第十二章 蛋白质降解和氨基酸代谢299页 第一节 第二节 第三节 第四节 蛋白质的降解 氨基酸的分解代谢 氨基酸及衍生的生物活性物质 氨基酸及其重要衍生物的生物合成 蛋白质的生理功能 维持组织细胞的生长、更新和修补组织 参与多种重要的生理活动 氧化供能或转化为其它物质 （占机体需要量的10-15%） 蛋白质的需要量 氮平衡(nitrogen balance) 日摄入氮 - 排出氮 氮的总平衡、正平衡和负平衡 生理需要量：80g/日（成人） 蛋白质的营养价值(nutrition value) 蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的 种类、数量以及必需氨基酸的比例 必需氨基酸(essential amino acid) 苏异苯甲色缬赖亮 （组精）-----(8+2) 食物蛋白质的互补作用 蛋白质营养价值的化学评分 将氨基酸组成与标准蛋白（鸡蛋或牛奶蛋白）或 FAO（世界粮农组织营养委员会）模型进行比较 蛋白质的生理价值（BV）：指食物蛋白的利用率 氮的保留量 BV= 100% 氮的吸收量 混合食物蛋白质的互补作用 蛋白来源 重量% 单食时BV 混食时BV —————————————————————— 豆腐干 面 筋 58 67 —————————————————————— 小 小 牛 大 麦 米 肉 豆 132 2 5764 第一节 蛋白质降解 胞内蛋白质的降解 蛋白质的消化吸收 299页 一、胞内蛋白质的降解 二重功能 300页表 排除不正常的蛋白质； 排除过多的酶和调节因子。 降解方式 溶酶体降解蛋白质 蛋白酶体选择降解泛素化的蛋白质 1.溶酶体（lysosome)降解蛋白质 一种囊状小体，其形态和大小有较大的差别，外面是一层单位膜， 里面包含约50种水解酶，在酸性条件下，对蛋白质、肽、糖、中性 脂质、糖脂、糖蛋白、核酸等多种物质起水解作用. 溶酶体阻断剂 2.泛素-蛋白酶体途径 (UPP) 蛋白酶体:是由一些保守的蛋白质组成的特殊装置，是一 种较大的多亚基结构，具有多蛋白酶活性，主要作用是降 解细胞指令不需要的或受到损伤的或错误折叠蛋白质. 泛肽（泛素Ubiquitin 1975年）：一种76个氨基酸残基蛋 白单体，高度保守。 2004年诺贝尔化学奖的获奖主题就是蛋白质 酶解在细胞中的重要性和泛素在酶解途径的 作用。三位获奖者为阿龙·切哈诺沃、阿夫 拉姆·赫什科和欧文·罗斯。 泛素-蛋白酶体系统 泛素：含有76个氨基酸残基的蛋白单体。 泛素活化酶E1： 泛素转移酶E2s： 泛素连接酶E3s： 蛋白酶体（2.5MDa）： 无氧条件下蛋白质的分解受到阻断， 从而发现有ATP－依赖的蛋白质水解体系存在。 蛋白酶体对底物的降解 泛素链与蛋白底物的结合形成被蛋白酶体降解的识别信号。 蛋白质在多聚泛素化后才被转移以蛋白酶体降解成4~10个氨基 酸残基的小肽，然后再释放一细胞质中被分解成单个氨基酸。 二、机体对外源蛋白质的消化吸收 胃中的消化 in.
Download ReportTranscript 第十二章 蛋白质降解和氨基酸代谢299页 第一节 第二节 第三节 第四节 蛋白质的降解 氨基酸的分解代谢 氨基酸及衍生的生物活性物质 氨基酸及其重要衍生物的生物合成 蛋白质的生理功能 维持组织细胞的生长、更新和修补组织 参与多种重要的生理活动 氧化供能或转化为其它物质 （占机体需要量的10-15%） 蛋白质的需要量 氮平衡(nitrogen balance) 日摄入氮 - 排出氮 氮的总平衡、正平衡和负平衡 生理需要量：80g/日（成人） 蛋白质的营养价值(nutrition value) 蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的 种类、数量以及必需氨基酸的比例 必需氨基酸(essential