(23)-九版8氨基酸代謝生物化學與分子生物學

Chapter8metabolismofaminoacid

第八章氨基酸代謝生物化學教研室第二節(jié)蛋白質的消化、吸收與腐敗第三節(jié)氨基酸的一般代謝第四節(jié)氨的代謝第五節(jié)個別氨基酸的代謝第一節(jié)蛋白質生理功能和的營養(yǎng)作用

本章內容人體需要的七大營養(yǎng)素？蛋白質糖類脂類水無機鹽維生素膳食纖維

2008年9月11日曝光：

中國部分地區(qū)有嬰幼兒出現(xiàn)與食用三鹿牌嬰幼兒配方奶粉相關的泌尿系統(tǒng)結石，經(jīng)調查發(fā)現(xiàn)，是被一種名為三聚氰胺的化學物質污染。案例1：《“三鹿奶粉”事件》為什么添加三聚氰胺？三聚氰胺對人體的不良影響？案例1：《“三鹿奶粉”事件》案例2：《劣質奶粉喂出大頭娃娃》

表現(xiàn)：臉部水腫、肥胖，體重不增

診斷：?思考：1、上述新聞事件中蘊含著什么生物學原理？2、對我們平時生活和飲食習慣有什么指導意義？

2008年9月11日曝光：中國部分地區(qū)有嬰幼兒出現(xiàn)與食用三鹿牌嬰幼兒配方奶粉相關的泌尿系統(tǒng)結石，經(jīng)調查發(fā)現(xiàn)，是被一種名為三聚氰胺的化學物質污染。

案例1：《“三鹿奶粉”事件》思考、討論、回答：1、為什么廠家向奶粉中添加三聚氰胺？2、三聚氰胺對人體的不良影響？案例1：《“三鹿奶粉”事件》三聚氰胺簡介：

三嗪類含氮雜環(huán)有機化合物。性狀為純白色單斜棱晶體，無味，這與蛋白粉相仿，而且易于購買和生產，成本很低，故被不良商販惡意添加在奶粉中增加含氮量。

三聚氰胺簡介：

三聚氰胺進入人體后，發(fā)生取代反應，生成三聚氰酸，三聚氰酸和三聚氰胺形成大的網(wǎng)狀結構，造成結石，腎衰。三聚氰胺是一種重要的有機化工中間產品，主要用來制作三聚氰胺樹脂。用途:可用于裝飾板的制作，用于氨基塑料、粘合劑、涂料、紡織助劑等。

復習1.蛋白質的特征性元素？含量？2.蛋白質的基本單位？構型？3.氨基酸分類。4.氨基酸之間的連接鍵？怎樣形成的？5.蛋白質的結構分類？化學鍵？6.蛋白質的理化性質有哪些？含酰胺基氨基酸：AsnGln色酪苯丙絲蘇酪天冬酰胺谷氨酰胺半胱蛋纈亮異亮脯氨酸

第一節(jié)蛋白質的生理功能和營養(yǎng)作用

（一）氮平衡（nitrogenbalance）問題？蛋白質的營養(yǎng)價值（一）蛋白質維持細胞、組織的生長、更新、修補（二）蛋白質參與體內多種重要生理活動

如：催化、運輸、免疫、代謝調節(jié)（三）蛋白質可作為能源物質氧化供能

每克蛋白質可釋放17.19kJ(4.1kcal)能量，人體每日18%能量由蛋白質提供。

一、體內蛋白質具有多方面的重要功能※

（一）氮平衡（nitrogenbalance）概念：食物攝入的N量由尿、糞排出的N量比較

二、體內蛋白質的代謝狀況可用氮平衡描述P172

最低需要量30～50g/日營養(yǎng)學會推薦量80g/日

（二）生理需要量1.氮的總平衡攝入＝排出2.氮的正平衡攝入>排出3.氮的負平衡攝入<排出1.必需氨基酸與非必需氨基酸

（1）必需氨基酸essentialaminoacid

不能合成、必需食物供給三、營養(yǎng)必需氨基酸決定蛋白質的營養(yǎng)價值P172ValIle

Leu

PheMetTrp

ThrLys纈、異、亮、苯、蛋、色、蘇、賴

（攜、一、兩、本、淡、色、書、來）2、決定蛋白質營養(yǎng)價值的因素（2）非必需氨基酸

non-essentialaminoacid

機體能合成HisArg

合成量不足必需氨基酸的種類、數(shù)量和比例※

魚-缺少-Phe

豆腐-缺少-Lys、Met得莫利魚3、食物蛋白質的互補作用

概念：

幾種營養(yǎng)價值較低蛋白質混合食用,

必需氨基酸相互補充、取長補短,

提高其營養(yǎng)價值※P173

谷類蛋白:LysTrp

豆類蛋白:Lys

Trp

實質：必需氨基酸取長補短、互相補充。1993NO38．下列氨基酸哪些是人類必需氨基酸？

A．苯丙氨酸B．酪氨酸C．絲氨酸

D.蘇氨酸

2006NO23．下列哪種氨基酸體內不能合成，必需靠食物供給?

