氨基酸代謝 (3)課件

1、關(guān)于氨基酸代謝 (3)1第一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月2一、概述蛋白質(zhì)降解產(chǎn)生的氨基酸通過(guò)氧化產(chǎn)生能量供機(jī)體需要;食肉動(dòng)物所需能量的90來(lái)自氨基酸氧化;食草動(dòng)物依賴氨基酸氧化供能所占比例很小;大多數(shù)微生物可以利用氨基酸氧化供能;光合植物很少利用氨基酸供能，能按合成蛋白質(zhì)、核酸和其他含氮化合物的需求合成氨基酸。第二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月3必需氨基酸和非必需氨基酸必須從食物中供給的氨基酸為必需氨基酸。生物體自己制造的氨基酸為非必需氨基酸；第三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月4人類必需的10種氨基酸：賴氨酸，色氨酸，苯丙氨酸，纈氨酸，甲硫氨酸，亮氨酸，蘇

2、氨酸，異亮氨酸，組氨酸，精氨酸。如果食物中缺少其中任何一種氨基酸，蛋白質(zhì)就無(wú)法合成，而體內(nèi)原有的蛋白質(zhì)仍要進(jìn)行分解，出現(xiàn)生長(zhǎng)不良、消瘦等病態(tài)。每一種動(dòng)植物蛋白質(zhì)不一定都具備人類必需的十種必需氨基酸，如果只吃某一種蛋白質(zhì)，可能會(huì)引起營(yíng)養(yǎng)不良；如果同時(shí)吃幾種不同來(lái)源的蛋白質(zhì)，取長(zhǎng)補(bǔ)短，即使?fàn)I養(yǎng)價(jià)值不高(指氨基酸種類不完全的蛋白質(zhì))的蛋白質(zhì)可以被合理利用。第四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月5二、 蛋白質(zhì)的酶促降解食物蛋白質(zhì)經(jīng)口腔加溫胃胃粘膜分泌胃泌素胃腺的腔壁細(xì)胞分泌鹽酸主細(xì)胞分泌胃蛋白酶原激活胃蛋白酶蛋白質(zhì)多肽片段小腸分泌胰泌素刺激胰腺分泌碳酸氫鹽小腸中和鹽酸pH達(dá)7.0左右十二指腸釋

3、放出腸促胰肽酶刺激胰腺分泌一系列胰酶酶原胰蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原羧肽酶原腸激酶胰蛋白酶催化其他胰酶原激活多肽片段水解更短的肽由腸粘膜上皮細(xì)胞吸收進(jìn)入人體,游離氨基酸進(jìn)入血液循環(huán)輸送到肝臟羧肽酶從肽的C端降解氨肽酶從N端降解氨基酸混合物第五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月6進(jìn)行氨基酸的分解代謝，或者合成其自身的蛋白質(zhì)。氨基酸的吸收需消耗能量第六張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月7氨基酸代謝概況第七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月8三、氨基酸的一般代謝氨基酸的共同代謝 主要代謝途徑 第八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月91、脫氨基作用主要有氧化脫氨基作用、轉(zhuǎn)氨

4、基作用及聯(lián)合脫氨基作用。1）氧化脫氨基作用 氧：氨：酮酸1：2：2 催化氨基酸氧化脫氨基作用的酶 :L氨基酸氧化酶、D氨基酸氧化酶和L谷氨酸脫氫酶L氨基酸氧化酶催化L氨基酸氧化脫氨D氨基酸氧化酶催化D氨基酸氧化脫氨 輔基為FMN或FAD 輔基為FAD最適pH為10左右 分布廣，活力強(qiáng)，體內(nèi)D-氨基酸不多 第九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月10 L谷氨酸脫氫酶是別構(gòu)酶，ATP, GTP,NADH是別構(gòu)抑制劑，ADP,GDP是別構(gòu)激活劑。在動(dòng)植物、微生物中普遍存在，活性很強(qiáng)，特別在肝及腎組織中活力更強(qiáng)，它的最適pH在中性附近。氨、-酮戊二酸以及NADH或NADPH存在下，L-谷氨酸脫氫

