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1、关于蛋白质和氨基酸代谢(2)第1页，讲稿共103张，创作于星期三第一节、蛋白质的作用第一节、蛋白质的作用一、蛋白质的生理功能1、维持组织细胞的生长，更新和修补2、氧化供能（5.6Kcal/g 蛋白质）3、氨基酸为含氮化合物的合成提供氮源第2页，讲稿共103张，创作于星期三*总氮平衡总氮平衡：摄入氮：摄入氮=排出氮排出氮 即蛋白质分解与合成处于平衡，如即蛋白质分解与合成处于平衡，如成人成人*正氮平衡正氮平衡：摄入氮：摄入氮 排出氮排出氮 即蛋白质合成量多于分解量，如即蛋白质合成量多于分解量，如儿童、孕妇儿童、孕妇*负氮平衡负氮平衡：摄入氮：摄入氮 排出氮排出氮 即蛋白质分解量多于合成量，即蛋白质
2、分解量多于合成量，如如饥饿、消耗性疾病饥饿、消耗性疾病 1 1 氮平衡氮平衡 食物摄入氮食物摄入氮-(-(尿氮尿氮+粪氮粪氮)可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系二、氮平衡二、氮平衡第3页，讲稿共103张，创作于星期三2 2、蛋白质的需要量、蛋白质的需要量成人每日最低需要量成人每日最低需要量:30:3050g/d50g/d我国营养学会推荐的我国营养学会推荐的 成人每日需要量成人每日需要量:80g/d:80g/d 第4页，讲稿共103张，创作于星期三 取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少 必需氨基酸：必需氨基酸：机体不能合成
3、、必需从食物中摄取：机体不能合成、必需从食物中摄取：赖、赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、色、苏氨酸色、苏氨酸 非必需氨基酸：非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸体内可合成的氨基酸 半必需氨基酸：半必需氨基酸：婴幼儿时期合成量不能满足需要婴幼儿时期合成量不能满足需要 组氨酸和精氨酸组氨酸和精氨酸三、蛋白质的营养价值三、蛋白质的营养价值第5页，讲稿共103张，创作于星期三水解胞外酶胞外酶氨基酸氨基酸 吸收入作为作为氮氮源和能源进行代谢源和能源进行代谢蛋白质不能储备蛋白质不能储备外源蛋白质外源蛋白质外源蛋白质外源蛋白质第二节第二节 蛋白质的消化吸收蛋白质的消化吸收第6页，讲稿共103
4、张，创作于星期三一、蛋白质的消化一、蛋白质的消化动动物物要要不不断断地地从从食食物物中中摄摄取取蛋蛋白白质质并并将将之之消消化化吸吸收收，即即在在酶酶的的作作用用下下，使使肽肽键键水水解解生生成成氨氨基基酸酸而而被被细细胞胞利利用用，使使体体内内原原有有蛋蛋白白质不断更新。质不断更新。消化主要在胃和肠中进行消化主要在胃和肠中进行。植植物物在在生生长长和和种种子子萌萌发发时时，部部分分蛋蛋白白质质也也需需水水解解成成氨氨基基酸酸才才能能被被利利用用或或转转变变为为其其它它物物质。质。第7页，讲稿共103张，创作于星期三1、主要的酶类：主要的酶类：内肽酶：内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胃蛋白酶、胰蛋
5、白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶糜蛋白酶、弹性蛋白酶 （水解蛋白质内部肽键）（水解蛋白质内部肽键）外肽酶：外肽酶：氨肽酶、羧肽酶氨肽酶、羧肽酶 （从肽链两端开始水解肽键）（从肽链两端开始水解肽键）据水解肽键部位的不同分为两类：据水解肽键部位的不同分为两类：第8页，讲稿共103张，创作于星期三肽链内切酶又称肽链内切酶又称蛋白酶蛋白酶(proteinase)，水解肽，水解肽链链内部的肽键内部的肽键，对参与形成肽键的氨基酸残，对参与形成肽键的氨基酸残基基有一定的专一性有一定的专一性，如，如胰蛋白酶胰蛋白酶、凝血酶作、凝血酶作用于精氨酸或赖氨酸的羧基形成的肽键；用于精氨酸或赖氨酸的羧基形成的肽键；胰凝乳蛋白
6、酶胰凝乳蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶水解芳香氨基、枯草杆菌蛋白酶水解芳香氨基酸的羧基形成的肽键；酸的羧基形成的肽键；胃蛋白酶胃蛋白酶优先水解芳优先水解芳香氨基酸的氨基形成的肽键；而脯氨酰蛋白香氨基酸的氨基形成的肽键；而脯氨酰蛋白酶只能作用于脯氨酸的羧基形成的肽键。酶只能作用于脯氨酸的羧基形成的肽键。第9页，讲稿共103张，创作于星期三肽链外切酶包括肽链外切酶包括氨肽酶和羧肽酶氨肽酶和羧肽酶，分别从氨基，分别从氨基端和羧基端逐一地将肽链水解成氨基酸。端和羧基端逐一地将肽链水解成氨基酸。羧肽酶羧肽酶A优先作用于以中性氨基酸为羧基端的优先作用于以中性氨基酸为羧基端的肽键；肽键；羧肽酶羧肽酶B则水解以碱性氨
