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1、蛋白质的营养作用Nutritional Function of Protein 第一节第1页/共123页一、体内蛋白质具有多方面的重要功能（一）蛋白质维持细胞组织的生长、更新和修补（二）蛋白质参与体内多种重要的生理活动催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。每克蛋白质在体内氧化分解可释放17.19kJ(4.1 kcal)的能量，人体每日18%能量由蛋白质提供。（三）蛋白质可作为能源物质氧化供能第2页/共123页二、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述n 氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。氮总
2、平衡：摄入氮=排出氮（正常成人）氮正平衡：摄入氮 排出氮（儿童、孕妇等）氮负平衡：摄入氮 排出氮（饥饿、消耗性疾病患者）第3页/共123页n 蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低生理需要量为30g50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。n氮平衡的意义可以反映体内蛋白质代谢的概况。第4页/共123页n营养必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有8种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。半必需氨基酸：半胱氨酸、酪氨酸、精氨酸和组氨酸n其余12种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需 氨基酸。
3、三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值第5页/共123页n 蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值是指食物蛋白质在体内的利用率，取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。n 蛋白质的互补作用指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。谷类：Lys少、Trp多第6页/共123页蛋白质热能营养缺乏：水肿 烦躁 发稀 色浅（与母发对比）。第7页/共123页第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins第8页/共123页一、外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收n 蛋
4、白质消化的生理意义 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、毒性反应。（一）在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽第9页/共123页1、蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸胃蛋白酶的最适pH为1.52.5，对蛋白质肽键的作用特异性较差，主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽键，产物主要为多肽及少量氨基酸。胃蛋白酶还有凝乳作用。胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)第10页/共123页2、蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸 小肠是蛋白质消化的主要部位。n胰酶及其作用胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH为7.0左右，
5、包括内肽酶和外肽酶。内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶（碱性）、糜蛋白酶（芳香族）、弹性蛋白酶（脂肪族）。外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始，每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。第11页/共123页u蛋白水解酶作用示意图氨基酸二肽酶氨基肽酶内肽酶氨基酸 +NHNH羧基肽酶56第12页/共123页n 肠液中酶原的激活胰蛋白酶(trypsin)肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶原弹性蛋白酶(elastase)弹性蛋白酶原糜蛋白酶(chymotrypsin)糜蛋白酶原羧基肽酶(A或B)(carboxypeptida
6、se)羧基肽酶原(A或B)第13页/共123页n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寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等,最终产物为氨基酸。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。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原激活的意义第14页/共123页 主胰管与胆总管汇合形成共同通路（约占80-90），开口于十二指肠乳头（内有Oddi括约肌），这是胰腺疾病和胆道疾病相互关联的解剖学基础。第15页/共123页暴饮暴食以及酗酒易引发急性胰腺炎暴饮暴食导致
7、胃肠功能紊乱，使肠道的正常活动及排空发生障碍，阻碍胆汁和胰液的正常引流。酒精刺激可以使十二指肠Oddi 括约肌的阻力增强(痉挛)和十二指肠乳头水肿，使胰液排出受阻，导致胰管内压力增高，胰管鼻的通透性增高，致使胰液外溢明显加大，引起胰腺损伤。第16页/共123页（二）氨基酸通过主动转运过程被吸收n 吸收部位：吸收部位：主要在小肠主要在小肠n 吸收形式：吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽氨基酸、寡肽、二肽n 吸收机制：吸收机制：耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程第17页/共123页n 氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。七种