amino acid) 苏异苯甲色缬赖亮 （组精）-----(8+2) 食物蛋白质的互补作用 蛋白质营养价值的化学评分 将氨基酸组成与标准蛋白（鸡蛋或牛奶蛋白）或 FAO（世界粮农组织营养委员会）模型进行比较 蛋白质的生理价值（BV）：指食物蛋白的利用率 氮的保留量 BV= 100% 氮的吸收量 混合食物蛋白质的互补作用 蛋白来源 重量% 单食时BV 混食时BV —————————————————————— 豆腐干 面 筋 58 67 —————————————————————— 小 小 牛 大 麦 米 肉 豆 132 2 5764 第一节 蛋白质降解 胞内蛋白质的降解 蛋白质的消化吸收 299页 一、胞内蛋白质的降解 二重功能 300页表 排除不正常的蛋白质； 排除过多的酶和调节因子。 降解方式 溶酶体降解蛋白质 蛋白酶体选择降解泛素化的蛋白质 1.溶酶体（lysosome)降解蛋白质 一种囊状小体，其形态和大小有较大的差别，外面是一层单位膜， 里面包含约50种水解酶，在酸性条件下，对蛋白质、肽、糖、中性 脂质、糖脂、糖蛋白、核酸等多种物质起水解作用. 溶酶体阻断剂 2.泛素-蛋白酶体途径 (UPP) 蛋白酶体:是由一些保守的蛋白质组成的特殊装置，是一 种较大的多亚基结构，具有多蛋白酶活性，主要作用是降 解细胞指令不需要的或受到损伤的或错误折叠蛋白质. 泛肽（泛素Ubiquitin 1975年）：一种76个氨基酸残基蛋 白单体，高度保守。 2004年诺贝尔化学奖的获奖主题就是蛋白质 酶解在细胞中的重要性和泛素在酶解途径的 作用。三位获奖者为阿龙·切哈诺沃、阿夫 拉姆·赫什科和欧文·罗斯。 泛素-蛋白酶体系统 泛素：含有76个氨基酸残基的蛋白单体。 泛素活化酶E1： 泛素转移酶E2s： 泛素连接酶E3s： 蛋白酶体（2.5MDa）： 无氧条件下蛋白质的分解受到阻断， 从而发现有ATP－依赖的蛋白质水解体系存在。 蛋白酶体对底物的降解 泛素链与蛋白底物的结合形成被蛋白酶体降解的识别信号。 蛋白质在多聚泛素化后才被转移以蛋白酶体降解成4~10个氨基 酸残基的小肽，然后再释放一细胞质中被分解成单个氨基酸。 二、机体对外源蛋白质的消化吸收 胃中的消化 in.
第十二章 蛋白质降解和氨基酸代谢299页 第一节 第二节 第三节 第四节 蛋白质的降解 氨基酸的分解代谢 氨基酸及衍生的生物活性物质 氨基酸及其重要衍生物的生物合成 蛋白质的生理功能 维持组织细胞的生长、更新和修补组织 参与多种重要的生理活动 氧化供能或转化为其它物质 （占机体需要量的10-15%） 蛋白质的需要量 氮平衡(nitrogen balance) 日摄入氮 - 排出氮 氮的总平衡、正平衡和负平衡 生理需要量：80g/日（成人） 蛋白质的营养价值(nutrition value) 蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的 种类、数量以及必需氨基酸的比例 必需氨基酸(essential amino acid) 苏异苯甲色缬赖亮 （组精）-----(8+2) 食物蛋白质的互补作用 蛋白质营养价值的化学评分 将氨基酸组成与标准蛋白（鸡蛋或牛奶蛋白）或 FAO（世界粮农组织营养委员会）模型进行比较 蛋白质的生理价值（BV）：指食物蛋白的利用率 氮的保留量 BV= 100% 氮的吸收量 混合食物蛋白质的互补作用 蛋白来源 重量% 单食时BV 混食时BV —————————————————————— 豆腐干 面 筋 42 58 65 67 77 —————————————————————— 小 小 牛 大 麦 米 肉 豆 39 13 26 2 2 67 57 69 64 89 第一节 蛋白质降解 胞内蛋白质的降解 蛋白质的消化吸收 299页 一、胞内蛋白质的降解 二重功能 300页表 排除不正常的蛋白质； 排除过多的酶和调节因子。 