12 第十章 蛋白质的降解和氨基酸的代谢.ppt

第十章 蛋白质的降解与氨基酸代谢Chapter 10 Metabolism of Amino Acids1内肽酶内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白 酶酶（水解蛋白质内部肽键）（水解蛋白质内部肽键）外肽酶外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶氨基肽酶、羧基肽酶（从肽键两（从肽键两 端开始水解）端开始水解）1 1　　主要的酶类：主要的酶类： 据水解肽键部位的不同分为两类：据水解肽键部位的不同分为两类：第一节第一节 蛋白质的酶解蛋白质的酶解 (P.420)(P.420)2 蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图氨肽酶氨肽酶内肽酶内肽酶羧肽酶羧肽酶氨基酸氨基酸 +氨基酸氨基酸二肽酶二肽酶3（（1）胃中消化）胃中消化胃蛋白酶原胃蛋白酶原 胃蛋白酶胃蛋白酶 HCl 蛋白质蛋白质 多肽（主）多肽（主）胃蛋白酶胃蛋白酶1.2　消化的部位：　消化的部位：*酶原的激活酶原的激活*水解水解4内肽酶内肽酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 糜蛋白酶糜蛋白酶 弹性蛋白酶弹性蛋白酶 （（2）小肠内消化（）小肠内消化（主要部位主要部位）） 主要的酶类：主要的酶类：外肽酶外肽酶 羧基肽酶羧基肽酶A 羧基肽酶羧基肽酶B 5第二节第二节 蛋白质的营养功能蛋白质的营养功能Nutritional Function of Protein 62.1 2.1 蛋白质的营养功能蛋白质的营养功能1. 1. 是构成组织细胞的重要成分是构成组织细胞的重要成分, ,并维持组织细胞的生长、修并维持组织细胞的生长、修补和更新。

补和更新2. 2. 转变为生理活性分子，参与多种重要的生理活动及物质转变为生理活性分子，参与多种重要的生理活动及物质代谢的调控催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌代谢的调控催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）、调节代谢肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）、调节代谢（激素）等激素）等3. 3. 氧化供能氧化供能4.1kcal(17.19kj)/g4.1kcal(17.19kj)/g4.1kcal(17.19kj)/g4.1kcal(17.19kj)/g人体每日人体每日18%18%能量由蛋白能量由蛋白质提供 7l人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮终产物的形式排出体外同时，须从食物中摄取终产物的形式排出体外同时，须从食物中摄取一定量的蛋白质，以维持正常生理活动之需由一定量的蛋白质，以维持正常生理活动之需由于食物中的含氮物主要是蛋白质，故可用氮的摄于食物中的含氮物主要是蛋白质，故可用氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量入量来代表蛋白质的摄入量 l体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡就称为动态平衡就称为氮平衡氮平衡(nitrogen balance)(nitrogen balance)。

2.2 2.2 蛋白质需要量和营养价值蛋白质需要量和营养价值81. 氮平衡氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系量之间的关系氮总平衡：氮总平衡：摄入氮摄入氮 = = 排出氮（正常成年动物）排出氮（正常成年动物）氮正平衡氮正平衡：：摄入氮摄入氮 > > 排出氮（生长动物、疾病恢复排出氮（生长动物、疾病恢复期及妊娠动物等）期及妊娠动物等）氮负平衡氮负平衡：：摄入氮摄入氮 < < 排出氮（饥饿、消耗性疾病）排出氮（饥饿、消耗性疾病）•氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况氮平衡的意义：可以反映体内蛋白质代谢的慨况92. 蛋白质的最低生理需要量蛋白质的最低生理需要量 在糖和脂肪等物质充分供应的条件下，为维持氮的在糖和脂肪等物质充分供应的条件下，为维持氮的总平衡，至少必需摄入的蛋白质的量，称为～总平衡，至少必需摄入的蛋白质的量，称为～成人每日最低蛋白质需要量为日最低蛋白质需要量为30～～50g，，我国营养学会推荐成人我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为每日蛋白质需要量为80g3. 蛋白质的生理价值蛋白质的生理价值 (p.434)①①必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指指体体内内需需要要但但自自身身不不能能合合成成，，或或合合成成不不能能满满足足需需要要的的，，必必须须由由食食物物供供给给的的氨氨基基酸酸，，共共有有8种种：：Val、、Ile、、Leu、、Thr、、Met、、Lys、、Phe、、Trp。

