第十章 氨基酸代謝

第十章氨基酸代謝本章內(nèi)容氨基酸的分解代謝氨基酸合成代謝概況第一節(jié)蛋白質(zhì)的消化吸收

氨基酸是蛋白質(zhì)的基本構(gòu)成單位，機(jī)體攝入蛋白質(zhì)后，首先在消化道內(nèi)消化成各種游離的氨基酸和小肽段，才能供給機(jī)體合成自身的各種蛋白來(lái)補(bǔ)充機(jī)體損失的蛋白。消化部位：在胃開(kāi)始、主要在小腸進(jìn)行消化道蛋白酶作用位點(diǎn)第二節(jié)氨基酸的分解代謝一、氨基酸的脫氨基作用主要有轉(zhuǎn)氨、氧化脫氨、聯(lián)合脫氨、另外，還有其它的脫氨基形式1、轉(zhuǎn)氨作用將一種aa

的α-氨基轉(zhuǎn)給另一α-酮酸，生成相應(yīng)酮酸和1分子α-aa的作用。－－反應(yīng)并沒(méi)有氨的脫出轉(zhuǎn)氨酶催化，反應(yīng)可逆，反應(yīng)速度取決于四種反應(yīng)底物的濃度。－－體內(nèi)合成非必需氨基酸的重要途徑1）轉(zhuǎn)氨酶體內(nèi)有多種轉(zhuǎn)氨酶，具有特異性，不同的氨基酸與α－酮酸之間的轉(zhuǎn)氨作用只能由專(zhuān)一的轉(zhuǎn)氨酶催化。α－酮戊二酸、草酰乙酸、丙酮酸作為氨基受體的轉(zhuǎn)氨酶體系較常見(jiàn)，以谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)分布最廣、活性最大。臨床以此判斷肝功能是否正常。2）輔酶

所有轉(zhuǎn)氨酶輔酶為磷酸吡哆醛（PLP），可接受氨基并變?yōu)榱姿徇炼甙罚≒MP）；

也可以作為脫羧作用、脫氨作用、消旋作用及醇醛裂解反應(yīng)的輔酶。3）轉(zhuǎn)氨作用4）轉(zhuǎn)氨作用的意義可以使多余的氨基酸脫除氨基，得以分解，又可以將需要的非必需氨基酸得以合成，是aa分解代謝與非必需aa合成代謝的重要步驟；溝通了糖代謝與蛋白質(zhì)代謝。此過(guò)程只有氨基的轉(zhuǎn)移，沒(méi)有氨基的脫出。2、氧化脫氨作用：

谷氨酸脫氫酶（NAD+或NADP+）

谷氨酸在線粒體中受谷氨酸脫氫酶的作用發(fā)生氧化脫氨基的反應(yīng)。分布廣（肝、腎），活性強(qiáng)，和轉(zhuǎn)氨基聯(lián)合作用。

L－氨基酸氧化酶（FMN或FAD）氨基酸氧化酶活性低，作用小

D－氨基酸氧化酶（FAD）

體內(nèi)無(wú)作用底物，沒(méi)有意義L－谷氨酸脫氫酶催化的反應(yīng)氨基酸氧化酶催化的反應(yīng)：先脫氫再水解脫氨最重要的脫氨基方式聯(lián)合脫氨基有兩種途徑：－轉(zhuǎn)氨偶聯(lián)谷氨酸氧化脫氨（肝、腎活躍）－嘌呤核苷酸循環(huán)（主要在骨骼肌中）通過(guò)這兩種途徑可以滿足20種氨基酸的脫氨基作用3、聯(lián)合脫氨基作用1）轉(zhuǎn)氨偶聯(lián)谷氨酸氧化脫氨反應(yīng)：主要在肝、腎組織2）嘌呤核苷酸循環(huán)：主要發(fā)生在骨骼肌、心肌、腦等組織4、其它的脫氨基作用（1）絲氨酸脫水成亞氨酸再加水脫氨成丙酮酸－脫水酶（2）天冬氨酸直接脫氨基成延胡索酸－天冬氨酸酶（3）半光氨酸脫硫化氫后水解脫氨形成丙酮酸和氨－脫硫化氫酶二、脫羧基作用1、概念：aa在aa脫羧酶作用下生成CO2和一個(gè)相應(yīng)一級(jí)胺類(lèi)化合物的作用。2、脫羧酶

