，又称，又称ALTALT）谷草转氨酶谷草转氨酶（GOTGOT，又称，又称ASTAST）COOH （CH2）2 H C NH2 COOH COOH（CH2）2 C O COOH+ALTCH3C OCOOH+CH3H C NH2 COOH谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸丙氨酸丙氨酸-酮戊二酸酮戊二酸 COOH （CH2）2 H C NH2 COOH COOH（CH2）2 C O COO
25、H+ASTCOOHCH2C OCOOH+COOH CH2H C NH2 COOH谷氨酸谷氨酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸-酮戊二酸酮戊二酸H20H203.3.转氨作用的机制转氨作用的机制3.3.转氨酶的催化机理转氨酶的催化机理转氨酶的辅酶是转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺转转氨氨基基 是是氨基酸的氨基转移氨基酸的氨基转移 氨基并未真正脱去氨基并未真正脱去，随着一个氨基酸的氨，随着一个氨基酸的氨基转移，必然有另一个氨基酸的生成。基转移，必然有另一个氨基酸的生成。4.转氨作用的意义转氨作用的意义：1.1.氨基酸分解代谢的方式之一氨基酸分解代谢的方式之一2.2.体内合成
26、非必需氨基酸的途径。体内合成非必需氨基酸的途径。广泛分布于各组织细胞内广泛分布于各组织细胞内在不同组织中含量不同在不同组织中含量不同 ALT和和AST广泛存在于各组织内，但在广泛存在于各组织内，但在各组织中的含量却不相同，以各组织中的含量却不相同，以心、肝组心、肝组织活性最高，血清中活性最低。织活性最高，血清中活性最低。例如例如 急性肝炎急性肝炎患者患者血清血清ALTALT活性活性 心肌炎或心肌梗死心肌炎或心肌梗死患者患者血清血清ASTAST活性活性临床上以此作为临床上以此作为疾病诊断和疗效观察疾病诊断和疗效观察的生化的生化指标之一。指标之一。当某些因素使当某些因素使细胞膜通透性增加或细胞损伤
27、细胞膜通透性增加或细胞损伤时时，转氨酶可大量的释放入血，造成，转氨酶可大量的释放入血，造成血清转血清转氨酶活性升高。氨酶活性升高。1.转氨作用偶联氧化脱氨作用：转氨作用偶联氧化脱氨作用：定义：氨基酸首先与定义：氨基酸首先与-酮戊二酸在转氨酶作用酮戊二酸在转氨酶作用下生成下生成-酮酸和谷氨酸，然后谷氨酸再经酮酸和谷氨酸，然后谷氨酸再经L-谷谷氨酸脱氢酶作用，脱去氨基产生游离氨和生成氨酸脱氢酶作用，脱去氨基产生游离氨和生成-酮戊二酸。酮戊二酸。意义意义 1、是体内、是体内AA脱氨基的最重要方式脱氨基的最重要方式 2、是体内合成非必需氨基酸的主、是体内合成非必需氨基酸的主 要途径。要途径。主要在肝、
28、肾组织进行主要在肝、肾组织进行图图 联合脱氨基作用联合脱氨基作用主要在主要在肌肉肌肉组织进行组织进行苹果酸苹果酸 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腺苷酸腺苷酸脱氢酶脱氢酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)IMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸氨基酸氨基酸-酮酸酮酸NH3H2O-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸草酰乙酸草酰乙酸AMP延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸嘌呤
29、核苷酸循环嘌呤核苷酸循环主要在主要在肌肉肌肉组织进行组织进行 脱水脱氨基、脱硫氢基脱氨基、直接脱氨脱水脱氨基、脱硫氢基脱氨基、直接脱氨基等。基等。（在微生物中个别（在微生物中个别AAAA进行进行,但不普遍）但不普遍）L-丝氨酸 CH2 COO-C-NH3+=-CH3 COO-C=NH2+-COOH CH2OHNH2-C-H-COOH CH3 C=O-丝氨酸脱水酶丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸-H2O+H2O-氨基丙烯酸亚氨基丙酸（四）（四）非氧化脱氨作用非氧化脱氨作用例：脱水脱氨基（只适于含一个羟基的AA)三、三、氨氨 氨是有毒的氨是有毒的，尤其是对中枢神经系统。虽然，尤其是对中枢神经系统。虽然有
30、各种来源的氨进入体内，但机体又有多种有各种来源的氨进入体内，但机体又有多种渠道将它们消除掉，即氨的来源和去路保持渠道将它们消除掉，即氨的来源和去路保持着着动态平衡动态平衡。正常人血氨浓度很低正常人血氨浓度很低，不超过，不超过58.758.7 molmolL(0L(01mg1mgd1)d1)。血血氨氨肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸脱氨氨基酸脱氨肾脏产生的氨肾脏产生的氨氨的来源氨的来源肝肝肾肾等等谷氨酰胺谷氨酰胺丙氨酸丙氨酸-葡萄葡萄糖循环糖循环氨的转运氨的转运合成尿素（肝）合成尿素（肝）合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸转变其他含氮物转变其他含氮物铵盐排出（肾）铵盐排出（肾）氨的去路氨的去路血氨的
