氨基酸代谢-2.ppt

氨 基 酸 代 谢Metabolism of Amino Acids第 七 章氨 基 酸 代 谢 概 况氧化供能氨基酸代谢库其它含氮化合物( 嘌呤、嘧啶等)体内合成氨基酸(非必需aa)组织蛋白质食物蛋白质 a-酮酸胺类氨酮体糖尿素脱氨基脱羧基代谢转变消化吸收合成分解二、 氨基酸的脱氨基作用定义指氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程脱氨基方式氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨基非氧化脱氨基转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联（一）转氨基作用(transamination)1. 定义在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程2. 反应式•大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、 脯氨酸、羟脯氨酸除外3. 转氨基作用的机制•转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸 磷酸吡哆醛 α-酮酸 磷酸吡哆胺 谷氨酸 α-酮戊二酸 转氨酶4. 转氨酶正常人各组织GOT及GPT活性 (单位/克湿组织)•血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和 预后的指标之一转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。

•通过此种方式并未产生游离的氨5. 转氨基作用的生理意义（二）L-谷氨酸氧化脱氨基作用• 存在于肝、脑、肾中• 辅酶为 NAD+ 或NADP+• GTP、ATP为其抑制剂• GDP、ADP为其激活剂催化酶：L-谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸NH3α-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O（三）联合脱氨基作用两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸 脱下α-氨基生成α-酮酸的过程2. 类型① 转氨基偶联氧化脱氨基作用1. 定义② 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环① 转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸 谷氨酸 α-酮酸 α-酮戊二酸 H2O+NAD+转氨酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶 •此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式•主要在肝、肾组织进行② 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环苹果酸腺苷酸 代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)腺苷酸代琥 珀酸合成酶α-酮戊二酸氨 基 酸谷氨酸 α-酮酸 转 氨 酶 1草酰乙酸天冬氨酸转 氨 酶 2•此种方式主要在肌肉组织进行腺苷酸 脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤 核苷酸 (AMP)三、α-酮酸的代谢（一）经氨基化生成非必需氨基酸（二）转变成糖及脂类（三）氧化供能α-酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成ATP。

琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸天冬氨酸 天冬酰胺苯丙氨酸 酪氨酸异亮氨酸 蛋氨酸 丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸酮体亮氨酸 赖氨酸 酪氨酸 色氨酸苯丙氨酸 谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代谢的联系T A C第四节氨 的 代 谢Metabolism of Ammonia•氨是机体正常代谢产物，具有毒性•体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒•正常人血氨浓度一般不超过 0.6μmol/L 一、血氨的来源与去路 1. 血氨的来源① 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源, 胺类的分解也可以产生氨RCH2NH2RCHO + NH3胺氧化酶② 肠道吸收的氨 氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨③ 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸 + NH3谷氨酰胺酶2. 血氨的去路① 在肝内合成尿素，这是最主要的去路② 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③ 合成谷氨酰胺谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi ④ 肾小管泌氨分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+，随尿排出。

二、氨的转运1. 丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)•反应过程•生理意义① 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝② 肝为肌肉提供葡萄糖丙 氨 酸葡 萄 糖肌肉 蛋白质氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途径肌肉丙 氨 酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循环糖 异 生肝丙氨酸-葡萄糖循环葡 萄 糖2. 谷氨酰胺的运氨作用 •反应过程谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾 后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒•生理意义 谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储 存及运输形式 鸟 氨 酸 循 环 （ornithine cycle)1、氨基甲酰磷酸的合成2、瓜氨酸的合成3、精氨酸的合成4、精氨酸水解生成尿素1.氨基甲酰磷酸的合成酶： 氨基甲酰磷酸合成酶 I (CPS-I) 场所：肝细胞线粒体中1. 氨基甲酰磷酸的合成CO2 + NH3 + H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO ~ PO32-+ 2ADP + Pi氨基甲酰磷酸•反应粒体中进行•反应由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoyl phosphate synthetaseⅠ, CPS-Ⅰ)催化。

•N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATPN-乙酰谷氨酸(AGA)2.瓜氨酸的合成 — 线粒体内NH2(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝OO - PO32-鸟氨酸氨基甲酰 转移酶NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝OH3PO4鸟氨酸瓜氨酸3 精氨酸的合成 —— 胞液中COOHCOOHNH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝OCOOHCH2NH —CHCOOHNH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝NCH2—CH 精氨酸代琥珀酸 合成酶ATPH2O AMP+ PPi瓜氨酸精氨酸代琥珀酸限限 速速 酶酶天冬氨酸裂解生成精氨酸延胡索酸NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝NHCOOHCH2CHCOOH精氨酸代琥珀酸裂解酶NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝NCOOHCH2—CHCOOH精氨酸代琥珀酸精氨酸天冬氨酸4. 精氨酸水解生成尿素 (胞液中)NH(CH2)3CHNH2COOHNH2C＝NHH2ONH2C＝ONH2精氨酸酶NH2(CH2)3CHNH2COOH精氨酸尿素鸟氨酸尿素合成的总反应尿素合成的总反应2NH3 + CO2 + 3ATP + 3H2O NH2C＝ONH2+ 2ADP + AMP + 4Pi鸟 氨 酸 循 环2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸 延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸α-酮戊二酸谷氨酸 α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi 鸟氨酸尿素线粒体胞 液尿素合成的特点 尿素合成的生理意义n肝脏通过鸟氨酸循环将有毒的氨转变成无毒的尿素，经肾排出。

四）尿素生成的调节1. 食物蛋白质的影响高蛋白膳食 合成↑低蛋白膳食 合成↓2. CPS-Ⅰ的调节：AGA、精氨酸为其激活剂3. 尿素生成酶系的调节：氨的其它去路①① 谷谷 氨酸氨酸谷氨酰氨谷氨酰氨合成酶谷氨酰氨酶谷氨酸 ＋ 氨肾脏②② 经还原性加氨生成氨基酸：如谷氨酸经还原性加氨生成氨基酸：如谷氨酸（五）高氨血症和氨中毒•血氨浓度升高称高氨血症 ( hyperammonemia)，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症•高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒 (ammonia poisoning)TAC ↓脑供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3脑内 α-酮戊二酸↓氨中毒的可能机制。