另另有有两两种种半半必必需需氨基酸：氨基酸：His、、Arg •其余其余10种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸 10②②蛋白质的生理价值蛋白质的生理价值(nutrition value)蛋白质的生理价值指饲料蛋白质被动物蛋白质的生理价值指饲料蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率，取决于必需机体合成组织蛋白质的利用率，取决于必需氨基酸的数量、种类氨基酸的数量、种类③③蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值氨基酸可以互相补充而提高营养价值 谷类：Lys少，Trp多；豆类：Lys多，Trp少11第三节第三节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢Metabolism of Amino Acids12氨基酸（氨基酸（amino acids)amino acids)是蛋白质是蛋白质(protein)(protein)的基本的基本组成单位氨基酸代谢包括合成代谢和分解代谢组成单位氨基酸代谢包括合成代谢和分解代谢 个别分解代谢 → 特殊侧链的分解代谢氨基酸的分解代谢 脱羧基作用 → CO2 + 胺 一般分解代谢→ 脱氨基作用 → NH3 + α-酮酸 133.1 3.1 氨基酸代谢氨基酸代谢概述概述•蛋白质的半寿期蛋白质的半寿期( (half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用t1/21/2表示表示食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。

一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库•氨基酸代谢库氨基酸代谢库( (metabolic pool) (p.423)) (p.423)14氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况 α-酮酸酮酸 脱氨基作用脱氨基作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 153.2 3.2 氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用 (P.424)(P.424)定义定义：：指氨基酸指氨基酸在酶的作用下在酶的作用下脱去氨基生成相应脱去氨基生成相应α- α-酮酸的酮酸的过程主要在肝、肾中进行主要在肝、肾中进行脱氨基脱氨基方式方式氧化脱氨氧化脱氨基基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和氧化脱氨基偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联16反应过程包括反应过程包括脱氢脱氢和和水解水解两步。

两步 -2H +H-2H +H2 2O OR-CHR-CH（（NHNH2 2））COOH → R-CCOOH → R-C（（=NH=NH））COOH → R-COCOOH + NHCOOH → R-COCOOH + NH3 3 3.2.1 3.2.1 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用l氨基酸的氧化脱氨基反应主要由L-L-氨氨基基酸酸氧氧化化酶酶（L-amino acid oxidase)和L-L-谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶(L-glutamate dehydrogenase)所催化17L-氨基酸氧化酶（L-amino acid oxidase)是一种需氧脱氢酶，以FAD或FMN为辅基，脱下的氢原子交给O2，生成H2O2该酶活性不高，在各组织器官中分布局限，因此作用不大18催化酶：催化酶： L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸NH3α-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶(L-glutamate (L-glutamate dehydro-genasedehydro-genase) )是一种是一种不需氧脱氢酶，不需氧脱氢酶，以以NADNAD+ +或或NADPNADP+ +为辅酶为辅酶，生成的，生成的NADHNADH或或NADPHNADPH可进入呼吸链进行氧化磷酸化。

该酶活性高，分布广泛，因可进入呼吸链进行氧化磷酸化该酶活性高，分布广泛，因而而作用较大作用较大该酶属于该酶属于变构酶，其活性受变构酶，其活性受ATPATP，，GTPGTP的抑制，的抑制，受受ADPADP，，GDPGDP的激活193.2.2 3.2.2 转氨基作用转氨基作用( (transamination) )3.2.2.1 定义定义(p.426)(p.426)在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α- α-氨氨基基生成相应的α- α-酮酮酸酸，而另一种α- α-酮酮酸酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程203.2.2.2 反应式反应式•大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、苏氨酸、甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外苏氨酸、甘氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外21n体内较为重要的转氨酶有： (p.426-427)⑴ 丙丙氨氨酸酸氨氨基基转转移移酶酶（alanine trans-aminase,ALT） ， 又 称 为 谷 丙 转 氨 酶（GPTGPT）催化丙酮酸与谷氨酸之间的氨基移换反应，为可逆反应该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。

