第十章蛋白质的分解代谢.ppt

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1、第十章蛋白质的分解代谢氨基酸氨基酸（amino acids)是蛋白质是蛋白质(protein)的基本组成单位。的基本组成单位。氨基酸代谢包括合成代谢和分解代谢。氨基酸代谢包括合成代谢和分解代谢。本章主要讨论氨基酸的本章主要讨论氨基酸的分解代谢分解代谢。教 学 内 容第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用第二节第二节 蛋白质的消化吸收和腐败蛋白质的消化吸收和腐败第三节第三节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢第四节第四节 个别氨基酸的代谢个别氨基酸的代谢第一节第一节蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用Nutritional Function of Proteins一、一、蛋白质营养的重要性蛋白

2、质营养的重要性1.维持细胞、组织的生长、更新和修补维持细胞、组织的生长、更新和修补2.参与多种重要的生理活动参与多种重要的生理活动催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。血系统）等。3.氧化供能氧化供能人体每日人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。每克每克蛋白质体内氧化虽产生蛋白质体内氧化虽产生17.91kJ能量，能量，但不是但不是机体主要能源物质。机体主要能源物质。二、蛋白质需要量和营养价值二、蛋白质需要量和营养价值1.氮平衡氮平衡(nitrogen balance

3、)P192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。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、排出氮（儿童、青春期青少青春期青少年、孕妇、乳母及疾病恢复期的患者等）年、孕妇、乳母及疾病恢复期的患者等）氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮（排出氮（营养不良、营养不良、饥饿、饥饿、消耗性疾病患者）消耗性疾病患者）氮平衡的意义：氮平衡的意义：故平衡可反映机体蛋白质每日收支故平衡可反映机体蛋白质每日收支（合成与分解合成与分解）情况。）情况。2.生理需要量生理需要

4、量 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303050g50g，我，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g80g。3.蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有物供给的氨基酸，共有8 8种：种：赖氨酸、色氨酸、赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸。酸、缬氨酸。其余其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。种氨基酸体内可以合

5、成，称非必需氨基酸。蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值取决于蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸必需氨基酸的的数量、种类、数量、种类、比例比例（即（即是否与人体蛋白质的是否与人体蛋白质的氨基酸组成接近氨基酸组成接近）。）。营养价值实质上是人体对食物蛋白质中营养价值实质上是人体对食物蛋白质中氨基酸的利用率，利用率高，则营养价值高。氨基酸的利用率，利用率高，则营养价值高。总体而言：动物蛋白营养价值较植物高！总体而言：动物蛋白营养价值较植物高！将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的作用称为以提

6、高其营养价值的作用称为食物蛋白质的互补作食物蛋白质的互补作用用。p194例如，例如，谷类蛋白质谷类蛋白质含含赖氨酸较赖氨酸较较少而较少而色氨酸色氨酸较多较多，而而豆类蛋白质豆类蛋白质含含色氨酸色氨酸较少而较少而赖氨酸赖氨酸较多较多，二者混合后食用，即可提高营养价值。二者混合后食用，即可提高营养价值。食物中食物中蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 第二节第二节蛋白质的消化、吸收与腐败蛋白质的消化、吸收与腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of proteins一、一、蛋白质的消化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 P194食物食物蛋白质

7、蛋白质必须在消化道彻底消化成必须在消化道彻底消化成氨基酸，氨基酸，以消除其种属以消除其种属免疫原性免疫原性后，才能经吸收进入后，才能经吸收进入血液，否则易致过敏、中毒。血液，否则易致过敏、中毒。唾液中无蛋白酶，故食物蛋白质消化吸收开唾液中无蛋白酶，故食物蛋白质消化吸收开始于始于胃胃，主要在小肠主要在小肠中进行。（口腔不消化）中进行。（口腔不消化）消化过程消化过程 （一）胃中的消化作用（一）胃中的消化作用胃蛋白酶的胃蛋白酶的最适最适pH为为1.52.5，属于，属于内肽酶内肽酶，对对蛋白质肽键作用蛋白质肽键作用特异性差特异性差，水解芳香族氨基酸水解芳香族氨基酸甲硫氨酸及亮氨酸等所形成的甲硫氨酸及亮