7、基酸为羧基则水解以碱性氨基酸为羧基端的肽键。端的肽键。第10页，讲稿共103张，创作于星期三第11页，讲稿共103张，创作于星期三第12页，讲稿共103张，创作于星期三胃蛋白酶原胃蛋白酶原H H+蛋白质蛋白质 多肽（主）多肽（主）酶原的激活酶原的激活过程过程2 2、消化过程、消化过程（1 1）胃中消化）胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶第13页，讲稿共103张，创作于星期三胃胃腺腺分分泌泌的的胃胃蛋蛋白白酶酶原原受受胃胃酸酸和和自自身身激激活活作作用用，切切去去氨氨基基端端42个个氨氨基基酸酸残残基基活活化化为为胃胃蛋白酶。蛋白酶。胃胃蛋蛋白白酶酶最最适适pH为为1.52.5，主主要要水
8、水解解色色氨氨酸酸、苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、蛋蛋氨氨酸酸、亮亮氨氨酸酸等等氨氨基基酸酸残残基基的的氨氨基基组组成成的的肽肽键键，生生成成多多肽及少量氨基酸。肽及少量氨基酸。第14页，讲稿共103张，创作于星期三 胰蛋白酶原胰蛋白酶原 肠激酶肠激酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 羧肽酶羧肽酶（+）蛋白质蛋白质 肽肽 氨基酸氨基酸内肽酶内肽酶外肽酶外肽酶 酶原的激活酶原的激活 胰蛋白酶胰蛋白酶过程过程（2 2）小肠内消化（主要部位）小肠内消化（主要部位）第15页，讲稿共103张，创作于星期三在在小小肠肠内内，食食物物蛋蛋白白由由胰胰液液（含含有有胰胰蛋蛋白白酶酶、胰胰凝凝乳乳蛋蛋
9、白白酶酶、弹弹性性蛋蛋白白酶酶、羧羧肽肽酶酶A和和B）和和小小肠肠中中的的肠肠激激酶酶、氨氨肽肽酶酶和和二二肽肽酶酶进进一步消化。一步消化。消消化化腺腺蛋蛋白白酶酶类类都都以以酶酶原原形形式式存存在在，以以免免破破坏坏产产生生它它的的自自身身组组织织。酶酶原原分分泌泌至至肠肠腔腔可可转转变变成有活性的蛋白酶。成有活性的蛋白酶。第16页，讲稿共103张，创作于星期三肠肠激激酶酶是是一一种种蛋蛋白白质质水水解解酶酶，它它首首先先从从胰胰蛋蛋白白酶酶原原的的氨氨基基端端水水解解掉掉一一个个6肽肽，生生成成有有活活性性的的胰胰蛋蛋白白酶酶，然然后后胰胰蛋蛋白白酶酶可可迅迅速速地地将将胰胰液液中中其它酶
10、原激活。其它酶原激活。蛋蛋白白质质在在各各种种蛋蛋白白水水解解酶酶联联合合作作用用下下，被被水水解解为为氨氨基基酸酸及及一一些些寡寡肽肽，然然后后才才能能被被吸吸收收入入体体内。内。第17页，讲稿共103张，创作于星期三肠粘膜细胞胆汁酸肠激酶胰蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶几种酶原的活化第18页，讲稿共103张，创作于星期三第19页，讲稿共103张，创作于星期三1 1 主要部位：主要部位：小肠小肠A A 氨基酸运载蛋白：主动转运，耗能氨基酸运载蛋白：主动转运，耗能碱性碱性氨基酸运载蛋白：氨基酸运载蛋白：LysLys、ArgArg酸性酸性氨基酸运载蛋白：氨
11、基酸运载蛋白：GluGlu、AspAsp亚氨基酸亚氨基酸运载蛋白：运载蛋白：ProPro、HprHpr、GlyGlyB B -谷氨酰基循环：通过谷胱甘肽转运谷氨酰基循环：通过谷胱甘肽转运(图图12-1)2 2 吸收机制吸收机制中性中性氨基酸运载蛋白：氨基酸运载蛋白：二、氨基酸的吸收二、氨基酸的吸收p350p350第20页，讲稿共103张，创作于星期三三、氨基酸的转化三、氨基酸的转化氨基酸代谢库氨基酸代谢库(metabolic pool)食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收组织蛋白质组织蛋白质分解分解合成合成合成合成脱氨基作用脱氨基作用NH3-酮酸酮酸尿素尿素糖糖氧化供能氧化供能酮体酮体脱羧基作
12、用脱羧基作用CO2胺类胺类其他含氮化合物其他含氮化合物(嘌呤、嘧啶、卟啉嘌呤、嘧啶、卟啉)转变转变第21页，讲稿共103张，创作于星期三四、蛋白质的腐败作用四、蛋白质的腐败作用 p351 在人体内的食物蛋白消化过程中，有一小部分蛋白在人体内的食物蛋白消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收。这些物质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收。这些物质进入大肠后，质进入大肠后，肠道细菌肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物对这部分蛋白质及其消化产物所起的作用，称为所起的作用，称为腐败腐败作用。作用。实际上，腐败作用是细菌本身的代谢过程实际上，腐败作用是细菌本身的代谢过程,以无氧