丙酮酸 + 谷氨酸 丙氨酸 + α-酮戊二酸 3.2.2.3 转氨酶转氨酶ALT22⑵ 天天冬冬氨氨酸酸氨氨基基转转移移酶酶（aspartate transaminase,AST），又称为谷草转氨酶（GOTGOT）催化草酰乙酸与谷氨酸之间的氨基移换反应，为可逆反应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 草酰乙酸 + 谷氨酸 天冬氨酸 + α-酮戊二酸AST23 正常人各组织正常人各组织GOT及及GPT活性活性 (单位单位/克湿组织克湿组织)•血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一预后的指标之一243.2.2.4 转氨基作用的机制转氨基作用的机制•转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 α-酮酸酮酸 磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 谷氨酸谷氨酸 α-酮戊二酸酮戊二酸 转氨酶转氨酶25（（2 2）转氨基作用机制）转氨基作用机制 磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺 -酮酸酮酸L-L-谷氨酸谷氨酸  - -酮戊二酸酮戊二酸26转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨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基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。

的重要途径•通过此种方式并未产生游离的氨通过此种方式并未产生游离的氨3.2.2.5 转氨基作用的生理转氨基作用的生理意义意义273.2.3 3.2.3 联合脱氨基作用联合脱氨基作用 两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下脱下α- α-氨基生成氨基生成α- α-酮酸的过程酮酸的过程联合脱氨基联合脱氨基作用可在大多数组织细胞中进行，是体内主作用可在大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式要的脱氨基的方式 2. 类型类型① ① 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用1. 定义定义②② 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环28转氨酶转氨酶 -酮戊二酸酮戊二酸+ NAD+谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶+ NADH+H+氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸谷氨酸谷氨酸① ① 转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用29•此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是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体内合成非必需氨基酸的主要方式•主要在肝、肾组织进行主要在肝、肾组织进行30②② 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环 嘌呤核苷酸循环（嘌呤核苷酸循环（嘌呤核苷酸循环（嘌呤核苷酸循环（purinepurinepurinepurine nucleotide nucleotide nucleotide nucleotide cycle,PNCcycle,PNCcycle,PNCcycle,PNC））））(p.428)(p.428)(p.428)(p.428)苹果酸苹果酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶α-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸 谷氨酸谷氨酸α-酮酸酮酸 转转氨氨酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸转转氨氨酶酶 2•此种方式主要在肌肉组织进行。

此种方式主要在肌肉组织进行腺苷酸腺苷酸脱氢酶脱氢酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)313.3 3.3 氨基酸脱羧基作用氨基酸脱羧基作用 (P.429)(P.429)•脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+ CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛由氨基酸脱羧酶由氨基酸脱羧酶( (decarboxyasedecarboxyase) )催化，辅酶为催化，辅酶为磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛，，产物为产物为COCO2 2和胺所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸，和胺所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化为酸可由尿液排出，也可再氧化为COCO2 2和水 3233u生生物物体体内内大大部部分分氨氨基基酸酸可可进进行行脱脱羧羧作作用用，，生生成成相相应的一级胺应的一级胺u氨氨基基酸酸脱脱羧羧酶酶专专一一性性很很强强，，每每一一种种氨氨基基酸酸都都有有一一种脱羧酶，辅酶都是磷酸吡哆醛种脱羧酶，辅酶都是磷酸吡哆醛u氨氨基基酸酸脱脱羧羧反反应应广广泛泛存存在在于于动动、、植植物物和和微微生生物物中中，，有有些些产产物物具具有有重重要要生生理理功功能能，，如如脑脑组组织织中中L-L-GluGlu脱脱羧羧生生成成r-r-氨氨基基丁丁酸酸，，是是重重要要的的神神经经介介质质。

HisHis脱脱羧羧生生成成组组胺胺（（又又称称组组织织胺胺）），，有有降降低低血血压压的的作作用用TyrTyr脱羧生成脱羧生成酪胺酪胺，有升高血压的作用有升高血压的作用u但大多数胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶，能但大多数胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶，能将胺氧化为醛和氨将胺氧化为醛和氨 343.3.1 γ-3.3.1 γ-氨基丁酸氨基丁酸 ( (γ-aminobutyricγ-aminobutyric acid, GABA) acid, GABA) L-L-谷氨酸谷氨酸GABAGABACO2L- L- 谷氨酸脱酶谷氨酸脱酶•GABA是一种重要的抑制性神经递质，它参与是一种重要的抑制性神经递质，它参与多种代谢活动，具有很高的生理活性多种代谢活动，具有很高的生理活性•（（1）镇静神经、抗焦虑）镇静神经、抗焦虑 ；（；（2）降低血压）降低血压 ；（；（3）治疗疾病）治疗疾病 ；；（（4）降低血氨）降低血氨 ；（；（5）提高脑活力）提高脑活力 ；（；（6）促进乙醇代谢）促进乙醇代谢 353.3.2 3.3.2 牛磺酸牛磺酸( (taurine)•牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。

牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分1）强肝利胆作用：豚鼠实验表明，牛磺酸可解除胆汁阻塞，呈利）强肝利胆作用：豚鼠实验表明，牛磺酸可解除胆汁阻塞，呈利胆作用2）解热与抗炎作用：本品可能通过对中枢）解热与抗炎作用：本品可能通过对中枢5-ht系统或儿茶酚胺系系统或儿茶酚胺系统的作用降低体温统的作用降低体温（（3）降压作用）降压作用（（4）强心和抗心律失常作用）强心和抗心律失常作用（（5）降血糖作用）降血糖作用（（6）牛磺酸有松弛骨骼肌和拮抗肌强直的作用）牛磺酸有松弛骨骼肌和拮抗肌强直的作用 L-L-半胱氨酸半胱氨酸磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸牛磺酸 磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱羧酶CO2 2363.3.3 组胺组胺 (histamine)L-L-组氨酸组氨酸组胺组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2•组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌373.3.4 5-羟色胺羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT)色氨酸色氨酸5-羟色氨酸羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶CO2•5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。

在外周组织有收缩血管的作用383.3.5 3.3.5 多胺多胺( (polyamines) ) 鸟氨酸鸟氨酸腐胺腐胺 S-腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 (SAM )脱羧基脱羧基SAM 鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶CO2SAM脱羧酶脱羧酶CO2精脒精脒 (spermidine)丙丙胺胺转转移移酶酶5 5' '- -甲基甲基- -硫硫- -腺苷腺苷丙胺转移酶丙胺转移酶 精胺精胺 (spermine)•多多胺胺是是调调节节细细胞胞生生长长的的重重要要物物质质在在生生长长旺旺盛盛的的组组织织（（如如胚胚胎胎、、再再生生肝肝、、肿肿瘤瘤组组织织））含含量量较较高高，，其限速酶其限速酶鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶活性较强活性较强39•氨是机体正常代谢产物，具有毒性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正常人血氨浓度一般不超过 0.6μmol/L 3.4 3.4 氨的代谢去路氨的代谢去路 (P.430)(P.430)403.4.1 3.4.1 血氨的来源与去路血氨的来源与去路1. 1. 氨的来源氨的来源①① 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源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胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO + NH3胺氧化酶胺氧化酶②② 肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生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尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨③ ③ 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶412. 氨的去路氨的去路① ① 在肝内合成尿素，这是最主要的去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路② ② 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③ ③ 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④ ④ 生成尿酸生成尿酸——肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，，随尿排出。

随尿排出423.4.2 3.4.2 氨的转运氨的转运3.4.2.1 丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)•生理意义生理意义① ① 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝②② 肝为肌肉提供葡萄糖肝为肌肉提供葡萄糖43丙丙氨氨酸酸葡葡萄萄糖糖 肌肉肌肉蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸NH3谷氨酸谷氨酸α-酮戊酮戊 二酸二酸丙酮酸丙酮酸糖糖酵酵解解途途径径肌肉肌肉丙丙氨氨酸酸血液血液丙氨酸丙氨酸葡萄糖葡萄糖α-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3尿素尿素尿素循环尿素循环糖糖异异生生肝肝丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环葡葡萄萄糖糖•反应过程反应过程44453.4.2.2 谷氨酰胺的运输和贮存作用谷氨酰胺的运输和贮存作用 •反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒•生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。

存及运输形式 463.4.2.3 尿素的生成尿素的生成 (p.431)1.1.生成部位生成部位 主要在主要在肝细胞肝细胞的线粒体及胞液中的线粒体及胞液中2.2.生成过程生成过程尿尿素素生生成成的的过过程程由由Hans Hans Krebs Krebs 和和Kurt Kurt HenseleitHenseleit 1932年提提出出，，称称为为鸟鸟氨氨酸酸循循环环( (orinithineorinithine cycle)cycle)，，又又称称尿尿素素循循环环(urea (urea cycle)cycle)或或Krebs- HenseleitKrebs- Henseleit循环循环47鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸α-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸α-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液48（（1）） 氨甲酰磷酸的合成氨甲酰磷酸的合成 CO2 + NH3 + H2O + 2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（（N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，，Mg2+））COH2NO ~ PO32-+ 2ADP + Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸•反应在反应粒体线粒体中进行中进行49•反反应应由由氨氨基基甲甲酰酰磷磷酸酸合合成成酶酶Ⅰ(carbamoyl phosphate synthetaseⅠ, CPS-Ⅰ)催化。

