生化課件 氨基酸代謝

1、山西醫(yī)科大學教 案單位：基礎醫(yī)學院教研室：生物化學任課教師姓名：程牛亮課程名稱：生物化學授課時間：2004-2005學年第一學期授課章節(jié)第七章 氨基酸代謝授課對象醫(yī)學本科授課時數(shù)8學時授課時間第二學年上學期授課地點樓多媒體教室教學目的與要求掌握蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值及需要量，氮平衡的概念和類型。必需氨基酸的種類，氨基酸的脫氨基方式；轉(zhuǎn)氨基作用的概念、轉(zhuǎn)氨基作用的機制。氨的來源與去路。氨的轉(zhuǎn)運形式：谷氨酰胺和丙氨酸。尿素合成的部位、鳥氨酸循環(huán)的主要途徑和生理意義。一碳單位的概念、來源、載體、種類和生理意義。甲基的直接供體（SAM）、甲硫氨酸循環(huán)、硫酸的活性形式（PAPS）、肌酸的合成。熟悉蛋白質(zhì)的需要

2、量和營養(yǎng)價值。蛋白質(zhì)的腐敗作用。酮酸的代謝去路。熟悉生糖氨基酸、生酮氨基酸的概念。氨基酸的脫羧基作用。谷氨酸、組氨酸和半胱氨酸等氨基酸的脫羧基后產(chǎn)生的胺類物質(zhì)。苯丙氨酸和酪氨酸的代謝產(chǎn)物。了解小腸中氨基酸和肽的吸收機制；高血氨癥和氨中毒。教學重點與難點教學重點：脫氨基、脫羧基的酶促反應，限速酶及輔酶；氨的來源與去路，氨的轉(zhuǎn)運形式，尿素合成的部位，鳥氨酸循環(huán)的主要途徑和生理意義。教學難點：脫氨基的方式、一碳單位、甲硫氨酸循環(huán)。教學方法講授法、討論法教具多媒體授課提綱第一節(jié) 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用一、蛋白質(zhì)營養(yǎng)的重要性二、蛋白質(zhì)的需要量和營養(yǎng)價值第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗一、蛋白質(zhì)的消化二、氨基酸

3、的吸收三、蛋白質(zhì)的腐敗作用第三節(jié) 氨基酸的一般代謝一、氨基酸的脫氨基作用二、-酮酸的代謝第四節(jié) 氨的代謝一、體內(nèi)氨的來源和去路二、氨的轉(zhuǎn)運三、尿素的生成四、高血氨和氨中毒第五節(jié) 個別氨基酸的代謝一、氨基酸的脫羧基作用二、一碳單位的代謝三、含硫氨基酸的代謝四、芳香族氨基酸的代謝五、支鏈氨基酸的代謝 講授內(nèi)容注解第一節(jié) 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用引入新課 5一、蛋白質(zhì)營養(yǎng)的重要性 5二、蛋白質(zhì)的需要量和營養(yǎng)價值 20講述氮平衡的概念及氮平衡三種情況；必需氨基酸的概念及種類。第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗一、蛋白質(zhì)的消化 25蛋白酶在消化中的作用：食物蛋白質(zhì)的消化自胃中開始，主要在小腸進行。胃蛋白酶、胰蛋白

4、酶等是蛋白質(zhì)消化的主要酶，它們一般均由無活性的酶原經(jīng)激活而成。各種蛋白水解酶對肽鍵作用的專一性不同，通過各種蛋白酶的協(xié)同作用，生成氨基酸及二肽后方可被吸收。(一) 胃中的消化胃蛋白酶特點：1.由胃蛋白酶原經(jīng)胃酸激活而生成，胃蛋白酶也能激活胃蛋白酶原轉(zhuǎn)變?yōu)槲傅鞍酌?，稱為自身激活作用；2.最適pH為1.5-2；3.對蛋白質(zhì)肽鍵作用的特異性較差；分解產(chǎn)物為多肽和少量氨基酸；4.對乳中酪蛋白有凝乳作用。(二) 小腸中的消化蛋白質(zhì)在小腸中的消化主要靠胰酶來完成，胰液中的蛋白酶分2類： 內(nèi)肽酶（水解蛋白肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵如胰蛋白酶，靡蛋白酶，彈性蛋白酶）和外肽酶（從肽鏈的羧基末端開始，每次水解掉一個氨基酸