31、来源与去路血氨的来源与去路1.1.血氨的来源血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨胺类的分解也可以产生氨 RCH RCH2 2NHNH2 2RCHO +NHRCHO +NH3 3胺氧化酶胺氧化酶 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸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 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 +NH+NH3 3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶碱性碱性条件下，氨多以条件下，氨多
32、以NH3分子形式存在，分子形式存在，有利于氨的吸收有利于氨的吸收酸性酸性条件下多以条件下多以NH4+的形式存在，氨的吸的形式存在，氨的吸收减少。收减少。注意注意：临床上对高血氨病人：临床上对高血氨病人不宜用肥皂水灌肠不宜用肥皂水灌肠NH3NH4+H+OH-(3)肾肾脏脏谷氨酰胺谷氨酰胺提示提示：高血氨病人：高血氨病人慎用碱性利尿剂慎用碱性利尿剂谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酸谷氨酸H20NH3肾小管肾小管H+NH4+碱性尿则不利于碱性尿则不利于NHNH4 4+的形成和排出的形成和排出2.2.血氨的去路血氨的去路 在肝内合成尿素，这是最主要的去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路 合成其它含氮化合物合成
33、其它含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH+NH3 3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPATPADP+PiADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NHNH3 3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NHNH4 4+，随尿排出。，随尿排出。这是体内氨的这是体内氨的主要去路主要去路合成尿素的途径合成尿素的途径鸟氨酸循环鸟氨酸循环合成尿素的原料合成尿素的原料NHNH3 3和和COCO2 2合成尿素的主要器官合成尿素的主要器官肝脏肝脏掌握掌握 2分子分子NH3和和1分子分子CO2经过经过1次循环可生次循环可生成成1分子尿素。分子尿素。鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨
34、酸尿素尿素NH3CO2NH3NH2C ONH21.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（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线粒体中进行反应在线粒体中进行反应由氨基甲酰磷酸合成酶反应由氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase,CPS-)催化。催化。N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子分子ATP。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)COOHCH3C-NH-CH(CH2)2COOHOCO
35、OHCH3C-NH-CH(CH2)2COOHO2.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)33.3.精氨酸的合成精氨酸的合成反应在反应在胞质胞质中进行。中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+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)3COOHCH
36、H2NCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHCOOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH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.精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行反应在胞液中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-
37、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 液液酶酶相对活性相对活性氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相对活性正常成人肝尿素合成酶的相对活性酶酶相对活性相对活性氨基甲酰磷酸