13、以无氧分解为主。分解为主。产物产物包括：胺类、氨及其他有害物质包括：胺类、氨及其他有害物质(如苯酚、如苯酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氢等吲哚、甲基吲哚、硫化氢等)。第22页，讲稿共103张，创作于星期三腐败作用的大多数产物对人体有害，但也可腐败作用的大多数产物对人体有害，但也可产生少量脂肪酸及维生素等可被机体利用产生少量脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质的物质.第23页，讲稿共103张，创作于星期三五、生理解毒作用五、生理解毒作用糖和脂肪的代谢产物大多没毒，但蛋白质和氨基酸糖和脂肪的代谢产物大多没毒，但蛋白质和氨基酸的腐败产物多半有毒。的腐败产物多半有毒。蛋白质的生理解毒：在肝内由系列酶的参与下，
14、发生一蛋白质的生理解毒：在肝内由系列酶的参与下，发生一系列的生物化学反应，解除有毒物质的毒性的过程。系列的生物化学反应，解除有毒物质的毒性的过程。1、氧化解毒（酶促氧化）：、氧化解毒（酶促氧化）：尸胺尸胺CO2+NH3+H2O2、结合解毒、结合解毒：苯甲酸甘氨酸：苯甲酸甘氨酸马尿酸马尿酸 吲哚吲哚 吲哚酚吲哚酚尿兰母尿兰母第24页，讲稿共103张，创作于星期三第三节第三节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用第25页，讲稿共103张，创作于星期三一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨作用氧化脱氨作用转氨作用转氨作
15、用联合脱氨作用联合脱氨作用非氧化脱氨作用非氧化脱氨作用脱酰胺基作用脱酰胺基作用第26页，讲稿共103张，创作于星期三1、氧化脱氨基作用、氧化脱氨基作用氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应酮氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应酮酸酸、氨，伴随脱氢的生物化学过程、氨，伴随脱氢的生物化学过程称作氧称作氧化脱氨基作用。化脱氨基作用。催化脱氨基的酶有催化脱氨基的酶有脱氢酶脱氢酶和和氧化酶氧化酶第27页，讲稿共103张，创作于星期三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，辅基为辅基为FMN）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
16、少，辅基为辅基为FAD）氨基酸氧化脱氨的主要酶：氨基酸氧化脱氨的主要酶：L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶第28页，讲稿共103张，创作于星期三氧化酶存在于动物肝、肾和某些细菌、真菌中，氧化酶存在于动物肝、肾和某些细菌、真菌中，以以FAD或或FMN为辅基，在有氧条件下催化氨基酸为辅基，在有氧条件下催化氨基酸氧化脱氨生成相应酮酸和氧化脱氨生成相应酮酸和H2O2。-氨基酸氨基酸 氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸酮酸 R-CH-COO-NH+3|R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O2第29页，讲稿共103张，创作于星期三氨基酸的氧化脱氨作用氨基酸的氧化脱氨作用（特点：有氨生成
17、特点：有氨生成）氨基酸氨基酸CHCOOHRNH2亚氨基酸亚氨基酸氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 2HCCOOHRNH-酮酸酮酸+H2O+NH3CCOOHR2O自发水解脱下来的氢最终交给氧生成H2O2第30页，讲稿共103张，创作于星期三氨基酸氧化酶有两类：氨基酸氧化酶有两类：L-氨氨基基酸酸氧氧化化酶酶最最适适pH为为10，在在体体内内生生理理条条件件下下，活活性很低；性很低；D-氨基酸氧化酶虽然分布较广，但对氨基酸氧化酶虽然分布较广，但对L-氨基酸不起作用。氨基酸不起作用。体内的氨基酸主要是体内的氨基酸主要是L-氨基酸，因此氨基酸，因此氨基酸氨基酸氧化酶在脱氨作用中不起主要作用。氧化酶在脱氨作用中
18、不起主要作用。第31页，讲稿共103张，创作于星期三脱脱氢氢酶酶中中最最重重要要的的是是L-谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶，以以NAD或或NADP为为辅辅酶酶，广广泛泛存存在在于于动动植植及及微微生生物物体体线线粒粒体体基基质质内内，专专一性很强，只作用于一性很强，只作用于L-谷氨酸。不需氧。谷氨酸。不需氧。从从肝肝脏脏中中分分离离的的谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶为为六六聚聚体体，是是别别构构酶酶，相相对分子质量对分子质量330kD。此酶是氨基酸分解的限速酶。此酶是氨基酸分解的限速酶。L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-L-谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸+H2O -酮戊二酮戊二酮戊二酮戊二 酸酸酸酸+NH3NAD
