氨基酸分解代謝

氨基酸分解代謝4/11/2023第1頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)作用一、蛋白質(zhì)的生理功能（一）維持組織細胞的生長、更新、和修復(fù)

人體的肌肉、骨骼、皮膚、血液等一切細胞組織都是由蛋白質(zhì)組成的。參與構(gòu)成各種細胞組織是蛋白質(zhì)最重要的功能。（二）參與體內(nèi)各種生理活動例如催化體內(nèi)代謝反應(yīng)的酶；調(diào)節(jié)物質(zhì)代謝和生理活動的某些激素、信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子；參與機體防御功能的抗體；肌肉的收縮；物質(zhì)的運輸；血液的凝固等，都是由蛋白質(zhì)來完成的。氨基酸代謝過程中還可以產(chǎn)生胺類、神經(jīng)遞質(zhì)、嘌呤與嘧啶等含氮化合物。

蛋白質(zhì)和氨基酸的這些功能是無法由糖和脂類替代的。因此，蛋白質(zhì)是生命活動的重要物質(zhì)基礎(chǔ)。（三）氧化供能成人每日所需能量的10%~15%來自蛋白質(zhì)。氧化功能是蛋白質(zhì)的一種次要的生理功能。4/11/2023第2頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五二、蛋白質(zhì)的需要量體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝狀況可用氮平衡來描述氮平衡：人體每天攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系。攝入食物的含氮量蛋白質(zhì)攝入量排泄物的含氮量蛋白質(zhì)分解量（一）氮平衡4/11/2023第3頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五攝入氮=排出氮（正常成人）攝入氮>排出氮（兒童、孕婦及恢復(fù)期病人等）攝入氮<排出氮（饑餓者、慢性消耗性疾病患者、高溫作業(yè)工人等）氮總平衡：氮正平衡：氮負平衡：氮平衡的意義：可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的概況。根據(jù)氮平衡關(guān)系可以推算出人體每日蛋白質(zhì)需求量氮平衡的類型4/11/2023第4頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（二）蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低蛋白質(zhì)需要量為30~50g，我國營養(yǎng)學會推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。（三）蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值指體內(nèi)需要又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸。包括賴、色、苯丙、蛋、蘇、亮、異亮及纈氨酸。假設(shè)來寫一兩本書甲硫（蛋）色賴纈異亮亮苯丙蘇其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必需氨基酸1、必需氨基酸：4/11/2023第5頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五2、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值

蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值取決于必需氨基酸的數(shù)量、種類、量質(zhì)比。3、蛋白質(zhì)的互補作用指營養(yǎng)價值較低的蛋白質(zhì)混合食用，其必需氨基酸可以相互補充而提高營養(yǎng)價值。如：1、谷類：色氨酸多，賴氨酸少豆類：色氨酸少，賴氨酸多2、小麥、小米、大豆與牛肉混合食用，營養(yǎng)價值升高提倡食物多樣化及葷素搭配4/11/2023第6頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五第二節(jié)氨基酸的一般代謝一、氨基酸的代謝概況氨基酸代謝庫：

食物蛋白經(jīng)消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨基酸以及體內(nèi)合成的非必需氨基酸（內(nèi)源性氨基酸）混在一起，分布于體內(nèi)各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。第7頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五氨基酸的代謝概況氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解合成體內(nèi)合成氨基酸（非必須氨基酸）脫氨基作用α-酮酸氧化供能轉(zhuǎn)變糖、脂肪酮體氨合成尿素脫羧基作用胺+CO2代謝轉(zhuǎn)變嘌呤、嘧啶等含氮化合物來源去路4/11/2023第8頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五人體內(nèi)氨基酸的主要來源有：食物消化吸收組織蛋白質(zhì)分解營養(yǎng)非必須氨基酸合成等人體內(nèi)氨基酸的主要去路有：合成組織蛋白質(zhì)和多肽合成其他含氮物質(zhì)通過脫氨基作用分解成為α-酮酸和氨通過脫羧基作用分解成胺及CO24/11/2023第9頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五二、氨基酸的脫氨基作用定義指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)的α-酮酸的過程。