8、转运蛋白(transporter)中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白氨基酸转运蛋白二肽转运蛋白三肽转运蛋白第18页/共123页第19页/共123页-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用-谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽再合成第20页/共123页谷氨酸 5-氧脯氨酸酶ATPADP+Pi半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶-谷氨 酰环化 转移酶氨基酸5-氧脯氨酸-谷氨酰半胱氨酸-谷氨酰半胱氨酸 合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽 合成酶ATPADP+Pi细胞外-谷 氨酰 基转 移酶细胞膜谷胱甘肽 GSH细胞
9、内-谷氨酰氨基酸氨基酸第21页/共123页利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系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吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强 肽的吸收第22页/共123页第23页/共123页二、蛋白质在肠道发生腐败作用肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产物所起的作用。腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质。n 蛋白质的腐败作用(putrefaction)第24页/共123页（一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类蛋白质 氨基酸胺类(amines)蛋白酶 脱羧基作用
10、 组氨酸组胺 赖氨酸尸胺 色氨酸 色胺 酪氨酸酪胺鸟氨酸腐胺苯丙氨酸苯乙胺降血压降血压升血压第25页/共123页n 假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构(如苯乙醇胺，-羟酪胺）与神经递质（如儿茶酚胺）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。苯乙胺苯乙醇胺酪胺-羟酪胺第26页/共123页（二）肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨未被吸收的氨基酸渗入肠道的尿素氨(ammonia)脱氨基作用尿素酶 降低肠道pH，NH3转变为NH4+以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。第27页/共123页（三）腐败作用产生其它有害物质酪氨酸 苯酚半
11、胱氨酸 硫化氢 色氨酸 吲哚正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出，只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。第28页/共123页第三节氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids第29页/共123页一、体内蛋白质分解生成氨基酸成人体内的蛋白质每天约有1%2%被降解，主要是肌肉蛋白质。蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%80%被重新利用合成新的蛋白质。第30页/共123页n 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，用t1/2表示。（一）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，降解速率随生理需要
12、而变化。第31页/共123页不依赖ATP和泛素；利用溶酶体中的组织蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿蛋白质。1、蛋白质在溶酶体通过ATP-非依赖途径被降解（二）真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径第32页/共123页2、蛋白质在蛋白酶体通过ATP-依赖途径被降解 依赖ATP和泛素 降解异常蛋白和短寿蛋白质n 泛素(ubiquitin)76个氨基酸组成的多肽(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名 一级结构高度保守第33页/共123页泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活,即泛素化，包括三种酶参与的3步反应，并需消耗ATP。蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋
13、白质的降解。主要降解异常蛋白和短寿命蛋白。n 泛素介导的蛋白质降解过程第34页/共123页n泛素化过程E1：泛素激活酶E2：泛素结合酶E3：泛素蛋白连接酶UBCO-O+HS-E1ATPAMP+PPiUBCOS E1HS-E2HS-E1UBCOS E2UBCOS E1UB：泛素Pr：被降解蛋白质PrHS-E2UBCOS E2UBCNH OE3Pr第35页/共123页蛋白酶体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。26S蛋白质酶体 20S的核心颗粒(CP)19S的调节颗粒(RP):18个亚基,6个亚基具有ATP酶活性2个环：7个亚基2个环：7个亚基第36页/共123页第37页/共12