19、NAD（P P）+NADNAD（P P）HH第32页，讲稿共103张，创作于星期三L-谷氨酸脱氢脱氨产生的-酮戊二酸可以进入TCA循环氧化降解产生能量；而糖代谢中产生的的-酮戊二酸在该酶的作用下也可以生成L-谷氨酸。因此，L-谷氨酸脱氢酶是联系糖代谢与氮代谢的一个重要因素。第33页，讲稿共103张，创作于星期三2、转氨作用、转氨作用 在在转氨酶转氨酶的催化下，的催化下，-氨基酸的氨基转氨基酸的氨基转移到移到-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的酮酸的酮基碳原子上，结果原来的-氨基酸生成相应的氨基酸生成相应的-酮酸，而原来的酮酸，而原来的-酮酸酮酸则形成了相应的则形成了相应的-氨基酸，这种作用称为转氨
20、氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。基作用或氨基移换作用。第34页，讲稿共103张，创作于星期三转氨基作用-氨基酸氨基酸1 R1-CH-COO-NH+3|-酮酸酮酸1 R1-C-COO-O|R2-C-COO-O|-酮酸酮酸2 R2-CH-COO-NH+3|-氨基酸氨基酸2转氨酶转氨酶第35页，讲稿共103张，创作于星期三转转氨氨酶酶广广泛泛存存在在于于生生物物体体内内。已已经经发发现现的的转转氨氨酶酶至至少少有有50多多种种。用用15N标标记记的的氨氨基基酸酸证证明明，除除甘甘氨氨酸酸、赖赖氨氨酸酸和和苏苏氨氨酸酸外外，其其余余的的-氨氨基基酸酸都都可可参参加加转转氨氨基基作作用用，
21、其其中中以以谷谷丙丙转转氨氨酶酶(GPT)和和谷草转氨酶谷草转氨酶(GOT)最重要。最重要。第36页，讲稿共103张，创作于星期三第37页，讲稿共103张，创作于星期三肝肝细胞中细胞中转氨酶转氨酶活力比其他组织高出许活力比其他组织高出许多，是血液的多，是血液的100100倍倍抽血化验若抽血化验若转氨酶比正常水平偏高转氨酶比正常水平偏高则有则有可能：可能：肝组织受损破裂（发炎）肝组织受损破裂（发炎）再结合乙肝抗原等指标进一步确定原因再结合乙肝抗原等指标进一步确定原因查肝功抽血化验转氨酶指数查肝功抽血化验转氨酶指数第38页，讲稿共103张，创作于星期三谷丙转氨酶谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝
22、炎患者血清临床意义：急性肝炎患者血清GPT升高升高?谷草转氨酶谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗患者血清临床意义：心肌梗患者血清GOT升高升高?GPT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GOT谷氨酸谷氨酸+草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸+天冬氨酸天冬氨酸重要的转氨酶第39页，讲稿共103张，创作于星期三谷草转氨酶（谷草转氨酶（GOT）以心脏中活力最大，其次为肝脏；）以心脏中活力最大，其次为肝脏；谷丙转氨酶（谷丙转氨酶（GPT）则以肝脏中活力最大，当细胞损伤）则以肝脏中活力最大，当细胞损伤时，时，GPT或或GOT释放到血液内，于是血液内酶活力释放到血液内，于是血液
23、内酶活力明显地增加。明显地增加。在临床上测定血液中转氨酶活力可作为诊断的指标。在临床上测定血液中转氨酶活力可作为诊断的指标。如测定如测定GPT活力可诊断肝功能的正常与否，急性肝炎活力可诊断肝功能的正常与否，急性肝炎患者血清中患者血清中GPT活力可明显地高于正常人；而测定活力可明显地高于正常人；而测定谷草转氨酶（谷草转氨酶（GOT）活力则有助于对心脏病变的诊）活力则有助于对心脏病变的诊断，心肌梗塞时血清中谷草转氨酶活性显示上升。断，心肌梗塞时血清中谷草转氨酶活性显示上升。第40页，讲稿共103张，创作于星期三特点：特点：生理意义：生理意义：接受氨基的主要酮酸有：接受氨基的主要酮酸有：*只有氨基的
24、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*其辅酶都是其辅酶都是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 是体内合成非必氨基酸的重要途径，也是联系糖代谢是体内合成非必氨基酸的重要途径，也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。与氨基酸代谢的桥梁。丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸转氨基作用特点及意义第41页，讲稿共103张，创作于星期三磷磷酸酸吡吡哆哆醛醛传传递递氨氨基基的的机机理理是是通通过过接接受受氨氨基基酸酸分分子子中中的的氨氨基基而而变变成成磷磷酸酸吡吡哆哆胺胺，同同时时氨氨基基酸酸变变成成-酮酮酸酸。磷磷酸酸吡吡哆哆胺胺再再将将其其氨氨基基转转移移给给另另一一分
