生物化學(xué)—— 氨基酸代謝

1、會(huì)計(jì)學(xué)1生物化學(xué)生物化學(xué) 氨基酸代謝氨基酸代謝（ubiquitin）NH3+ NH3+ COO- COO-外切酶氨肽酶隨機(jī)內(nèi)切酶特定氨基酸間外切酶羧肽酶最終產(chǎn)物最終產(chǎn)物氨基酸氨基酸（一）蛋白水解酶：胰蛋白酶原胰蛋白酶原腸激酶腸激酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶原糜蛋白酶糜蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶原彈性蛋白酶彈性蛋白酶羧基肽酶原羧基肽酶原A及及B羧基肽酶羧基肽酶A及及B胃蛋白酶胃蛋白酶原胃酸NHCHCOR4NHCHCOR3NHCHCOR2NHCHCOR1胰蛋白酶：R1=Lys、Arg（專一性較強(qiáng)，快）糜蛋白酶：R1=Phe、Trp、Tyr（快）；Leu、Met、His（稍慢）；R2=Pr

2、o（抑制水解）胃蛋白酶：R2=Phe、Trp、Tyr、Leu等疏水性AA（快）；R1=Pro（抑制水解）嗜熱菌蛋白酶：R2= Leu、Ile、Val、Phe、Trp、Tyr等疏水性強(qiáng)的AA（快）；R2=Gly、Pro（不水解）；R1 / R3 =Pro（抑制水解）氨基酸代謝庫(kù)氨基酸代謝庫(kù)(metabolic pool)食物蛋白質(zhì)食物蛋白質(zhì)消化吸收消化吸收組織蛋白質(zhì)組織蛋白質(zhì)分解分解合成合成合成合成脫氨基作用脫氨基作用NH3- 酮酸酮酸尿素尿素糖糖氧化供能氧化供能酮體酮體脫羧基作用脫羧基作用CO2胺類胺類其他含氮化合物其他含氮化合物轉(zhuǎn)變轉(zhuǎn)變RCHNH2COOHRCHNH2COOHO+ NH3R-

3、CH2NH2 + CO2脫氨基脫氨基脫羧基脫羧基氨基酸氨基酸 胺L-谷氨酸脫氫酶（專一催化谷氨酸脫氫分解及逆過(guò)程）酶L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亞氨基酸不穩(wěn)定亞氨基酸不穩(wěn)定H2O+H+水解加氧水解加氧脫氫脫氫NH4+-CORCOO-酮酸酮酸3本應(yīng)是本應(yīng)是L-氨基酸氧化酶（大多數(shù)氨基酸都是氨基酸氧化酶（大多數(shù)氨基酸都是L型），但該型），但該酶分布不普遍，活力低（最適酶分布不普遍，活力低（最適pH=10)，作用小。作用小。 D-氨基酸氧化酶分布廣，活力強(qiáng)，但氨基酸氧化酶分布廣，活力強(qiáng)，但D-氨基酸在體內(nèi)不氨基酸在體內(nèi)不多。多。問(wèn)題：哪種酶作用

4、最重要？有毒！有毒！L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ -谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+谷氨酸谷氨酸氧化脫氨氧化脫氨轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶 -酮酸酮酸 -氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸CHR2OCOO-CHR2NH3COO+-CHR1OCOO-CHR1NH3COO+- -氨基酸氨基酸交換交換谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)組織組織 GOT（U/g）GPT（U/g）心心1560007100肝骼肌骨骼肌990004800腎腎9100019000脾脾1400012

5、00肺肺10000700血清血清2016 查肝功為什么要抽血化驗(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)呢？查肝功為什么要抽血化驗(yàn)轉(zhuǎn)氨酶指數(shù)呢？2 2、是連接糖代謝與氨基酸代謝的橋梁。、是連接糖代謝與氨基酸代謝的橋梁。 特別注意三種氨基酸的轉(zhuǎn)化：特別注意三種氨基酸的轉(zhuǎn)化： 丙氨酸丙氨酸 丙酮酸丙酮酸 天冬氨酸天冬氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)氨作用 （三）聯(lián)合脫氨作用（三）聯(lián)合脫氨作用 1 1、轉(zhuǎn)氨與氧化脫氨的聯(lián)合（、轉(zhuǎn)氨與氧化脫氨的聯(lián)合（L-L-谷氨酸脫氫酶）谷氨酸脫氫酶）COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H