A．纈氨酸

B．精氨酸

C半胱氨酸

D.組氨酸

E．絲氨酸身高-105=理想體重×0.8=每天攝入蛋白質量實際情況：實際體重×0.8=每天攝入蛋白質量（g/d）50公斤：50×0.8=40g/d四個一：1杯牛奶250ml8g、1個雞蛋12g1兩豆腐10g、1兩肉10g案例2：《劣質奶粉喂出大頭娃娃》

表現(xiàn)：臉部水腫、肥胖，體重不增

診斷：?思考：1、上述新聞事件中蘊含著什么生物學原理？2、對我們平時生活和飲食習慣有什么指導意義？蛋白質的組成及營養(yǎng)價值(軟件：Xmind)思維導圖總結

第二節(jié)蛋白質的消化、吸收與腐敗

Section2Digestion、AbsorptionandPutrefaction一、外源性蛋白質消化成氨基酸和寡肽后被吸收

蛋白質消化的生理意義

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。（一）在胃和腸道蛋白質被消化成氨基酸和寡肽P173

1、蛋白質在胃中被水解成多肽和氨基酸

胃蛋白酶原胃蛋白酶2、蛋白質在小腸被水解成小肽和氨基酸

小腸是蛋白質消化的主要部位。

內肽酶：胰蛋白酶、糜蛋白酶彈性蛋白酶外肽酶：羧基肽酶A、B胰液中的蛋白酶內肽酶氨基肽酶羧基肽酶外肽酶

胰蛋白酶原

胰蛋白酶羧基肽酶原羧基肽酶

（A及B）（A及B）

腸激酶糜蛋白酶原糜蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶

胃蛋白酶：Trp、Phe、Tyr、

Met、Leu蛋白水解酶作用胰蛋白酶：精、賴糜蛋白酶：苯丙、酪、色彈性蛋白酶：脂肪族氨基酸殘基胰堿糜芳彈性脂氨基酸

+二肽酶產物：氨基酸、寡肽小腸粘膜細胞刷狀緣、胞液寡肽酶氨基肽酶二肽酶（二）氨基酸通過主動轉運過程被吸收１、部位：主要在小腸

２、方式：主動吸收1、氨基酸吸收載體

存在部位：小腸粘膜、腎小管及肌等細胞膜2、γ-谷氨酰基循環(huán)對氨基酸的轉運作用存在部位：小腸粘膜、腎小管細胞、腦組織半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酸環(huán)化轉移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi細胞外細胞膜谷胱甘肽

GSH細胞內γ-谷氨?；h(huán)過程

γ-谷氨?；D移酶γ-谷氨酰氨基酸氨基酸酰二、蛋白質在腸道發(fā)生的腐敗作用Tyr:酪胺;Phe:苯乙胺（一）腸道細菌通過脫羧基作用產生胺類

胺類

———→醛—→酸胺氧化酶P174假神經(jīng)遞質

酪胺

——β-羥酪胺

苯乙胺

——苯乙醇胺

臨床：肝昏迷苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羥酪胺苯乙醇胺

假神經(jīng)遞質

某些物質結構與神經(jīng)遞質結構相似，可取代正常神經(jīng)遞質從而影響腦功能，稱假神經(jīng)遞質。苯乙醇胺

β-羥酪胺

β-羥酪胺P175（二）腸道細菌通過脫氨基或尿素酶的作用產生氨

4g?日臨床：肝昏迷吸收：NH3

>NH4＋氨（ammonia）未被吸收的氨基酸腸道細菌脫氨基作用滲入腸道的尿素尿素酶P175（三）腐敗作用產生其它有害物質酪氨酸

苯酚半胱氨酸

硫化氫

色氨酸

吲哚

正常情況下，上述有害物質大部分隨糞便排出，只有小部分被吸收，經(jīng)肝的代謝轉變而解毒，故不會發(fā)生中毒現(xiàn)象。

蛋白質的營養(yǎng)價值?必需氨基酸：不能合成、必需食物供給

ThrLeuIleVal

LysTrpPheMet

決定蛋白質營養(yǎng)價值的因素?※必需氨基酸的種類、數(shù)量和比例課前復習蛋白質互補作用概念實質：必需氨基酸

取長補短、互相補充。生化與臨床：1、假神經(jīng)遞質學說2、氨中毒學說肝昏迷機制

第三節(jié)氨基酸的一般代謝

Section3GeneralPathwayOfAminoAcidCatabolism蛋白質的半壽期(half-life)

蛋白質降低其原濃度一半所需要的時間，用t1/2表示HMGCoA還原酶0.5～2小時

結締組織蛋白質180天之久一、體內蛋白質分解生成氨基酸（一）蛋白質以不同的速率進行降解P1752004年

獲諾貝爾化學獎1、蛋白質在溶酶體通過ATP-非依賴途徑被降解

降解外來蛋白質、膜蛋白、長壽命的細胞內蛋白質2、蛋白質在蛋白酶體通過ATP-依賴途徑被降解胞核、胞液中

降解異常蛋白、短壽命的蛋白質（二）真核細胞內蛋白質降解有兩條重要途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1.泛素化(ubiquitination)