25、分子子-酮酮酸酸生生成成另另一一种种氨氨基基酸酸，本本身身又变成磷酸吡哆醛。又变成磷酸吡哆醛。第42页，讲稿共103张，创作于星期三第43页，讲稿共103张，创作于星期三3 联合脱氨基作用联合脱氨基作用氨氨基基酸酸的的转转氨氨作作用用并并不不能能最最终终使使氨氨基基脱脱掉掉。同同时时，氧氧化化脱脱氨氨作作用用也也不不能能满满足足机机体体脱脱氨氨基基的的需需要要。因因此此一一般般认认为为L-氨氨基基酸酸在在体体内内不不是是直直接接氧氧化化脱脱氨氨，而而是是先先与与-酮酮戊戊二二酸酸经经转转氨氨作作用用变变为为相相应应的的-酮酮酸酸和和谷谷氨氨酸酸，谷谷氨氨酸酸可可再再通通过过2种方式种方式氧化脱
26、氨氧化脱氨。A.转氨偶联氧化脱氨转氨偶联氧化脱氨B.转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨第44页，讲稿共103张，创作于星期三A A、转氨偶联氧化脱氨、转氨偶联氧化脱氨转氨酶L-谷氨酸脱氢酶H H2 20+NAD0+NAD+NHNH3 3+NADH+NADH-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸第45页，讲稿共103张，创作于星期三L-谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶在在动动物物组组织织如如肝肝、肾肾等等脏脏器器中中含含量量丰丰富富，活力很强。活力很强。但但在在心心肌肌、骨骨肌肌和和脑脑组组织织中中该该酶酶含含量量甚甚少少，相相反反，在在这这些些组组织织中中腺腺
27、苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶、腺腺苷苷琥琥珀珀酸酸合合成成酶酶和和腺腺苷苷酸酸琥琥珀珀酸酸裂裂解解酶酶的的含含量量及及活活性性都都很很高高。因因此此认认为为在在这这些些组组织织中中的的脱脱氨氨基基过过程程主主要要是是嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸循循环环的的联联合合脱脱氨氨基基作用。作用。实验证明，在脑组织中有实验证明，在脑组织中有50的氨是经过腺嘌呤核苷酸循的氨是经过腺嘌呤核苷酸循环产生的。环产生的。第46页，讲稿共103张，创作于星期三转氨酶转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶裂解酶裂解酶B.转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨 第47页，讲稿共103张，创作于星期三4 非氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作
28、用微微生生物物中中主主要要进进行行非非氧氧化化脱脱氨氨基基作作用用，方方式式有有4种。种。直接脱氨基作用直接脱氨基作用：生成不饱和脂肪酸：生成不饱和脂肪酸天冬氨酸天冬氨酸延胡索酸延胡索酸+NH3天冬氨酸酶第48页，讲稿共103张，创作于星期三苯丙氨酸解氨酶可催化苯丙氨酸和酪氨苯丙氨酸解氨酶可催化苯丙氨酸和酪氨酸发生脱氨。酸发生脱氨。第49页，讲稿共103张，创作于星期三生生成成的的肉肉桂桂酸酸和和香香豆豆酸酸可可进进一一步步转转变变成成木木质质素素和和单单宁宁等等植植物物次次生生物物质质。当当植植物物组组织织照照光光后后，苯苯丙丙氨氨酸解氨酶水平显著增加。酸解氨酶水平显著增加。第50页，讲稿共
29、103张，创作于星期三脱水脱氨基作用脱水脱氨基作用丝丝氨氨酸酸和和苏苏氨氨酸酸在在脱脱水水酶酶的的催催化化下下脱脱水水生生成成亚亚氨氨基基酸酸，然然后自发后自发水解脱氨水解脱氨，催化该反应的酶以磷酸吡哆醛为辅酶。，催化该反应的酶以磷酸吡哆醛为辅酶。第51页，讲稿共103张，创作于星期三还原脱氨基作用还原脱氨基作用在在无无氧氧条条件件下下，某某些些含含有有氢氢化化酶酶的的微微生生物物能能利用还原脱氨基方式使氨基酸脱去氨基。利用还原脱氨基方式使氨基酸脱去氨基。第52页，讲稿共103张，创作于星期三水解脱氨（水解酶）：水解脱氨（水解酶）：3苏氨酸苏氨酸丁酸丁酸2丙酸丙酸+NH3+CO2第53页，讲稿
30、共103张，创作于星期三5 脱酰胺基作用脱酰胺基作用谷谷氨氨酰酰胺胺和和天天冬冬酰酰胺胺可可在在谷谷氨氨酰酰胺胺酶酶和和天天冬冬酰酰胺胺酶酶的的作作用用下下分分别别发发生生脱脱酰酰胺胺基基作作用用而而形形成成相应的氨基酸。相应的氨基酸。第54页，讲稿共103张，创作于星期三谷氨酰胺酶和天冬酰胺酶广泛存在于微生谷氨酰胺酶和天冬酰胺酶广泛存在于微生物和动植物细胞中，具有很高的专一性。物和动植物细胞中，具有很高的专一性。在花生种子发芽期，可观察到脱酰胺反应。在花生种子发芽期，可观察到脱酰胺反应。以上几种脱氨基作用中，联合脱氨基作用以上几种脱氨基作用中，联合脱氨基作用是体内脱氨基的主要方式。这个过程是