降解方式 溶酶体降解蛋白质 蛋白酶体选择降解泛素化的蛋白质 1.溶酶体（lysosome)降解蛋白质 一种囊状小体，其形态和大小有较大的差别，外面是一层单位膜， 里面包含约50种水解酶，在酸性条件下，对蛋白质、肽、糖、中性 脂质、糖脂、糖蛋白、核酸等多种物质起水解作用. 溶酶体阻断剂 2.泛素-蛋白酶体途径 (UPP) 蛋白酶体:是由一些保守的蛋白质组成的特殊装置，是一 种较大的多亚基结构，具有多蛋白酶活性，主要作用是降 解细胞指令不需要的或受到损伤的或错误折叠蛋白质. 泛肽（泛素Ubiquitin 1975年）：一种76个氨基酸残基蛋 白单体，高度保守。 2004年诺贝尔化学奖的获奖主题就是蛋白质 酶解在细胞中的重要性和泛素在酶解途径的 作用。三位获奖者为阿龙·切哈诺沃、阿夫 拉姆·赫什科和欧文·罗斯。 泛素-蛋白酶体系统 泛素：含有76个氨基酸残基的蛋白单体。 泛素活化酶E1： 泛素转移酶E2s： 泛素连接酶E3s： 蛋白酶体（2.5MDa）： 无氧条件下蛋白质的分解受到阻断， 从而发现有ATP－依赖的蛋白质水解体系存在。 蛋白酶体对底物的降解 泛素链与蛋白底物的结合形成被蛋白酶体降解的识别信号。 蛋白质在多聚泛素化后才被转移以蛋白酶体降解成4~10个氨基 酸残基的小肽，然后再释放一细胞质中被分解成单个氨基酸。 二、机体对外源蛋白质的消化吸收 胃中的消化 in Stomach 胃蛋白酶或胃酸 小肠中的消化 in Small Intestine 胰液中的蛋白酶及其作用 胰蛋白酶 、糜蛋白酶、弹性蛋白酶 、 氨基肽酶、羧基肽酶 肠液中和小肠粘膜细胞的消化作用 肠激酶、寡肽酶及二肽酶 不同蛋白酶之间功能上的差别 胰蛋白酶原 肠激酶 胰蛋白酶 糜蛋白酶原 糜蛋白酶 羧基肽酶原A及B 弹性蛋白酶原 羧基肽酶A及B 弹性蛋白酶 氨基酸的吸收转运 载体蛋白 氨基酸 Na+ 三联体 氨基酸进入细胞 (外源氨基酸) 外源性氨基酸和内源性氨基酸 食物蛋白经消化酶降解－ 氨基酸 － 血液 － 全身各组织 机体组织蛋白质经组织蛋白酶降解－－ 氨基酸 机体合成的非必需氨基酸 ？ 水解 氨基酸 α-氨基酸的功能 蛋白质的组成单位；作为N原子的来源重新合成 其它氨基酸。 能量代谢的物质； 体内重要含氮化合物的前体。 细胞对氨基酸的吸收 第二节 氨基酸分解代谢 （主要在肝脏中进行） 氨基酸的脱氨和脱羧作用 氨基酸分解产物的代谢 氨基酸碳骨架的氧化途径 生糖氨基酸和生酮氨基酸 303页 一、AA的脱氨基和脱羧基作用 R－C－COOH ＋ 脱氨基作用 O α－酮酸 NH3 氨 2 脱羧基作用 R－CH2－NH2 ＋ 胺 CO2 1.脱氨基作用( 氨基移换反应） 转氨基作用 氧化脱氨基作用 非氧化脱氨基作用 联合脱氨基作用 ①转氨基作用 需氨基转移酶(aminotransferase) 或转氨酶 1 2 1 2 转氨酶 ＋ 2 2 ＋ 辅基为磷酸吡哆醛 L-α－氨基酸 ＋ α－酮酸 α－酮酸 2 α－氨基酸 转氨酶（肝脏中产生）的特点 辅基：为磷酸吡哆醛（PLP，VB6的磷酸酯) 。 催化氨基酸和α-酮酸间进行氨基和酮基的互换。 接受氨基的主要酮酸有： 丙酮酸 -酮戊二酸、或者少量草酰乙酸 丙氨酸 谷氨酸 所催化的反应完全可逆。 天冬氨酸。 PLP CH3 N CHO OH CHO CH2OP NH2 GPT：谷丙转氨酶（肝） 丙氨酸 + α-酮戊二酸 ＜－－ 丙酮酸＋ 谷氨酸 COO- COOCH3 CHN+H3 COO- CH2 + CH2 C=O COO- GPT CH3 C=O COO- CH2 + CH2 CHN+H3 COO- GOT：谷草转氨酶（心） 谷氨酸＋草酰乙酸＜－α-酮戊二酸 ＋ 天门冬氨酸 COOCH2 CH2 CHN+H3 COO- COO- COOCH2 + C=O COO- GOT COO- CH2 CH2 C=O COO- CH2 + CHN+H3 COO- 转氨基作用的生理意义 转氨基作用既是氨基酸的分解代谢过 程，也是体内某些非必需AA合成的重 要途径。 