8、氨酸等所形成的肽键肽键，产物主要产物主要为为多肽及少量氨基酸多肽及少量氨基酸。胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶胃蛋白酶+多肽碎片多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)（二）小肠中的消化（二）小肠中的消化小肠是蛋白质消化的主要部位。小肠是蛋白质消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶及其作用胰酶胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适是消化蛋白质的主要酶，最适pH为为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。内肽酶内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，水解产物水解蛋白质肽链内部的一些肽键，水解产物是寡肽，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋

9、白酶。是寡肽，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，水解产物是氨基酸，如羧基肽酶水解产物是氨基酸，如羧基肽酶(A、B)、氨基、氨基肽酶。肽酶。蛋白质在小肠被水解为寡肽和氨基酸蛋白质在小肠被水解为寡肽和氨基酸蛋蛋白白水水解解酶酶内内肽肽 酶酶外外肽肽酶酶胃胃蛋蛋白白酶酶胰胰蛋蛋白白酶酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹弹性性蛋蛋白白酶酶羧羧肽肽酶酶A A羧羧肽肽酶酶B B氨氨基基肽肽酶酶二二肽肽酶酶 肠激酶肠激酶寡肽酶寡肽酶肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活糜糜胰蛋白酶胰蛋白酶原原 胰蛋白酶

10、原胰蛋白酶原 羧基肽酶羧基肽酶原原 弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原 肠激酶肠激酶(enterokinase)糜蛋白酶糜蛋白酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 羧基肽酶羧基肽酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 (trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义酶原激活的意义联级反应联级反应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

11、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示意图2.小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是主要是寡肽酶寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基的作用，例如氨基肽酶肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等。等。96%96%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。二、氨基酸的吸收和转运二、氨基酸的吸收和转运吸收部位：主要在小肠吸收部位：主要在小肠吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽吸收机制：耗能的主动吸收过程吸收机制：耗能的主动吸收过程有两种方式：氨基酸载体

12、转运系统或有两种方式：氨基酸载体转运系统或 -谷氨酰循环转运吸收谷氨酰循环转运吸收（一）氨基酸吸收载体（一）氨基酸吸收载体载载体体蛋蛋白白与与氨氨基基酸酸、Na+组组成成三三联联体体，由由ATP供供能能将将氨氨基基酸酸、Na+转转入入细细胞胞内内，Na+再由钠泵排出细胞。再由钠泵排出细胞。载体类型载体类型中性氨基酸载体中性氨基酸载体(不带电荷）不带电荷）碱性氨基酸载体（精、赖碱性氨基酸载体（精、赖AA)AA)酸性氨基酸载体酸性氨基酸载体(天冬、谷天冬、谷AA)AA)亚氨基酸与甘氨酸载体亚氨基酸与甘氨酸载体(脯、羟脯、脯、羟脯、甘氨酸）甘氨酸）是需要载体蛋白帮助的、耗能、需钠的主动吸收过程是需要

13、载体蛋白帮助的、耗能、需钠的主动吸收过程。食物蛋白质在小肠的吸收食物蛋白质在小肠的吸收(与葡萄糖吸收相似与葡萄糖吸收相似)NaNa+依赖性蛋白质转运蛋白依赖性蛋白质转运蛋白载载体体介介导导的的主主动动转转运运AAAAAAAA（二）（二）-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用-谷氨酰循环谷氨酰循环(-glutamyl cycle)过程：过程：由由-谷氨酰转移酶催化，利用谷氨酰转移酶催化，利用GSH，合成合成-谷氨酰氨基酸谷氨酰氨基酸进行转运。消耗进行转运。消耗的的GSH可重新再合成可重新再合成。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

14、肽酶-谷氨谷氨 酸环化酸环化 转移酶转移酶氨基酸氨基酸5-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谷胱甘肽谷胱甘肽 GSH细胞内细胞内-谷氨酰基循环过程谷氨酰基循环过程-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸目目 录录l利用肠粘膜细胞上的利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽二肽或三肽的转的转运体系运体系l此种转运也是耗能的主动吸收过程此种转运也是耗能的主动吸收过程l吸收作用在