31、可是体内脱氨基的主要方式。这个过程是可逆的，因此也是体内合成氨基酸的重要途逆的，因此也是体内合成氨基酸的重要途径。径。第55页，讲稿共103张，创作于星期三二、二、脱羧基作用脱羧基作用1 直接脱羧作用直接脱羧作用氨氨基基酸酸在在脱脱羧羧酶酶作作用用下下，进进行行脱脱羧羧反反应应生生成成CO2和和胺胺类类化化合合物。所生成的胺类很多都具有活跃的生理作用。物。所生成的胺类很多都具有活跃的生理作用。氨氨基基酸酸脱脱羧羧酶酶广广泛泛存存在在于于动动植植物物和和微微生生物物体体内内，以以磷磷酸酸吡吡哆醛哆醛作为辅酶。作为辅酶。第56页，讲稿共103张，创作于星期三促进细胞增殖第57页，讲稿共103张，创
32、作于星期三几种生物胺的生成及生理效应组氨酸的脱羧基生成组胺：组氨酸的脱羧基生成组胺：是一种强烈的血管舒张剂，是一种强烈的血管舒张剂，有降低血压的作用，也是胃液分泌的刺激剂有降低血压的作用，也是胃液分泌的刺激剂谷氨酸脱羧生成谷氨酸脱羧生成-氨基丁酸氨基丁酸（GABAGABA）：）：对中对中枢神经系统具有抑制作用，作镇静剂枢神经系统具有抑制作用，作镇静剂色氨酸氧化和脱羧生成色氨酸氧化和脱羧生成5-5-羟色胺（血清素）羟色胺（血清素）神经递神经递质，也具有收缩血管的作用质，也具有收缩血管的作用丝氨酸脱羧生成乙醇胺：丝氨酸脱羧生成乙醇胺：可甲基化生成胆碱，成为可甲基化生成胆碱，成为脑磷脂和卵磷脂合成的
33、原料脑磷脂和卵磷脂合成的原料色氨酸脱羧色氨酸脱羧-色胺色胺-吲哚乙酸：吲哚乙酸：植物生长素植物生长素 第58页，讲稿共103张，创作于星期三2 羟化脱羧基作用羟化脱羧基作用酪酪氨氨酸酸在在酪酪氨氨酸酸酶酶的的催催化化下下可可发发生生羟羟化化作作用用而而生生成成3,4-二二羟羟苯苯丙丙氨氨酸酸，简简称称多多巴巴，它它可可进进一一步步脱羧脱羧生成生成3,4-二羟苯乙胺，简称多巴胺。二羟苯乙胺，简称多巴胺。第59页，讲稿共103张，创作于星期三酪酪氨氨酸酸酶酶是是一一种种含含铜铜酶酶。多多巴巴进进一一步步氧氧化化后后形成聚合物黑素。形成聚合物黑素。人体的表皮基底层及毛囊中有成黑素细胞，人体的表皮基底
34、层及毛囊中有成黑素细胞，可将酪氨酸转变为黑素，使皮肤及毛发呈可将酪氨酸转变为黑素，使皮肤及毛发呈黑色。黑色。植物体内，由多巴和多巴胺可形成生物碱。植物体内，由多巴和多巴胺可形成生物碱。第60页，讲稿共103张，创作于星期三多巴多巴胺多巴醌去甲肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺素肾上腺素儿茶酚胺第61页，讲稿共103张，创作于星期三氨基酸脱羧基作用的生理意义氨基酸脱羧基作用的生理意义氨基酸脱羧不是蛋白质代谢的主要途径，但氨基酸脱羧不是蛋白质代谢的主要途径，但是其正常途径。其产生的是其正常途径。其产生的胺类胺类一般有毒，但有一般有毒，但有重要生理功能。重要生理功能。第62页，讲稿共103张，创作于星期三
35、第四节第四节 氨基酸降解产物的去向（氨基酸降解产物的去向（P357）氨氨基基酸酸降降解解时时，通通过过脱脱氨氨和和脱脱羧羧作作用用生生成成了了各各种种降降解解产产物物，如如NH3、-酮酮酸酸和和胺胺类类等等。这这些些产物在体内进一步发生代谢转变。产物在体内进一步发生代谢转变。第63页，讲稿共103张，创作于星期三一、一、氨的代谢转变氨的代谢转变游游离离氨氨对对动动、植植物物机机体体是是有有毒毒害害作作用用的的，在在正正常常情情况况下下细细胞胞中游离氨浓度非常低。中游离氨浓度非常低。血液中血液中1%1%的氨就可引起中枢神经系统中毒。的氨就可引起中枢神经系统中毒。其机理其机理是：是：高浓度的氨使高
36、浓度的氨使TCATCA中间产物中间产物-酮戊二酸转变成酮戊二酸转变成L-GluL-Glu，使大脑内，使大脑内-酮戊二酸大量减少，甚至缺乏，而酮戊二酸大量减少，甚至缺乏，而导致导致TCATCA无法运转，无法运转，ATPATP生成受生成受到严重的阻碍，引起脑功能受损。到严重的阻碍，引起脑功能受损。表现：语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡表现：语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡以上反应还使以上反应还使NADPHNADPH大量消耗大量消耗，严重地影响需要还原力，严重地影响需要还原力(NADPH+H(NADPH+H+)反应的正常进行。反应的正常进行。因此动物体内游离氨形成后需立即进行代谢因此动物体内游离氨形成后
37、需立即进行代谢第64页，讲稿共103张，创作于星期三（一）来源：（一）来源：氨基酸脱氨和胺的氧化氨基酸脱氨和胺的氧化肠道细菌的肠道细菌的腐败作用腐败作用与与尿素分解尿素分解肾脏肾脏肾小管上皮细胞产生的氨，产生的氨，主要是主要是谷氨酰胺的分解谷氨酰胺的分解第65页，讲稿共103张，创作于星期三（二）氨的转运（二）氨的转运丙丙氨氨酸酸 葡葡萄萄糖糖循循环环肌肉中通过转肌肉中通过转氨基与丙酮酸形成氨基与丙酮酸形成丙氨酸丙氨酸，进入血液，进入血液运至肝脏运至肝脏在肝组织中再转在肝组织中再转氨，形成丙酮酸经氨，形成丙酮酸经糖异生成为糖进入糖异生成为糖进入血液运至肌肉为肌血液运至肌肉为肌肉活动提供能量肉活
