1、 生物化学 主编 张向阳 常陆林 全国高职高专护理类专业“十三五”规划教材 （供护理、助产专业用）第八章蛋白质的分解代谢目录第一节 蛋白质的营养作用第二节 氨基酸的一般代谢第三节 个别氨基酸的代谢第二节氨基酸的一般代谢 5 5 本节知识点本节知识点1.体内氨基酸的代谢概况2.氨基酸的脱氨基作用3.氨的代谢4.-酮酸的代谢 6 6 本节重点本节重点1.氨基酸的脱氨基作用；2.体内氨的主要来源、去路和转运方式；3.尿素合成的主要部位、主要过程和限速酶。7 7 (一)氨基酸代谢库(amino acide metabolic pool)食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基食物蛋白经消化吸收的氨基酸（
2、外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。称为氨基酸代谢库。第二节 氨基酸的一般代谢一、体内氨基酸的代谢概况 8 8 氨基酸代氨基酸代谢库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(非必需氨基酸非必需氨基酸)-酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 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 尿尿 素素代谢转变代谢转变 其他含氮化合物其他含氮化合物(嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧
3、啶等)合成合成 一、体内氨基酸的代谢概况一、体内氨基酸的代谢概况一、体内氨基酸的代谢概况一、体内氨基酸的代谢概况体内氨基酸代谢概况 9 9 二、氨基酸的脱氨基作用定义定义：指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。脱氨基脱氨基方式：方式：氧化脱氨基氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联 10 10 二、氨基酸的脱氨基作用（一）转氨基作用(transamination)1.定义在氨基转移酶（在氨基转移酶（aminotransferaseaminotransf
4、erase）（简称转）（简称转氨酶，氨酶，transaminase)的作用下，某一氨基酸去的作用下，某一氨基酸去掉掉-氨基生成相应的氨基生成相应的-酮酸，而另一种酮酸，而另一种-酮酸得酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。到此氨基生成相应的氨基酸的过程。11 11 2.反应式 大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。羟脯氨酸除外。该反应平衡常数近该反应平衡常数近1,1,因此转氨基作用因此转氨基作用既是氨基酸的分解，既是氨基酸的分解，也是非必需氨基酸的合成途径。也是非必需氨基酸的合成途径。（一）转氨基作用 12 12 3.氨基
5、转移酶（其辅酶为磷酸吡哆醛）（其辅酶为磷酸吡哆醛）丙氨酸丙氨酸氨基转移酶氨基转移酶（ALT）又称谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清急性肝炎患者血清ALTALT升高。升高。天冬氨酸天冬氨酸氨基转移酶氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗死患者血清心肌梗死患者血清ASTAST升高。升高。ALT 谷氨酸谷氨酸 +丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 +丙氨酸丙氨酸AST谷氨酸谷氨酸 +草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸 +天冬氨酸天冬氨酸（一）转氨基作用 13 13 4.转氨基作用的机制氨基转移酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基转移酶的辅酶是磷酸吡哆醛 维生素维生素?氨基酸氨基
6、酸 1 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 -酮酸酮酸1 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 氨基酸氨基酸2 酮酸酮酸2 氨基转移酶氨基转移酶-（一）转氨基作用 14 14 正常人各组织GOT及GPT活性(单位/克湿组织)组组织织GOTGPT 心心1560007100肝肝14200044000骨骨骼骼肌肌990004800肾肾9100019000组组织织GOTGPT 胰胰腺腺脾脾肺肺血血清清280002000140001200100007002016 15 15 5.转氨基作用特点*只有氨基的转移，没有氨的生成只有氨基的转移，没有氨的生成 *催化的反应可逆催化的反应可逆 *其辅酶都是磷酸吡哆醛其辅酶都是磷酸吡哆醛*丙酮酸
7、丙酮酸 *-酮戊二酸酮戊二酸 *草酰乙酸草酰乙酸（一）转氨基作用 16 16 转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨通过此种方式并未产生游离的氨!6.转氨基作用的生理意义（一）转氨基作用 17 17 （二）氧化脱氨基作用 氨基酸氧化脱氨的主要酶：L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾，辅基为（活性低，分布于肝及肾，辅基为FMNFMN）D-氨基酸氧化酶（活性强，但体内（活性强，但体内D-D-氨基酸少，辅基为氨基酸少，辅基为FADFAD）L-
8、谷氨酸脱氢酶 活性强，分布于肝、肾及脑组织。活性强，分布于肝、肾及脑组织。为变构酶，受为变构酶，受ATPATP、ADPADP等调节，辅酶为等调节，辅酶为NADNAD+或或NADPNADP+。专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应可逆。专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应可逆。18 18+H2O_H2O+NH3 -酮戊二酸(CH2)2COOHC=OCOOHL-谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOHL-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 NAD+NADH+H+(CH2)2COOHC=NHCOOH L-谷氨酸脱氢酶 19 19（三）联合脱氨基作用 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下两种脱氨基方式的
9、联合作用，使氨基酸脱下-氨基生成氨基生成-酮酸的过程。酮酸的过程。2.类型转氨基偶联氧化脱氨基作用；转氨基偶联氧化脱氨基作用；1.定义转氨基偶联嘌呤核苷酸循环。转氨基偶联嘌呤核苷酸循环。20 20 转氨基偶联氧化脱氨基作用 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式。成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。主要在肝、肾组织进行。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+氨基转移酶氨基转移酶 NH3+NADH+H+L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 21 21 转氨基偶联嘌呤核苷酸循