15、小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强（三）肽的吸收（三）肽的吸收三、三、蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用 少量未被消化（不到少量未被消化（不到4%4%）的蛋白质和未被吸收）的蛋白质和未被吸收的氨基酸、寡肽，在大肠下段被大肠杆菌分解，称为的氨基酸、寡肽，在大肠下段被大肠杆菌分解，称为蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作用（putrefactionputrefaction）。）。腐败作用的产物大多有害，如胺腐败作用的产物大多有害，如胺 nn、氨、苯、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质等可被机体利用的物质。蛋白质的腐败作用蛋白质的腐败作

16、用(putrefaction)P196（一）（一）肠菌通过脱羧基作用产生胺类肠菌通过脱羧基作用产生胺类 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降血压降血压降血压降血压升压升压升压升压 假神经递质假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构与神经递质结构相似，可取代某些物质结构与神经递质结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺酪胺酪胺-羟酪胺羟酪胺-羟基酶的作用下羟

17、基酶的作用下苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸 肠肠菌菌苯乙胺苯乙胺酪胺酪胺肝脏肝脏正常正常解毒解毒 肝病肝病 -羟化酶羟化酶 脑组织脑组织苯乙醇胺苯乙醇胺 羟酪胺羟酪胺假神经递质假神经递质肝性脑昏迷肝性脑昏迷 胺类的毒性（假神经递质学说）胺类的毒性（假神经递质学说）-羟酪胺羟酪胺和和苯乙醇胺苯乙醇胺结构类似结构类似儿茶酚胺儿茶酚胺，它们可取代儿茶酚，它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑胺与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，使大脑发生异常抑制而昏迷。制而昏迷。（二）（二）氨的生成氨的生成未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素渗入肠道的尿素氨氨(ammonia)肠

18、道细菌还原脱氨肠道细菌还原脱氨基作用（主要来源）基作用（主要来源）尿素酶尿素酶降低肠道降低肠道pH，NH3转变为转变为NH4+以胺盐形式排出，以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。（三）三）其它有害物质的生成其它有害物质的生成酪氨酸酪氨酸 苯酚苯酚半胱氨酸半胱氨酸 硫化氢硫化氢 色氨酸色氨酸 吲哚吲哚 上述物质大部分可以随粪便排出，只有小部分上述物质大部分可以随粪便排出，只有小部分被吸收，在被吸收，在肝脏代谢转变而解毒肝脏代谢转变而解毒，故不会发生中，故不会发生中毒现象。毒现象。氨基酸代谢库氨基酸代谢库 P197食物蛋白质经消化吸收产生的食物蛋

19、白质经消化吸收产生的氨基酸氨基酸（外外源性氨基酸源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解生成）与体内组织蛋白质降解生成的的氨基酸氨基酸以及其它物质经代谢转变而来的以及其它物质经代谢转变而来的氨基酸氨基酸（内源性氨基酸内源性氨基酸）混在一起，分布）混在一起，分布于于体内各处，参与代谢体内各处，参与代谢，这些游离的氨基这些游离的氨基酸的总和酸的总和，称为，称为氨基酸代谢库（氨基酸代谢库（metabolic pool）。氨基酸的来源和去路氨基酸的来源和去路 P197 合成组织蛋白合成组织蛋白主要去路主要去路第三节第三节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino A

20、cid一、一、氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用定义定义指氨基酸脱去指氨基酸脱去氨基氨基生成相应生成相应-酮酸酮酸的过程。的过程。脱氨基脱氨基方式方式 转氨基作用转氨基作用氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基 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（一）转氨基作用（一）转氨基作用（transamination）在在转氨酶转氨酶的作用下，的作用下，-氨基酸氨基酸的的氨基氨基转移到转移到-酮酮酸的酸的-碳上碳上，生成相应的氨基酸，而，生成相应的氨基酸，而原来的氨基原来的氨基酸则转变成酸则转变成-酮酸。酮酸。此过