与糖代谢有着联系？ ②氧化脱氨基作用(有氨生成) R HC + NH3 COO- 2H+H+ R 酶 C H2O+H+ NH COO R C O + NH4+ COO L-氨基酸氧化酶:活性低，分布于肝及肾脏，辅基为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 L-Glu氧化脱氨基作用 三羧酸循环 L-谷氨酸脱氢酶 α-谷氨酸 α-酮戊二酸 非氧化脱氨基作用(大多数在微生物体内进行) 还原脱氨基作用(氢化酶) 氨基酸 + 2H - 脂肪酸 + 氨 水解脱氨基作用(水解酶) 氨基酸 + H2O --羟酸 + 氨 脱水脱氨基作用 丝(苏)氨基酸-- 丙酮酸 + 氨 + H2O 脱硫氢基脱氨基作用(脱硫氢基酶) L-半胱氨基酸 - -- 丙酮酸 氧化-还原脱氨基作用 2氨基酸 + H2O --- + 氨 + H2S 酮酸 + 有机酸 + 氨 ③联合脱氨基作用 306页 实验 组织中的L-氨基酸（非谷氨酸脱氢酶）的 脱氨作用非常缓慢，如果加入少量的-酮戊二 酸，则脱氨作用显著增加。 体系1： L-谷氨酸脱氢酶－－谷某转氨酶 生理意义 L-谷氨酸脱氢酶及谷-某转氨酶的活性强、分布 广，是动物体内大部分氨基酸脱氨的方式，但 不是所有组织细胞的主要脱氨基方式。 体内合成非必需氨基酸的主要途径。 体系2 嘌呤核苷酸联合脱氨基作用 308页 IMP NH3 天冬氨酸 氨基酸 -酮戊二酸 腺苷酸代琥珀酸 -酮酸 AMP 谷氨酸 草酰 乙酸 转氨酶 苹 果 酸 延胡 索酸 水 腺苷酸 脱氨酶 生理意义 在肌肉、脑等组织中，L-谷氨酸脱氢酶的 活力相对低，而腺苷酸脱氨酶的活力高。 实验证明脑组织细胞中的氨有 50%是由该 循环产生的。 氨基酸的脱酰胺基作用 谷氨酰胺酶 谷氨酰胺 ＋ H2O ----- 谷氨酸 ＋ NH3 天冬酰胺酶 天冬酰胺 ＋ H2O -----天冬氨酸 ＋ NH3 2.氨基酸的脱羧基作用 CO2 -氨基酸 一级胺 脱羧酶 辅酶为PLP。酶专一性高，只对L－氨基酸起作用。 一级胺: 一些胺，具有重要的生理作用。多数有毒， 可被氧化酶作用，变成醛-酸而进入脂肪酸降解 循环。 二、氨基酸分解产物的代谢 氨的代谢(NH3) 胺的代谢 CO2的去路 -酮酸的代谢 308页 1.氨的代谢(NH3) 血氨的来源 ①氨基酸脱氨 ②肾脏产生的氨 ③胺的氧化 ④肠道吸收 血氨的去路： ①不同生物转变成不同终产物 ②与谷氨酸合成谷氨酰胺 ③合成非必需氨基酸及含氮物 ④经肾脏以铵盐形式排出 各种生物根据安全、价廉的原则排氨 一些水生动物体内产生的氨可直接随水排出体外； 多数陆生脊椎动物体内的氨主要是形成尿素排出体外； 鸟类则主要把氨转变为尿酸排出体外； 植物和微生物体内的氨不排出体外，能很快转变成酰胺、 氨基酸或铵盐贮存起来。 H2N C O H2 N ①动物体内氨基氮转运 丙氨酸(Ala)-葡萄糖循环 309 丙氨酸和葡萄糖反复地在肌肉和肝之间进行氨的转运， 这一途径称为~. 谷氨酰胺(Gln)的运氨作用 主要从脑等组织向肝或肾运氨.Gln是大脑等组织解氨 毒和运氨的重要形式。 高等植物，以谷氨酰胺或天冬酰胺形式储存氨，不排 氨。 丙氨酸(Ala)-葡萄糖循环 肌肉 葡萄糖 肌肉 蛋白质 分解 其它氨基酸 肝脏 血液 葡萄糖 尿素 葡萄糖 糖 分 解 NH3 丙酮酸 丙酮酸 转氨酶 —酮 酸 丙氨酸 谷氨酸 GPT 丙氨酸 丙氨酸 -酮戊二酸 生理意义 使肌肉中的氨以无毒的丙氨酸形式运输至肝，同 时肝又经糖异生作用为肌肉提供了生成葡萄糖. 经济性高效（一举两得） 若血氨升高进入脑组织，可导致“肝昏迷”. 