專(zhuān)一性強(qiáng)，且只對(duì)L-氨基酸起作用。除His脫羧酶不需輔酶外，其余均以磷酸吡哆醛為輔酶。l3、脫羧形成的胺有許多重要生化作用：Glu—γ-氨基丁酸：重要的神經(jīng)介質(zhì)，抑制神經(jīng)中樞His—組胺：有降壓、刺激胃液分泌的作用Tyr—酪胺：有升壓作用4、胺的去向：

大多數(shù)胺類(lèi)對(duì)動(dòng)物有毒，去向：1）隨尿排出；2）在胺氧化酶作用下可進(jìn)一步氧化分解：胺氨醛脂肪酸合成尿素CO2H2O新氨基酸三、氨的排泄

氨基酸經(jīng)過(guò)氧化脫氨基作用、脫酰氨基作用及嘌呤核苷酸循環(huán)途徑產(chǎn)生的氨，可以進(jìn)入血液形成血氨；正常人的血氨水平<0.1mg/100mL，氨對(duì)于機(jī)體來(lái)說(shuō)是有毒物質(zhì)，特別是大腦，因此，氨的排泄是生物體維持正常生命活動(dòng)所必需的。1、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)主要有兩種形式（1）通過(guò)谷氨酰胺合成酶而形成谷氨酰胺Gln從腦、肌肉中向肝、腎轉(zhuǎn)運(yùn)氨谷氨酰胺是中性無(wú)毒物質(zhì)，容易透過(guò)細(xì)胞膜，所以它既是氨的解毒形式又是氨的存貯和運(yùn)輸形式；對(duì)于氨中毒的病人可以用谷氨酸鹽解毒。是血液中含量最高的氨基酸（8.3mg/100mL）（2）丙氨酸－葡萄糖循環(huán)途徑肌肉通過(guò)葡萄糖-丙氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)氨。氨經(jīng)谷氨酸轉(zhuǎn)給丙酮酸，生成的丙氨酸被運(yùn)到肝后再轉(zhuǎn)氨生成谷氨酸和丙酮酸。丙酮酸異生為葡萄糖返回肌肉；氨可以進(jìn)入尿素循環(huán)。2、氨的排泄（1）排氨動(dòng)物經(jīng)脫氨基作用形成的氨，以谷氨酰氨的形式運(yùn)送到排泄部位，然后在谷氨酰氨酶的作用下分解，游離出的氨以胺鹽形式或借助擴(kuò)散作用排出體外。（2）排尿素動(dòng)物通過(guò)肝臟中尿素合成機(jī)制（尿素循環(huán)）將轉(zhuǎn)運(yùn)來(lái)的氨合成尿素排出體外。

四、氨的代謝去路

－尿素的合成（占總排氮量的80％）1、尿素形成部位實(shí)驗(yàn)：肝為尿素形成部位（腦、腎中可合成極少量）

a、蛋白質(zhì)膳食：尿中尿素↑；

b、切除肝：血、尿中尿素↓

c、aa喂養(yǎng)切肝動(dòng)物：aa積存在血液中，同時(shí)，血氨的濃度升高；

d、切腎：血中尿素↑；

e、同時(shí)切肝、腎：血中尿素含量很低，血氨的含量升高。尿素形成實(shí)驗(yàn)依據(jù)：A、肝切片+銨鹽混合保溫：銨鹽↓尿素↑B、肝切片+aa：脫下的氨幾乎全成尿素；C、肝切片+aa+鳥(niǎo)aa（Orn)或瓜aa（Cit）：