10、环苹果酸苹果酸 腺苷酸腺苷酸基琥珀酸基琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸基琥腺苷酸基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 氨氨基基转转移移酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸氨氨基基转转移移酶酶 2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)50%NH3（在脑中）（在脑中）22 22 嘌呤核苷酸循环主要在肌肉组织进行，也属于嘌呤核苷酸循环主要在肌肉组织进行，也属于一种联合脱氨基作用，是转氨酶与腺苷脱氨酶一种联合脱氨基作用，是转氨酶与腺苷脱氨酶的联合。的联合。转氨基偶联嘌呤核苷酸循环 23
11、 23 三、氨的代谢氨是机体正常代谢产物，氨是机体正常代谢产物，具有毒性。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。（门静脉血氨浓度比较高）（门静脉血氨浓度比较高）正常人血氨浓度一般正常人血氨浓度一般不超过不超过 60mol/L。24 24 1.1.氨基酸脱氨基作用产生的氨氨基酸脱氨基作用产生的氨组织分解组织分解 是血氨主要来是血氨主要来源源,胺类的分解也可以产生氨。胺类的分解也可以产生氨。RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶 2.2.肠道吸收肠道吸收 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
12、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。3.3.肾泌氨肾泌氨 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 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶（一）氨的来源 25 25 1.丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)生理意义：生理意义：肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。肝为肌肉提供葡萄糖。肝为肌肉提供葡萄糖。（二）氨的转运 26 26 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
13、酵解途径糖酵解途径肌肉丙丙氨氨酸酸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尿素尿素肝葡葡萄萄糖糖丙氨酸-葡萄糖循环反应过程：反应过程：27 27（二）氨的转运 2.谷氨酰胺的运氨作用 反应过程：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脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义：谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。输形式。临床可服用临床可
14、服用谷氨酸盐来降低NH3。28 28（三）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 合成非必需氨基酸及其他含氮化合物合成非必需氨基酸及其他含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 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 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在在酸性条件下生成下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。29 29（三）氨的去路 生成部位：主要在主要在肝细胞肝细胞的线粒体及胞质中。的线粒体及胞质中。生成过程：尿素生成的过程由尿素生成的过程由Hans Krebs 和和Kurt Henseleit 提出，提出，称为
15、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。1.1.合成尿素 30 30 1.1.合成尿素瓜氨酸OH2OH2精氨酸酶精氨酸酶尿素鸟氨酸NHNH3 3+CO+CO2 2精氨酸OH2NHNH3 32 2分子氨与分子氨与1 1分子分子COCO2 2结合生成结合生成1 1分分子尿素及子尿素及1 1分子水分子水 31 31 2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸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
16、苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨基精氨基 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 质质 鸟氨酸循环 32 32 1.1.合成尿素反应小结：原料原料：2 分子氨，一个来自于分子氨，一个来自于游离氨游离氨，另一个来自，另一个来自天天冬氨酸。冬氨酸。过程：先在过程：先在线粒体线粒体中进行，再在中进行，再在胞质胞质中进行。中进行。耗能：耗能：3 个个ATP，4 个高能磷酸键。个高能磷酸键。限速酶：精氨基琥珀酸合成酶限速酶：精氨基琥珀酸合成酶生理意义：体内氨的主要去路体内氨的主要去路,解氨毒的重要途径。解氨毒的重要途径。
17、33 33 （四）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。尿素合成酶的遗传缺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)。34 34 肝昏迷 35 35 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I肝性脑病（肝昏迷）36 36-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3
18、脑内渗透压增大脑内渗透压增大脑水肿氨中毒的可能机制 II 37 37 四、-酮酸的代谢 1.经氨基化生成非必需氨基酸 2.转变成糖类及脂质甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖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亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生
19、酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖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亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺
20、、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖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亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖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亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类 38 38 3.氧化供能 -酮酸在体内可通过酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化和氧化磷酸化彻底氧化为彻底氧化为H2O和和CO2，同时生成，同时生成ATP。四、-酮酸的代谢 39 39 氨基酸的一般代谢：（1 1）氨基酸的脱氨基）氨基酸的脱氨基作用；作用；（2 2）氨的）氨的代谢；代谢；（3 3）-酮酸的酮酸的代谢。代谢。小 结