14、3页n泛素介导的蛋白质降解过程：第38页/共123页泛素与疾病泛素与疾病与泛素相关的疾病可分为2种:一种是泛素体系酶的突变导致的功能丧失或者是目标底物蛋白识别基序的改变,而导致某种蛋白的稳定。另一种是目标蛋白功能不正常或加速降解的结果。第39页/共123页 2004年10月16日瑞典皇家科学院将该年度诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和美国科学家欧文罗斯，以表彰他们在泛素调节的蛋白质降解研究领域中的卓越成就。第40页/共123页二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸
15、（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库(metabolic pool)。第41页/共123页n氨基酸代谢概况：合成分解嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮 化合物代谢转变胺类+CO2脱羧基作用脱氨基作用消化吸收其它含氮物质非必需氨基酸NH3CO2+H2O糖或脂类-酮酸谷氨酰胺尿素食物蛋白质组织蛋白质血液氨基酸组织氨基酸氨基酸代谢库第42页/共123页三、联合脱氨基作用是体内主要的脱氨基途径n 脱氨基作用指氨基酸脱去-氨基生成相应-酮酸的过程。第43页/共123页（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基n转氨基作用(transamination)1、转氨基作用由转氨酶催化完成在转氨酶(t
16、ransaminase)的作用下，某一氨基酸去掉-氨基生成相应的-酮酸，而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。第44页/共123页n 反应式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。第45页/共123页转氨酶特点 催化可逆反应，平衡常数1 分布广、种类多、特异性强 (苏、赖、脯、羟脯氨酸例外)机体中两种重要转氨酶 谷丙转氨酶GPT(ALT)谷草转氨酶GOT(AST)第46页/共123页ALTCHNH2COOHCH3丙氨酸C=O +COOHCOOH(CH2)2-酮戊二酸C=OCOOHCH3丙酮酸CHNH2 +COOHCOOH(CH2)2谷氨酸AST(CH2)2CHN
17、H2 COOHCOOH谷氨酸C=O(CH2)2COOHCOOH-酮戊二酸CHNH2 COOHCOOHCH2天冬氨酸C=OCH2COOHCOOH草酰乙酸+第47页/共123页正常人各组织中GPT及GOT 活性(单位/克湿组织)n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。组组 织织 GPT GOT组组 织织 GPT GOT 肝肝 44000 142000胰胰 腺腺 2000 28000 肾肾 19000 91000脾脾 1200 14000 心心 7100 156000肺肺 700 10000 骨骼肌骨骼肌 4800 99000血清血清 16 20第48页/共123页2、各种转氨酶都具
18、有相同的辅酶和作用机制n 转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸 磷酸吡哆醛 -酮酸 磷酸吡哆胺 谷氨酸-酮戊二酸 转氨酶第49页/共123页第50页/共123页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的重要途径。通过此种方式并未产生游离的氨。n 转氨基作用的生理意义欠缺：只是转氨基而没有脱氨基第51页/共123页（二）L-谷氨酸通过L-谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基 存在于肝、脑、肾中 辅酶为 NAD+或NADP+GTP、ATP为其抑制剂 GDP、ADP为其激活剂催化酶：L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸NH3-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2
19、O第52页/共123页先天性高胰岛素先天性高胰岛素/高血氨症高血氨症谷氨酸脱氢酶先天性高胰岛素血症（GDH-CHI）GDH基因的错义突变降低了GDH对GTP变构抑制的敏感性，导致GDH的活性增强，由谷氨酸合成-酮戊二酸增多，ATP:ADP比值增高，从而以钾通道依赖的方式触发胰岛素的过度释放在肝脏，GDH活性增强则导致氨的过度产生和尿素合成受损。第53页/共123页（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-氨基生成-酮酸的过程。定义转氨基偶联氧化脱氨基转氨基偶联嘌呤核苷酸循环第54页/共123页n 1 转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸 谷氨酸 -酮酸 -酮戊二酸 H2O+NAD
20、+转氨酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶 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。主要在肝、肾和脑组织进行。第55页/共123页苹果酸 腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤 核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶-酮戊 二酸氨基酸 谷氨酸-酮酸 转氨酶 1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶 2腺苷酸脱氨酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)2 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环第56页/共123页（四）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基第57页/共123页氨基酸脱氨方式的小结1 转氨基作用2 L-谷氨酸脱氢酶脱氨 （氧化脱氨的一种）3 嘌呤核苷酸循环脱氨4 氨基酸氧化酶脱氨转氨基偶联氧化