尿素合成量及速度↑D、肝切片+Orn或Cit：無(wú)尿素

↑

說(shuō)明Orn或Cit起促進(jìn)作用。氨是尿素合成的前體的實(shí)驗(yàn)：15N標(biāo)記銨鹽飼喂動(dòng)物證明：15N出現(xiàn)在Arg的胍基、及全部的尿素上。2、尿素合成的過(guò)程－－鳥(niǎo)氨酸循環(huán)（尿素循環(huán)）又稱(chēng)Krebs—Henseleitcycle尿素的兩個(gè)N原子來(lái)自一個(gè)氨分子和一個(gè)天冬氨酸分子，整個(gè)循環(huán)包括5步酶促反應(yīng)，其中兩步發(fā)生在線粒體中，3步發(fā)生在細(xì)胞溶膠中。（1）氨的活化：在線粒體中進(jìn)行，消耗2分子的ATP，反應(yīng)不可逆，需要Mg2+參加。氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPSⅠ)催化形成氨甲酰磷酸，產(chǎn)物是一高能化合物，容易和鳥(niǎo)氨酸結(jié)合形成瓜氨酸。N-乙酰谷氨酸（AGA)為別構(gòu)激活劑（與酶結(jié)合后，使酶的某些巰基暴露，增加了與ATP的親合能力）。（2）形成瓜氨酸（線粒體）鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶將氨甲?；D(zhuǎn)移給鳥(niǎo)氨酸，瓜氨酸形成后，從線粒體脫出進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。反應(yīng)不可逆，所需要的能量由氨甲酰磷酸的高能磷酸鍵提供。（3）精氨琥珀酸生成：（細(xì)胞液）精氨琥珀酸合成酶催化出線粒體的瓜氨酸與Asp縮合；反應(yīng)需ATP（利用β磷酸酯鍵），消耗2個(gè)高能鍵。Asp是尿素形成的第二個(gè)氨基的供體；（4）形成精氨酸（細(xì)胞液）精氨琥珀酸酶（精氨琥珀酸裂解酶）催化精氨琥珀酸上Asp骨架以延胡索酸形式移去（5）尿素形成、鳥(niǎo)氨酸再生（細(xì)胞液）精氨酸酶作用于精氨酸說(shuō)明形成的尿素中兩個(gè)N原子一個(gè)來(lái)自游離的氨，另一個(gè)來(lái)自Asp；鳥(niǎo)氨酸在循環(huán)中起催化劑的作用，并不消耗；尿素的合成是一個(gè)消耗能量的過(guò)程，共消耗3分子ATP，4個(gè)高能磷酸鍵；3、尿素循環(huán)的調(diào)節(jié)（1）CPSⅠN－乙酰谷氨酸（AGA)為別構(gòu)激活劑；（2）精氨琥珀酸合成酶是整個(gè)循環(huán)中活性最低的酶，所以是尿素合成的限速酶，調(diào)節(jié)合成的速度；（3）攝入高蛋白食物，使尿素循環(huán)加快。4、尿素循環(huán)的意義：A、有利于生物體的自身保護(hù)；B、防止過(guò)量氨積累于血液而引起神經(jīng)中毒。C、尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)是通過(guò)檸檬酸循環(huán)中的草酰乙酸接受氨基形成Asp和尿素循環(huán)中的精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸形成精氨酸和延胡索酸聯(lián)系起來(lái)的。尿素循環(huán)與TCA的關(guān)系Krebs自行車(chē)五、氨基酸碳骨架——α-酮酸的命運(yùn)合成aa、轉(zhuǎn)化成糖、脂肪、氧化成CO2和

H2O六、生糖氨基酸和生酮氨基酸生糖氨基酸凡是能分解產(chǎn)生TCA循環(huán)中間產(chǎn)物的氨基酸生酮氨基酸凡是能夠分解產(chǎn)生乙酰-CoA的氨基酸生糖兼生酮氨基酸既能夠產(chǎn)生TCA循環(huán)中間產(chǎn)物又可以分解產(chǎn)生乙酰-CoA的氨基酸

生酮+生糖兼生酮＝“一兩色素本來(lái)老”，其中生酮氨基酸為“亮賴”；除這7個(gè)氨基酸外，其余均為生糖氨基酸。概念：生物化學(xué)將氨基酸代謝產(chǎn)生的具一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱(chēng)~，不能獨(dú)立存在，是生物體各種化合物甲基化的甲基來(lái)源。許多aa可作一碳單位來(lái)源：肝膽阻塞死（甘氨酸、蛋氨酸、組氨酸、色氨酸、絲氨酸）。七、氨基酸與一碳單位氨基酸代謝缺陷癥氨基