21、程仅发生氨基转移，并未产生游离的此过程仅发生氨基转移，并未产生游离的NH3NH3。要点：要点：P198 只转移只转移-NH2、不产生游离、不产生游离NH3；反应可逆，；反应可逆，逆过程是体内合成和改造非必需逆过程是体内合成和改造非必需aa的途径的途径；体内除体内除Lys、Pro和和羟脯氨酸羟脯氨酸外，大多数氨基外，大多数氨基酸都可进行转氨基作用。酸都可进行转氨基作用。转氨酶均以转氨酶均以磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛为辅酶。为辅酶。磷酸吡哆醛是磷酸吡哆醛是VB6的衍生物。反应中起传递氨基的衍生物。反应中起传递氨基的作用。的作用。P106(氨基传递体氨基传递体)转氨基作用机制转氨基作用机制P198(氨基传

22、递体氨基传递体)丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶（alanine transaminase,ALT），），又称为又称为谷丙转氨酶（谷丙转氨酶（GPTGPT）。催化。催化丙氨酸与丙氨酸与-酮戊二酸酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝中活性较高，在在肝中活性较高，在肝的疾病肝的疾病时，可引起血清中时，可引起血清中ALTALT活活性明显升高。性明显升高。帮助诊断帮助诊断急性肝炎急性肝炎体内重要的转氨酶体内重要的转氨酶丙氨酸丙氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸 ALT丙酮酸丙酮酸+谷氨酸谷氨酸 天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶（aspartate transa

23、minase,aspartate transaminase,ASTAST），又称为），又称为谷草转氨酶（谷草转氨酶（GOTGOT）。催化。催化天冬氨酸与天冬氨酸与-酮戊二酸酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活性较高，故在在心肌中活性较高，故在心肌疾患心肌疾患时，血清中时，血清中ASTAST活性活性明显升高。明显升高。帮助诊断帮助诊断心肌梗塞心肌梗塞天冬氨酸天冬氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸+谷氨酸谷氨酸AST组织组织GOTGOTGPT GPT 心脏心脏15600015600071007100肝肝142000142000440004

24、4000骨骼肌骨骼肌990009900048004800肾脏肾脏91000910001900019000组织组织GOTGOTGPTGPT胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002800020002000140001400012001200100001000070070020201616正常人血清正常人血清GPTGPT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)血清氨基转移酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的血清氨基转移酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。指标之一。转氨基作用不仅是体内多数氨基酸转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨脱氨基基的重要方式，也是机体

25、的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸和氨基酸互变和氨基酸互变和氨基酸互变和氨基酸互变的重要途径之一。的重要途径之一。通过此种方式通过此种方式并未产生游离的氨并未产生游离的氨。转氨基作用的生理转氨基作用的生理意义意义（二）氧化脱氨基作用（二）氧化脱氨基作用（线粒体内进行）（线粒体内进行）定义：定义：-AA-AA在在酶酶的作用下，氧化生成的作用下，氧化生成-酮酮酸，同时酸，同时消耗氧并产生氨消耗氧并产生氨的过程。的过程。氧化脱氨基的反应过程包括氧化脱氨基的反应过程包括脱氢脱氢和和水解水解两步，两步，脱氢反应需酶催化，而水解反应脱氢反应需酶催化，而水解

26、反应则不需酶的催化。则不需酶的催化。R-CH-COOHNH2 2H R-C-COOH+NH3 OH2OR-C-COOHNH 酶酶（氧化脱氢氧化脱氢 、水解脱氨水解脱氨）氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 在哺乳动物组织中在哺乳动物组织中仅有仅有L-谷氨酸谷氨酸才能进行高速率的氧化才能进行高速率的氧化脱氨基作用，由脱氨基作用，由L-谷氨酸脱氢酶催化完成。此酶广泛分谷氨酸脱氢酶催化完成。此酶广泛分布在肝、肾和脑等组织中，肌肉中活性较低。布在肝、肾和脑等组织中，肌肉中活性较低。要点：要点：反应可逆。反应可逆。L-谷氨酸脱氢酶为不谷氨酸脱氢酶为不需氧需氧脱氢酶，辅酶为脱氢酶，辅酶为NAD+或或NADP+；谷