泛素與選擇性被降解蛋白質形成共價連接，并使其激活。2.蛋白酶體(proteasome)對泛素化蛋白質的降解泛素介導的蛋白質降解過程泛素----泛素化過程E1：泛素活化酶E2：泛素攜帶蛋白E3：泛素蛋白連接酶泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素COSE1HS-E2HS-E1泛素COSE2泛素COSE1被降解蛋白質HS-E2泛素COSE2泛素CNH被降解蛋白質OE3蛋白質的泛素化過程E1：泛素活化酶E2：泛素攜帶蛋白E3：泛素蛋白連接酶細胞垃圾桶

原來細胞中存在著E1、E2和E3三種酶。

E1負責激活泛素分子。泛素分子被激活后就被運送到E2上，E2負責把泛素分子綁在需要降解的蛋白質上。E3具有辨認指定蛋白質的功能。被綁的泛素分子達到一定數(shù)量后，指定蛋白質就被運送到細胞內的一種稱為蛋白酶體----“垃圾處理廠”。

蛋白酶體是桶狀結構，一個人體細胞中含有3萬個蛋白酶體，它把蛋白質切成由7至9個氨基酸組成的短鏈

如基因表達、細胞增殖、炎癥反應、誘發(fā)癌瘤（促進抑癌蛋白P53降解）

體內蛋白質降解參與多種生理、病理調節(jié)作用二、外源性氨基酸與內源性氨基酸組成氨基酸代謝庫內源性氨基酸外源性氨基酸分布于體內各處參與代謝混在一起，肌肉50%肝臟10%腎臟4%血漿1-6%P177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)氨基酸代謝概況脫氨基作用合成

α-酮酸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、肌酸等)P1771、營養(yǎng)必需氨基酸概念及種類？2、蛋白質的互補作用？3、氮平衡概念及分類？課前復習方式：聯(lián)合脫氨基

氨基酸氧化酶催化氨基酸脫氨基三、氨基酸脫氨基作用1、轉氨酶與L－谷氨酸脫氫酶偶聯(lián)2、嘌呤核苷酸循環(huán)轉氨基作用氧化脫氨基※P1771、轉氨基作用（transamination）

有轉氨酶催化完成（一）氨基酸通過轉氨基作用脫去氨基

P1782、各種轉氨酶都具有相同的輔酶

和作用機制

丙氨酸轉氨酶

ALTalanine

transaminase天冬氨酸轉氨酶

AST

Aspartate

transaminase

輔酶：

磷酸吡哆醛（谷丙轉氨酶GPT）

glutamic

pyruvic

transaminase（谷草轉氨酶GOT）

glutamic

oxaloacetic

transaminase（含VitB6）+H2O-H2O轉氨基作用機制是體內多數(shù)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。轉氨基作用的生理意義：分布：ALT——肝臟

AST——心肌作為疾病診斷、觀察療效和預后的指標之一臨床：血清轉氨酶活性細胞內酶血清活性轉氨酶與臨床編號項目結果參考值ALTASTGGTTPGLUBUNTGCHOLHDLLDL谷丙轉氨酶谷草轉氨酶谷氨酰轉肽酶總蛋白葡萄糖尿素氮甘油三酯膽固醇高密度脂蛋白低密度脂蛋白165↗2037719.0↗4.02.058.69↗１.304.91↗0-40IU/L0-40IU/L0-50IU/L60-80g/L3.9-6.1mmol/L3.6-7.1mmol/L0-2.26mmol/L2.33-5.69mmol/L0.77-1.94mmol/L0-3.38mmol/L下表是某人到醫(yī)院體檢時血液檢驗報告單（摘）１、該同志身體是否正常？指出哪些指標不正常？２、分析原因？查肝功為什么要抽血化驗轉氨酶指數(shù)呢？轉氨酶為細胞內酶，血清中活性很低，各組織器官中以心和肝的活性最高。當某種原因使細胞膜通過性增高，轉氨酶可大量釋放入血，導致血清中轉氨酶活性增高。抽血化驗若轉氨酶比正常水平偏高則有可能肝組織受損破壞，肝細胞的轉氨酶進入血液。（結合乙肝抗原等指標進一步確定是什么原因引起的）

常作為疾病診斷、觀察療效和預后的指標：急性肝炎：S-ALT↑↑、S-AST↑

心肌梗塞：S-AST↑↑（二)L-谷氨酸通過L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基

酶及輔酶：

L－谷氨酸脫氫酶NAD＋或NADP＋分布：肝、腎、腦別構調節(jié)：別構抑制劑：GTP、ATP

別構激活劑：GDP、ADPNAD(P)+L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)H+H+H2O亞谷氨酸P179※（三）聯(lián)合脫氨基作用1、概念：兩種或兩種以上酶偶聯(lián)作用氨基酸

NH3和α-酮酸特點：特異性強P1792、方式：⑴轉氨酶與L－谷氨酸脫氫酶偶聯(lián)脫氨基作用主要在肝臟、腎臟進行P179⑵嘌呤核苷酸循環(huán)主要在心肌、骨骼肌進行肝、腎L-谷氨酸脫氫酶轉氨酶P180轉氨酶與L－谷氨酸脫氫酶偶聯(lián)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腺苷酸脫氨酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)心肌、骨骼肌嘌呤核苷酸循環(huán)（四）氨基酸通過氨基酸氧化酶催化脫去氨基P1791991NO120X．催化聯(lián)合脫氨基作用所需的酶是：