谷氨酰胺Gln/Asn的运氨作用 COOH CONH2 CH2 CH2 CH2 CHNH2 COOH ATP CH2 + NH3 ADP 合成酶 CHNH2 COOH + H3PO4 CONH2 (CH2)2 HC + NH3 ？ 脱氨 水解酶 H2O COO NH3 (CH2)2 HC + NH3 COO COO 谷氨酰胺 谷氨酸 Gln中NH3在肝中释放 尿素 ②尿素(urea)的生成 310页 实验： 动物切除肝脏，输入氨基酸后，血氨浓度升高； 动物保留肝脏、切除肾脏，输入氨基酸后，血中 尿素浓度升高； 动物肝脏、肾脏同时切除，输入氨基酸后，血中 尿素含量较低，但血氨浓度升高； 结论：肝脏是合成尿素的主要器官 当往体系中加入精氨酸、鸟氨酸、瓜氨酸后，尿素生成加速。 NH2 C NH2 (CH2)3 O N H2 C NH NH NH (CH2)3 (C H2)3 NH2 C O HC NH2 HC NH2 NH2 COOH COOH Ä òËØ Ä ñ°±Ëá ¹Ï °±Ëá HC N H2 C OOH °±Ëá ¾« 所需酶 氨甲酰磷酸合成酶(限速酶) 鸟氨酸转氨甲酰酶 精氨酸琥珀酸合成酶(限速酶) 精氨琥珀酸酶 精氨酸酶 尿素循环 1932,德国学者Hans Krebs提出尿素循环 (urea cycle)或鸟氨酸循环(ornithine cycle)，最早被简明的循环。 尿素循环图示 部位——肝脏细胞 谷氨酰胺 谷氨酸 5 延 精氨酸 胡 索 酸 H2O 尿素 鸟氨酸 H2N 4 C 谷氨酸 O α酮戊二酸 H2 N 精氨琥珀酸 鸟氨酸 2 3 AMP+PPi ATP 瓜氨酸 天冬氨酸 瓜 氨 酸 NH4+ CO2 2ATP 1 氨甲酰磷酸 尿素循环与糖代谢的联系 N H 3 + C O 2 + H2O 2ATP AGA 2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸 胞液 线粒体 Pi 瓜氨酸 鸟氨酸 瓜氨酸 天冬氨酸 ATP AMP+PPi 鸟氨酸 鸟氨酸循环 精氨酸代 琥珀酸 草酰乙酸 苹果酸 尿素 延胡索酸 精氨酸 α-KG 氨基酸 谷氨酸 α-酮酸 鸟氨酸循环的小结 NH4+ + CO2 + 3ATP + 天冬氨酸 + 2H2O －－ 尿素 + 2ADP + 2Pi + AMP + PPi + 延胡索酸 合成尿素是体内氨的主要去路 尿素分子中的元素来源，1个来自氨，另一个则来自天冬氨 酸；C来自CO2 反应部位：肝细胞的线粒体和胞液。 合成1分子尿素需要消耗3个ATP,4个高能磷酸键。 意义：解氨毒把有毒的NH3转变成无毒的尿素。 重要的酶：精氨酸代琥珀酸合成酶（限速酶），氨基甲酰 磷酸合成酶I（ 限速酶 CPS-I） 此循环与TCA的联系？通过天冬氨酸和延胡索酸。 高血氨症与肝昏迷 高血氨症： 肝功能严重损伤时，尿素合成发生障碍，血氨浓 度升高。 高血氨症引起肝性脑病的生化机理： 肝功能严重受损－尿素合成障碍－高血氨症－ 氨进入脑组织 － 消耗α-酮戊二酸合成Glu、 Gln↑酸性(直接伤脑)。 脑组织 α-酮戊二酸↓－TCA 循环↓－脑组织 ATP生成↓→大脑功能紊乱→肝性脑病 上节课复习 蛋白酶体对底物的降解 泛素链与蛋白底物的结合形成被蛋白酶体降解的识别信号。 蛋白质在多聚泛素化后才被转移以蛋白酶体降解成4~10个氨基 酸残基的小肽，然后再释放一细胞质中被分解成单个氨基酸。 