生物化學氨基酸代謝

第八章

氨基酸代謝MetabolismofAminoAcids一、蛋白質的營養(yǎng)作用二、氨基酸的一般代謝三、氨的代謝四、氨基酸的生物合成（自學）本章主要內容：第一節(jié)、蛋白質的營養(yǎng)作用NutritionalFunctionofProtein一、蛋白質的營養(yǎng)作用

1、氮平衡(nitrogenbalance)氮總平衡：攝入氮=排出氮（正常成人）氮正平衡：攝入氮>排出氮（兒童、孕婦等）氮負平衡：攝入氮<排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）氮平衡的意義：可以反映體內蛋白質代謝的慨況。2、生理需要量3、蛋白質的營養(yǎng)價值

*必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。80克/日二、蛋白質的消化?蛋白質消化的生理意義：（1）由大分子轉變?yōu)樾》肿?，便于吸收。?）消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應。消化道內幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）三、細胞內蛋白質的降解?溶酶體途徑:

—無選擇地降解蛋白質

?泛肽途徑：

—給選擇降解的蛋白質加以標記不依賴ATP利用組織蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和長壽命的細胞內蛋白1、溶酶體內降解過程依賴ATP降解異常蛋白和短壽命蛋白2、依賴泛素(ubiquitin)的降解過程泛素？*76個氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)；*普遍存在于真核生物而得名；*一級結構高度保守。泛素介導的蛋白質降解過程E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶體20S蛋白酶體ATP19S調節(jié)亞基去折疊水解E1：泛肽激活酶E2：泛肽載體蛋白

E3：泛肽-蛋白質連接酶（ubiquitin）GeneralMetabolismofAminoAcids第二節(jié)、氨基酸的一般代謝

氨基酸代謝庫食物蛋白質消化吸收

組織蛋白質分解

體內合成氨基酸(非必需氨基酸)

α-酮酸

脫氨基作用酮體氧化供能

糖胺類脫羧基作用氨

尿素代謝轉變其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成

氨基酸代謝概況一、氨基酸的脫氨基作用脫氨基方式：?氧化脫氨基?轉氨基作用?聯合脫氨基?非氧化脫氨基

轉氨基和氧化脫氨基偶聯轉氨基和嘌呤核苷酸循環(huán)偶聯（一）、氧化脫氨基作用

L-谷氨酸脫氫酶+H2O+NH3NAD(P)+NAD(P)H+H+COOHCH2CH2C=OCOOHCOOHCH2CH2CHNH2COOH*L-谷氨酸脫氫酶：活性強，分布于肝、腎及腦組織

輔酶為NAD+或NADP+

專一性強，只作用于谷氨酸

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH+3

|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2*L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及腎臟，輔基為FMN）*D-氨基酸氧化酶（活性強，但體內D-氨基酸少，輔基為FAD）（二）、轉氨基作用(transamination)

特點：

*沒有游離的氨產生，但改變了氨基酸代謝庫中各種氨基酸的比例。

*大多數氨基酸可參與轉氨基作用，但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。1、轉氨基作用的機制*轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸

磷酸吡哆醛

α-酮酸

磷酸吡哆胺

谷氨酸

α-酮戊二酸轉氨酶谷丙轉氨酶（GPT）谷草轉氨酶(GOT)谷丙轉氨酶（GPT）和谷草轉氨酶（GOT）*通過此種方式并未產生游離的氨。2、轉氨基作用的生理意義

轉氨基作用不僅是體內多數氨基酸脫氨基的重要方式，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。（三）、聯合脫氨基作用

1、轉氨基和氧化脫氨基偶聯2、轉氨基和嘌呤核苷酸循環(huán)偶聯：主要在肌肉組織中氨基酸

谷氨酸α-酮酸

α-酮戊二酸

H2O+NAD+轉氨酶NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶

*此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合成非必需氨基酸的主要方式。*主要在肝、腎組織進行。1、

轉氨基偶聯氧化脫氨基作用蘋果酸

腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉氨酶

2腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)2、轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環(huán)二、氨基酸的脫羧基作用

氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛脫羧基作用(decarboxylation)（一）、γ-氨基丁酸，(γ-aminobutyricacid,GABA)

L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脫酶

*GABA是抑制性神經遞質，對中樞神經有抑制作用。（二）、組胺(histamine)L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2*組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。（三）、5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO2*

5-HT在腦內作為神經遞質，起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。MetabolismofAmmonia第三節(jié)、氨的代謝一、α-酮酸的代謝去向1、經氨基化生成非必需氨基酸；2、轉變成糖及脂類；3、氧化供能；α-酮酸在體內可通過TAC和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2，同時生成ATP。二、氨的代謝?氨是機體正常代謝產物，具有毒性；?體內的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒；?正常人血氨濃度一般不超過0.6μmol/L。（一）、血氨的來源?氨基酸脫氨基作用?腸道吸收的氨?腎小管上皮細胞分泌的氨

RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶（二）、血氨的去路?在肝內合成尿素?合成非必需氨基酸及其它含氮化合物?合成谷氨酰胺?腎小管泌氨：分泌的NH3酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。

谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi（三）、氨的轉運1、丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucosecycle)*生理意義：?肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸到肝；。?肝為肌肉提供葡萄糖。*反應過程：丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途徑丙氨酸丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環(huán)糖異生丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖肌肉血液肝2、谷氨酰胺的運氨作用*反應過程：谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運輸到肝和腎后再分解為氨和谷氨酸，從而進行解毒。*生理意義：谷氨酰胺是氨的解毒產物，也是氨的儲存及運輸形式。（四）、尿素的生成1、生成部位：主要在肝細胞的線粒體及胞液中。尿素的生成過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle)，又稱尿素循環(huán)(ureacycle)或Krebs-Henseleit循環(huán)。2、生成過程鳥氨酸循環(huán)2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液*原料：2分子氨，一個來自于游離氨，另一個來自Asp；*過程：先在線粒體中進行，再在胞液中進行；*耗能：3個ATP，4個高能磷酸鍵。3、反應小結（五）、高氨血癥和氨中毒

*血氨濃度升高稱高氨血癥(hyperammonemia)，常見于肝功能嚴重損傷時，尿素合成酶的遺傳缺陷也可導致高氨血癥。*高氨血癥時可引起腦功能障礙，稱氨中毒(ammoniapoisoning)，也稱肝昏迷。TCA↓

腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3

腦內α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機制（肝昏迷）三、一碳單位的代謝

*定義：

某些氨基酸代謝過程中產生的只含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位(onecarbonunit)。*種類：

-CH=NH

亞氨甲基H-CO-