是氨基酸分解代謝的主要途徑脫氨基方式氧化脫氨基轉(zhuǎn)氨基作用

聯(lián)合脫氨基氨基轉(zhuǎn)移酶與谷氨酸脫氫酶聯(lián)合脫氨基作用嘌呤核苷酸循環(huán)4/11/2023第10頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（一）氧化脫氨基作用定義：

氧化脫氨基作用是指氨基酸在L-谷氨酸脫氫酶或氨基酸氧化酶作用下先脫氫后加水，最終生成α-酮酸和氨的過程。

體內(nèi)催化氨基酸氧化脫氨基作用的酶有兩類，即氨基酸氧化酶和L-谷氨酸脫氫酶，其中以L-谷氨酸脫氫酶最為重要。COOH(CH2)2CHNH2COOHL-谷氨酸脫氫酶

COOH(CH)2C=NHCOOH

COOH(CH2)2C=OCOOH+NH3NAD(P)+NADH(P)+H++H2O-H2OL-谷氨酸亞谷氨酸α-酮戊二酸4/11/2023第11頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五要點：反應(yīng)可逆。L-谷氨酸脫氫酶為不需氧脫氫酶，輔酶為NAD+或NADP+。此酶廣泛分布于肝、腦、腎等組織中，在肌肉組織中該酶活性較低。該酶活性強，專一性高，只能催化L-谷氨酸的氧化脫氨基作用，產(chǎn)生α-酮酸和氨。逆過程為體內(nèi)合成非必需氨基酸的途徑之一。4/11/2023第12頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（二）轉(zhuǎn)氨基作用定義：

在氨基轉(zhuǎn)移酶（又稱轉(zhuǎn)氨酶）催化下，α-氨基酸上的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基上，使其生成相應(yīng)的α-氨基酸，而原來的α-氨基酸則生成相應(yīng)的α-酮酸的過程。

R1HCNH2COOH

R2HCNH2COOHR2C=OCOOHR1C=OCOOH反應(yīng)式：++氨基轉(zhuǎn)移酶α-氨基酸α-酮酸α-酮酸α-氨基酸4/11/2023第13頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五要點：反應(yīng)可逆體內(nèi)轉(zhuǎn)移酶種類多、活性高、特異性強，不同氨基酸與α-酮酸之間的轉(zhuǎn)氨基作用要分別由其特異的轉(zhuǎn)氨酶催化。體內(nèi)除甘氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸外，都有專一的催化轉(zhuǎn)氨基作用的酶。體內(nèi)轉(zhuǎn)氨酶以丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（ALT）和天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶（AST）最為重要。谷氨酸+丙酮酸α-酮戊二酸+丙氨酸谷氨酸+草酰乙酸α-酮戊二酸+天冬氨酸ALTAST4/11/2023第14頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五實質(zhì)：是氨基在α-氨基酸與α-酮酸間的轉(zhuǎn)移生理意義：既是氨基酸分解代謝的過程，也是體內(nèi)合成非必須氨基酸的重要途徑局限性：只轉(zhuǎn)移氨基，不產(chǎn)生游離氨

4/11/2023第15頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五正常成人各組織中ALT及AST活性（單位/克濕組織）組織ALTAST組織ALTAST