体系1： L-谷氨酸脱氢酶－－谷某转氨酶 体系2 嘌呤核苷酸联合脱氨基作用 308页 IMP NH3 天冬氨酸 氨基酸 -酮戊二酸 腺苷酸代琥珀酸 -酮酸 AMP 谷氨酸 草酰 乙酸 转氨酶 苹 果 酸 延胡 索酸 水 腺苷酸 脱氨酶 动物体内氨基氮转运 谷氨酰胺 各组织 细胞 NH3 谷氨酸 丙酮酸 谷 氨 酸 α-酮戊二酸 血 液 肝脏 丙 氨 酸 脱氨，转化 为排泄形式 丙氨酸(Ala)-葡萄糖循环 肌肉 葡萄糖 肌肉 蛋白质 分解 其它氨基酸 肝脏 血液 葡萄糖 尿素 葡萄糖 糖 分 解 NH3 丙酮酸 丙酮酸 转氨酶 —酮 酸 丙氨酸 谷氨酸 GPT 丙氨酸 丙氨酸 -酮戊二酸 尿素循环图示 部位——肝脏细胞 谷氨酰胺 谷氨酸 5 延 精氨酸 胡 索 酸 H2O 尿素 鸟氨酸 H2N 4 C 谷氨酸 O α酮戊二酸 H2 N 精氨琥珀酸 鸟氨酸 2 3 AMP+PPi ATP 瓜氨酸 天冬氨酸 瓜 氨 酸 NH4+ CO2 2ATP 1 氨甲酰磷酸 尿素循环与糖代谢的联系 N H 3 + C O 2 + H2O 2ATP AGA 2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸 胞液 线粒体 Pi 瓜氨酸 鸟氨酸 瓜氨酸 天冬氨酸 ATP AMP+PPi 鸟氨酸 鸟氨酸循环 精氨酸代 琥珀酸 草酰乙酸 苹果酸 尿素 延胡索酸 精氨酸 α-KG 氨基酸 谷氨酸 α-酮酸 练习题 1．转氨酶的辅酶为 FMN 2．人体氨的主要代谢去路是合成尿素 3．合成尿素的器官是肝脏 4．鸟氨酸循环作用部位是肝脏线粒体 5．参与尿素循环的氨基酸有 鸟氨酸 6．在鸟氨酸循环中，尿素由精氨酸水解而得。 9．体内转运氨的形式有 和 。 10．尿素循环与三羧酸循环是通过 物质联结起来。 11．不能脱下游离氨的氨基酸脱氨基方式是 。 12.细胞内蛋白质的降解途径有 和 。 2. 胺的代谢 在胺氧化酶作用下生成醛，再在醛脱氢酶作用下 生成有机酸，经-氧化生成乙酰辅酶A，进入TCA 循环彻底氧化。 转化成具生理活性的物质。 3. CO2的去路 脱羧形成的CO2直接排除； 小部分走TCA回补途径； 体内羧化反应用。 4. -酮酸的代谢(碳骨架的氧化 生成非必需氨基酸 转变成糖和酮体（329页） 314页) 生糖氨基酸:生成糖 生酮氨基酸:生成酮体（亮氨酸/赖氨酸） 生糖兼生酮氨基酸: 彻底氧化供能：进入TCA 氨基酸碳骨架的氧化途径 氨基酸碳骨架可通过5种途径，进入TCA循环 图 示 丙氨酸 苏氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 异柠檬酸 柠檬酸 2.α-酮戊二酸 丙酮酸 1. 乙酰CoA TCA 3. 琥珀酰CoA 5. 草酰乙酸 琥珀酸 乙酰乙酰CoA 苹果酸 苯丙氨酸 酪氨酸 亮氨酸 色氨酸 赖氨酸 谷氨酸 天冬氨酸 天冬酰胺 精氨酸 组氨酸 谷氨酰胺 脯氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 缬氨酸 4. 延胡索酸 苯丙氨酸 酪氨酸 乙酰辅酶A在代谢中的地位 来源 去路 葡萄糖经糖酵解 经三羧酸循环和呼吸链： CO2，H20，ATP 乙酰辅酶A在代谢中的地位？ 脂肪酸经 降解循环 乙酰辅酶A 氨基酸经氧化分解脱氨作用 经脂肪酸合成途径： 变成脂肪酸 转化并接受氨基： 变成氨基酸 可合成胆固醇、酮体 第三节 氨基酸及衍生的生物活性物质 氨基酸与一碳单位(one carbon unit, OCU) 含硫氨基酸的代谢 苯丙氨酸和酪氨酸代谢 氨基酸与生物活性物质 1.氨基酸与一碳单位 概念：含一个碳原子的基团 CH=NH H-C0- -CH2OH- -CH2- -CH= -CH3 一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸及 色氨酸的代谢。 参与嘌呤和嘧啶的生物合成是联系氨基酸和核酸 代谢的枢纽化合物。 参与S-腺苷甲硫氨酸的生物合成。 