氨基酸代謝 (8)課件

1、關于氨基酸代謝 (8)第一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 第一節(jié) 概述體內氨基酸的來源與去路必需與非必需氨基酸AA的分類第二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、氨 基 酸 的來源與去路氨基酸代謝庫其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)體內合成氨基酸 (非必需aa)組織蛋白質食物蛋白質a-酮酸胺類氨酮體氧化供能糖尿素脫氨基脫羧基代謝轉變消化吸收合成分解第三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸脫氨基后的代謝途徑第四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氮平衡（nitrogen balance）氮平衡狀態(tài)攝入氮、排出氮情況人群氮的總平衡攝入氮=排出氮健康成年人氮的正平衡

2、攝入氮排出氮兒童、青春期青少年、孕婦及恢復期病人氮的負平衡攝入氮排出氮長期饑餓、消耗性疾病患者第五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、必需氨基酸EAA:體內不能合成或合成的量不能滿足需要，必須靠膳食提供的AA人：Lys Met Trp Val Leu Ile Thr Phe His Arg（兒童，合成速度慢） 條件必需氨基酸 ：Tyr (Phe） Cys（Met） Gly（雛雞，合成能力很差 ）Unlike fat and starch, the human body does not store excess amino acids for later use, the amino

3、 acids must be in the food every day.(Biology Project)第六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二節(jié) 氨基酸的一般分解代謝一、概述二、氨基酸的脫氨基作用三、氨基酸的脫羧基作用第八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、概述氨基酸發(fā)生分解代謝的主要原因1. 細胞中蛋白質分解產生的氨基酸不為新蛋白質合成所需要時；2. 食物中富含蛋白質，氨基酸超過細胞合成蛋白質所需時；3. 饑餓及嚴重的糖尿病人，組織蛋白質被分解利用作為燃料；4.肉食動物剛進食后（90%能量來自蛋白質）第九張，PPT共八十

4、一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、氨基酸的脫氨基作用多種方式：轉氨基、氧化脫氨基、聯合 脫氨基、非氧化脫氨基等第十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一）氨基酸的轉氨基作用1. 定義(deamination)： 在轉氨酶催化下，-氨基酸的氨基轉移到-酮酸的酮基上，生成另一種氨基酸和另一種-酮酸的過程。第十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2.轉氨基作用過程 -氨基酸1 R1-CH-COO- NH+3 |-酮酸1 R1-C-COO- O| R2-C-COO- O|-酮酸2 R2-CH-COO- NH+3 |-氨基酸2轉氨酶第十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第十三張，PP

5、T共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.體內重要的轉氨酶丙氨酸氨基轉移酶（alanine amino-transferase, ALT或glutamic pyruvic transaminase-谷丙轉氨酶, GPT）：肝中活性最高天冬氨酸氨基轉移酶（aspartate amino-transferase, AST或glutamic oxalo-acetic transaminase-谷草轉氨酶, GOT）：心肌中活性最高第十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 GPTAST(GOT)：心臟最高，其次肝臟（主要在線粒體）第十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月心臟病發(fā)作：SCK(

6、血清肌酸激酶)、 SGOT（心臟最高）、SGPT等升高肝臟功能出現問題：SGPT(醫(yī)學臨床上肝功能檢查的指標)和SGOT升高。肝炎、藥物（抗腫瘤藥、抗結核藥）、大量喝酒等臨床意義：心臟和肝臟疾病的診斷第十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（1）特點（2）生理意義（3）接受氨基的主要酮酸* 只有氨基的轉移，沒有游離氨的生成 * 反應可逆* 轉氨酶的輔酶：PLP 動物體合成非必氨基酸 聯系糖代謝與氨基酸代謝的橋梁 -酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸4.轉氨基作用特點及意義* 特異性強第十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+ H2O-酮戊二 酸+ NH3NAD（