5、酶催化合成L-谷氨酸。第十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月112 ）轉(zhuǎn)氨基作用 一種氨基酸的氨基可以轉(zhuǎn)移到酮酸上，從而生成相應(yīng)的一分子酮酸和一分子氨基酸,也稱氨基移換作用。大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶都需要酮戊二酸作為氨基的受體。 第十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月12轉(zhuǎn)氨酶的種類：除賴氨酸，蘇氨酸外，其余氨基酸都可參加轉(zhuǎn)氨基作用，并各有其特異的轉(zhuǎn)氨酶。以谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶最為重要。GPT谷丙轉(zhuǎn)氨酶GOT谷草轉(zhuǎn)氨酶心臟中活力最大，其次為肝臟 肝臟中活力最大 生物學(xué)意義：在肝細(xì)胞損傷或炎癥，GPT和GOT大量釋放入血液，使血清中該酶活性增加。GPT正常值約240單位，GOT正常值為4

6、50單位。GPT及GOT檢測(cè)結(jié)果異常時(shí)，常提示以下幾種情況：（1）在黃疸性肝炎時(shí)，兩項(xiàng)轉(zhuǎn)氨酶升高率達(dá)100%。（2）診斷肝細(xì)胞損害，肝硬變或肝癌。（3）動(dòng)態(tài)觀察了解病程的轉(zhuǎn)歸。急性肝炎黃疸消失，轉(zhuǎn)氨酶恢復(fù)正常。第十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月13轉(zhuǎn)氨酶的輔酶為磷酸吡哆醛 第十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月143）聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用: 轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用配合進(jìn)行的。第十四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月15氨基酸氧化脫氨基是通過(guò)嘌呤核苷酸循環(huán)進(jìn)行的 。嘌呤核苷酸循環(huán)第十五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月164）非氧化脫氨基作用主

7、要在微生物體內(nèi)進(jìn)行，動(dòng)物體內(nèi)也有，但并不普遍。非氧化脫氨基作用可區(qū)分為脫水脫氨基、脫硫化氫脫氨基、直接脫氨基和水解脫氨基等4種方式。第十六張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月172 、脫羧基作用 該反應(yīng)除組氨酸外均需要磷酸吡哆醛作為輔酶 氨基酸的脫羧作用，在微生物中很普遍，在高等動(dòng)植物組織內(nèi)也有此作用，但不是氨基酸代謝的主要方式。 氨基酸脫羧酶的專一性很高，除個(gè)別脫羧酶外，一種氨基酸脫羧酶一般只對(duì)一種氨基酸起脫羧作用。 第十七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月18對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)有抑制作用 維生素泛酸的組成成分升高血壓使血管舒張、降低血壓第十八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于20

8、22年6月19體內(nèi)生成大量胺類，能引起神經(jīng)或心血管等系統(tǒng)的功能紊亂脫羧酶的作用機(jī)制：第十九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月203、氨基酸分解產(chǎn)物的代謝氨pH 7.4主要以NH4+的形式存在。氨是有毒物質(zhì)，在兔體內(nèi)，當(dāng)血液中氨的含量達(dá)到5mgl 00 ml時(shí)，免即死亡。高等動(dòng)物的腦組織對(duì)氨相當(dāng)敏感，血液中含1氨便能引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒。人類氨中毒后引起語(yǔ)六紊亂、視力模糊，出現(xiàn)一種特殊的震顫，甚至昏迷或死亡。第二十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月21氨中毒的機(jī)理：高濃度的氨與三羧酸循環(huán)中間物酮戊二酸結(jié)合成L谷氨酸，使大腦中的-酮戊二酸大量減少，導(dǎo)致三羧酸循環(huán)無(wú)法正常運(yùn)轉(zhuǎn)，ATP

9、生成受到嚴(yán)重阻礙，從而引起腦功能受損。三羧酸循環(huán)第二十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月22水生動(dòng)物主要是排氨的，部分氨轉(zhuǎn)變成氧化三甲胺再排泄。動(dòng)物體內(nèi)氨基酸氧化脫氨基作用產(chǎn)生的氨不能大量積累，必須向體外排泄。鳥(niǎo)類及某些爬蟲(chóng)類動(dòng)物都是主要排尿酸。兩棲類是排尿素。 人和哺乳類動(dòng)物幾乎都是排尿素 。第二十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月231） 氨的代謝轉(zhuǎn)變 (1) 尿素的生成 尿素的生成部位：肝臟是生成尿素的主要器官。驗(yàn)證肝臟是生成尿素的主要器官：正常動(dòng)物增加膳食中蛋白質(zhì)，血中氨基酸濃度上升，尿中尿素增加；除動(dòng)物肝臟，血及尿中的尿素含量降低；若以氨基酸溶液注射或飼養(yǎng)切除肝臟

