第八章氨基酸代谢
合成尿素
合成氨基酸
血氨
酰胺水解 其他含氮物分解
合成酰胺
合成其他含氮物
直接排出
(一)氨(ammonia)在血中的转运
1、丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycl 肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸,
意义:使肌肉的氨以无毒的丙氨酸的形 式运输到肝、经济有效
2、谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用 :
有毒!
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
NAD++H2O NADH+H++NH4+
L-谷氨酸脱氢酶
(CH2)2
C O
+ NH3
COO α-酮戊二酸
谷氨酸氧化脱氨
氨中毒原理
若外环境NH3大量进入细胞,或细胞内NH3大量积累 丙酮酸
三羧酸 循环
α酮戊二酸
氨与α酮戊二酸大量转化为谷氨酸 三羧酸循环中断,能量供应受阻, 某些敏感器官(如神经、大脑)功 能障碍。 表现:语言障碍、视力模糊、昏迷、 死亡。
肝外组织,如脑、骨骼肌、心肌在谷氨酰胺合成
酶+
ATP
P ADP O C=O
NH4+
Pi+H+
-酶
谷氨酰-5-磷酸
谷氨酰胺是中性无毒的物质,容易透过 细胞膜,是氨的主要转运形式。 谷氨酰胺由血液运输到肝脏,肝细胞的 谷氨酰胺酶将其分解为谷氨酸和氨.
谷氨酰胺 +H2O
谷氨酰胺酶
谷氨酸 +NH4+
各种生物根据安全、价廉的原则排氨。
即蛋白质合成量多于分解量,如儿童、孕妇;
*负氮平衡:摄入氮<排出氮 即蛋白质分解量多于合成量, 如饥饿、消耗性疾病
蛋白质的需要量 成人每日最低需要量: 30~50g/d 我国营养学会推荐的 成人每日需要量: 80g/d
蛋白质的营养价值 蛋白质的营养价值取决于其含必需氨基酸 种类及含量的多少。 必需氨基酸:机体不能合成的氨基酸,必需 从食物中摄取,有八种: 赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、 色、苏氨酸 非必需氨基酸:体内可合成的氨基酸 半必需氨基酸:婴幼儿时期合成量不能满足 需要,有两种:组氨酸和精氨酸。
过程:次黄嘌呤核苷酸与天冬氨酸作用 形成中间产物腺苷代琥珀酸,后者在裂合酶 的作用下,分裂成腺嘌呤核苷酸和延胡索酸, 腺嘌呤核苷酸(腺苷酸)水解后即产生游离 氨和次黄嘌呤核苷酸。
腺苷酸脱氨酶(adenylate deaminase) 可催化AMP脱氨基,此反应与转氨基反应 相联系,即构成嘌呤核苷酸循环的脱氨 基作用. 天冬氨酸的氨来源于谷氨酸,由草酰 乙酸与谷氨酸转氨而来,催化此反应的 每为谷草转氨酶。
(二)氨的排泄——尿素循环
合成尿素的主要器官是肝脏,但在肾及脑中 尿素合成是经称为鸟氨酸循环的反应过程来
尿素合成的特点: 1.合成主要在肝脏的线粒体和胞液中进行; 2.合成一分子尿素需消耗四分子ATP; 3.氨甲酰磷酸合酶1是尿素合成的关键酶; 4.尿素分子中的两个氮原子,一个来源于N
草酰乙酸
查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢?
提示:肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许
多,是血液的100倍。
抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能肝
组织受损破裂,肝细胞的转氨酶进入血液。(
结合乙肝抗原等指标进一步确定是什么原因引
起的)
转氨基本质上没有真正脱氨
3.联合脱氨基
转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行,从而使 联合脱氨基作用可在大多数组织细胞中进行,是
2、
转氨基作用:
由转氨酶(transaminase)催化,将α-氨基酸的
氨基转移到α-酮酸酮基上,生成相应的α-氨基酸,
而原来的α-氨基酸则转变为相应的α-酮酸。
转氨酶(transaminase)以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。 转氨基作用(transamination)可以在各种氨基酸 与α-酮酸之间普遍进行,反应是可逆的。 除Gly,Lys,Thr,Pro外,均可参加转氨基作用。
临床意义:该酶在心肌中活性较高,故在心肌疾患时, 血清中AST活性明显升高。
转氨基作用特点及意义
特点:
* 只有氨基的转移,没有氨的生成
* 催化的反应可逆
* 其辅酶都是磷酸吡哆醛
生理意义: 是体内合成非必氨基酸的重要途径,也是联 系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。 接受氨基的主要酮酸有:
丙酮酸
-酮戊二酸
直接排氨,毒性大,不消耗能量。转化为 排氨形式越复杂,越安全,但越耗能。
1)水生生物直接扩散脱氨(NH3) 体内水循环迅速, ? NH3浓度低,扩散 2)哺乳、两栖动物排尿素 ? 流失快,毒性小。
H2N
C
H2 N
O
体内水循环较慢, NH3浓度较高,需 要消耗能量使其转 化为较简单,低毒 的尿素形式。
1、氧化脱氨
定义:-AA在AA氧化酶的作用下脱去氨基,氧化生 成-酮酸,同时消耗氧并产生氨的过程。
R-C-COO-+NH4+ R-CH-COO- 氨基酸氧化酶(FAD、FMN) NH+
|
3
O
H2O+O2 H2O2
||
α-氨基酸
α-酮酸
氨基酸氧化脱氨的主要酶:
L-氨基酸氧化酶(活性低,分布于肝及肾脏, 辅基为FAD 或者FMN) D-氨基酸氧化酶(活性强,但体内D-氨基酸少, 辅基为FAD) L-谷氨酸脱氢酶 活性强,分布于肝、肾及脑组织 不需氧脱氢酶,以NAD+或NADP+为辅酶(进入 呼吸链进行氧化磷酸化)。该酶属于变构酶,其 活性受ATP,GTP的抑制,受ADP,GDP的激活。 专一性强,只作用于谷氨酸,催化的反应可逆
2
氨基酸的
分解代谢
共同分解 代谢
脱氨基作用
NH3 + α-酮酸
氨基酸碳骨架的氧化途径 氨基酸分解产物的代谢
一、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸失去氨基的作用称为脱氨基作用(dea 氨基酸主要通过几种方式脱氨基: a. 氧化脱氨基作用 b. 转氨基作用 c. 联合脱氨基作用 d. 非氧化脱氨基作用(自学)
5-羟色氨酸
5-羟色氨酸脱羧酶 5-羟色胺
(3)组胺的生成:
组胺(histamine)由组氨酸脱羧产生,具有
组胺的释放与过敏反应和应激反应有关。
第三节
氨基酸分解产物代谢
脱羧基作用 CO2 + 胺
氨基酸 分解代谢
肺呼吸 再羧化
脱氨基作用
NH4+ +α-酮酸
、氨的代谢
肠道吸收 氨基酸脱氨
尿素生成的主要器官:肝脏
尿素生成——鸟氨酸循环 尿素
鸟氨酸
NH3 + CO2
H2O
瓜氨酸
精氨酸酶
H2O
精氨酸
H2O
NH3
氨基甲酰磷酸
2ADP+ Pi
2ATP
线粒体
鸟氨酸 鸟氨酸
Pi N-乙酰谷氨酸 瓜氨酸 瓜氨酸
NH3 + CO2 + H2O
ATP AMP+PPi
天冬氨酸 -酮戊二酸
(1)γ-氨基丁酸的生成: γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, 反应由L-谷氨酸脱羧酶催化,在脑及肾中活性
L-谷氨酸脱羧酶
L-谷氨酸
γ-氨基丁酸
(2)5-羟色胺的生成: 5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)也是一
Trp 脑 色氨酸羟化酶
2.蛋白质的酶促水解(消化吸收)
胞外酶
水解
氨基酸 吸收入
外源蛋白质
蛋白质不做为储备物质
作为氮源和能源进行代谢。
(1)水解:
水解过程 protein 酸 碱 酶 眎 胨 肽 AA
(2) 酶促降解
动物 植物 微生物
消化道酶 果实酶
大多数正分解 有的细菌 真菌 放线菌
酶制剂
蛋白质水解酶类 肽链内切酶 二肽酶 蛋白酶 (肽酶) 组织蛋白酶 肽链外切酶
NH CH CO
氨基肽酶
胃蛋白酶
胰凝乳 蛋白酶
胰蛋白酶
一些动物蛋白酶作用的专一性
氨基酸的吸收 1 主要部位:小肠 2 吸收机制
(1)氨基酸运载蛋白 中性氨基酸运载蛋白 碱性氨基酸运载蛋白 酸性氨基酸运载蛋白 亚氨基酸运载蛋白
(2)-谷氨酸循环
第二节
氨基酸的分解代谢
个别氨基特殊分解 特殊侧链的分解代谢 代谢 脱羧基作用 CO + 胺
第八章
蛋白质的降解和氨基酸代谢
Metabolism of Amino Acids
第一节
蛋白质的酶促降解
1.氮源与氨基酸库
N2 NO3 NO2 NH3 有机氮(氨基酸) 肽/蛋白质)
氮平衡 食物摄入氮-(尿氮+粪氮) 可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系
*总氮平衡:摄入氮=排出氮 即蛋白质分解与合成处于平衡,如成人; *正氮平衡:摄入氮>排出氮
转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联
次黄苷酸 α-氨基酸
α-酮戊二酸
天冬氨酸
α-酮酸
腺苷酰琥珀酸 谷氨酸 草酰乙酸
苹果酸
延胡索酸
腺苷酸
4、非氧化脱氨基作用(自学)
(1)直接脱氨基作用
(2)水解脱氨基作用(脱酰胺)
(3)脱水脱氨基作用
脱酰胺作用
谷氨酰胺和天冬酰胺的脱氨
CONH2
(CH2)2 HC COO
多巴脱羧酶
-CO 2
酪氨酸酶 多巴醌
白化病
(多巴胺 ) 3,4 二羟苯乙胺
吲哚醌
β -羟化酶