27、氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶只能催化谷氨酸发生只能催化谷氨酸发生脱氨基作用（有局限性）。脱氨基作用（有局限性）。此酶分布广泛（除肌肉组织外），但以此酶分布广泛（除肌肉组织外），但以肝、肾、肝、肾、脑脑中活性较强。中活性较强。此酶为此酶为别构酶别构酶。此反应与能量代谢密切相关。此反应与能量代谢密切相关。（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用 P199在在转氨酶转氨酶和和谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶的联合作用下，的联合作用下，使各种氨基酸使各种氨基酸脱下氨基脱下氨基的过程。的过程。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。其逆反应也是体内生成非必需氨基酸的途其逆反应也是体内生

28、成非必需氨基酸的途径。径。（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下脱下-氨基生成氨基生成-酮酸的过程。酮酸的过程。2.类型类型 转氨基作用偶联转氨基作用偶联L-L-谷氨酸氧化脱氨基途径谷氨酸氧化脱氨基途径1.定义定义 转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环途径转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环途径 转氨基转氨基作用偶联作用偶联L-L-谷氨酸氧化脱氨基谷氨酸氧化脱氨基途径途径 意义意义1 1）产生游离产生游离NHNH3 3 ，是体内脱氨基的重要方式；是体内脱氨基的重要方式；2 2）反应可逆，其逆过程是合成非必需反应可逆，其逆过程是合成非必

29、需aa.aa.的重要途的重要途径。径。主要在主要在肝、肾肝、肾组织进行组织进行（转氨基（转氨基+氧化脱氨基）氧化脱氨基）嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环（purine nucleotide cycle,purine nucleotide cycle,PNCPNC）是存在于）是存在于肌肉组织肌肉组织中的一种特殊的中的一种特殊的联合脱联合脱氨基作用氨基作用方式。方式。在在肌肉组织肌肉组织中，由于谷氨酸脱氢酶的活性较低，中，由于谷氨酸脱氢酶的活性较低，而而腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶(adenylate deaminase)(adenylate deaminase)的活性的活性较高，故采用此方式进行脱氨基。

30、较高，故采用此方式进行脱氨基。转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环途径转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环途径腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶(adenylate deaminase)(adenylate deaminase)可催化可催化AMPAMP脱氨基，此反应与转氨基反应相联系，即脱氨基，此反应与转氨基反应相联系，即构成嘌呤核苷酸循环构成嘌呤核苷酸循环(PNC)(PNC)的脱氨基作用。的脱氨基作用。转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环途径转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环途径苹果酸苹果酸 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

31、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此种方式主要在此种方式主要在肌肉组织中的重要脱氨基方式肌肉组织中的重要脱氨基方式腺苷酸腺苷酸脱氨酶脱氨酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌腺嘌呤核呤核苷酸苷酸(AMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶GTP（四）其他脱氨基作用（四）其他脱氨基作用如丝氨酸的脱水脱氨基，生成丙酮酸；半如丝氨酸的脱水脱氨基，生成丙酮酸；半光氨酸的脱硫化氢脱氨基，生成丙酮酸；光氨酸的脱硫化氢脱氨基，生成丙酮酸；以及天冬氨酸的直接脱氨基，生成延胡索以及天冬氨酸的直接脱氨基，生成延胡索酸等。酸等。二、二、-酮酸的代谢酮酸的代

32、谢 p203 p203 氨是机体正常代谢产物，具有强烈的神经毒性。氨是机体正常代谢产物，具有强烈的神经毒性。正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过47-65mol/L。体内的氨主要在肝合成尿素解毒。体内的氨主要在肝合成尿素解毒。生糖氨基酸：在体内能转变成糖的氨基酸。生糖氨基酸：在体内能转变成糖的氨基酸。13种。种。生酮氨基酸：在体内能转变成酮体的氨基生酮氨基酸：在体内能转变成酮体的氨基酸。有酸。有2种种。生糖兼生酮氨基酸：既能转变成糖也能转生糖兼生酮氨基酸：既能转变成糖也能转变成酮体的氨基酸。有变成酮体的氨基酸。有5种。种。生糖和生酮氨基酸种类P203分分 类类 氨基酸氨基酸 生糖氨

33、基酸生糖氨基酸 生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、异亮氨酸、苏氨酸苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、异亮氨酸、苏氨酸生酮氨基酸生酮氨基酸 亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、精氨酸、脯氨酸、谷氨甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、精氨酸、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、谷氨酰胺、缬氨酸、组氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺脱掉氨基后的脱掉氨基后的-酮酸可转变成：酮酸可转变成：-酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰 CoA延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰 CoA三羧酸循环中间产物