21、脱氨转氨基偶联嘌呤核苷酸循环脱氨第58页/共123页氨基酸氧化酶的特点属于黄酶类，其辅酶是FMN或FAD分布不广、活性不强 但是有一例外：L谷氨酸脱氢酶第59页/共123页三、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解氨基酸脱氨基后生成的-酮酸(-keto acid）主要有三条代谢去路。（一）-酮酸可彻底氧化分解并提供能量（二）-酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸（三）-酮酸可转变成糖及脂类化合物第60页/共123页2L:Leu,Lys2e:Ile,Phe3T:Tyr,Thr,Trp（2L）（2e和3T）第61页/共123页琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸-酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或
22、糖原糖-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸 蛋氨酸丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸酮体亮氨酸 赖氨酸酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺组氨酸 缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C第62页/共123页第四节第四节氨的代谢氨的代谢Metabolism of Ammonia第63页/共123页一、体内有毒性的氨有三个重要来源（一）氨基酸脱氨基作用和胺类分解均可产生氨 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。(血氨正常值 0.1mg/100m
23、l)第64页/共123页（三）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶H2O（二）肠道细菌腐败作用产生氨蛋白质和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第65页/共123页二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式转运（一）通过丙氨酸-葡萄糖循环氨从肌肉运往肝n 生理意义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。第66页/共123页丙氨酸葡萄糖 肌肉蛋白质氨基酸NH3谷氨酸-酮戊 二酸丙酮酸糖酵解途径肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖异生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖第67页/共123页（二）通过谷
24、氨酰胺氨从脑和肌肉等组织运往肝或肾 n 反应过程谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶+H2On生理意义第68页/共123页临床意义谷氨酰胺天冬氨酸 天冬酰胺 蛋白质机体细胞合成足量的天冬酰胺以供蛋白质合成的需要。白血病细胞不能或很少合成天冬酰胺，依靠血液从其它器官运来。临床上用天冬酰胺酶水解天冬酰胺成天冬氨酸减少血中天冬酰胺，抑制白血病细胞生长繁殖，达到治疗白血病。天冬酰胺酶第69页/共123页三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路n体内氨的去路有：在肝内合成尿素，这是最主要的去路；谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶A
25、TPADP+Pi 肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。合成非必需氨基酸及其它含氮化合物；合成谷氨酰胺。第70页/共123页实验：实验：动物切除肝脏，输入动物切除肝脏，输入AA后，血氨浓度升高后，血氨浓度升高动物保留肝脏、切除肾脏，输入动物保留肝脏、切除肾脏，输入AA后，血中尿后，血中尿素浓度升高素浓度升高动物肝脏、肾脏同时切除，输入氨基酸后，血中动物肝脏、肾脏同时切除，输入氨基酸后，血中尿素含量较低，但血氨浓度升高尿素含量较低，但血氨浓度升高结论：结论：肝脏肝脏是合成尿素的主要器官是合成尿素的主要器官 肾脏肾脏是尿素排泄的主要器官是尿素排泄的主要器官氨在肝中合成尿素第71
26、页/共123页（一）Krebs提出尿素是通过鸟氨酸循环合成的学说尿 素 生 成 的 过 程 由 Hans Krebs 和 Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，又称尿素循环(urea cycle)或Krebs-Henseleit循环。合成部位：主要在肝细胞的线粒体及胞液中。肾及脑等合成尿素的量甚微。第72页/共123页1、NH3、CO2和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸 CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行（二）肝中鸟氨酸循环合成尿素的详细
27、步骤第73页/共123页反应由氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase,CPS-)催化。N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)第74页/共123页2、氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸鸟氨酸氨基甲酰转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸第75页/共123页反应由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl transferase,OCT)催化，OCT常与CPS-构成复合体。反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。第76页/共123页3、瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸反应在胞液中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶
28、ATPAMP+PPiH2OMg2+天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3第77页/共123页精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸4、精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸反应在胞液中进行。第78页/共123页5、精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸反应在胞液中进行。尿素鸟氨酸精氨酸H2O第79页/共123页鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸-酮戊 二酸谷氨酸-酮酸精氨酸代 琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸尿素线粒体胞 液第80页/共123页天冬
29、氨酸是氨基的供体，由草酰乙酸与谷氨酸转氨基作用产生。谷氨酸的氨基来自多种氨基酸，可见多种氨基酸可通过天冬氨酸的形式参与尿素合成。延胡索酸和天冬氨酸可使尿素循环与三羧酸循环联系。第81页/共123页 小结反应式：CO2+2NH3+3ATP+3H2O NH2CONH2+2ADP+AMP+4Pi 相当于消耗了4个ATP.原料：2 分子氨，一个来自于游离NH3，另一个来自 天冬氨酸。限速酶:精氨酸代琥珀酸合成酶；过程：先在肝脏的线粒体，而后在胞液中进行。耗能：3 个ATP，4 个高能磷酸键。尿素的去路：尿排泄影响因素：鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸的量影响鸟氨酸循环，增加任一种含量，促进尿素合成。第82页/共
30、123页1、高蛋白质膳食促进尿素合成、高蛋白质膳食促进尿素合成2、AGA激活激活 CPS-启动尿素合成启动尿素合成3、精氨酸代琥珀酸合成酶活性促进尿素合成、精氨酸代琥珀酸合成酶活性促进尿素合成（三）尿素合成受膳食蛋白质和两种限速酶活性的调节第83页/共123页酶相对活性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4.5163.01.03.3149.0正常成人肝尿素合成酶的相对活性酶相对活性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4.5163.01.03.3149.0第84页/共123页n血氨浓度升高称高血氨
31、症(hyperammonemia)高血氨症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammonia poisoning)。（四）尿素合成障碍可引起高血氨症与氨中毒常见于肝功能严重损伤或尿素合成相关酶的遗传缺陷。第85页/共123页TAC 脑供能不足-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3 脑内-酮戊二酸氨中毒的可能机制第86页/共123页第五节 个别氨基酸的代谢Metabolism of Individual Amino Acids第87页/共123页 一、氨基酸的脱羧基作用产生特殊的胺类化合物n脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛第88页/共12
32、3页（一）谷氨酸经谷氨酸脱羧酶催化生成-氨基丁酸(-aminobutyric acid,GABA)GABA COOH(CH2)2 CH2NH2 CO2L-谷氨酸脱羧酶 COOH(CH2)2 CHNH2 COOHL-谷氨酸第89页/共123页GABA是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。临床意义：应用Glu+VitB6治疗神经衰弱、和小儿惊厥。第90页/共123页（二）组氨酸经组氨酸脱羧酶催化生成组胺(histamine)组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。L-组氨酸组胺组氨酸脱羧酶CO2HN NCH2CHCOOHNH2HN NCH2CH2NH2第9
33、1页/共123页组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。主要存在于肥大细胞中。临床意义：哮喘、炎症、过敏反应等第92页/共123页（三）色氨酸经5-羟色胺酸生成5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)5-羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶5-羟色氨酸脱羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOH NH2CH2CHCOOH NH2HOCH2CH2NH2HO第93页/共123页临床意义：血清中5-HT可能参与痛觉、睡眠和体温等生理功能的调节。中枢神经系统5-HT含量及功能异常可能与精神病和偏头痛等多种疾病的发病有关。5-HT在脑内作为神经递质起，抑制作
34、用；在外周组织有收缩血管的作用。第94页/共123页（四）某些氨基酸的脱羧基作用可产生多胺类(polyamines)物质鸟氨酸脱羧酶 鸟氨酸腐胺 S-腺苷甲硫氨酸 (SAM)脱羧基SAM CO2SAM脱羧酶CO2精脒(spermidine)丙胺转移酶5-甲基-硫-腺苷丙胺转移酶 精胺(spermine)多胺是调节细胞生长的重要物质。第95页/共123页二、某些氨基酸在分解代谢中产生一碳单位n一碳单位的定义（一）四氢叶酸作为一碳单位的运载体参与一碳单位代谢 某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，称为一碳单位(one carbon unit)。第96页/共123页n一碳单位的种类甲
35、基(methyl)-CH3甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基(methenyl)-CH=甲酰基(formyl)-CHO亚胺甲基(formimino)-CH=NH第97页/共123页n四氢叶酸的结构FH4的生成FFH2FH4FH2还原酶FH2还原酶NADPH+H+NADP+NADPH+H+NADP+第98页/共123页FH4携带一碳单位的形式 （一碳单位通常是结合在FH4分子的N5、N10位上）N5CH3FH4N5,N10CH2FH4N5,N10=CHFH4N10CHOFH4N5CH=NHFH4第99页/共123页n一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及色胺酸的分解代谢丝氨酸 N5