心

7100156000

胰腺200028000

肝

44000142000脾120014000骨骼肌480099000肺70010000

腎1900091000血清1620血清轉(zhuǎn)氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預(yù)后的指標之一。血清ALT活性異常增高，協(xié)助診斷急性肝炎血清AST活性異常增高，協(xié)助診斷心肌梗塞4/11/2023第16頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五(三）聯(lián)合脫氨基作用1、定義由兩種（以上）酶的聯(lián)合催化作用使氨基酸的α-氨基脫下并產(chǎn)生游離氨的過程，稱為聯(lián)合脫氨基作用。2、類型①氨基轉(zhuǎn)移酶與谷氨酸脫氫酶聯(lián)合脫氨基作用②嘌呤核苷酸循環(huán)4/11/2023第17頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五①氨基轉(zhuǎn)移酶與谷氨酸脫氫酶聯(lián)合脫氨基作用4/11/2023第18頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五氨基酸+α-酮戊二酸α-酮酸+谷氨酸谷氨酸+NAD++H2Oα-酮戊二酸+NADH+NH4+氨基酸+NAD++H2Oα-酮酸+NADH+NH4+主要在肝、腦、腎組織中進行。此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內(nèi)合成非必須氨基酸的主要方式。4/11/2023第19頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五②嘌呤核苷酸循環(huán)

(部位：心肌和骨骼肌）注：①Asp：天冬氨酸②IMP：次黃嘌呤核苷酸AMP：腺嘌呤核苷酸③腺苷酸脫氨酶：骨骼肌和心肌中活性很強4/11/2023第20頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五三、氨的代謝氨是機體正常代謝產(chǎn)物，具有毒性。體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素而解毒。正常人血氨濃度一般不超過60μmol/L。氨的來源去路氨基酸脫氨基腸道吸收氨腎臟產(chǎn)氨合成尿素合成谷氨酰胺合成非必需氨基酸及其它含氮物血氨4/11/2023第21頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（一）氨的來源4/11/2023第22頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五氨的轉(zhuǎn)運

NH3在血液中主要以無毒的丙氨酸和谷氨酰胺兩種形式運輸。丙氨酸是肌肉與肝之間氨的轉(zhuǎn)運形式。谷氨酰胺主要是從腦、肌肉等組織向肝或腎運氨的形式。4/11/2023第23頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（二）氨的去路1、尿素的生成是體內(nèi)解除氨毒的主要形式，也是體內(nèi)氨的最主要去路。

鳥氨酸循環(huán)：又稱尿素循環(huán)部位：肝細胞的線粒體和胞液4/11/2023第24頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（1）氨基甲酰磷酸的合成反應(yīng)在線粒體中進行消耗2分子ATP4/11/2023第25頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五由鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶（OCT）催化，OCT常與CPS-1構(gòu)成復(fù)合體。反應(yīng)在線粒體中進行，瓜氨酸生成后進入胞液。胞液4/11/2023第26頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（3）精氨酸的生成反應(yīng)在胞液中進行4/11/2023第27頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（4）尿素的生成入線粒體循環(huán)使用反應(yīng)在胞液中進行4/11/2023第28頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五2NH3+CO2+3ATP+3H2O尿素+2ADP+AMP+4pi4/11/2023第29頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五要點合成器官：肝臟（線粒體和胞液）合成過程：不可逆，鳥氨酸循環(huán)關(guān)鍵酶：精氨酸帶琥珀酸合成酶耗能：每合成1分子尿素需消耗3個ATP意義：可消除2個NH3，解除氨毒4/11/2023第30頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五2、谷氨酰胺的合成

反應(yīng)過程在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進行解毒。生理意義谷氨酸是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲存及運輸形式。臨床肝硬化腹水病人，不宜用堿性尿藥。氨中毒病人可用谷氨酸鈉鹽以降低氨濃度4/11/2023第31頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五3、氨代謝的其他途徑合成非必須氨基酸參加嘌呤、嘧啶等含氮化合物的合成4/11/2023第32頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五◆高血氨與氨中毒