6、2ONADHH+NAD+氨氨基基酸酸- -酮酮酸酸NH4+NADH+H+NAD+H2OCONH2CH2CH2CHNH2COOH+ H2O谷氨酰氨酶COOHCH2CH2CHNH2COOH谷氨酰胺谷氨酸+ NH3CONH2CH2CHNH2COOH+ H2O天冬酰胺酶COOHCH2CHNH2COOH天冬酰胺天冬氨酸+ NH3GlnGluAsnAsp氨基酸氨基酸 胺胺 + CO2 脫羧酶脫羧酶 由肺呼出由肺呼出隨尿排出，或轉(zhuǎn)為其他物質(zhì)隨尿排出，或轉(zhuǎn)為其他物質(zhì) 不是氨基酸代謝的主要方式不是氨基酸代謝的主要方式直接脫羧 NNNCH2CHCOOHNH2NH3CH2COCOOHCH2CHONHHHH色氨酸吲哚

7、丙酮酸吲哚乙醛吲哚乙酸CH2COOHCO2CH2CHCOOHNH2CH2CH2CH2CH2NH2OHOHN+(CH3)3OH絲氨酸乙醇胺膽堿3(CH3) 色氨酸色氨酸 吲哚丙氨酸吲哚丙氨酸 吲哚乙醛吲哚乙醛 吲哚乙酸吲哚乙酸絲氨酸絲氨酸 乙醇胺乙醇胺 膽堿膽堿CO2co2O2RCH2NH2+O2 + H2O+1/2O2RCHORCOOHCO2 + H2OTCA環(huán) -氧化胺氧化酶醛脫氫酶胺醛酸RCH2NH2+O2 + H2O+1/2O2RCHORCOOHCO2 + H2OTCA環(huán) -氧化胺氧化酶醛脫氫酶胺醛酸 胺的氧化胺的氧化氨基酸氨基酸CO2+胺胺NH3+ +- -酮酸酮酸?三羧酸循環(huán)三羧酸循

8、環(huán) 丙酮酸丙酮酸酮戊二酸 氨中毒原理氨中毒原理L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ -谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+水生生物直接擴(kuò)散脫水生生物直接擴(kuò)散脫NH3哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素 （一）氨的排泄方式（一）氨的排泄方式 各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨。各種生物根據(jù)安全、價(jià)廉的原則排氨。體內(nèi)水循環(huán)迅速，體內(nèi)水循環(huán)迅速，NHNH3 3濃度濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性小。低，擴(kuò)散流失快，毒性小。CONH2NH2體內(nèi)水循環(huán)慢，體內(nèi)水循環(huán)慢，NHNH3 3濃度較濃度較高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)化

9、高，需要消耗能量使其轉(zhuǎn)化為簡(jiǎn)單低毒的尿素形式。為簡(jiǎn)單低毒的尿素形式。谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶 肝肝谷氨酸谷氨酸NH3 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶 是動(dòng)物體是動(dòng)物體(腦等組織腦等組織)向肝和腎運(yùn)氨的一種方式向肝和腎運(yùn)氨的一種方式尿素尿素肌肉肌肉血液血液肝肝 丙氨酸丙氨酸- -葡萄糖循環(huán)葡萄糖循環(huán) 1932年，Hans Krebs 和Kurt Henseleit 根據(jù)一系列的實(shí)驗(yàn)，提出了尿素循環(huán)(urea cycle)學(xué)說(shuō)，又稱為鳥(niǎo)氨酸循環(huán)(ornithine cycle) 。草酰乙酸草酰乙酸氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸氨

10、甲酰磷酸2ATP+NH3+CO2+H2O2ADP+Pi基質(zhì)基質(zhì)線線粒粒體體胞液胞液鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸ATPAMP+PPiH2O尿素尿素Pi 鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶 谷氨酰胺是動(dòng)物體內(nèi)氨的主要運(yùn)輸方式；谷氨酰胺是動(dòng)物體內(nèi)氨的主要運(yùn)輸方式；高等植物主要以天冬酰胺形式儲(chǔ)存和運(yùn)載氨。高等植物主要以天冬酰胺形式儲(chǔ)存和運(yùn)載氨。 COO(CH2)2CHNH3COO+(CH2)2CHNH3COOCONH2+谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸NH3+ATP ADP+PiMg 2+1、合成氨基酸（合成代謝占優(yōu)勢(shì)時(shí)）氨基化氨基化氨基化氨基化

11、l其余氨基酸是其余氨基酸是通過(guò)通過(guò)Glu與與的轉(zhuǎn)氨作用合成。的轉(zhuǎn)氨作用合成。l是合成非必需氨基酸的途徑之一。是合成非必需氨基酸的途徑之一。3、轉(zhuǎn)變成糖及脂肪生糖氨基酸：大多數(shù) 生成糖生酮氨基酸 ：亮氨酸 生成脂肪生糖兼生酮氨基酸：異亮氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸， 酪氨酸、色氨酸u 生糖氨基酸：能在體內(nèi)轉(zhuǎn)化為糖的氨基酸。 能轉(zhuǎn)化為丙酮酸及三羧酸循環(huán)的中間體，如草酰乙酸、-酮戊二酸、延胡索酸和琥珀酸。u 生酮氨基酸：在體內(nèi)能轉(zhuǎn)化成酮體的氨基酸。 能轉(zhuǎn)化為乙酰輔酶A、乙酰乙酸或乙酰乙酰輔酶A的氨基酸。u 生糖兼生酮氨基酸：既可以生成糖，又可以生成酮體的氨基酸。草酰乙酸草酰乙酸2-磷酸烯醇磷酸烯醇式丙酮酸