A．L-氨基酸氧化酶

B．L-谷氨酸脫氫酶

C．谷氨酰胺酶D．轉氨酶

2007、1989、1992A肌肉中氨基酸脫氨基作用的主要方式是A.嘌呤核甘酸循環(huán)B.谷氨酸氧化脫氨基作用C.轉氨基作用D.轉氨基與谷氨酸氧化脫氨基的聯(lián)合四、氨基酸碳鏈骨架可進行轉換或分解轉變成糖和脂類P180P180生糖氨基酸

生酮氨基酸天亮就來（賴）

LeuLys生酮兼生糖氨基酸

一摞

彩

色書本

IleTyrTrpThrPheP1802009NO31下列氨基酸中，屬于生糖兼生酮的是A、亮氨酸B、組氨酸C、賴氨酸D、蘇氨酸琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸

蛋氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系TCA思考題1．體內氨基酸脫氨基的方式有哪幾種？哪一種最主要？骨骼肌和心肌中氨基酸是如何脫氨基的？2.Asp、Glu、甘油徹底氧化分解的產物、生成的ATP數(shù)？（寫出主要反應過程）GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPATPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛NAD+NADH+H+ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸甘油α-磷酸甘油

ATPADPNAD+NADH+H+胞液線粒體丙酮酸乙酰CoANADH+H+NAD+TAC穿梭：2.5×2或1.5×2胞液：-1+2線粒體：2.5+10凈生成：16.5或18.5ATP琥珀酰

CoA

延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸異檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP谷氨酸CO2CO2TACNADH+NH3NADHGTPFADH2GTPATPNADH蘋果酸琥珀酸檸檬酸1分子谷氨酸徹底氧化生成多少ATP?蘋果酸草酰乙酸2.5+2.5+1+1.5+2.5-1+1+2.5+10=22.5NADHNAD丙酮酸丙酮酸草酰乙酸

丙酮酸羧化酶

ATP+CO2ADP+Pi蘋果酸

NADH+H+NAD+天冬氨酸

谷氨酸α-酮戊二酸天冬氨酸

蘋果酸

草酰乙酸

PEP

磷酸烯醇型丙酮酸羧激酶GTPGDP+CO2線粒體胞液

草酰乙酸轉運出線粒體

琥珀酰

CoA

延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸異檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEPCO2CO2TACNADHGTPFADH2NADHGTPATPNADH-1+1+2.5+10=12.5蘋果酸琥珀酸檸檬酸1分子ASP徹底氧化生成多少ATP?ASP草酰乙酸GOTGluα酮戊二酸1、體內氨基酸脫氨基的方式有哪幾種？哪一種最主要？2、肝和腎中氨基酸是如何脫氨基的？骨骼肌和心肌中氨基酸是如何脫氨基的？課前復習

第四節(jié)氨的代謝

Section4MetabolismOfAmmonia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４７－６５μmol/L。

※一、血氨有三個重要來源（一）氨基酸脫氨基作用和胺類分解均可產生---主要來源

RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶P181臨床：肝昏迷吸收：NH3

>NH4＋氨（ammonia）未被吸收的氨基酸腸道細菌脫氨基作用滲入腸道的尿素尿素酶（二）腸道細菌腐敗作用產生氨4g?日（三）腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺NH4NH3GLnGLuHCO3NH3α酮戊二酸+Na+H+H+Na+NH3+血液腎小管上皮細胞小管腔隨尿液排出（三）腎小管上皮細胞分泌的氨※二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉運（一）通過丙氨酸-葡萄糖循環(huán)氨從骨骼肌運往肝P181丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸酵解途徑肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環(huán)糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖P182丙氨酸-葡萄糖循環(huán)意義：肌肉中的NH3→無毒的Ala→

肝臟；

肝臟為肌肉提供葡萄糖P181谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在腦、骨骼肌合成谷氨酰胺，運輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進行解毒。（二）氨通過谷氨酰胺從腦和骨骼肌等組織運往肝或腎

P182

臨床：氨中毒時服用或輸入

Glu鹽以降低血氨濃度；

控制食物蛋白質量。生化與臨床Gln是氨的解毒產物、儲存和運輸形式生理意義：CONH2

COOH(CH2)2CH2

CHNH2

+CHNH2

COOHCOOH

Gln

Asp

Asn合成酶

COOHCONH2

(CH2)2CH2

CHNH2

+CHNH2

COOHCOOH

Glu

AsnAsn酶減少血中Asn量“餓死”白血病細胞治療白血??？Asn酶生化與臨床2007NO31A．氨由肌肉組織通過血液向肝進行轉運的機制是A．三羧酸循環(huán)B．鳥氨酸循環(huán)C