10、的動(dòng)物，大部分氨基酸積存血中，一部分隨尿排出體外；有一小部分脫去氨基而變成酮酸及氨，血氨因之增多；若將動(dòng)物的腎臟切除， 尿素不能排出，血中尿素因之升高；若將肝臟及腎臟同時(shí)切除， 血中尿素的含量可以維持恒定。第二十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月24尿素的生成機(jī)制和鳥(niǎo)氨酸循環(huán) 探索尿素的生成機(jī)制：將肝臟切片在有氧環(huán)境下與銨鹽混合，保溫?cái)?shù)小時(shí)，發(fā)現(xiàn)銨鹽的含量減少，同時(shí)尿素出現(xiàn);加入氨基酸保溫，氨基酸脫氨基所產(chǎn)生的氨也大致全量地合成尿素;加入少量的鳥(niǎo)氨酸或瓜氨酸，尿素形成的速度及生成量都大大地增加;若無(wú)銨鹽，鳥(niǎo)氨酸或瓜氨酸都不能單獨(dú)增加尿素的產(chǎn)量;在合成尿素時(shí)，鳥(niǎo)氨酸或瓜氨酸都有催化作用

11、。在排尿素的哺乳動(dòng)物的肝中發(fā)現(xiàn)含有精氨酸酶，催化精氨酸分解為尿素和鳥(niǎo)氨酸。第二十四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月25用同位素15N的銨鹽飼養(yǎng)排尿素的動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)隨尿排出的尿素分子上含有15N ，發(fā)現(xiàn)精氨酸的胍基上含有15N ；用堿性溶液水解精氨酸產(chǎn)生含15N 的尿素和不含15N 的鳥(niǎo)氨酸，氨是合成尿素的前體。第二十五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月26鳥(niǎo)氨酸循環(huán) 第一階段：鳥(niǎo)氨酸與二氧化碳和氨作用，合成胍氨酸 第二階段：瓜氨酸與氨作用，合成精氨酸 第三階段：精氨酸被肝臟中精氨酸酶水解產(chǎn)生尿素和重新放出鳥(niǎo)氨酸 2NH3和1CO2結(jié)合成1分子尿素及1H 2O 。第二十六張，PP

12、T共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月27鳥(niǎo)氨酸循環(huán)的中間步驟 （）鳥(niǎo)氨酸合成瓜氨酸 氨基甲酰磷酸合成酶，并有N乙酰谷氨酸作為別構(gòu)激活劑參加反應(yīng) 。鳥(niǎo)氨酸氨基甲酰移換酶NH3 +CO2 + 2ATP NH2COOP + 2ADP + Pi第二十七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月28從瓜氨酸合成精氨酸在ATP及Mg2+的存在下，精氨琥珀酸合成酶催化精氨琥珀酸裂合酶催化第二十八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月29 精氨酸水解生成尿素 精氨酸在精氨酸酶的催化下水解產(chǎn)生尿素和烏氨酸，只對(duì)精氨酸有作用，存在于排尿素動(dòng)物的肝臟中。第二十九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月30尿素是

13、哺乳動(dòng)物的蛋白質(zhì)代謝的最終產(chǎn)物。尿素氮占尿中排出的總氮量的90，在蛋白質(zhì)營(yíng)養(yǎng)不足時(shí)，可降低至4050。鳥(niǎo)氨酸循環(huán)生物學(xué)意義：天冬氨酸與瓜氨酸反應(yīng)生成精氨琥珀酸，裂解生成精氨酸和延胡索酸。延胡索酸轉(zhuǎn)化成草酰乙酸，經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成天冬氨酸，再進(jìn)入鳥(niǎo)氨酸循環(huán)，通過(guò)這一循環(huán)消除氨毒，消耗了一部分體內(nèi)不需要的CO2。第三十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月31(2) 酰胺的生成 存在于腦、肝臟及肌肉等細(xì)胞組織中的谷氨酰氨合成酶 谷氨酰胺通過(guò)血液循環(huán)運(yùn)送到腎臟，谷氨酰胺酶作用分解成谷氨酸及NH4，是尿氨的主要來(lái)源，占尿中氨總量的60 。第三十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月32 氨在天冬