四氢叶酸(tetrahydrofolic acid,FH4) 1 H2N 2 N N 3 4 OH H N8 7 CH2 9 CH 5N 6 H NH 10 N H O COOH COOH 5,6,7,8-四 氢 叶 酸（ FH4） 二氢叶酸 还原酶 叶酸 （F） N A D P H NADP+ 二氢叶酸 二氢叶酸 还原酶 （FH2） N A D P H NADP+ 四氢叶酸 （FH4） 一碳单位与FH4 FH4是一碳单位的运载体，是一碳单位代谢的辅 酶。一碳单位不能游离存在。 一碳单位通常结合在FH4分子的N5、N10位上。 N5-CH3-FH4是体内甲基的间接供体。 N H N N H2 N R N N N OH CH3 （N5 H2 N N N C H 3 F H 4 ?? R N H N5— 甲 基 四 氢 叶 酸 H N OH CH2 N5,N10— 甲 烯 四 氢 叶 酸 C H 2 F H 4 ?? （N5,N10 OCU与Amino Acid Metablism CH2OH N5 ,N10 CHNH 2 + FH4 COOH 丝氨酸 H2O CH2 FH4 + CH2NH2 COOH 甘氨酸 COOH NH2 CH2 CH2 CH COOH N CH2 N 组氨酸 CH2CHCOOH NH2 N H 色氨酸 CHNH 2 N5-CH=NH-FH 4 COOH 谷氨酸 HCOOH + 犬尿氨酸 FH4 ATP ADP+Pi N10-CHO-FH 4 OCU相互转变与生理功能 FH4 N10 CHO Trp FH4 His N5-CH=NH-FH 4 -NH 3 +NH 3 FH4? N5,N10 CH N5,N10 CH2 FH4 FH4? 嘌 呤合 成 （ C2） 嘌 呤合 成 （ C8） FH4 Ser,Gly N5 C H 3 F H 4 dTMP（ -CH3） 2.含硫氨基酸的代谢 体内的含硫氨基酸:甲硫氨酸、半胱氨酸和胱氨酸 活性甲硫氨酸 S-腺苷甲硫氨酸（SAM） S-腺苷甲硫氨酸（SAM） 意义：将其他来源的一碳单位（N5-CH3-FH4 ） 转变 为活性甲基，参与体内广泛存在的甲基化反应； COOH COOH CHNH 2 CH2 CH2 S P～P～P CHNH 2 CH2 O CH2 腺嘌呤 CH2 + PPi+Pi OH OH CH3 Met 含活性甲基 体内最重要的甲基供给体 S+ CH2 CH3 O 腺嘌呤 OH OH SAM CO2 甲硫氨酸与转甲基作用 COOH COOH COOH CHNH 2 CHNH 2 CHNH 2 CH2 CH2 CH2 RH CH2 S+ CH3 CH2 O 腺嘌呤 OH OH S-腺 苷 甲 硫 氨 酸 （ SAM） ? R CH3 腺苷 CH2 S+ H CH2 O 腺嘌呤 CH2 SH OH OH S-腺 苷 同 型 半 胱 氨 酸 同型半胱氨酸 同型半胱氨酸又称为高半胱氨酸 同型半胱氨酸(Homocysteine,Hcy)是甲硫氨酸的中间代谢 产物，在体内由甲硫氨酸转甲基后生成， H 高同型半胱氨酸血症和冠心病的关系 近年来发现一些冠心病患者不存在传统的危险 因素如高血压、高脂血症、糖尿病、吸烟等， 其中轻、中度高同型半胱氨酸血症占一定比例， 尤其较年轻发病者，因此高同型半胱氨酸血症 作为一种新的独立的动脉粥样硬化和冠心病危 险因素在近十年来受到人们关注。 3. 苯丙氨酸和酪氨酸代谢 苯丙氨酸的主要代谢是经羟化作用，生成酪氨酸； 苯丙氨酸羟化酶（辅酶四氢生物喋呤），是一种加 单氧酶该酶先天性缺乏可引起苯酮酸尿症。 酪氨酸的代谢产物：儿茶酚胺、黑色素。 