催化•N-乙乙酰酰谷谷氨氨酸酸为为其其激激活活剂剂，，反反应应消消耗耗2分分子子ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)50（（2) 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨甲酰基转移酶鸟氨酸氨甲酰基转移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸•反应粒体中进行，反应粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液瓜氨酸生成后进入胞液51(3) 精氨酸的合成精氨酸的合成•反应在反应在胞液胞液中进行 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜瓜氨氨酸酸(CH2)352精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸53(4) 精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素•反应在胞液中进行反应在胞液中进行尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸H2O543. 3. 反应小结反应小结•原料：原料：2 分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自分子氨，一个来自于游离氨，另一个来自天冬氨酸天冬氨酸•限速酶：氨基甲酰磷酸合成酶限速酶：氨基甲酰磷酸合成酶I (CPS-I)•过程：先粒体中进行，再在胞液中进行。

过程：先粒体中进行，再在胞液中进行•耗能：耗能：3 个个ATP，，4 个高能磷酸键（个高能磷酸键（4 ATP）554.4.尿素生成的调节尿素生成的调节(1）） 食物蛋白质的影响食物蛋白质的影响高蛋白膳食高蛋白膳食 合成合成↑↑低蛋白膳食低蛋白膳食 合成合成↓↓（（2））CPS-Ⅰ的调节：的调节：AGA、、精氨酸为其激活剂精氨酸为其激活剂（（3）） 尿素生成酶系的调节：尿素生成酶系的调节：56575. 5. 高氨血症和氨中毒高氨血症和氨中毒•血氨浓度升高称血氨浓度升高称高氨血症高氨血症 ( ( 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陷也可导致高氨血症•高氨血症时可引起脑功能障碍，称高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒氨中毒( (ammonia poisoning) )58TCA ↓ 脑脑供供能能不不足足α- α-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3NH3 脑内脑内 α- α-酮戊二酸酮戊二酸↓↓氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制593.5 α-3.5 α-酮酸的代谢酮酸的代谢 (P.434)(P.434)3.5.1 3.5.1 经氨基化生成非必需氨基酸经氨基化生成非必需氨基酸3.5.2 3.5.2 转变成糖及脂类转变成糖及脂类氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类 (p.424)(p.424)甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、、异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色类别类别氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸苏氨酸602020种种aaaa的碳架可转化成的碳架可转化成7 7种物质：种物质：丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。

最后集中为最后集中为5 5种物质进入种物质进入TCATCA：：乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸61氨基酸氨基酸简称称共同中共同中间代代谢产物物生糖或生生糖或生酮 天天草草酰乙酸乙酸生糖生糖丝、甘、丙、、甘、丙、羟、脯、半胱、胱、、脯、半胱、胱、丙丙酮酸酸生糖生糖苏丙丙酮酸、琥珀酸、琥珀酰辅酶A生糖生糖色色丙丙酮酸、乙酸、乙酰乙酸乙酸生糖兼生生糖兼生酮谷、谷、组、、鸟、精、瓜、脯、精、瓜、脯α-酮戊二酸戊二酸生糖生糖蛋、蛋、 缬琥珀琥珀酰辅酶A生糖生糖异亮异亮琥珀琥珀酰辅酶A、、乙乙酰辅酶A生糖兼生生糖兼生酮酪、苯丙酪、苯丙乙乙酰乙酸、延胡索酸乙酸、延胡索酸生糖兼生生糖兼生酮亮亮乙乙酰乙酸乙酸生生酮赖 乙乙酰辅酶A、、α-酮戊二酸戊二酸生糖兼生生糖兼生酮623.5.3 3.5.3 氧化供能氧化供能α- α-酮酸在体内可通过酮酸在体内可通过TCA 和氧化磷酸化和氧化磷酸化彻底氧化为彻底氧化为H2O和和CO2，，同时生成同时生成ATP63琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸α-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖α-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨氨基基酸酸、、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T C A64。