14、酰胺合成酶的催化下與天冬氨酸反應(yīng)生成天冬酰胺，它大量存在于植物體內(nèi)，是植物體中儲(chǔ)氨的重要機(jī)構(gòu)。 當(dāng)需要時(shí)，天冬酰胺分子內(nèi)的氨基又可通過(guò)天冬酰胺酶的作用分解出來(lái)，供合成氨基酸之用。第三十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月332、- 酮酸的代謝轉(zhuǎn)變 再合成氨基酸；轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭?；氧化成二氧化碳和水，并放出能量以供體內(nèi)需要。第三十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月341）再合成氨基酸 體內(nèi)氨基酸的脫氨作用與酮酸的還原氨基化作用處于動(dòng)態(tài)平衡中。當(dāng)體內(nèi)氨基酸過(guò)剩時(shí)，脫氨作用相應(yīng)地加強(qiáng)，在需要氨基酸時(shí)，氨基化作用又會(huì)加強(qiáng)，從而合成某些氨基酸。第三十四張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022

15、年6月352)轉(zhuǎn)變成糖及脂肪 當(dāng)體內(nèi)不需要將酮酸再合成氨基酸，并且體內(nèi)的能量供給又極充足時(shí)，酮酸可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘羌爸尽? 酮酸轉(zhuǎn)變成糖及脂肪實(shí)驗(yàn)依據(jù)： 用氨基酸飼養(yǎng)患人工糖尿病的犬，大多數(shù)氨基酸可使尿中葡萄糖的含量增加，少數(shù)幾種使葡萄糖及酮體的含量同時(shí)增加，而亮氨酸只能使酮體的含量增加。第三十五張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月36生糖生酮氨基酸第三十六張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月373）氧化成二氧化碳和水當(dāng)體內(nèi)需要能量時(shí)，酮酸可被氧化成二氧化碳和水，氧化的途徑是通過(guò)三羧酸循環(huán)。如丙酮酸、草酰乙酸及酮戊二酸都可經(jīng)三羧酸循環(huán)氧化成二氧化碳和水。其他氨基酸也可經(jīng)過(guò)代謝轉(zhuǎn)化為三羧

16、酸循環(huán)的中間物而被氧化。第三十七張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月38四、氨基酸合成代謝概況1 、氨基酸合成途徑的類型 必需氨基酸：必須由食物供給的氨基酸。必需氨基酸中只有少部分是生糖氨基酸，轉(zhuǎn)變成糖的過(guò)程是不可逆的 。 非必需氨基酸：自身能合成的氨基酸。非必需氨基酸都是生糖氨基酸，與糖的轉(zhuǎn)變是可逆過(guò)程。 動(dòng)物不能合成全部氨基酸，絕大多數(shù)微生物能合成全部氨基酸 。 有機(jī)體可以利用糖來(lái)合成某些非必需氨基酸，而不能合成全部氨基酸。 所有生酮氨基酸都是必需氨基酸，它們轉(zhuǎn)變成酮體的過(guò)程是不可逆的，脂肪很少或不能用來(lái)合成氨基酸。 第三十八張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月39氨基酸生物合

17、成代謝概況酮戊二酸衍生類 草酰乙酸衍生類 丙酮酸衍生類 甘油酸-3-磷酸衍生類 赤蘚糖4-磷酸和烯醇丙酮酸磷酸衍生類 組氨酸生物合成 類第三十九張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月40氨基酸的6種主要代謝路線 第四十張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月412、氨基酸與碳單位1）一碳單位概念：某些氨基酸代謝產(chǎn)生的含有一個(gè)碳原子的基團(tuán) 。一碳單位的來(lái)源：甘氨酸，蘇氨酸，絲氨酸，組氨酸等。常見(jiàn)的一碳單位第四十一張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月422）一碳單位的載體N5-甲基四氫葉酸 N5，N10-亞甲基四氫葉酸 N5，N10-次甲基四氫葉酸 反應(yīng)活性部位第四十二張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月433）一碳單位的產(chǎn)生甘氨酸分解產(chǎn)生N5、N10-亞甲基四氫葉酸絲氨酸分解產(chǎn)生N5、N10-亞甲基四氫葉酸絲氨酸催化降解甘氨酸甘氨酸合成酶絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶絲氨酸脫水酶第四十三張，PPT共四十七頁(yè)，創(chuàng)作于2022年6月44組氨酸降解形成一碳單位第四十四張，PPT