34、三羧酸循环中间产物PEP葡萄糖葡萄糖脂肪酸脂肪酸酮体酮体乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA乙酰乙酰CoACoA酮体酮体脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪丙酮酸丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸糖糖三羧酸循环三羧酸循环草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoACoA-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸缬氨酸缬氨酸苏氨酸苏氨酸蛋氨酸蛋氨酸异亮氨酸异亮氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸脯氨酸脯氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬氨酸天冬氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸异亮氨酸异亮氨酸色氨酸色氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸

35、色氨酸亮氨酸亮氨酸异亮氨酸异亮氨酸色氨酸色氨酸磷酸丙糖磷酸丙糖-磷酸甘油磷酸甘油生酮氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸未标记为生糖氨基酸未标记为生糖氨基酸p203氨具有毒性，血氨过高，可引起脑功能氨具有毒性，血氨过高，可引起脑功能紊乱，与肝性脑病的发病有关。紊乱，与肝性脑病的发病有关。正常人血液中氨的浓度很低，一般不超正常人血液中氨的浓度很低，一般不超过过0.60 mol/L。体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在肝合成尿素而解毒肝合成尿素而解毒。三、三、氨氨的代谢的代谢 p200 p200（一）、血氨的来源与去路（一）、血氨的来源与去路 P2001

36、.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 RCH2NH2RCHO +NH3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经肠道细菌尿素酶尿素酶水解产生的氨水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶2.血氨的去路血氨的去路 在肝内合成尿素，在肝内合成尿素，这是最主要的去路（这是最主要的去路（80%-80%-9

37、5%95%）合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 +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在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。随尿排出。血氨血氨血氨血氨 血氨的来源与去路血氨的来源与去路P200肠道吸收肠道吸收氨基酸脱氨氨基酸脱氨酰胺水解酰胺水解其他含氮物分解其他含氮物分解 合成尿素排出合成尿素排出合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺合成其他含氮物合成其他含氮物经肾脏直接排出经肾脏直接排出 肠道对氨的吸收与肠道肠道对氨的吸收与肠道pH有关：有关：（二）、

38、氨的转运（二）、氨的转运氨是有毒物质，血中的氨是有毒物质，血中的NH3主要是以无主要是以无毒的毒的Ala及及Gln两种形式进入血液被运输。两种形式进入血液被运输。是是肌肉与肝肌肉与肝之间氨的转运形式。之间氨的转运形式。意义：意义：既使肌肉中的既使肌肉中的氨氨以以无毒的无毒的Ala形式运到肝，形式运到肝，肝又为肌肉提供生成丙酮酸的肝又为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖葡萄糖。1、丙氨酸、丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环 P200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糖酵酵解解丙丙氨氨酸酸丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖-酮戊二酸酮戊二酸

39、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异生糖异生葡葡萄萄糖糖葡萄糖葡萄糖-丙氨酸循环丙氨酸循环 肝或肾肝或肾+NH32、谷氨酰胺的运氨作用、谷氨酰胺的运氨作用 合成尿素合成尿素 形成形成NHNH4+H+肝肝肾肾 随尿排出随尿排出 意义意义1)1)在血液中在血液中,以以GlnGln形式运形式运NHNH3 3,可以可以保持低血保持低血NHNH3 3浓度浓度;2)2)在脑组织在脑组织,形成形成GlnGln是暂时解除是暂时解除NHNH3 3毒的重要方式。毒的重要方式。Gln即是氨的一种解毒形式，也是氨的储存和运输形式。即是氨的一种解毒形式，也是氨的储存和运输形式。主要是从主要

