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第七章 氨基酸代谢 • 蛋白质的营养作用 • 蛋白质的消化吸收与腐败 • 氨基酸的一般分解 • 氨的代谢 • 个别氨基酸的代谢 第一节 蛋白质的营养作用 • 一、蛋白质营养的重要性 • 二、蛋白质的需要量和营养价值 • （一）氮平衡 • • • • • 1.氮的总平衡：摄入氮=排出氮 2.氮的正平衡：摄入氮＞排出氮 3.氮的负平衡：摄入氮＜排出氮 （二）生理需要量 （三）蛋白质的营养价值 蛋白质分布广泛、功能多样 • 1. 催化功能-酶 • • • • • • 基本功能 2. 结构功能-皮、毛、骨、牙、细胞骨架 3. 载运功能-膜蛋白 4. 调控功能-激素 5. 运动功能-鞭毛、肌肉蛋白 辅助功能 6. 防御功能-免疫球蛋白 7. 神经传导 第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败 胞外酶 水解 氨基酸 吸收入 外源蛋白质 蛋白质不能储备。 作为氮源和能源进行代谢。 各种蛋白酶的专一性 酶 胃蛋白酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶 弹性蛋白酶 专一性 R3=色、苯丙、丙 酪、蛋、亮 R3=精、赖 R3=苯丙、酪、色 R3=脂肪族氨基酸 R4=X（任意） R4=X R4=X R4=X 二、氨基酸的吸收 • （一）氨基酸吸收载体 • （二）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用 • （三）肽的吸收 三、蛋白质的腐败作用 • （一）胺类的生成 • • CO2 R-CH-COOH NH2 • 组氨酸 • • 赖氨酸 组胺 酪胺 有降压作用 ； 有升压作用 尸胺 色胺 • 苯丙氨酸 • • 酪氨酸 RCH2-NH2 苯乙胺 酪 胺 羟化 苯乙醇胺 羟化 羟酪胺 假神经递质 （二） 氨的 生成 • 1. R-CH-COOH • • NH2 • H2N-CO-NH2 肠菌 +2H 肠菌 +H2O R-CH2-COOH+NH3 CO2+2NH3 （三） 其他有害物质的生成 • 酪氨酸：苯酚； • 色氨酸：甲基吲哚；吲哚 • 半胱氨酸：硫化氢 第三节 氨基酸的一般代谢 分解 氨基酸 H R C COOH 合成 合成其他 NH3、尿素、尿酸 ？ CO2、H2O、ATP ？ 四大物质、激素等 NH2 • 一、 氨基酸的脱氨基作用 O H R C COOH NH2 脱氨酶 NH3 O H R C COOH ？ NH α酮酸 2 （一）转氨基作用 R1 HC + NH3 COO α-氨基酸 R2 交换 O COO- HC 逆过程 α-酮酸 O COO- α-酮酸 三羧酸 循环 R2 R1 HC 丙酮酸 + NH3 COO HC 转氨酶 α-氨基酸 α酮戊二酸 • 特点：a. 可逆，受平衡影响 • b. 氨基大多转给了α-酮戊二酸（产物谷氨酸） 提问：为什么多转给α-酮戊二酸？ 答案：来源有保证，谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生 α-酮戊二酸。 氧化脱氨 转氨基 COO COO (CH2)2 HC + + + NAD++H NADH+H 2O 酮酸 4 O（ ） NH+NH (A) + NH3 COO 4 谷—某转氨酶 L-谷氨酸脱氢酶 (CH2)2 C O COO α-谷氨酸 α-酮戊二酸 转氨基制谷氨酸 谷氨酸氧化脱氨 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。 （二）氧化脱氨基作用 • 脱氨酶——脱氢氧化酶 R HC + NH32 COO- 2H+H+ R 酶 脱氢 ？！ C R H2O+H+ C NH NH4+ COO 亚氨基酸不稳定 水解加氧 O α-酮 COO 酸 酶——L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶 L-谷氨酸脱氢酶（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程） 提问：那种酶作用最重要？ 本应是L-氧化酶（大多数氨基酸都是L型），但该酶分布不普遍， 活力低（pH=7)，作用小。 有毒！ COO COO (CH2)2 HC NAD++H2O NADH+H++NH4+ + NH3 (CH2)2 C L-谷氨酸脱氢酶 COO O COO α-谷氨酸 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 COO (CH2)2 • NAD α酮戊二酸大量转化 +H O NADH+H +NH COO + 2 + 4 + (CH2)2 • + NADPH大量消耗 HC NH3 L-谷氨酸脱氢酶 C O 三羧酸 • 三羧酸循环中断，能量供 COO 循环 COO 应受阻，某些敏感器官 α-酮戊二酸 α-谷氨酸 （如神经、大脑）功能障 碍。 α酮戊二酸 • 表现：语言障碍、视力模 糊、昏迷、死亡。 3. 联合脱氨————转氨与氧化脱氨的联合 α-氨基酸 α-酮酸 α-酮戊二酸 NH3 转氨酶 NH4+ 2H 谷氨酸 NADH+H+ 产物 NAD++H2O 反应物 L-谷氨酸脱氢酶 由于两种酶活性强，分布广，动物体内大部分氨基酸联 合脱氨。 