7、P）+NAD（P）H -氨基酸 氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O2（二）氧化脫氨基作用第十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月L-氨基酸氧化酶：FMN D-氨基酸氧化酶：FAD+ 1、氨基酸氧化酶第十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、L-谷氨酸的氧化脫氨1）過程L-谷氨酸+H2O -酮戊二酸+NH4 + +NADH （NADPH ） +H+2）器官：肝臟（主要）、腎、腦，心、肺3）區(qū)域：線粒體基質4）酶：L-谷氨酸脫氫酶（NAD+或NADPH） 變構酶： GTP 、 ATP（抑制劑）

8、ADP、GDP（激活劑）第二十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 (三) 聯合脫氨基作用（combined deamination） 1、定義：氨基酸的氨基經轉氨基作用轉移給-酮戊二酸生成L-谷氨酸， L-谷氨酸再經氧化脫氨基作用生成-酮戊二酸和游離氨的過程。器官：肝臟、腎、腦，心、肺等區(qū)域：線粒體基質第二十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2、聯合脫氨作用轉氨酶L-谷氨酸脫氫酶H20+NAD+NH3+NADH-酮酸-氨基酸-酮戊二酸L-谷氨酸第二十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）嘌呤核苷酸循環(huán)骨骼肌中的一種脫氨基過程是一種特殊的聯合脫氨基作用是肌肉快速利用

9、氨基酸作為燃料的一種方式。骨骼肌:谷氨酸脫氫酶活性低第二十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月氨基酸a-酮戊二酸L-谷氨酸a-酮酸轉氨酶天冬氨酸草酰乙酸腺苷酸代琥珀酸延胡索酸蘋果酸IMPAMPNH3H2O谷草 轉氨酶AMP脫氨酶IMP:次黃嘌呤核苷酸第二十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）-酮酸的代謝 第二十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 根據-酮酸代謝特點將氨基酸分為三類：生酮氨基酸：在體內只能轉變成酮體的氨基酸（Leu和Lys）。生糖兼生酮氨基酸：其碳架既能轉變成糖也能轉變成酮體的氨基酸（Ile、Phe

10、、Tyr、Trp）。生糖氨基酸：其碳架在體內能轉變成糖的氨基酸。第二十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第二十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 丙酮酸：Ala Cys Gly Ser Thr Trp酮戊二酸：Arg Glu Gln His Pro琥珀酰輔酶A:Ile Met Thr Val延胡索酸： Phe Tyr草酰乙酸：Asp Asn乙酰CoA: Leu Ile Trp乙酰乙酰CoA：Leu Lys Phe Trp Tyr第二十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 氨基酸脫羧酶（輔酶：PLP） 生成相應的胺+H2OCO2H2OR-CH2-NH2二、氨基酸的脫羧

11、基作用OCR-PHRCHHNCHR-PRCCOOHHNH2OCR-PHRCCOOHHNCHR-P第三十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 第三節(jié) 氨的代謝一、氨的來源和去路二、體內NH4+的轉運三、尿素的生成（鳥氨酸循環(huán) or 尿素循環(huán)）Metabolism of Ammonia第三十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 (一)體內氨的來源(source of ammonia)氨基酸脫氨作用(主要）腎小管上皮細胞分泌：谷氨酰胺 谷氨酸和氨腸道吸收(4g/日)： 蛋白質腐敗 尿素水解:尿素酶 核苷酸分解胺經胺氧化酶作用：醛酸和氨一、氨的來源和去路第三十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作

12、于2022年6月（二）體內氨的去路1. 氨基酸主要在肝臟中進行分解代謝氨重新被生物合成過程利用 過量的氨轉化為尿素（urea）（或尿酸-uric acid）2.肝外組織氨基酸代謝 重新被生物合成過程利用 過量氨以氨基酸形式運輸到肝臟形成尿素（或尿酸-鳥類）進入腎臟生成銨鹽 第三十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、氨的轉運氨是有毒物質，正常人血氨濃度 0.1mg100ml 肝外組織產生的NH3主要是以無毒的Gln及Ala兩種形式運輸到肝臟或腎臟 第三十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（一）谷氨酰胺的運氨作用谷氨酰胺是氨的解毒方式，又是氨的暫時儲存及運輸形式(1)谷氨酰胺