38、动提供能量尿素尿素第66页，讲稿共103张，创作于星期三 谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 谷氨酰胺是中性无毒物质，容易透过细胞膜，是氨的主谷氨酰胺是中性无毒物质，容易透过细胞膜，是氨的主要运输形式，也是体内氨的储存形式要运输形式，也是体内氨的储存形式尿素、铵盐等尿素、铵盐等(脑、肌肉脑、肌肉)(肝、肾肝、肾)临床上用谷氨酸盐临床上用谷氨酸盐降低血氨降低血氨第67页，讲稿共103张，创作于星期三（三）去路：（三）去路：（1）重新利用合成氨基酸及含氮物）重新利用合成氨基酸及含氮物,如如核酸核酸。（2）贮存）贮存 Gln，Asn高等植物将高等植物将氨基氮氨基氮以以Gln，Asn的形式储存在体内
39、。的形式储存在体内。（3）排出体外）排出体外排氨动物：水生、海洋动物，以氨的形式排出。排氨动物：水生、海洋动物，以氨的形式排出。排尿酸动物：鸟类、爬虫类，以尿酸形式排出。排尿酸动物：鸟类、爬虫类，以尿酸形式排出。排尿动物：以尿素形式排出，哺乳动物。排尿动物：以尿素形式排出，哺乳动物。第68页，讲稿共103张，创作于星期三重新合成氨基酸重新合成氨基酸当当组组织织细细胞胞中中碳碳水水化化合合物物代代谢谢旺旺盛盛时时，氨氨可可与与碳碳水水化化合合物物转转化化成成的的-酮酮酸酸发发生生氨氨基基化化反反应应重重新新生生成成氨氨基基酸酸。虽虽然然通通过过脱脱氨氨基基作作用用产产生生的的氨氨再再用用来来合合
40、成成氨氨基基酸酸时时并并不不能能增增加加氨基酸的数量，但却能氨基酸的数量，但却能改变氨基酸的种类。改变氨基酸的种类。第69页，讲稿共103张，创作于星期三生成谷氨酰胺和天冬酰胺生成谷氨酰胺和天冬酰胺氨氨可可以以通通过过谷谷氨氨酰酰胺胺合合成成酶酶或或天天冬冬酰酰胺胺合合成成酶酶催催化化生生成成相相应应的的酰酰胺胺，这这些些酰酰胺胺又又可可以以经经过过谷谷氨氨酰酰胺胺酶酶或或天天冬冬酰酰胺胺酶酶的的作作用用，将将NH3重重新新释释放放出出来来。因因此此，生生成成酰酰胺胺的的形形式式既既是是生生物物体体贮贮藏藏和和运运输输氨氨的的主主要要方方式式，也也是是解解除除氨氨毒毒的一条主要途径。的一条主要
41、途径。第70页，讲稿共103张，创作于星期三生成铵盐生成铵盐有些有些植物组织植物组织中含有大量的有机酸，如异柠檬中含有大量的有机酸，如异柠檬酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酰乙酸等，酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酰乙酸等，氨可以和这些有机酸结合生成铵盐，以保持氨可以和这些有机酸结合生成铵盐，以保持细胞内正常的细胞内正常的pH。第71页，讲稿共103张，创作于星期三生成尿素生成尿素鸟氨酸循环（尿素循环鸟氨酸循环（尿素循环)哺哺乳乳类类动动物物体体内内氨氨的的主主要要去去路路是是在在肝肝脏脏中中合合成成尿素尿素经血液运至肾然后随尿排出体外。经血液运至肾然后随尿排出体外。某某些些植植物物如如洋洋蕈蕈、
42、马马勃勃中中也也能能利利用用氨氨合合成成尿尿素素，其含量占干物质重量的其含量占干物质重量的10以上。以上。尿尿素素在在部部分分植植物物体体内内起起着着与与谷谷氨氨酰酰胺胺类类似似的的作作用，既能解除氨毒，又是氨的一种贮存形式。用，既能解除氨毒，又是氨的一种贮存形式。第72页，讲稿共103张，创作于星期三1932年年Hans Krebs提出提出尿素循环尿素循环又称又称鸟氨酸循环鸟氨酸循环（P359）天门冬氨酸第73页，讲稿共103张，创作于星期三第74页，讲稿共103张，创作于星期三P361 图12-7氨基甲酰磷酸合成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裂解酶精氨酸酶第75页
43、，讲稿共103张，创作于星期三1)1)主要器官：肝脏（肝细胞线粒体和胞浆）主要器官：肝脏（肝细胞线粒体和胞浆）COCO2 2 2 NH2 NH3 3（其中（其中1 1分子来自于天冬氨酸）分子来自于天冬氨酸）3 3个个ATPATP的的4 4个高能磷酸键个高能磷酸键3)总反应方程式：总反应方程式：尿素尿素+2ADP+AMP+2Pi+PPi2)2)原料：合成原料：合成1 1分子尿素需：分子尿素需：2NH3+CO2+3ATP+H2O尿素合成小结尿素合成小结第76页，讲稿共103张，创作于星期三4)生理意义：生理意义：尿素易溶于水，毒性较小，在动物肝脏中尿素易溶于水，毒性较小，在动物肝脏中形成后，即随尿