40、是从脑、肌肉脑、肌肉等组织向等组织向肝或肾肝或肾运氨。运氨。（三）、尿素的生成（三）、尿素的生成体内氨的最主要去路体内氨的最主要去路尿素是蛋白质分解代谢的最终无毒产物；尿素是蛋白质分解代谢的最终无毒产物；是体内解除氨是体内解除氨毒的主要方式毒的主要方式尿素的生成是体内氨代谢的主要途径，经占尿排出总氮尿素的生成是体内氨代谢的主要途径，经占尿排出总氮量的量的80809090。实验证明，肝脏是合成尿素的主要器官。实验证明，肝脏是合成尿素的主要器官。尿素合成的途径称为尿素合成的途径称为鸟氨酸循环鸟氨酸循环或或尿素循环尿素循环。部位部位：肝细胞肝细胞的线粒体和胞液的线粒体和胞液鸟氨酸循环的详细步骤鸟氨酸

41、循环的详细步骤 P2021.线粒体内的反应步骤线粒体内的反应步骤N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶是尿素循环关键酶是尿素循环关键酶 两步反应均两步反应均不可逆不可逆；P202氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶-(CPS-)为变构酶，为变构酶，N-乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（N-AGA）为此酶的变构激）为此酶的变构激活剂；活剂；此阶段此阶段消耗消耗2个个ATP；2.胞液内反应步骤胞液内反应步骤精氨酸的生成精氨酸的生成 尿素合成过程尿素合成过程2ADP+Pi2ADP+PiCOCO2 2+NHNH3 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

42、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果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代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线粒体线粒体胞胞 液液解除氨毒解除氨毒 1 1合成主要在合成主要在肝细胞肝细胞的的线粒体线粒体和和胞液胞液中进行；中进行；2 2合成一分子尿素需消耗合成一分子尿素需消耗3 3分子分子ATPATP（4 4个高能磷酸个高能磷酸键）键）；3 3尿素分子中的两个氮原子，尿素分子中的两个氮原子，第一个来自于第一个来自于游离氨游离氨，第二个来自

43、第二个来自天冬氨酸天冬氨酸；4 4循环中消耗的循环中消耗的AspAsp可通过延胡索酸转变为草酰乙可通过延胡索酸转变为草酰乙酸，再通过转氨基作用，从其他酸，再通过转氨基作用，从其他-氨基酸获得氨基而氨基酸获得氨基而再生再生。尿素合成的特点尿素合成的特点：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，尿素合成酶的遗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传缺陷也可导致高氨血症。高氨血症时会引起脑功能障碍，称高氨血症时会引起脑功能障碍，称氨中毒氨中毒。高氨血症和肝性脑病氨中毒高氨血症和肝性脑病氨中毒P202P202肝昏迷的

44、氨中毒学说肝昏迷的氨中毒学说 三羧酸循环三羧酸循环 脑脑供供能能不不足足-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可氨可通过血脑屏障进入脑细胞通过血脑屏障进入脑细胞，减少脑细胞减少脑细胞-酮戊二酸酮戊二酸浓度浓度使使ATPATP生成减少，生成减少，导致大脑功能障碍导致大脑功能障碍引引起起肝肝性性脑脑病病第四节第四节特殊氨基酸代谢特殊氨基酸代谢Metabolism of Specific Amino Acid一、氨基酸的脱羧基作用一、氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶的辅酶是氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛。氨基酸脱羧基产生相应的胺类，体内胺

45、类含量不氨基酸脱羧基产生相应的胺类，体内胺类含量不高，但大多具有重要的生理功能。高，但大多具有重要的生理功能。（一）谷氨酸脱羧基生成（一）谷氨酸脱羧基生成-氨基丁酸氨基丁酸 GABAGABA是一种抑制性神经递质，对中枢神经系统是一种抑制性神经递质，对中枢神经系统可产生抑制作用，可产生抑制作用，在脑中浓度较高，在脑中浓度较高，若其生成若其生成不足易引起中枢神经系统的过度兴奋。不足易引起中枢神经系统的过度兴奋。5-羟色胺（羟色胺（5-HT）脑内脑内外周外周 抑制性神经递质，抑制性神经递质，与调节睡眠、体温和镇痛等有关与调节睡眠、体温和镇痛等有关强烈的血管收缩剂强烈的血管收缩剂（褪黑激（褪黑激 素）