．丙氨酸一葡萄糖循環(huán)D．甲硫氨酸循環(huán)2004、2008NO33A．腦中氨的主要解毒方式是生成

A．尿素B．丙氨酸

C．谷氨酰胺D．天冬酰胺

※血氨的去路①在肝內合成尿素，主要去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物

谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi

④腎臟以銨鹽的形式由尿排出NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。③

合成谷氨酰胺Gln是氨的解毒產物、

儲存和運輸形式P182三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路（一）Krebs提出尿素是通過鳥氨酸循環(huán)合成的學說實驗依據(jù)：犬1、切肝保腎血中尿素↓↓

血NH3↑2、切腎保肝尿素可合成但排出受阻血中尿素↑↑

P1823、切腎、肝血中尿素水平↓

血NH3↑↑4、臨床觀察急性肝壞死血、尿中幾乎不含尿素氨基酸含量↑

結論：肝是尿素合成的主要器官

尿素合成的鳥氨酸循環(huán)學說

英國科學家Krebs：

1932年提出尿素合成的

鳥氨酸循環(huán)

1937年提出三羧酸循環(huán)

1953年

獲諾貝爾獎

1773年伊萊爾·羅埃爾（HilaireRouelle發(fā)現(xiàn)了尿素。

1828年弗里德里希·維勒首次使用無機物質作為原料通過氰酸鉀與硫酸銨的反應合成了尿素。...形成尿素的化學元素來自于二氧化碳、水、天冬氨酸和氨。導致尿素形成的代謝途徑叫做尿素循環(huán)或者合成代謝。實驗依據(jù)：

1、肝切片＋銨鹽

↓NH4＋↓

尿素↑2、鳥氨酸、瓜氨酸、精氨酸

促進尿素生成尿素生成量與NH4＋減少量相當

前體：鳥氨酸→瓜氨酸

→精氨酸

3、肝切片＋鳥氨酸＋NH4＋

↓

瓜氨酸存積4、證實肝臟有精氨酸酶結論：下上NHCHCOOHNH2NH2CNH(CH2)3精氨酸（二）肝中鳥氨酸循環(huán)合成尿素的詳細步驟酶：※

CPS-Ⅰ

(氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ)

carbamoyl

phosphatesynthetase

Ⅰ酶分布：肝線粒體1、NH3、CO2和ATP縮合生成氨基甲酰磷酸P183

CO2+NH3+H2O+2ATPCPS-Ⅰ

（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

～PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸啟動的限速酶2、氨基甲酰磷酸與鳥氨酸反應生成瓜氨酸

酶：線粒體

鳥氨酸氨基甲酰基轉移酶

OCT

(ornithine

carbamoyl

transferase)

變構激活劑：

N－乙酰谷氨酸

AGA

(N－acetylglutamatic

acid)H3PO4+氨基甲酰磷酸瓜氨酸2NHCHCOOHNH2NHCO（CH2）3~OCTNHCOOPO2~32-3、瓜氨酸與天冬氨酸反應生成精氨酸代琥珀酸

酶：胞液

※

精氨酸代琥珀酸合成酶

下啟動后限速酶

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHCOOHCHH2NCH2COOH瓜氨酸與天冬氨酸縮合生成精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸裂解酶2NH2CHCOOHNHCNCOOHCHCOOH精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH)3CHCOOHNH2NH2CNH(CH)NH22CH2NH3CHCOOHNHCNCOOHCHCOOH4、精氨酸代琥珀酸裂解酶5、尿素生成酶：精氨酸酶精氨酸尿素鳥氨酸精氨酸酶)NHCHCOOHNH2NH2CNH(CH23NH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2(CH3CHCOOHNHNHNH2CO2H2O精氨酸5、精氨酸水解釋放尿素并再生成鳥氨酸鳥氨酸循環(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

總結：（1）尿素生成部位

肝臟線粒體、胞液（2）N的來源NH3

、Asp（3）耗能：3個ATP，4個～P（5）與三羧酸循環(huán)相聯(lián)系

（4）限速酶

CPS-Ⅰ

精氨酸代琥珀酸合成酶

（三）尿素合成受膳食蛋白質和兩

種限速酶活性的調節(jié)1.高蛋白質膳食促進尿素合成高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓

CO2+NH3+H2O+2ATPAGA（＋）COH2NO

～PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸CPS-Ⅰ乙酰CoA谷氨酸

AGA合成酶精氨酸（＋）2.AGA激活CPS-Ⅰ啟動尿素合成3.精氨酸代琥珀酸合成酶活性促進尿素合成精氨酸代琥珀酸合成酶活性最低啟動以后的限速酶（四）尿素合成障礙可引起高血氨癥與氨中毒血氨濃度升高稱高血氨癥常見于肝功能嚴重損傷時尿素合成酶的遺傳缺陷案例討論病例摘要：患者45歲，男性，5年前診斷為患有肝硬化，間歇性乏力、納差2年。1天前進食不潔肉食后，出現(xiàn)高熱、頻繁嘔吐，繼之出現(xiàn)說胡話，撲翼樣震顫，即而進入昏迷。案例討論查體：T38.2℃，P110次／分，BP75/45mmHg，肝病面容，頸部可見蜘蛛痣，四肢濕冷，腹壁靜脈可見曲張，脾肋下4cm，肝臟未及，腹水征陽性。討論：1.該病可能的診斷？2.試分析原因（發(fā)病機制）。3.主要的治療原則？臨床：肝昏迷機制肝功尿素合成血氨濃度腦NH3+α-酮戊二酸腦TCA谷氨酸+NH3谷氨酰胺腦ATP腦功能障礙肝昏迷興奮性神經(jīng)遞質↓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1998NO25．通過鳥氨酸循環(huán)生成尿毒時，其分子中的兩個氮原子一個直接來自游離的氨，另一個直接來源于