5、殘基；如羧基肽酶A羧基肽酶B） 二、氨基酸的吸收15氨基酸的吸收主要在小腸進行，可通過腸粘膜細胞膜上的氨基酸載體，也可通過谷氨?；h(huán)吸收氨基酸。人體內(nèi)有四種氨基酸載體即中性氨基酸載體、堿性氨基酸載體、酸性氨基酸載體和亞氨基酸與甘氨酸載體；谷氨?；h(huán)是氨基酸吸收的一種方式，通過谷胱甘肽的代謝來完成，包括多種酶催化多種反應，其中谷氨?；D(zhuǎn)移酶位于細胞膜上，是該循環(huán)的關鍵酶。三、蛋白質(zhì)的腐敗作用15在蛋白質(zhì)消化過程中,有一部分蛋白質(zhì)不被消化,也有一小部分消化產(chǎn)物不被吸收。腸道細菌對這部分蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用,稱為腐敗作用。大多數(shù)腐敗作用產(chǎn)物對人體有害，例如胺類、氨、苯酚、吲哚及硫化氫等，

6、但也可以產(chǎn)生少量脂肪酸及維生素等有用物質(zhì)。這些有害物質(zhì)大部分隨糞便排出。食物蛋白質(zhì)的消化自胃中開始，主要在小腸進行。胃蛋白酶、胰蛋白酶等是蛋白質(zhì)消化的主要酶，它們一般均由無活性的酶原經(jīng)激活而成。各種蛋白水解酶對肽鍵作用的專一性不同，通過各種蛋白酶的協(xié)同作用，生成氨基酸及二肽后方可被吸收。小結5第三節(jié) 氨基酸的一般代謝引入本節(jié)內(nèi)容 5一、 氨基酸的代謝概況25氨酸酸代謝庫的概念；游離氨基酸在體內(nèi)的分布情況；真核細胞的蛋白質(zhì)降解的兩條途徑：一是不依賴ATP的過程，在溶酶體內(nèi)進行；另一是依賴ATP和泛素的過程。氨基酸的代謝概況。二、 氨基酸的脫氨基作用脫氨基作用是氨基酸分解代謝的主要途徑。體內(nèi)的氨基

7、酸可通過多種方式脫去氨基。其中聯(lián)合脫氨基作用是氨基酸脫氨基的主要方式。(一) 氧化脫氨基作用：主要由L-谷氨酸脫氫酶催化。10(二) 轉(zhuǎn)氨基作用：由轉(zhuǎn)氨酶催化的氨基移換作用。轉(zhuǎn)氨基作用的概念、轉(zhuǎn)氨酶的種類、輔酶、臨床意義、轉(zhuǎn)氨基作用的機制。20(三) 聯(lián)合脫氨基作用：是指氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用的聯(lián)合。101. 過程 是氨基酸首先與酮戊二酸在轉(zhuǎn)氨酶催化下生成相應的酮酸和谷氨酸，谷氨酸在L-谷氨酸脫氫酶作用下生成酮戊二酸和氨，酮戊二酸再繼續(xù)參與轉(zhuǎn)氨基作用。2. 意義 該反應是可逆的，所以也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要途徑(四) 嘌呤核苷酸循環(huán)101.部位 骨骼肌和心肌2.過程 氨基酸首

8、先通過連續(xù)的轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)移給草酰乙酸，生成天冬氨酸；天冬氨酸與次黃嘌呤核苷酸生成腺苷酸帶琥珀酸，經(jīng)裂解生成AMP，AMP在腺苷酸脫氨酶催化下脫去氨基。嘌呤核苷酸循環(huán)實際上也可以看成是另一種形式的聯(lián)合脫氨基作用。三、-酮酸的代謝 15氨基酸脫氨基后生成的酮酸主要代謝途徑有三：(1)通過轉(zhuǎn)氨基作用合成非必需氨基酸。(2)轉(zhuǎn)變成糖、脂類。體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱生糖氨基酸；能轉(zhuǎn)變成酮體的稱生酮氨基酸；二者兼?zhèn)涞姆Q生糖兼生酮氨基酸。大多數(shù)氨基酸為生糖氨基酸。(3)氧化供能。歸納總結 5第四節(jié) 氨的代謝復習氨基酸的一般代謝，引入本節(jié)內(nèi)容 5一 體內(nèi)氨的來源和去路 25正常情況下血氨的來源與去路保持