46、素）乙酰化乙酰化松果体松果体（二）色氨酸脱羧基生成（二）色氨酸脱羧基生成5-羟色胺羟色胺在脑组织内，在脑组织内，5-HT是一种抑制性神经递质，与调节睡眠、是一种抑制性神经递质，与调节睡眠、体温、痛觉等有关。在外周组织，是一种强烈的血管收体温、痛觉等有关。在外周组织，是一种强烈的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。5-羟色胺羟色胺（三）组氨酸脱羧基生成组胺（三）组氨酸脱羧基生成组胺组胺是一种强烈的血管舒张剂，能够增加毛细血管通透组胺是一种强烈的血管舒张剂，能够增加毛细血管通透性，使毛细血管扩张，导致局部水肿、血压下降。组胺性，使毛细血管扩张，导致局部水肿、血压下降。组胺还可使支

47、气管平滑肌痉挛而引起哮喘。变态反应、创伤还可使支气管平滑肌痉挛而引起哮喘。变态反应、创伤及烧伤可释放出大量的组胺。及烧伤可释放出大量的组胺。（四）某些氨基酸脱羧基生成多胺类物质（四）某些氨基酸脱羧基生成多胺类物质研究表明，精脒和精胺是调节细胞生长的关键物质，有促进研究表明，精脒和精胺是调节细胞生长的关键物质，有促进某些组织生长的作用，如胚胎、肿瘤等生长旺盛的组织，多某些组织生长的作用，如胚胎、肿瘤等生长旺盛的组织，多胺的含量及鸟氨酸脱羧酶的活性均有所增加。胺的含量及鸟氨酸脱羧酶的活性均有所增加。调节核酸、蛋白质的生物合成，促进细胞生长调节核酸、蛋白质的生物合成，促进细胞生长（五）（五）牛磺酸牛

48、磺酸 合成胆汁酸盐合成胆汁酸盐 脑内具有抑制性递质作用脑内具有抑制性递质作用由由Cys氧化后再脱羧而生成。氧化后再脱羧而生成。二、一碳单位的代谢二、一碳单位的代谢 P206 P206（一）一碳单位的概念（一）一碳单位的概念 一碳单位一碳单位是指体内某些氨基酸在分解代谢过程中产是指体内某些氨基酸在分解代谢过程中产生的生的含有一个碳原子的化学基团含有一个碳原子的化学基团。COCO2 2除外除外 甲基：甲基：-CH-CH3 3 亚甲基（甲烯基）：亚甲基（甲烯基）：-CH-CH2 2-甲酰基：甲酰基：-CHO -CHO 次甲基（甲炔基）：次甲基（甲炔基）：-CH=-CH=亚氨甲基：亚氨甲基：HN=CH

49、-HN=CH-一碳单位不能游离存在，常与一碳单位不能游离存在，常与FHFH4 4结合而转运和参加代谢。结合而转运和参加代谢。甘氨酸、组氨酸、丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、丝氨酸、色氨酸、甲硫氨酸色氨酸、甲硫氨酸被四氢叶酸被四氢叶酸（FHFH4 4）结合）结合携带携带一碳单位一碳单位*(one carbon unit)参与嘌呤参与嘌呤和嘧啶碱和嘧啶碱的合成的合成来源来源去路去路载体载体一碳单位主要来源于以下氨基酸代谢：一碳单位主要来源于以下氨基酸代谢：P206P206（二）一碳单位的载体（或（二）一碳单位的载体（或辅酶辅酶）一碳单位不能游离存在，必须由其载体携带。一碳单位不能游离存在，必须由其载体携带

50、。一碳单位的载体：一碳单位的载体：四氢叶酸。四氢叶酸。FHFH4 4分子上的分子上的N N5 5和和N N1010是结合一碳单位的位置。是结合一碳单位的位置。5 56 67 78-8-四氢叶酸（四氢叶酸（FHFH4 4）名名 称称结结 构构四氢叶酸结合位点四氢叶酸结合位点甲基甲基CH3N5甲烯基甲烯基CH2N5和和N10甲炔基甲炔基CHN5和和N10亚氨甲基亚氨甲基CHNHN5甲酰基甲酰基CHON5或或N10体内重要的一碳单位体内重要的一碳单位 P206P206（三）（三）一碳单位的产生、互变与生理功用：一碳单位的产生、互变与生理功用：P207 P207+H2O-H2O+2H-2HSAM苏苏甘