A．鳥氨酸B．瓜氨酸C．精氨酸D．天冬氨酸E．甘氨酸

2003X下列哪些化合物是尿素合成的中間產物？A.瓜氨酸B.甘氨酸C.精氨酸D.鳥氨酸2010

32A．在鳥氨酸循環(huán)中，直接生成尿素的中間產物是

A.精氨酸

B.瓜氨酸

C.鳥氨酸

D．精氨酸代琥珀酸

第五節(jié)

個別氨基酸的代謝

Section5MetabolismofIndividualAminaoAcids主要內容一、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、支鏈氨基酸的代謝一、氨基酸的脫羧基作用

酶：氨基酸脫羧酶輔酶：磷酸吡哆醛（一）谷氨酸經(jīng)谷氨酸脫羧酶催化生成γ-氨基丁酸

(γ-aminobutyricacid,GABA)（含VitB6）P186作用：抑制性神經(jīng)遞質臨床：B6治療小兒驚厥、妊娠嘔吐磷酸吡哆醛生化與臨床γ-氨基丁酸VitB6與小兒驚厥VitB6與妊娠嘔吐新進展

近年，在爆發(fā)性肝功能衰竭和肝性腦病的動物模型中發(fā)現(xiàn)GABA血濃度升高，血腦屏障通透性增高，大腦突觸后神經(jīng)元的GABA受體顯著增多。2001NO28A．經(jīng)脫羧基作用后生成r-氨基丁酸的是

A．酪氨酸B．半胱氨酸C．天冬氨酸D．谷氨酸E．谷氨酰胺

（二）組氨酸經(jīng)組氨酸脫羧酶催化生成組胺

(histamine)作用：組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶原及胃酸的分泌。L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2HNNCH2CHCOOHNH2HNNCH2CH2NH2組胺與感冒藥、海鮮

服用感冒藥期間不要吃魚，尤其是深海魚更不要食用，以免引起組胺過敏反應：皮膚潮紅、結膜充血、頭暈、心跳加快、蕁麻疹等不適癥狀。深海魚含有組胺物質，一旦人體內的組胺量超標，該物質就會進入人體血液循環(huán)中，導致組胺過敏反應。平時吃深海魚之所以沒有上述不適癥狀，是因為人體腸胃和肝臟中有一種抑制組胺活性的物質——單胺氧化酶，它可使組胺無法進入血液循環(huán)中。但是有些感冒藥卻存有單胺氧化酶抑制劑，也就是說會抑制人體腸胃和肝臟分泌出單胺氧化酶，此時再食用海魚非常容易造成組胺物質快速在體內積蓄，并進入到人體血液循環(huán)中。（三）色氨酸經(jīng)5-羥色氨酸生成5-羥色胺

(5-hydroxytryptamine,5-HT)作用：腦內作為神經(jīng)遞質起抑制作用；

外周組織有收縮血管的作用。5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO2色氨酸CH2CHCOOHNH2CH2CHCOOHNH2HOCH2CH2NH2HO

5-羥色胺水平較低的人群更容易發(fā)生抑郁、沖動行為、酗酒、自殺、攻擊及暴力行為?？茖W家們甚至通過改變實驗動物腦內5-羥色胺的水平使他們更具有攻擊性。有趣的是，女性大腦合成5-羥色胺的速率僅是男性的一半，這點可能有助于解釋為何婦女更容易患抑郁癥。隨著年齡的增長，5-羥色胺作用通路的工作效率會出現(xiàn)下降，因為活化5-羥色胺的受體減少了。據(jù)一項研究顯示，60歲與30歲的人相比，大腦中5-羥色胺特異受體的數(shù)目已減少了60%。由于5-羥色胺的效力下降，隨年齡增長患抑郁癥的可能性增加。作用：調節(jié)細胞生長臨床：測定癌瘤病人血、尿中多胺觀察病情精脒、精胺（四）某些氨基酸的脫羧基作用可產生多胺類（polyamines）物質上

鳥氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸脫羧基SAM鳥氨酸脫羧酶CO2SAM脫羧酶CO2精脒丙胺轉移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉移酶

精胺

半胱氨酸可轉變成?；撬?/p>

作用：結合膽汁酸的組成成分來源胺類功能谷氨酸γ-氨基丁酸抑制性神經(jīng)遞質組氨酸組胺血管舒張劑，促胃液分泌色氨酸5-羥色胺抑制性神經(jīng)遞質，縮血管鳥氨酸精氨酸腐胺，精胺等促進細胞增殖等胺類的來源與功能半胱氨酸牛磺酸形成?；悄懼?，促進脂類消化組氨酸?；撬嵘彼峤M胺谷氨酸多胺半胱氨酸γ-氨基丁酸鳥氨酸5-羥色胺（一）概念：