38、合成酶氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶精氨酸酶4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相对活性正常成人肝尿素合成酶的相对活性限速酶限速酶问题：您能对尿素循环问题：您能对尿素循环 做个小结吗？做个小结吗？原料原料：2分子氨，分子氨，1个来自游离的氨，另一个来自个来自游离的氨，另一个来自 天冬氨酸天冬氨酸 反应部位反应部位：肝细胞线粒体和胞液：肝细胞线粒体和胞液 耗能耗能：3个个ATP 4个高能磷酸键个高能磷酸键 意义意义：解氨毒一把有毒的：解氨毒一把有毒的NH3转
39、变成无毒的尿素转变成无毒的尿素 重要的酶重要的酶：精氨酸代琥珀酸缩合酶（限速酶）：精氨酸代琥珀酸缩合酶（限速酶）氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶I（CPS-I）尿素生成的调节尿素生成的调节1.1.食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响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2.CPS-的调节：的调节：N-乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（AGA）、）、精氨酸为其激活剂精氨酸为其激活剂3.尿素生成酶系的调节：尿素生成酶系的调节：（二）丙氨酸葡萄糖循环（二）丙氨酸葡萄糖循环 生理意义：生理意义：1.肌肉中氨以无毒的丙氨酸形成运输到肝肌肉中氨以无毒的丙氨酸形成运输到肝2.肝为肌肉提供葡萄糖肝为肌
40、肉提供葡萄糖 反应过程：反应过程：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NH3谷氨酸谷氨酸-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖酵解途径糖酵解途径肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液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氨氨谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺脑、心、肌肉脑、心、肌肉+ATPADP+PiH2OCOOHCH2CH2CHNH2COOHCONH2CH2CH2CHNH2COOH肝或肾肝或肾 反应过程反应过程谷谷氨氨谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺
41、酶谷氨酰胺酶谷氨酸谷氨酸H20NH3肾小管肾小管HH+肾肾NH4+随尿排出随尿排出谷谷氨氨 在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝或肾在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝或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。生理意义：生理意义：谷氨酰胺是氨的解毒产物，也谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储是氨的储存及运输形式。存及运输形式。还可为某些含氮化合物的还可为某些含氮化合物的合成提供原料。合成提供原料。血氨正常值：血氨正常值：6060mol/Lmol/L高血氨症高血氨症:肝功能严重损伤，尿素合肝功能严重损伤，尿素合成障碍，血氨增高。成障碍，血氨增高。肝昏迷或肝性脑病：严重的肝
42、病引肝昏迷或肝性脑病：严重的肝病引起的以代谢紊乱为基础的中枢神起的以代谢紊乱为基础的中枢神经系统综合症。临床表现主要是经系统综合症。临床表现主要是意识障碍和昏迷。意识障碍和昏迷。氨中毒学说是肝昏迷的机制之一。氨中毒学说是肝昏迷的机制之一。血血NHNH3 3增高增高谷氨酸谷氨酸大脑能量大脑能量供应不足供应不足昏迷昏迷严重的肝病严重的肝病尿素合成障碍尿素合成障碍1.1.血清白蛋白降低，表明蛋白合成能力低下；血清白蛋白降低，表明蛋白合成能力低下；2.2.血清胆红素可呈显著升高，说明有胆汁排泄障碍；血清胆红素可呈显著升高，说明有胆汁排泄障碍；3.3.低胆固醇血症，因肝合成能力降低所致；低胆固醇血症，因
43、肝合成能力降低所致；4.AST4.AST及及ALTALT由高值转为低值，见于大量肝细胞坏死的情况；由高值转为低值，见于大量肝细胞坏死的情况；5.5.尿素呈低值，提示肝合成尿素功能低下；尿素呈低值，提示肝合成尿素功能低下；6.6.血糖降低，由于肝糖原血糖降低，由于肝糖原储备减少引起；储备减少引起；7.7.凝血酶原时间延长，由于肝合成凝血因子降低；凝血酶原时间延长，由于肝合成凝血因子降低；8.8.血液血液pHpH增高及增高及PCO2PCO2降低（呼吸性碱中毒），因脑水肿引起的降低（呼吸性碱中毒），因脑水肿引起的换气过度所致。换气过度所致。减少血氨的来源，增加血氨的去路：减少血氨的来源，增加血氨的去