骨骼肌、心肌主要以嘌呤核苷酸脱氨基为主。 OH 天冬氨酸 N N 次黄苷酸 COOH （四）嘌呤核苷酸循环 CHNH3 反应物 α-氨基 α-酮戊二酸 酸 NH3 NH3 α谷氨酸 酮酸 转氨酶 谷-草转 产物 氨酶 R CH2 COO - COO H2O CO N 5` 草酰乙酸 NADH+H+ CH CH HO CH COO 苹果酸 H CHH2 COO H2O P NH2 COO COO 5` H2O 延胡索酸 NAD+ NH3 N R 腺苷酸代琥珀酸 - P CH2COO HN C COO H N N CH2 COO N N + N N N N 腺苷酸 R 5` P 二、 α-酮酸的代谢 • (1)合成氨基酸（合成代谢占优势时） • (2)进入三羧酸循环彻底氧化分解! • (3)转化为糖及脂肪 丙氨酸 精氨酸 苏氨酸 组氨酸 甘氨酸 CoASH 谷氨酰胺 丝氨酸 脯氨酸 乙酰CoA 异柠檬酸 丙酮酸 谷氨酸 异亮氨酸 草酰乙酸 甲硫氨酸 乙酰乙酰CoA 天冬酰胺 酪氨酸 色氨酸 α-酮戊二酸 缬氨酸 琥珀酰CoA 苹果酸 三羧酸循环 苯丙氨酸 延胡索酸 除亮氨酸、赖 氨酸外的氨基 酸可由 为糖。 谷氨酰胺 苯丙氨酸 赖氨酸 (只能转化为脂肪） 柠檬酸 半胱氨酸 亮氨酸 生酮氨基酸 酪氨酸 ？转化 糖异生 丙氨酸 碳骨架的氧化（肝脏中） 苏氨酸 甘氨酸 精氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 CoASH 丝氨酸 脯氨酸 半胱氨酸 柠檬酸 乙酰CoA 异柠檬酸 丙酮酸 谷氨酸 异亮氨酸 草酰乙酸 乙酰乙酰CoA 天冬酰胺 酪氨酸 琥珀酰CoA 亮氨酸 色氨酸 缬氨酸 α-酮戊二酸 谷氨酰胺 苯丙氨酸 赖氨酸 甲硫氨酸 苹果酸 三羧酸循环 苯丙氨酸 延胡索酸 酪氨酸 第四节 氨的代谢 • 一、体内氨的来源 • • • • • • • 1.氨基酸脱氨基（体内氨的主要来源） 胺氧化酶 胺的分解：RCH2NH2 RCHO+NH3 2.肠道吸收的氨（每日约4克） ⑴.腐败产物 ⑵.尿素分解 3.肾小管泌氨 二.氨的转运 • ㈠丙氨酸-葡萄糖循环 • ㈡谷氨酰胺的运氨作用 CONH2 (CH2)2 HC COO + NH3 H2O 谷氨酰胺酶 NH3 COO (CH2)2 HC + NH3 谷氨酰胺合成酶 COO 谷氨酰胺 NH3+ATP ADP+Pi 谷氨酸 天冬酰胺与之类似。 NH3的转运与排泄 谷氨酰胺 各组织 脱氨 NH 3 细胞 谷氨酸 (主要是肌肉) 丙酮酸 谷 氨 酸 丙 氨 酸 血 液 肝脏 α-酮戊二酸 脱氨，转 化为排泄 提问：为什么以谷氨酰胺、丙氨酸转运氨呢？ 形式 答案：经济性高效（一举两得）。 丙酮酸 肌肉剧烈运动 蛋白质分 解产能 NH3 丙 氨 酸 糖异生 糖原 脱氨 各种生物根据安全、价廉的原则排氨。 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。 水生生物直接扩散脱氨（NH3） ？ 体内水循环迅速，NH3 浓度低，扩散流失快， 毒性小。 哺乳、两栖动物排尿素 ？ 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。 消耗4ATP能量 三.尿素的形成——鸟氨酸循环 氨基酸 部位——肝脏细胞 α-酮戊二酸 H2O 延 精氨酸 胡 索 酸 谷氨酸 H2N 尿素 C H2 N 精氨酸代琥珀酸 转氨基—氨 AMP+PPi 瓜氨酸 ATP （外来的或自身的） 鸟氨酸 谷氨酸 O NH4+ 鸟氨酸 氨 Pi 瓜 氨 酸 （转氨作用） 甲 酰 磷 酸 Pi α酮戊二酸 2ATP CO2 2ADP+Pi+H+ - COO + H3N C H + CH2 H COO- O H + H3N CH2 CH2 N H C H CH2 C NH+2 NH2 CH2 CH2 H2N 精氨酸 + C H2 N O H N H2 鸟氨酸 尿素 但还需要较多数量的饮水来冲洗血液中的尿素含量。 氨基酸的合成 由糖代谢中间产物转化而来。 非必需氨基酸 动物 蛋白质 氨基酸 糖 (10种) 必需氨基酸 (10种) 必需——分解不可逆，缺乏碳骨架供给。 酮体 第五节 个别氨基酸的代谢 • 一、氨基酸的脱羧基作用（decarboxylation） • ㈠γ-氨基丁酸（ γ-aminobutyric acid，GABA） • ㈡牛磺酸（taurine） • ㈢组胺（histamine） • ㈣5-羟色胺（5-hydroxytryptamine，5-HT） • ㈤多胺（polyamines） 二、一碳单位的代谢 • 概念：某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含 • • • • • 有一个碳原子的基团，称为一碳单位（one carbon unit） 常见一碳单位：甲基（-CH3，methyl） 甲稀基（-CH2-，methylene） 甲炔基（-CH=，methenyl） 甲酰基（-CHO，formyl） 亚氨甲基（-CH=NH，formimino） (一)、一碳单位与四氢叶酸 （二）一碳单位与氨基酸代谢 （二）一碳单位与氨基酸代谢 （二）一碳单位与氨基酸代谢 （三）一碳单位的相互转变 三、含硫氨基酸的代谢 四、芳香族氨基酸的代谢