9、動態(tài)平衡，血漿中氨的濃度不超過0.1mg/100ml。血氨增高，引起腦功能紊亂。（一）體內(nèi)氨的來源：1. 組織中氨基酸脫氨基作用，是體內(nèi)氨的主要來源。2. 腸道吸收的氨，有兩個來源,腐敗作用產(chǎn)生的氨;腸道尿素經(jīng)腸道細菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨，NH3比NH4+易吸收，臨床上對高血氨病人采用弱酸性液做結腸透析，禁止用堿性液灌腸，是為了減少氨的吸收。3. 腎小管上皮細胞分泌的氨，主要來自谷氨酰胺的水解。4. 胺類、嘌呤、嘧啶等含氮物質(zhì)的分解亦可以產(chǎn)生小部分氨。（二）氨的去路1. 主要在肝臟合成尿素；2. 一部分氨可以合成谷氨酰胺，也可合成其它非必需氨基酸；3. 合成嘌呤嘧啶等含氮化合物；4. 少量的氨可

10、直接經(jīng)尿排出體外。二 氨的轉(zhuǎn)運 20氨對機體是有毒的，在血液中主要以無毒的丙氨酸及谷氨酰胺兩種形式運輸。肌肉中的氨通過丙氨酸 葡萄糖循環(huán)以無毒的丙氨酸形式運輸?shù)礁闻K；谷氨酰胺是腦、肌肉等組織向肝臟運輸氨的形式。三 尿素的生成 35部位：肝細胞主要步驟：1. CO2和氨在氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-）催化下生成氨基甲酰磷酸，反 應在線粒體內(nèi)進行，消耗2分子ATP；2. 氨基甲酰磷酸和鳥氨酸縮合成瓜氨酸，瓜氨酸通過線粒體膜到達胞液；3. 精氨酸的生成，瓜氨酸與天冬氨酸縮合成精氨酸代琥珀酸，后者裂解為精氨酸和延胡索酸；4. 尿素的生成，精氨酸由精氨酸酶催化釋放1分子尿素和鳥氨酸，完成鳥氨酸循環(huán)。 反

11、應小結：原料2分子的NH3和1分子CO2通過鳥氨酸循環(huán)生成1分子的尿素，其中第二分子的NH3以天冬氨酸的形式參與合成。耗能尿素合成是一個過程，合成1分子尿素消耗4個高能鍵。5.尿素生成的調(diào)節(jié)四、高血氨和氨中毒10歸納總結 5第五節(jié) 個別氨基酸的代謝 復習舊課，引入本節(jié)內(nèi)容 5一、氨基酸的脫羧基作用 15體內(nèi)部分氨基酸可進行脫羧基作用，生成相應的胺類。催化這些反應的是氨基酸脫羧酶，其輔酶是磷酸吡哆醛。谷氨酸脫羧生成氨基丁酸、組氨酸脫羧生成組胺、色氨酸脫羧生成5-羥色胺，此外還有精胺、精脒等，這些胺類都具有重要的生理功能。二一碳單位的代謝25(一) 定義：某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳

12、原子的基團,稱為一碳單位。(二) 種類：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基和亞氨甲基；不同的一碳單位形式可以相互轉(zhuǎn)變，但N5-甲基四氫葉酸的生成基本上是不可逆的。(三) 載體：一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸結合而轉(zhuǎn)運和參加代謝。四氫葉酸由葉酸經(jīng)二氫葉酸還原酶催化，通過兩步還原反應而生成。(四) 生理功能：一碳單位的主要生理功能是作為合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料，一碳單位是聯(lián)系氨基酸與核酸代謝的樞紐。三含硫氨基酸的代謝 25甲硫氨酸循環(huán)是甲硫氨酸代謝的主要途徑，其中生成的S腺苷甲硫氨酸（SAM）是體內(nèi)最主要的甲基供體，體內(nèi)多種重要生理活性物質(zhì)的合成需要甲基化，例如：腎上腺素、肌酸、肉堿等。甲基化具有廣泛的生理意義。硫酸的活性形式（PAPS）、肌酸的合成。四芳香族氨基酸的代謝15芳香族氨基酸包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。(