生物化學(xué)課件：第九章 氨基酸代謝 1

第九章氨基酸代謝第三節(jié)(復(fù)習(xí)）

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcids三、氨基酸分解先脫氨基

（一）氨基酸通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用脫去氨基（二）L-谷氨酸通過(guò)L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基（三）氨基酸通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)脫去氨基（四）氨基酸通過(guò)氨基酸氧化酶脫去氨基（二）L-谷氨酸通過(guò)L-谷氨酸脫氫酶催化脫去氨基L-谷氨酸脫氫酶（glutamatedehydrogenase）

--唯一既能以NAD+又能以NADP+為輔酶的酶；--分布廣（肌肉除外）、活性強(qiáng)，代謝上十分重要；--與轉(zhuǎn)氨酶的協(xié)同作用，幾乎可使所有氨基酸發(fā)生脫氨基反應(yīng)。轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸L-谷氨酸L-谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基有2條反應(yīng)途徑：

---轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用（肝、腎活躍）---嘌呤核苷酸循環(huán)的脫氨基作用

（主要在骨骼肌、心?。┌被崦摪被笊傻?/p>

-酮酸主要有三條代謝去路:

（一）徹底氧化分解并提供能量

通過(guò)三羧酸循環(huán)徹底氧化生成CO2及H2O，同時(shí)釋放出能量供機(jī)體利用。（二）生成營(yíng)養(yǎng)非必需氨基酸

-酮酸可經(jīng)脫氨基作用的逆反應(yīng)過(guò)程和轉(zhuǎn)氨基作用而氨基化，生成

相應(yīng)的非必需氨基酸。（三）轉(zhuǎn)變成糖及脂類(lèi)化合物生糖氨基酸：共13種生酮氨基酸：亮氨酸、賴(lài)氨酸生糖兼生酮氨基酸：異、苯、酪、蘇、色四、氨基酸碳鏈骨架可進(jìn)行轉(zhuǎn)換或分解脫掉氨基后的

-ketoacid可轉(zhuǎn)變成：-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoATCA中間產(chǎn)物PEP葡萄糖酮體第四節(jié)

氨的代謝TheFateofAmmonia氨的來(lái)源去路血氨氨基酸脫氨基腸道吸收氨腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨合成尿素合成Gln合成其他含氮化合物，如嘧啶等非離子氨具有毒性，能自由地透過(guò)血腦屏障和腦細(xì)胞膜，干擾神經(jīng)系統(tǒng)的正常功能；血氨的轉(zhuǎn)運(yùn)方式：

二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式轉(zhuǎn)運(yùn)（一）氨通過(guò)丙氨酸-葡萄糖循環(huán)從骨骼肌運(yùn)往肝骨骼肌中的氨以無(wú)毒的丙氨酸形式運(yùn)往肝，肝又為骨骼肌提供了生成丙氨酸的葡萄糖。（二）氨通過(guò)谷氨酰胺從腦和骨骼肌等組織運(yùn)往肝或腎1.谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，特別是對(duì)神經(jīng)組織；2.也是氨的儲(chǔ)存及運(yùn)輸形式。（一）Krebs提出尿素是通過(guò)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)合成的學(xué)說(shuō)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)(orinithinecycle)尿素循環(huán)(ureacycle)三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路合成尿素是氨的主要去路：正常成人尿素占排氮總量的80%～90％；肝是合成尿素的主要器官尿素合成總結(jié)在哺乳類(lèi)動(dòng)物，尿素作為代謝終產(chǎn)物排出體外。

關(guān)鍵酶：CPS-Ⅰ和精氨酸代琥珀酸合成酶尿素合成的總反應(yīng)：2NH3+CO2+3H2O+3ATP→2ADP+AMP+4Pi+H2N-CO-NH2尿素中的兩個(gè)N原子：

其中一個(gè)來(lái)自氨、另一個(gè)來(lái)自氨基酸（直接或間接）。

（多種氨基酸的氨基可通過(guò)天冬氨酸的形式參加尿素合成。）尿素的合成是消耗能量的，每生成1分子尿素，共計(jì)消耗4個(gè)高能磷酸鍵。（四）尿素合成障礙可引起高血氨癥與氨中毒高血氨癥（hyperammonemia）：肝功能受損傷時(shí)，尿素合成障礙，導(dǎo)致血氨濃度升高。尿素合成酶的遺傳性缺陷可以導(dǎo)致高血氨癥。高血氨的毒性作用機(jī)制：氨進(jìn)入腦組織與α-酮戊二酸結(jié)合生成谷氨酸與谷氨酰胺；α-酮戊二酸減少，三羧酸循環(huán)減弱；腦組織中ATP生成減少，引起腦功能障礙；

嚴(yán)重時(shí)可以發(fā)生昏迷第五節(jié)

個(gè)別氨基酸的代謝MetabolismofIndividualAminoAcids

一、氨基酸的脫羧基作用產(chǎn)生特殊的胺類(lèi)化合物脫羧基作用(decarboxylation)催化脫羧基反應(yīng)的酶稱(chēng)為脫羧酶，它的輔酶是磷酸吡哆醛；