13、的合成(腦、肌肉等) ATP ADP+Pi 谷氨酸 +氨 谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶 谷氨酸和谷氨酰胺是氨的收集點（2）谷氨酰胺的去向 到肝臟：生成尿素及含N化合物 到腎臟：銨鹽 谷氨酰胺 氨+谷氨酸 谷氨酰胺酶 到各組織：直接利用（如合成核苷酸）第三十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月尿素、銨鹽等(腦、肌肉)(肝、腎)臨床上用谷氨酸鹽降低血氨第三十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 是骨骼肌中產生的氨轉運到肝臟的方式（二）丙氨酸-葡萄糖循環(huán)谷丙轉氨酶第三十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第三十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、尿素的生成鳥氨酸循環(huán)又

14、叫尿素循環(huán)或Krebs-Henseleit循環(huán).是體內解除氨毒的主要方式。也是體內氨的最主要去路。（一）部位 器官：肝臟（腦、腎）亞細胞定位： 線粒體和胞液第三十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月肝臟氨基來源及游離氨生成GPT（肝中活性最高）GOT第四十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）鳥氨酸循環(huán)過程第四十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月1. 線粒體內的反應第四十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 兩步反應均不可逆氨甲酰磷酸合成酶-(carbamoyl phos-phate synthetase，C

15、PS-)：主要的關建酶消耗2個ATP第四十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月2. 胞液內反應步驟精氨酸代琥珀酸合成酶：限速酶第四十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）總反應式 CO2+NH3+3ATP+天冬氨酸2H2O 尿素2ADP2PiAMP+PPi延胡索酸 共消耗4個高能磷酸鍵（四）天冬氨酸是氨的中間傳遞體 延胡索酸和Asp將尿素循環(huán)和TCA聯系起來第四十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月延胡索酸蘋果酸第四十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（五）調控 The Activity of the Urea Cycle Is Regulated at

16、Two Levels1.合成調節(jié)（慢調節(jié)-長效調節(jié)）：蛋白質為主的膳食、長期饑餓（prolonged starvation）-相關酶合成都加速。2.變構調節(jié)（快調節(jié)）：調節(jié)氨甲酰磷酸合成酶 I 的活性 該酶的變構劑： N-乙酰谷氨酸（NAG) N-乙酰谷氨酸：谷氨酸和乙酰輔酶A在N-乙酰谷氨酸合成酶(NAGS)的作用下生成。NAGS的缺乏會引起血氨增高。N-乙酰谷氨酸量： glutamate與acetyl-CoA濃度 精氨酸濃度（Arg是NAGS的激活劑）第四十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（六）高血氨癥（hyperammonemia） 1.引起氨中毒 兒童多見，輕癥患兒僅有腦水

17、腫，嚴重者可見腦萎縮等。 昏迷2. 機制：還不清楚 腦水腫（谷氨酰胺和谷氨酸滲透壓升高） TCA減弱（消耗酮戊二酸-燃料消耗？） 大腦中L-谷氨酸脫氫酶和谷氨酰胺合成酶含量高第四十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月3.治療 用精氨酸鹽（？）或苯甲酸鈉(?)等靜脈滴注 嚴格控制蛋白質攝入量 4.導致高血氨癥的主要原因 肝功能損傷 遺傳性缺陷（尿素合成相關酶活性低）：高血氨及中間代謝產物堆積第五十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 為什么苯甲酸鈉可以用來治療高血氨？Benzoate（苯甲酸鈉）can converted to benzoyl-CoA, which combines