36、,N10CH2FH4甘氨酸 N5,N10CH2FH4组氨酸 N5CH=NHFH4色氨酸 N10CHOFH4（二）由氨基酸产生的一碳单位可相互转变第100页/共123页n一碳单位的互相转变N10CHOFH4N5,N10=CHFH4N5,N10CH2FH4N5CH3FH4N5CH=NHFH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3第101页/共123页（三）一碳单位的主要功能是参与嘌呤、嘧啶的合成N10-CHO-FH4与N5,N10=CH-FH4分别为嘌呤合成提供C2与C8，N5,N10-CH2-FH4为胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来。巨幼红细胞
37、贫血、磺胺类药物、甲氨蝶呤治疗肿瘤等。第102页/共123页三、含硫氨基酸的代谢是相互联系的胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸含硫氨基酸第103页/共123页（一）甲硫氨酸参与甲基转移1、甲硫氨酸转甲基作用与甲硫氨酸循环有关腺苷转移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸(SAM)第104页/共123页甲基转移酶RHRCH3腺苷SAMS腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸nSAM为体内甲基的直接供体第105页/共123页n甲硫氨酸循环(methionine cycle)甲硫氨酸S-腺苷同型 半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4 转甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATP
38、PPi+PiR-CH3第106页/共123页2、甲硫氨酸为肌酸合成提供甲基肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatine phosphate)是能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸为骨架，由精氨酸提供脒基，SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下，转变为磷酸肌酸。肌 酸 和 磷 酸 肌 酸 代 谢 的 终 产 物 为 肌 酸 酐(creatinine)。第107页/共123页H2O第108页/共123页（三）半胱氨酸代谢可产生多种重要的生理活性物质1、半胱氨酸与胱氨酸可以互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2C
39、OOHSS2第109页/共123页2 2、半胱氨酸可转变成牛磺酸牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分之一。2+2H-2HCOOHCHNH2CH2SHCOOHCOOHCHNH2CHNH2CH2-S-S-CH2半胱氨酸胱氨酸第110页/共123页3、半胱氨酸可生成活性硫酸根SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-（3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸，PAPS）nPAPS为活性硫酸根，是体内硫酸基的供体。第111页/共123页四、芳香族氨基酸代谢可产生神经递质芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸第112页/共123页1、苯丙氨酸羟化生成酪氨酸 此反应为苯丙氨酸的主要代谢途
40、径。（一）苯丙氨酸和酪氨酸代谢有联系又有区别苯丙氨酸+H2O苯丙氨酸羟化酶四氢生物蝶呤二氢生物蝶呤NADPH+H+NADP+酪氨酸+O2第113页/共123页n苯酮酸尿症(phenyl keronuria,PKU)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酸、苯乙酸等，并从尿中排出的一种遗传代谢病。第114页/共123页2 2、酪氨酸转变为儿茶酚胺和黑色素或彻底氧化分解多巴醌多巴醌吲哚醌吲哚醌黑色素聚合n 黑色素(melanin)的生成第115页/共123页n 儿茶酚胺(catecholamine)的生成S-腺苷同型半胱氨酸第116页/共123页帕金森
41、病(Parkinson disease)患者多巴胺生成减少。人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病(albinism)。第117页/共123页n酪氨酸的分解代谢 体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸尿症。第118页/共123页（二）色氨酸的分解代谢可产生丙酮酸和乙酰乙酰CoA色氨酸5-羟色胺一碳单位丙酮酸 +乙酰乙酰CoA维生素 PP 第119页/共123页五、支链氨基酸的分解有相似的代谢过程支链氨基酸亮氨酸异亮氨酸缬氨酸第120页/共123页支链氨基酸的分解代谢第121页/共123页 氨基酸的重要含氮衍生物氨基酸氨基酸衍生化合物衍生化合物生理功能
42、生理功能Asp、Gln、Gly嘌呤碱嘌呤碱含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分Asp嘧啶碱嘧啶碱含氮碱基、核酸成分含氮碱基、核酸成分Gly卟啉化合物卟啉化合物血红素、细胞色素血红素、细胞色素Gly、Arg、Met肌酸、磷酸肌酸肌酸、磷酸肌酸能量储存能量储存Trp尼克酸、尼克酸、5-羟色胺羟色胺维生素、神经递质维生素、神经递质Tyr、Phe儿茶酚胺儿茶酚胺神经递质、激素神经递质、激素Tyr、Phe黑色素黑色素皮肤色素皮肤色素Cys牛磺酸牛磺酸结合胆汁酸成分结合胆汁酸成分His组胺组胺血管舒张剂血管舒张剂Glu-氨基丁酸氨基丁酸神经递质神经递质Orn、Met精胺、精脒精胺、精脒细胞增殖促进剂细胞增殖促进剂Arg一氧化氮（一氧化氮（NO）细胞信号转导分子细胞信号转导分子第122页/共123页感谢您的观看！第123页/共123页