12、式丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰氨天冬酰氨丙酮酸丙酮酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸半胱氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸脯氨酸脯氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸葡萄糖葡萄糖檸檬酸檸檬酸無(wú)機(jī)態(tài)無(wú)機(jī)態(tài)N NH3 氨基酸氨基酸在植物體內(nèi)，合成氨基酸所利用的碳源主要來(lái)自糖、脂肪產(chǎn)生的。 （一）微生物固氮作

13、用合成（一）微生物固氮作用合成NH3N2 + 3H2 2NH3固氮酶ATP（二）NO3-、NO2-還原成NH3NO3- NO2- NH3硝酸還原酶亞硝酸還原酶 無(wú)機(jī)態(tài)的無(wú)機(jī)態(tài)的N合成氨基酸主要通過(guò)下面兩條途徑：合成氨基酸主要通過(guò)下面兩條途徑：1、谷氨酸的形成途徑、谷氨酸的形成途徑2、氨甲酰磷酸形成、氨甲酰磷酸形成 其他氨基酸則是通過(guò)其他氨基酸則是通過(guò)轉(zhuǎn)氨作用。轉(zhuǎn)氨作用。 L- L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+ -谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+1、谷氨酸的形成、谷氨酸的形成+ NH4+CO2NH3H2O2A

14、TP+H2NCOOP +2ADPPi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸CPS-AGA2、氨基甲酰磷酸的合成：氨基甲酰磷酸的合成： 氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（CPS-CPS-） 原料原料NH3：主要由谷氨酸提供通過(guò)轉(zhuǎn)氨作用主要由谷氨酸提供通過(guò)轉(zhuǎn)氨作用碳架：來(lái)源于糖代謝中間產(chǎn)物根據(jù)氨基酸合成的碳架來(lái)源不同，可將氨基酸分為若干族。CO2+H2O葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-6-磷酸磷酸3 3- -磷酸磷酸- -甘油酸甘油酸丙酮酸丙酮酸核糖核糖-5-磷酸磷酸組氨酸組氨酸色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸絲氨酸絲氨酸 半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸亮氨酸亮氨酸 異亮氨酸異亮氨酸纈氨酸纈氨酸 丙氨酸丙

15、氨酸草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺甲硫氨酸甲硫氨酸蘇氨酸蘇氨酸微生物和植物可以合微生物和植物可以合成所有類型氨基酸。成所有類型氨基酸。谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺賴氨酸賴氨酸 精氨酸精氨酸 脯氨酸脯氨酸1 1、無(wú)論、無(wú)論N N素來(lái)源如何，生物體最先合成的氨基酸都是素來(lái)源如何，生物體最先合成的氨基酸都是谷氨酸或谷氨酰胺。谷氨酸或谷氨酰胺。2 2、大多數(shù)氨基酸的合成需要轉(zhuǎn)氨作用。轉(zhuǎn)氨作用的、大多數(shù)氨基酸的合成需要轉(zhuǎn)氨作用。轉(zhuǎn)氨作用的NHNH3 3來(lái)源于谷氨酸，碳架來(lái)源于糖代謝中間產(chǎn)生的來(lái)源于谷氨酸，碳架來(lái)源于糖代謝中間產(chǎn)生的，但由糖代謝中，但由糖代謝中直接轉(zhuǎn)氨合成的氨基酸只直接轉(zhuǎn)氨合成的氨基酸只有丙氨酸和天冬氨酸，其他氨基酸的合成還需要?jiǎng)e的有丙氨酸和天冬氨酸，其他氨基酸的合成還需要?jiǎng)e的步驟。步驟。Gly、Ser、Thr、His都可以作為一碳基團(tuán)的供體。都可以作為一碳基團(tuán)的供體。 參與合成反應(yīng)，如磷脂、核苷酸等的合成。參與合成反應(yīng)，如磷脂、核苷酸等的合成。一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶的輔酶-CH=NH 亞氨甲基亞氨甲基H-CO- 甲?；柞；?CH2OH 甲醇基甲醇基-CH= 次甲基次甲基-CH2- 亞甲基亞甲基-CH3 甲基甲基葉葉酸酸四四氫氫葉葉酸酸HH105