18、 with glycine to form hippurate(馬尿酸鹽）.The glycine used up in this reaction must be regenerated, and ammonia is thus taken up in the glycine synthase reaction. 第五十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（七）動物的其他排氨方式 Most terrestrial animals are ureotelic1.多數水生動物：排氨（ammonotelic）動物 銨根離子的形式釋放氨 水生

19、無脊椎動物幾乎完全是排氨型動物 多數硬骨魚類 But shark is ureotelic animal2.鳥類和許多爬行動物：排尿酸（uricotelic）動物 尿酸形式第五十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第五十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第四節(jié) 氨基酸的合成代謝（動物）一、 酮酸氨基化Ala ：丙酮酸Asp（ Asn ）：草酰乙酸Ser ： 3-磷酸羥基丙酮酸Glu（ Gln ）： 酮戊二酸二、由其它氨基酸轉化Gly ：SerCys: Ser與MetPro:GluTyr : Phe（Phe羥化酶）三、尿素循環(huán) Arg第五十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022

20、年6月氨基酸還是胺類分子、激素、核苷酸、輔酶、卟啉、NO等生物分子的前體物或合成原料 第五節(jié) 個別氨基酸的代謝Metabolism of Specific Amino Acid第五十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一、幾種重要的胺胺：體內的生理活性物質第五十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月胺在肝中滅活NH3第五十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 由Glu脫羧生成存在于神經組織抑制性神經遞質（一）-氨基丁酸（GABA）第五十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）?；撬嵊蒀ys氧化后再脫羧而生成和膽汁酸結合成牛黃膽酸 在腦組織中廣泛存在在腦神經細胞發(fā)

21、育過程中起重要作用 第六十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）組胺由His脫羧生成控制血管的收縮（血管舒張劑）刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌第六十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（四）5-羥色胺（5-HT）Trp羥化后脫羧抑制性神經遞質血管收縮劑第六十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月二、某些氨基酸是一碳單位的供體（一）一碳單位一碳單位：某些氨基酸在分解代謝過程中產生的含有一個碳原子的基團。體內的一碳單位有： 甲基 ：-CH3 亞甲基：-CH2- 甲?；?：-CHO 甲烯基 ：=CH- 等第六十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）一碳單位的生理功能合成

22、嘌呤和嘧啶等的原料為體內的甲基化反應間接提供甲基第六十四張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第六十五張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（三）四氫葉酸與一碳單位四氫葉酸（FH4）一碳基團轉移酶的輔酶，是一碳單位的載體；功能部位是N5和N10。鈷胺素的活性形式 甲基鈷胺素（CH3-B12）： 轉甲基酶的輔酶第六十六張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 四氫葉酸（FH4）第六十七張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月（二）一碳單位與氨基酸代謝主要來源于Ser、Gly、His和Trp的分解代謝 Met也是一碳單位的供體第六十八張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月一碳基團的

23、來源與轉變S-腺苷蛋氨酸（SAM）參與 甲基化反應N5-CH3-FH4NAD+NDAH+H+N5 ， N10 -CH2-FH4還原酶N5 N10 - CH2-FH4為胸腺嘧啶合成提供甲基FH4 絲氨酸NAD+NDAH+H+N5 ， N10 -CH2-FH4脫氫酶 組氨酸甘氨酸FH4N5， N10 = CH-FH4H2OH+環(huán)水化酶 N10 -CHO-FH4FH4 色氨酸 HCOOH參與嘌呤合成第六十九張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月第七十張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月三、Met的代謝（一）Met循環(huán)S-腺苷甲硫氨酸第七十一張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月S-腺苷甲硫氨酸第七十二張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作于2022年6月 1、 S-腺苷甲硫氨酸（SAM）為活性蛋氨酸，是體內最重要的甲基供體。2、N5-CH3-FH4是甲基的間接供體。3、蛋氨酸合成酶的輔酶為VB12。第七十三張，PPT共八十一頁，創(chuàng)作