44、排出体外。形成后，即随尿排出体外。是体内氨的主要去路，解氨毒的重要途径。是体内氨的主要去路，解氨毒的重要途径。第77页，讲稿共103张，创作于星期三高等植物体内也存在着鸟氨酸循环的酶类，高等植物体内也存在着鸟氨酸循环的酶类，如精氨酸酶等，说明植物中也存在着鸟氨如精氨酸酶等，说明植物中也存在着鸟氨酸循环的过程，但其活性低，主要作用与酸循环的过程，但其活性低，主要作用与精氨酸合成有关。精氨酸合成有关。第78页，讲稿共103张，创作于星期三与与动动物物不不同同，植植物物体体含含有有脲脲酶酶，尤尤其其是是在在豆豆科科植植物物种种子子中脲酶活性较大，能专一地催化尿素水解并放出氨。中脲酶活性较大，能专一地
45、催化尿素水解并放出氨。释放出的氨，可被再循环利用合成氨基酸或进入其它代谢释放出的氨，可被再循环利用合成氨基酸或进入其它代谢途径。途径。第79页，讲稿共103张，创作于星期三排氨动物将氨以排氨动物将氨以Gln形式运至排泄部位，经形式运至排泄部位，经Gln酶分解，直接释放酶分解，直接释放NH3。游离的。游离的NH3借借助助扩散作用扩散作用直接排除体外。直接排除体外。第80页，讲稿共103张，创作于星期三二、二、-酮酸的代谢转变（酮酸的代谢转变（P360）氨氨基基酸酸氧氧化化脱脱氨氨或或经经过过复复杂杂的的降降解解过过程程后后，生生成成多多种种不不同同的的-酮酸。酮酸。第81页，讲稿共103张，创作
46、于星期三酮酸的代谢途径总括有酮酸的代谢途径总括有3条去路：条去路：再合成新的氨基酸；再合成新的氨基酸；转变为糖和脂肪；转变为糖和脂肪；彻底氧化成二氧化碳和水并放出能量供彻底氧化成二氧化碳和水并放出能量供机体利用。机体利用。第82页，讲稿共103张，创作于星期三还原氨基化还原氨基化合成新氨基酸合成新氨基酸生生物物体体内内氨氨基基酸酸的的脱脱氨氨作作用用与与酮酮酸酸的的还还原原氨氨基基化化是是一一对对可可逆逆反反应应，并并在在生生理理条条件件下下处处于于动动态态平平衡衡中中。当当体体内内氨氨基基酸酸过过剩剩时时，脱脱氨氨作作用用相相应应地地加加强强，相相反反，在在需需要要氨氨基基酸酸时时，氨氨基基
47、化化作作用用又又会会加加强强，以以满满足足细细胞胞对对氨氨基基酸酸的需要。的需要。第83页，讲稿共103张，创作于星期三转变为糖和脂肪转变为糖和脂肪-酮酸可以转变为糖和脂肪。酮酸可以转变为糖和脂肪。转转化化条条件件：当当体体内内不不需需要要将将-酮酮酸酸再再合合成成氨氨基基酸酸，并并且且体体内内的的能能量量供供给给充充足足时时，-酮酮酸可以转化成糖和脂肪而贮存起来。酸可以转化成糖和脂肪而贮存起来。根据氨基酸碳骨架的代谢合成，可将氨基酸根据氨基酸碳骨架的代谢合成，可将氨基酸分为生糖氨基酸和生酮氨基酸两类。分为生糖氨基酸和生酮氨基酸两类。第84页，讲稿共103张，创作于星期三氨基酸的三种类型氨基酸
48、的三种类型第85页，讲稿共103张，创作于星期三氧化成二氧化碳和水氧化成二氧化碳和水当当需需要要能能量量时时，氨氨基基酸酸降降解解产产生生的的各各种种酮酮酸酸都都可可直直接接或或间间接接进入进入TCA氧化分解供能。氧化分解供能。TCA第86页，讲稿共103张，创作于星期三总结：氨基酸分解与转化总结：氨基酸分解与转化第87页，讲稿共103张，创作于星期三简述真核生物内糖类简述真核生物内糖类,脂类和蛋白质转化关系。脂类和蛋白质转化关系。（1）糖可以变成脂肪）糖可以变成脂肪，其途径为：糖经酵，其途径为：糖经酵解可变成解可变成磷酸二羟丙酮磷酸二羟丙酮，再经甘油磷酸脱氢，再经甘油磷酸脱氢酶催化变成酶催化
49、变成a-磷酸甘油磷酸甘油；糖酵解产生的丙酮；糖酵解产生的丙酮酸氧化脱羧生成酸氧化脱羧生成乙酰乙酰CoA，再经脂肪酸合成，再经脂肪酸合成途径变成途径变成脂肪酸脂肪酸；a-磷酸甘油和活化的脂肪磷酸甘油和活化的脂肪酸可生成酸可生成脂肪脂肪。第88页，讲稿共103张，创作于星期三（2）脂肪也可转变成糖）脂肪也可转变成糖，其途径是脂肪分，其途径是脂肪分解产生的解产生的甘油甘油经糖原异生作用变成经糖原异生作用变成糖原糖原；脂肪酸分解产生的脂肪酸分解产生的乙酰乙酰CoA也可通过三羧也可通过三羧酸循环变成草酰乙酸，少量通过酸循环变成草酰乙酸，少量通过糖异生糖异生作作用变成糖。用变成糖。第89页，讲稿共103张
50、，创作于星期三（3）糖可以转变为氨基酸）糖可以转变为氨基酸糖代谢产生糖代谢产生的丙酮酸、的丙酮酸、-酮戊二酸和草酰乙酮戊二酸和草酰乙酸可通过氨基化作用或酸可通过氨基化作用或转氨作用转氨作用分别变成分别变成丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，糖还可以转丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸，糖还可以转变成其它非必须氨基酸，但不能合成必须变成其它非必须氨基酸，但不能合成必须氨基酸。氨基酸。第90页，讲稿共103张，创作于星期三（4）蛋白质可以转变为糖）蛋白质可以转变为糖蛋白质由氨基酸组成，故可在体内转变成糖，其途蛋白质由氨基酸组成，故可在体内转变成糖，其途径是氨基酸径是氨基酸脱氨脱氨成成-酮酸，再经草酰乙酸沿酵解逆酮酸，