血氨濃度超過正常值稱為高血氨。4/11/2023第33頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五4/11/2023第34頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五第三節(jié)個別氨基酸的代謝一、氨基酸的脫羧基作用（堆積）神經(jīng)系統(tǒng)、心血管功能紊亂4/11/2023第35頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五胺是體內(nèi)的生理活性物質(zhì)，主要在肝中滅活。4/11/2023第36頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五四種重要的生物活性胺組氨酸——組胺谷氨酸——γ-氨基丁酸（CABA）色氨酸——5-羥色胺（5-HT）鳥氨酸、蛋氨酸——多胺4/11/2023第37頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（一）組胺組氨酸組胺+CO2組氨酸脫羧酶磷酸吡哆醛組胺是強烈的血管擴張劑，能增加毛細血管的通透性，還具有收縮平滑肌、促進胃液分泌等生理功能。組胺釋放過多，可引起血壓降低，支氣管哮喘等癥狀。4/11/2023第38頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（二）γ-氨基丁酸（GABA）谷氨酸γ-氨基丁酸+CO2谷氨酸脫羧酶磷酸吡哆醛GABA是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中樞神經(jīng)系統(tǒng)有抑制作用，臨床上用作鎮(zhèn)靜劑。VitB6為什么可作失眠、嘔吐、兒童多動癥的治療輔助藥物？問題：因為VitB6是構(gòu)成谷氨酸脫羧酶的輔酶，能促進GABA的生成，抑制神經(jīng)系統(tǒng)的興奮。4/11/2023第39頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（三）5-羥色胺（5-HT）色氨酸5-羥色氨酸5-羥色胺+CO2色氨酸羥化酶磷酸吡哆醛腦組織中：5-羥色胺是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，與睡眠、疼痛和體溫調(diào)節(jié)有關(guān)。周圍組織：5-羥色胺有收縮血管、升高血壓的作用。5-羥色氨酸脫羧酶4/11/2023第40頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（四）多胺（包括精脒和精胺）蛋氨酸S-腺苷蛋氨酸S-腺苷甲硫基丙胺腺苷-S-CH3

腺苷轉(zhuǎn)移酶ATPPPi+PiCO2鳥氨酸腐胺精脒精胺鳥氨酸脫羧酶CO2丙胺轉(zhuǎn)移酶多胺是調(diào)節(jié)細胞生長的重要物質(zhì)，在生長旺盛的組織（如胚胎、再生肝、腫瘤組織等）多胺含量增加。臨床上利用測定腫瘤病人血、尿中多胺含量作為觀察病情和輔助診斷的指標之一。4/11/2023第41頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五二、一碳單位的代謝（一）一碳單位的概念某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位或一碳基團。如：甲基（—CH3）、亞甲基（—CH2—）、次甲基（=CH—）、甲酰基（—CHO）、亞氨甲基（—CH=NH）等注意：—COOH、HCO3-、CO、CO2不屬于一碳單位。4/11/2023第42頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五（二）一碳單位的載體和代謝概況四氫葉酸是一碳單位的載體，也是一碳單位轉(zhuǎn)移酶的輔酶。54/11/2023第43頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、色氨酸的分解代謝。色氨酸甘氨酸絲氨酸甘氨酸N10-甲酰四氫葉酸嘌呤核苷酸組氨酸N5-亞氨甲基四氫葉酸N5,N10-次甲基四氫葉酸嘌呤核苷酸N5,N10-次甲基四氫葉酸脫氧胸苷酸蛋氨酸N5-甲基四氫葉酸ATPPPi+PiFH4同型半胱氨酸S-腺苷蛋氨酸甲基化產(chǎn)物一碳單位的來源和相互轉(zhuǎn)變（肌酸、膽堿、腎上腺素等）(VitB12)4/11/2023第44頁，共52頁，2023年，2月20日，星期五要點來源：絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、色氨酸載體：四氫葉酸去路：用于某些含氮化合物的合成生理意義：是嘌呤、嘧啶的合成原料，參與核酸的合成把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來提供甲基，參與體內(nèi)的甲基化反應(yīng)一碳單位代謝障礙可造成巨幼紅細胞性貧血等4/11/2023第45頁，共52頁，20