某些氨基酸分解代謝產生只含一個碳原子的有機基團二、某些氨基酸在分解代謝中產生一碳單位

GlySerHisTrpP187絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸

N10—CHO—FH4特性：（１）在代謝過程中性質活潑（２）一碳單位在體內不能游離存在（二）一碳單位載體（一碳單位代謝輔酶）

FH4或THFA

tetrahydrofolic

acid

FH4

攜帶一碳單位的形式

（一碳單位通常是結合在FH4

分子的

N5、N10

位上）N5—CH3—FH4N5,N10—CH2—FH4N5,N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4N5,N10=CH—FH4N5,N10—CH2—FH4N5—CH3—FH4N5—CH=NH—FH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3N10—CHO—FH4（三）一碳單位的相互轉變（四）一碳單位的主要功能

作為嘌呤、嘧啶合成原料CO2天冬氨酸一碳單位

甘氨酸一碳單位

谷氨酰胺（酰胺基）N10—CHO—FH4N5,N10=CH—FH4FH2TMP合酶N5,N10-甲烯FH4dUMP脫氧胸苷一磷酸dTMP生化與臨床：巨幼RBC貧血磺胺藥、抗惡性腫瘤藥◆聯(lián)系氨基酸代謝和核酸代謝1998NO145X．在分解代謝過程中可以產生一碳單位的氨基酸是

A．Gly

B．serC．TyrD．Trp

1991NO118X．一碳單位是合成下列哪些物質所需要的原料？

A．腺嘌呤

B．膽固醇

C．胸腺嘧啶

D．血紅素

1997A．絲氨酸B．蛋氨酸

C．二者均是D．二者均不是

121．生成一碳單位的氨基酸是C

122．生酮氨基酸是D

2005A．體內轉運一碳單位的載體是

A．葉酸

B．生物素

C.維生素B12

D．四氫葉酸

E．S-腺苷蛋氨酸

1、氨的主要去路？名稱？2、催化氨基酸脫羧基作用的酶及輔酶？3、一碳單位的概念及主要功能？4、一碳單位的載體及氨基酸？課前復習

三、含硫氨基酸的代謝胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸P189（一）甲硫氨酸參與轉甲基轉移SAM：S-腺苷蛋氨酸

（S-adenosyl

methionine）

Met活性形式作用：甲基直接供體參與含甲基物質的合成1、甲硫氨酸轉甲基作用腺苷轉移酶PPi+Pi+甲硫氨酸

（蛋氨酸）ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)甲基轉移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內甲基的直接供體甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸(SAM)同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3N5、N10—CHO—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10—CH—FH4作用：

N5-CH3-FH4提供甲基→蛋氨酸→SAM

進行廣泛的甲基化反應N5-CH3-FH4

是甲基間接供體巨幼RBC貧血

B12

提高FH4的利用率生化與臨床

2、甲硫氨酸為肌酸合成提供甲基磷酸肌酸CP

（creatine

phosphate，）CP：心肌骨骼肌腦含量豐富

肌酸合成主要在肝臟P190H2O+亞基組成：

腦型（B）

骨骼肌型（M）BBMB

MMCK1

CK2CK3

三種同工酶肌酸激酶CK

(CPK)

（creatine

kinase）正常血漿LDH2>LDH1

心肌梗死LDH1>LDH2

血中CK2

3～8h↑10～24h達高峰，持續(xù)3～4dCK2與臨床：心肌梗死血中LDH18～18h↑

48～144h達高峰持續(xù)5～10d1、半胱氨酸與胱氨酸可以互變

（二）半胱氨酸代謝2、半胱氨酸可轉變成?；撬?、半胱氨酸可生成活性硫酸根P191

1.半胱氨酸與胱氨酸可以互變2+2H-2HCOOHCHNH2CH2SHCOOHCOOHCHNH2CHNH2CH2-S-S-CH2半胱氨酸胱氨酸思考：例子？P222、半胱氨酸可轉變成?；撬嶙饔茫航Y合膽汁酸的組成成分結合膽汁酸：P240SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5′-磷酸硫酸)3′-PO3H2-AMP-SO3-

（3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸，PAPS）

PAPS為活性硫酸，是體內硫酸基的供體ATPADP（3'-phospho-adenosine-5'-phospho-sulfate）3、半胱氨酸可生成活性硫酸根PAPS：活性硫酸根

作用：1.參與硫酸酯的生成,激素滅活。2.參與硫酸化氨基糖生成。

激素滅活：P237新進展1969年，麥克居里博士報道由于遺傳缺陷造成甲硫氨酸代謝障礙，引起體內同型半胱氨酸含量高達幾百nmol/L，患兒往往由于嚴重的心血管疾病而早死。近年來科學家將同型半胱氨酸與膽固醇一起歸為導致心臟病的獨立致病因子。1996NO25．?；撬崾怯上铝心姆N氨基酸代謝而來？