44、路：1.1.限制蛋白质饮食和其他含氮药物；限制蛋白质饮食和其他含氮药物；2.2.给予肠道抗生素；给予肠道抗生素；3.3.给予酸性液体灌肠；给予酸性液体灌肠；4.4.给予谷氨酸钠，使之与氨结合为谷氨酰胺；给予谷氨酸钠，使之与氨结合为谷氨酰胺；5.5.给予精氨酸钠或鸟氨酸钠，促进尿素的合成等。给予精氨酸钠或鸟氨酸钠，促进尿素的合成等。1、经还原氨基化生、经还原氨基化生成非必需氨基酸成非必需氨基酸 2、转变为糖和脂类、转变为糖和脂类 3、氧化供能、氧化供能 生糖氨基酸：在体生糖氨基酸：在体内可转变成糖的氨内可转变成糖的氨基酸基酸 生酮氨基酸：在体生酮氨基酸：在体内可转变为酮体和内可转变为酮体和脂酸的
45、脂酸的AA 生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 类别类别 氨基酸氨基酸 生酮氨基酸生酮氨基酸 亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸 生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 异异亮氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、酪氨酸、色氨酸、苏氨酸色氨酸、苏氨酸 生糖氨基酸生糖氨基酸 丙丙氨酸、精氨酸、氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、半胱氨酸、谷氨酸、甘甘氨酸、氨酸、脯氨酸、脯氨酸、蛋蛋氨酸、丝氨酸、氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺缬氨酸、组氨酸、天冬酰胺、谷氨酰胺琥珀酰琥珀酰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
46、酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-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苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨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 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 天冬氨酸如何转变成葡萄糖
47、天冬氨酸如何转变成葡萄糖？C-COOHCH-COOHO草酰乙酸谷草转氨酶谷草转氨酶H2NCH COOHCH2COOH天天冬冬氨氨酸酸磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸式丙酮酸丙酮酸激酶丙酮酸激酶丙酮酸丙酮酸脱氢酶复合体丙酮酸脱氢酶复合体乙酰辅酶乙酰辅酶A A三羧酸循环三羧酸循环-1 GTP1 ATP第五节第五节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢一、氨基酸的脱羧基作用一、氨基酸的脱羧基作用二、二、氨基酸与氨基酸与“一碳基团一碳基团”代谢代谢三、三、个别氨基酸代谢降解与疾病个别氨基酸代谢降解与疾病 熟悉熟悉 一、氨基酸的脱羧基作用一、氨基酸的脱羧基作用 概念概念：
48、在氨基酸脱羧酶的催化，体内部分氨基酸：在氨基酸脱羧酶的催化，体内部分氨基酸可进行脱羧基作用生成相应的胺。可进行脱羧基作用生成相应的胺。酶酶：氨基酸脱羧酶：氨基酸脱羧酶 辅酶辅酶：为磷酸吡哆醛为磷酸吡哆醛 意义意义：生成的胺类物质常具有重要的生理功用或：生成的胺类物质常具有重要的生理功用或药理作用药理作用*胺氧化酶能将胺类物质氧化成醛类或酸类物质，胺氧化酶能将胺类物质氧化成醛类或酸类物质，从而避免胺类在体内蓄积。从而避免胺类在体内蓄积。R H C NH2 COOHa-a-氨基酸氨基酸 胺胺氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶磷酸吡哆磷酸吡哆醛醛 R CH2 NH2CO2+氨基酸脱羧后生成的胺具有一定的生氨基
49、酸脱羧后生成的胺具有一定的生理活性，但在体内不能蓄积过多，否则理活性，但在体内不能蓄积过多，否则会引起心血管系统和神经系统的功能紊会引起心血管系统和神经系统的功能紊乱。乱。（VitB6）-氨基丁酸是一种氨基丁酸是一种神经递质神经递质，对中枢神，对中枢神经系统有经系统有抑制抑制作用。作用。脱羧酶-氨基丁酸谷氨酸1.1.-氨基丁酸（氨基丁酸（GABAGABA）组氨酸脱羧酶组胺2.组胺组胺鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸鸟氨酸腐胺（丁二胺）腐胺（丁二胺）CO2丙胺转移酶丙胺转移酶S-腺苷腺苷-3-甲硫丙胺甲硫丙胺5-甲硫腺苷甲硫腺苷精脒精脒丙胺转移酶丙胺转移酶精胺精胺S-腺苷腺苷-3-甲硫丙胺甲硫丙胺
50、 5-甲硫腺苷甲硫腺苷3.多胺的合成多胺的合成精眯和精胺是调节细胞生长的重要物质。精眯和精胺是调节细胞生长的重要物质。临床上测定肿瘤病人血或尿中多胺的含量作为观察病情临床上测定肿瘤病人血或尿中多胺的含量作为观察病情和辅助诊断的指标。和辅助诊断的指标。色氨酸5-5-羟色胺在羟色胺在脑组织脑组织是一种是一种抑制性神经递抑制性神经递质质，在外周组织在外周组织有有收缩血管收缩血管的作用。的作用。羟化酶脱羧酶5-羟色胺5-羟色氨酸4.5-4.5-羟色胺羟色胺5.牛磺酸牛磺酸-构成胆汁酸构成胆汁酸（一）一碳基团与载体（一）一碳基团与载体 概念：概念：某些氨基酸在体内分解代谢的过程中可产生含有某些氨基酸在体
