王镜岩-生物化学-经典课件-氨基酸分解

第30章,氨基酸的分解代谢,一、氨基酸的来源和分解 (一) 氨基酸的来源 细胞可以有选择的降解蛋白质，蛋白质的存活期与其对细胞的代谢需求、营养状态和激素的作用相关。 真核细胞降解蛋白质有两种体系，溶酶体无选择的降解蛋白质，而泛肽给选择降解蛋白质加以标记，这一过程需要消耗ATP,有关的机制将在蛋白质生物合成一章介绍。 外源蛋白质在哺乳动物的消化道被分解为氨基酸才能吸收，一个70kg的人每天大约有400g的蛋白质周转，其中约1/4被降解或转变为葡萄糖，需要外源蛋白质补充，其余3/4在体内再循环。 细胞内不同的蛋白质周转速度差别很大。 氨基酸的代谢有多条途径，可以再合成蛋白质，氧化分解或转化为糖类和脂类。 植物和多数细菌氨基酸的合成占主导地位，动物只能合成部分氨基酸，不能合成的氨基酸称作必需氨基酸,包括Val,Ile,Leu,Thr,Met,Lys,Phe,Trp,His。,(二) 脱氨基作用和脱羧基作用,大多数氨基酸的脱氨基作用是将氨基转移到-酮戊二酸，或草酰乙酸，然后通过谷氨酸脱氢酶或嘌呤核苷酸循环脱氨基，称作联合脱氨基作用。因此，多数氨基酸的脱氨基作用是由氨基转移反应开始的，氨基转移反应的辅酶是PLP和 PMP。,氨基转移反应: 氨基酸1+-酮酸2-酮酸1+氨基酸2,丙氨酸氨基移换酶催化的反应,氨基移换酶的作用机制,谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基作用,体内过多的氨会使身神经系统中毒，可能的原因是氨会与-酮戊二酸反应生成谷氨酸，同时消耗NADPH, 使柠檬酸循环不能正常进行。 水生生物可以将氨直接排出体外； 鸟类和爬行类将氨转化为尿酸排出体外； 多数陆生生物将氨转化为尿素排出体外。,氨通常要与谷氨酸反应生成谷氨酰胺(中性，易通过细胞膜)，经血液运输到肝脏。在肝脏再生成谷氨酸和氨，氨用于合成尿素。,在肌肉中，谷氨酸和丙酮酸生成丙氨酸和-酮戊二酸，丙氨酸经血液运输到肝脏。在肝脏中，丙氨酸和-酮戊二酸又生成谷氨酸和丙酮酸，丙酮酸转化为葡萄糖，谷氨酸氧化脱氨基，氨用于合成尿素。,嘌呤核苷酸循环,其他的脱氨基作用 氨基酸氧化酶以FAD为辅基，有些氨基酸可以通过脱水、还原等机制脱氨基。,氨基酸的脱羧基作用 氨基酸脱羧基生成的胺类有不少是生理活性物质，如-氨基丁酸是重要的神经递质，组胺有降血压作用，酪胺有升血压作用。过多的胺类有毒，可以被氧化成醛类和氨，醛类氧化成脂肪酸，氨生成尿素。,二、尿素的形成 Hans Krebs等发现在肝脏切片悬浮液中加入鸟氨酸，瓜氨酸和精氨酸可以促进尿素生成, 早就知道精氨酸可以分解生成鸟氨酸和尿素，尿素循环因此提出。,尿素循环的调节 尿素循环的第一步反应由氨甲酰磷酸合成酶催化，该酶是调控尿素循环的关键酶，其别构效应剂是N-乙酰谷氨酸。 N-乙酰谷氨酸是在N-乙酰谷氨酸合酶的催化下，由谷氨酸和乙酰-CoA合成的，体内氨的浓度增高时，谷氨酸的浓度会增高，引起N-乙酰谷氨酸合成的增加， N-乙酰谷氨酸激活氨甲酰磷酸合成酶，使尿素循环加速。 尿素循环的其他酶由他们的底物控制，除精氨酸酶外，其他酶的不足使底物增加，引起反应速度的增加，因此，尿素的生成量不会有很大的降低，但底物浓度过高，会使尿素循环逆行，血氨浓度增高，引起高血氨症。 高血氨症可能是-酮戊二酸含量过低，影响了柠檬酸循环，另外，谷氨酸被转化为谷氨酰胺，使其含量下降，会影响神经传导(谷氨酸和-氨基丁酸是重要的神经递质)。 尿素循环的任何一种酶完全丧失，会使新生儿死亡。,三、氨基酸碳骨架的氧化途径,(一) 形成乙酰-CoA的途径,1. 经丙酮酸形成乙酰-CoA,由丝氨酸生成丙酮酸的机制,2. 经乙酰乙酰-CoA到乙酰-CoA的途径,-酮异己酸,异戊酰辅酶A, -羟基-甲基戊酰辅酶A,戊酰辅酶A,苯酮尿症,酪氨酸血症,尿黑酸,尿黑酸症,(二) -酮戊二酸途径,吡咯烷-5-羧酸,(三) 形成琥珀酰-CoA的途径,(四) 形成延胡索酸途径,(五) 形成草酰乙酸途径,(六) 氨基酸与一碳单位,（七）氨基酸代谢缺陷症,基本要求 1.熟悉蛋白质的降解途径。 2.掌握氨基酸脱氨基和脱羧基作用的途径。（重点） 3.掌握尿素的合成途径。（重点） 4.熟悉氨基酸碳骨架的氧化途径。 5.熟悉由氨基酸衍生的其他重要物质的合成。 6.熟悉重要的氨基酸代谢缺陷症。,