氨基酸通過(guò)脫羧基反應(yīng)產(chǎn)生相應(yīng)的胺類(lèi)，其中一些胺類(lèi)是重要的生

物活性物質(zhì)。

如：GABA、組胺、5-羥色胺和多胺等二、某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生一碳單位（一）四氫葉酸作為一碳單位的運(yùn)載體參與一碳單位代謝一碳單位（one-carbonunit）

是指某些氨基酸在分解代謝中產(chǎn)生的含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，包括：甲基-CH3甲烯基-CH2-甲炔基-CH=甲酰基-CHO亞氨甲基-CH=NH一碳單位主要來(lái)源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色氨酸的分解代謝。（三）一碳單位的功能N10-CHO-FH4與N5,N10=CH-FH4分別為嘌呤合成提供C2與C8；N5,N10-CH2-FH4為胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基；將氨基酸代謝和核酸代謝緊密聯(lián)系起來(lái)；一碳單位代謝障礙或FH4不足時(shí)，可引起巨幼紅細(xì)胞貧血等疾病。一碳單位的主要功能是參與嘌呤與嘧啶的合成：

嘌呤堿合成的元素來(lái)源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳單位）甘氨酸甲炔基（一碳單位）谷氨酰胺（酰胺基）TMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2dUMP脫氧胸苷一磷酸dTMP三、含硫氨基酸的代謝是相互聯(lián)系的胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸含硫氨基酸（一）甲硫氨酸參與甲基轉(zhuǎn)移1、甲硫氨酸轉(zhuǎn)甲基作用與甲硫氨酸循環(huán)有關(guān)甲硫氨酸在轉(zhuǎn)甲基之前必須首先與ATP作用生成活性甲硫氨酸（SAM），其中的甲基稱(chēng)為活性甲基。多種含甲基的生理活性物質(zhì)，都是在甲基轉(zhuǎn)移酶的催化下直接從SAM接受甲基而被甲基化：如：去甲腎上腺素→腎上腺素胍乙酸→肌酸GABA→肉堿腦磷脂→卵磷脂的生成

DNA、RNA、蛋白質(zhì)的甲基化SAM的結(jié)構(gòu)與生成+甲硫氨酸ATP腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+PiS—腺苷甲硫氨酸(SAM)活性甲基SAM是體內(nèi)甲基最重要的直接供體。SAM的轉(zhuǎn)甲基作用甲基轉(zhuǎn)移酶RHR—CH3S—腺苷同型半胱氨酸SAM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FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉(zhuǎn)甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiR-CH3間接甲基供體甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)直接甲基供體甲硫氨酸循環(huán)的總結(jié)由SAM直接提供活性甲基以進(jìn)行體內(nèi)廣泛的甲基化反應(yīng)，

生成多種重要的含甲基生理活性物質(zhì)；N5-CH3-FH4可以看作是體內(nèi)甲基的間接供體；在甲硫氨酸循環(huán)中，維生素B12是N5-CH3-FH4轉(zhuǎn)甲基酶（又稱(chēng)甲硫氨酸合成酶）的輔酶。維生素B12不足：巨幼紅細(xì)胞性貧血高同型半胱氨酸血癥：動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病肌酸與磷酸肌酸是關(guān)系到能量利用與貯存的重要物質(zhì)；肝是合成肌酸的主要器官；

肌酸是由甘氨酸接受精氨酸提供的咪唑基和S-腺苷甲硫

氨酸提供的甲基合成的；

肌酸在肌酸激酶（CK）的催化下，接受由ATP轉(zhuǎn)來(lái)的

能磷酸基形成磷酸肌酸，磷酸肌酸可貯存能量；肌酸與磷酸肌酸的終末代謝產(chǎn)物是肌酐，肌酐隨尿排出。2、甲硫氨酸為肌酸合成提供甲基H2O29磷酸肌酸作為肌肉和腦組織中能量的一種貯存形式。（二）半胱氨酸代謝可產(chǎn)生多種重要的生理活性物質(zhì)1、半胱氨酸與胱氨酸可以互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2

二硫鍵對(duì)于維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的穩(wěn)定性具有重要作用：

如胰島素、琥珀酸脫氫酶、乳酸脫氫酶（巰基酶）2、半胱氨酸可轉(zhuǎn)變成牛磺酸?；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分之一。CONHCH2CH2SO3H3、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）半胱氨酸丙酮酸+氨+H2S1235[O]+ATPPAPS為活性硫酸根，是體內(nèi)硫酸基的供體。四、芳香族氨基酸代謝可產(chǎn)生神經(jīng)遞質(zhì)芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸PheTyrTrp（一）苯丙氨酸和酪氨酸代謝既有聯(lián)系又有區(qū)別1．苯丙氨酸羥化生成酪氨酸（此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑）苯丙氨酸+H2O苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADPH+H+NADP+酪氨酸+O2OH苯丙氨酸的羥化由苯丙氨酸羥化酶催化，該酶是以四氫生物蝶呤為輔酶的單加氧酶，此反應(yīng)不可逆。苯丙酮酸尿癥(phenylketonuria,PKU)若體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼幔?/p>

丙氨酸可經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用大量生成苯丙酮酸，苯丙酮酸及其部分代謝產(chǎn)物（苯乳酸及苯乙酸等）隨尿排出，稱(chēng)為苯丙酮酸尿癥。苯丙酮酸堆積對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性，會(huì)導(dǎo)致腦發(fā)育障