A．蛋氨酸B．半胱氨酸C．蘇氨酸D．甘氨酸E．谷氨酸

2011A．酪氨酸B．脯氨酸C．半胱氨酸D．纈氨酸127．體內經(jīng)代謝可轉變生成?；撬岬陌被岬氖荂128．屬營養(yǎng)必需氨基酸的是D四、芳香族氨基酸代謝芳香族氨基酸

苯丙氨酸

酪氨酸

色氨酸P191思考：理化性質？P11案例：

患兒，男性，7歲，就診時其母代述：患兒出生時未見異常，一周歲后發(fā)現(xiàn)有生長發(fā)育遲緩，隨著年齡增大，智力發(fā)育明顯低于同齡人，生長遲緩，多動，毛發(fā)色淺，身上有特殊的發(fā)霉樣氣味。尿液10%三氯化鐵試驗立即呈現(xiàn)綠色反應，二硝基苯肼試驗呈黃色沉淀。討論：

1、該病初步確診是什么？2、該病的防治原則有哪些？P193苯丙氨酸+O2酪氨酸

+H2O苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADPH+H+NADP+

苯丙氨酸的主要代謝途徑（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝1、苯丙氨酸羥化生成酪氨酸P192苯丙氨酸轉氨酶苯丙氨酸羥化酶酪氨酸羥化酶多巴胺合成減少黑色素酪氨酸酶

羥苯丙酮酸苯丙氨酸羥化酶缺乏臨床：苯酮酸尿癥（PKU）（phenyl

ketonuria）PKU患者臨床表現(xiàn)：智力低下、小腦畸形、癲癇、頭發(fā)細黃，皮膚色淡和虹膜淡黃色，驚厥，尿有“發(fā)霉”臭味或鼠尿味(含苯乙酸)。生化特征：PAH酶活性為正常人的5％或以下，血Phe濃度升高，酪氨酸濃度正常。

常染色體單基因隱性遺傳病

此病是人類在出生數(shù)個月以后，出現(xiàn)以智力障礙、腦電波異常、頭發(fā)細黃、皮膚色淺，尿有“發(fā)霉”臭味等主要病征。某些人中由于不能形成苯丙氨酸羥化酶，苯丙氨酸只能在苯丙氨酸轉氨酶的作用下變?yōu)楸奖?，由尿中排出?/p>

常染色體單基因隱性遺傳病

同時，血液中苯丙氨酸太多，抑制酪氨酸轉變成黑色素。有此代謝障礙的人比正常人形成的色素少，但并不是一個完全的白化病人，因為這種人可以利用膳食中現(xiàn)成的酪氨酸轉化為黑色素。

過多的苯丙酮酸在體內堆積，會損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，引起嚴重的精神和智力發(fā)育遲緩癥。據(jù)估計，精神病院中有千分之六的精神病患者是由此原因引起的。

診斷、治療與預防診斷：新生兒篩查新生兒喂奶3日后，采集足跟血尿三氯化鐵試驗較大嬰兒和兒童篩查治療：食物中減少苯丙氨酸的含量早期可防止患兒出現(xiàn)智力低下預防：避免近親結婚，開展新生兒篩查，早發(fā)現(xiàn)，早治療。

案例：

患兒，男性，7歲，就診時其母代述：患兒出生時未見異常，一周歲后發(fā)現(xiàn)有生長發(fā)育遲緩，隨著年齡增大，智力發(fā)育明顯低于同齡人，生長遲緩，多動，毛發(fā)色淺，身上有特殊的發(fā)霉樣氣味。尿液10%三氯化鐵試驗立即呈現(xiàn)綠色反應，二硝基苯肼試驗呈黃色沉淀。討論：

1、該病初步確診是什么？2、該病的防治原則有哪些？案例診斷：尿液10%三氯化鐵試驗立即呈現(xiàn)綠色反應（陽性），二硝基苯肼試驗呈黃色沉淀（陽性）。此兩項是檢查尿液中苯丙酮酸含量的指標。表明患兒尿液中苯丙酮酸含量高，身上有特殊的發(fā)霉樣（苯乙酸）氣味，是苯酮酸尿癥的特點。防治原則：出生后3個月內就需要低苯丙氨酸膳食，控制血中苯丙氨酸濃度可改善癥狀，防治癡呆發(fā)生，要堅持到10歲，甚至終生。在停止飲食治療前需做負荷試驗，即進食苯丙氨酸含量正常的普通飲食，觀察血中苯丙氨酸濃度和腦電圖是否正常，若正常，可停止飲食治療。防治原則：飲食治療中，最合理的是低苯丙氨酸及高酪氨酸膳食。女性患兒若幼時治療恰當，可正常生長發(fā)育，但到妊娠時，則應使用低苯丙氨酸膳食，避免高苯丙氨酸血癥影響胎兒正常發(fā)育。本患兒錯過了治療時機。本病理想的治療方法是基因治療。2、酪氨酸--兒茶酚胺、黑色素或氧化分解苯丙氨酸

轉氨酶苯丙氨酸羥化酶酪氨酸羥化酶多巴胺合成減少黑色素酪氨酸酶

羥苯丙酮酸

主要表現(xiàn)為患者動作緩慢,手腳或身體的其它部分的震顫,身體失去了柔軟性,變得僵硬。