酪氨酸羟化酶为儿茶酚胺合成的限速酶 黑色素合成的催化酶酪氨酸酶缺乏引起白化病 COOH HC NH2 CH2 COOH HC NH2 苯丙氨酸羟化酶 苯丙氨酸羟化酶 CH2 BH 4 NADP+ 苯丙氨酸 BH 2 NADPH COOH HC NH2 酪 氨 酸 羟 化 酶 CH2 神经组织 肾 上 腺 HO HO 酪氨酸 多巴 COOH C O CH2 苯丙酮酸 HO HO 酪酪氨酸酶 氨酸酶 黑色素细胞 对羟苯丙氨酸 尿黑酸 HC HO 多巴胺 去甲肾上腺素 HO 吲哚醌 O 多巴 延胡索酸 肾上腺素 COOH HC NH2 CH2 COOH HC NH2 CH2 3' HO OH HO HO O 多巴醌 尿黑酸氧化酶 苯乙酸 CH2 NH2 CH3 HC OH HO HO OH C O CH2 CH2 NH2 CH2 NH2 CH2 + 乙酰乙酸 黑色素 苯丙酮酸尿症/白化病/黑酸尿症 的致病原因? 4.氨基酸与生物活性物质 酪氨酸酶 332页 酪氨酸酶 酪氨酸 黑色素 生物学作用：使皮、发形成黑色 γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid,GABA)：抑 制性神经递质，临床上可用Vit B6治疗妊娠呕吐 和小儿搐搦。 COOH CH2 CH2 CHNH 2 COOH L-谷氨酸 COOH L-谷 氨 酸 脱 羧 酶 CH2 VB6 CH2 CO2 CH2NH2 γ-氨基丁酸 组胺(histamine)：血管舒张剂 CH 2 N N CH NH 2 L-组 氨 酸 CH 2 COOH CO2 N N 组胺 CH 2 NH 2 5-羟色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)：脑内抑 制性神经递质，外周组织收缩血管。 CH2 CH COOH NH2 N H 色氨酸 CH2 CH2NH2 HO CO2 N H 5-羟 色 胺 多胺(polyamines)—腐胺，精眯，精胺 COOH H2N (CH2)3 CH NH2 L-Äñ°±Ëá CO 2 H2N (CH2)3 CH2 ¸¯°· NH2 ÏÙÜÕ S+ CH3 £¨CH2£©3NH2 H 2N (CH2)4 NH (CH2)3 ÏÙÜÕ S+ NH2 ¾« ëß CH3 £¨CH2£©3NH2 H2N (CH2)3 NH (CH2)4 NH (CH2)3 NH2 ¾« °· 牛磺酸(taurine)：胆汁酸的组成成分 CH2SH CHNH 2 3[O] CH2SO3H CH2SO3H CHNH 2 CH2NH2 COOH COOH L-半胱氨酸 磺酸丙氨酸 CO2 牛磺酸 5-羟色氨 色氨酸－引哚乙酸、5-羟色氨 (神经递质) 5-羟色氨酸 色氨酸 吲哚丙酮酸 吲哚乙酸 (植物生长激素) 儿茶酚胺 神经递质 心脏、血管 第四节 氨基酸及其重要衍生物的生物合成 一、各种氨基酸的合成 343~360页 二、氨基酸重要衍生物的生物合成 363~373页 三、氨基酸生物合成的调节 微生物和植物可以合成所有类型氨基酸 葡萄糖 色氨酸 苯 丙氨酸酪氨 酸 葡糖-6-磷酸 CO2+H2O 戊糖磷 酸途径 核糖-5-磷酸 丝氨酸 半 胱氨酸甘氨 酸 3磷酸-甘油酸 丙酮酸 天冬氨酸天 冬酰胺甲硫 氨酸苏氨酸 酵解 草酰乙酸 三羧酸循环 乙醛酸循环 α-酮戊二酸 亮氨酸 异 亮氨酸缬 氨酸 丙氨 酸 谷氨酸 谷 氨酰胺赖 氨酸 精氨 酸 脯氨 酸 组氨酸 食物蛋白质 组织蛋白质 分解 氨基酸库 合成 合成酶,部分激素等 脱氨基作用 脱羧基作用 胺+CO2 醛 酸 CO2 α－酮酸 氨 尿素 NH+4 其 它 含 氮 物 Gln Asn 合成糖 糖 代 谢 产 物 脂 代 谢 产 物 三羧酸循环 合成 脂肪 思考题 胞内蛋白质两条降解途经及反应机制？ 转氨基作用、联合脱氨基作用； 转氨酸、L－谷氨酸脱氢酶的催化特点？ 动物体内氨基氮转运方式？ 丙氨酸(Ala)-葡萄糖循环 尿素循环?及与三羧酸循环的联系？ α-酮酸的代谢;氨基酸碳骨架的代谢通过形成哪些物质进 行氧化？ 糖与蛋白质代谢的联系？ 乙酰CoA在代谢中的地位？ FH4、SAM、一碳单位、一碳单位的转移靠？ 了解高血氨症与肝昏迷、苯酮酸尿症、尿黑酸症、白化病 339页：2,7，9