生物化學(xué)氨基酸代謝_第1頁
生物化學(xué)氨基酸代謝_第2頁
生物化學(xué)氨基酸代謝_第3頁
生物化學(xué)氨基酸代謝_第4頁
生物化學(xué)氨基酸代謝_第5頁
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關(guān)于生物化學(xué)氨基酸代謝第1頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第一節(jié)

蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)作用NutritionalFunctionofProteins第2頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月一、蛋白質(zhì)的主要功能1.維持細(xì)胞、組織的生長(zhǎng)、更新和修補(bǔ)2.參與多種重要的生理活動(dòng)催化(酶)、免疫(抗原及抗體)、運(yùn)動(dòng)(肌肉)、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)(載體)、凝血(凝血系統(tǒng))等。3.氧化供能人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供。

第3頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月二、蛋白質(zhì)需要量和營(yíng)養(yǎng)價(jià)值1.氮平衡(nitrogenbalance)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。氮總平衡:攝入氮=排出氮(正常成人)氮正平衡:攝入氮>排出氮(兒童、孕婦等)氮負(fù)平衡:攝入氮<排出氮(饑餓、消耗性疾病患者)

氮平衡的意義:可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的慨況。第4頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月2.生理需要量成人每日最低蛋白質(zhì)需要量為30~50g,我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。3.蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值①必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內(nèi)需要而又不能自身合成,必須由食物供給的氨基酸,共有8種:Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。

其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成,稱非必需氨基酸。第5頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月②蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)值(nutritionvalue)蛋白質(zhì)的營(yíng)養(yǎng)價(jià)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(bǔ)作用指營(yíng)養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用,其必需氨基酸可以互相補(bǔ)充而提高營(yíng)養(yǎng)價(jià)值。第6頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第二節(jié)

蛋白質(zhì)的消化、吸收與腐敗Digestion,AbsorptionandPutrefactionofproteins第7頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月一、蛋白質(zhì)的消化

蛋白質(zhì)消化的生理意義由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?,便于吸收。消除種屬特異性和抗原性,防止過敏、毒性反應(yīng)。第8頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

消化過程(一)胃中的消化作用

胃蛋白酶的最適pH為1.5~2.5,對(duì)蛋白質(zhì)肽鍵作用特異性差,產(chǎn)物主要為多肽及少量氨基酸。

胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)第9頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)小腸中的消化——小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。1.胰酶及其作用胰酶是消化蛋白質(zhì)的主要酶,最適pH為7.0左右,包括內(nèi)肽酶和外肽酶。

內(nèi)肽酶(endopeptidase)水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵,如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。

外肽酶(exopeptidase)自肽鏈的末段開始每次水解一個(gè)氨基酸殘基,如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。第10頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月腸液中酶原的激活胰蛋白酶原糜蛋白酶原羧基肽酶原彈性蛋白酶原

腸激酶(enterokinase)胰蛋白酶糜蛋白酶羧基肽酶彈性蛋白酶

(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase)

可保護(hù)胰組織免受蛋白酶的自身消化作用。保證酶在其特定的部位和環(huán)境發(fā)揮催化作用。酶原還可視為酶的貯存形式。酶原激活的意義第11頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月氨基肽酶內(nèi)肽酶羧基肽酶氨基酸

+氨基酸二肽酶蛋白水解酶作用示意圖2.小腸粘膜細(xì)胞對(duì)蛋白質(zhì)的消化作用主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用,例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。第12頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月二、氨基酸的吸收

吸收部位:主要在小腸吸收形式:氨基酸、寡肽、二肽吸收機(jī)制:耗能的主動(dòng)吸收過程第13頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)氨基酸吸收載體載體蛋白與氨基酸、Na+組成三聯(lián)體,由ATP供能將氨基酸、Na+轉(zhuǎn)入細(xì)胞內(nèi),Na+再由鈉泵排出細(xì)胞。載體類型中性氨基酸載體堿性氨基酸載體酸性氨基酸載體亞氨基酸與甘氨酸載體第14頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)γ-谷氨?;h(huán)對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)作用γ-谷氨?;h(huán)(γ-glutamylcycle)過程:谷胱甘肽對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)谷胱甘肽再合成第15頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸肽酶γ-谷氨酸環(huán)化轉(zhuǎn)移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸

5-氧脯氨酸酶ATPADP+Piγ-谷氨酰半胱氨酸γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi細(xì)胞外

γ-谷氨?;D(zhuǎn)移酶細(xì)胞膜谷胱甘肽

GSH細(xì)胞內(nèi)γ-谷氨?;h(huán)過程γ-谷氨酰氨基酸氨基酸第16頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

利用腸粘膜細(xì)胞上的二肽或三肽的轉(zhuǎn)運(yùn)體系此種轉(zhuǎn)運(yùn)也是耗能的主動(dòng)吸收過程

吸收作用在小腸近端較強(qiáng)(三)肽的吸收第17頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月三、蛋白質(zhì)的腐敗作用

腸道細(xì)菌對(duì)未被消化和吸收的蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用

腐敗作用的產(chǎn)物大多有害,如胺、氨、苯酚、吲哚等;也可產(chǎn)生少量的脂肪酸及維生素等可被機(jī)體利用的物質(zhì)。

蛋白質(zhì)的腐敗作用(putrefaction)第18頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)胺類(amines)的生成蛋白質(zhì)

氨基酸胺類蛋白酶

脫羧基作用

組氨酸組胺

賴氨酸尸胺

色氨酸

色胺

酪氨酸酪胺第19頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

假神經(jīng)遞質(zhì)(falseneurotransmitter)

某些物質(zhì)結(jié)構(gòu)與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)構(gòu)相似,可取代正常神經(jīng)遞質(zhì)從而影響腦功能,稱假神經(jīng)遞質(zhì)。苯乙胺苯乙醇胺酪胺

β-羥酪胺第20頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月β-羥酪胺和苯乙醇胺結(jié)構(gòu)類似兒茶酚胺,它們可取代兒茶酚胺與腦細(xì)胞結(jié)合,但不能傳遞神經(jīng)沖動(dòng),使大腦發(fā)生異常抑制。第21頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)

氨的生成未被吸收的氨基酸滲入腸道的尿素氨(ammonia)腸道細(xì)菌脫氨基作用尿素酶

降低腸道pH,NH3轉(zhuǎn)變?yōu)镹H4+以胺鹽形式排出,可減少氨的吸收,這是酸性灌腸的依據(jù)。第22頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

(三)其它有害物質(zhì)的生成酪氨酸

苯酚半胱氨酸

硫化氫

色氨酸

吲哚第23頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第三節(jié)

氨基酸的一般代謝GeneralMetabolismofAminoAcid第24頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月一、概述

蛋白質(zhì)的半壽期(half-life)蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時(shí)間,用t1/2表示

蛋白質(zhì)轉(zhuǎn)換(proteinturnover)

第25頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

真核生物中蛋白質(zhì)的降解有兩條途徑

不依賴ATP

利用組織蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和長(zhǎng)壽命的細(xì)胞內(nèi)蛋白②依賴泛素(ubiquitin)的降解過程①溶酶體內(nèi)降解過程

依賴ATP

降解異常蛋白和短壽命蛋白第26頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

泛素76個(gè)氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名一級(jí)結(jié)構(gòu)高度保守1.泛素化(ubiquitination)

泛素與選擇性被降解蛋白質(zhì)形成共價(jià)連接,并使其激活。2.蛋白酶體(proteasome)對(duì)泛素化蛋白質(zhì)的降解

泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程第27頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月泛素化過程E1:泛素活化酶E2:泛素?cái)y帶蛋白E3:泛素蛋白連接酶泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素COS

E1HS-E2HS-E1泛素COSE2泛素COSE1被降解蛋白質(zhì)HS-E2泛素COSE2泛素CNH被降解蛋白質(zhì)OE3第28頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

氨基酸代謝庫(kù)(metabolicpool)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(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(kù)。第29頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月氨基酸代謝庫(kù)食物蛋白質(zhì)消化吸收

組織蛋白質(zhì)分解體內(nèi)合成氨基酸

(非必需氨基酸)氨基酸代謝概況α-酮酸脫氨基作用酮體氧化供能

糖胺類脫羧基作用氨

尿素代謝轉(zhuǎn)變其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成目錄第30頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月二、氨基酸的脫氨基作用定義指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)α-酮酸的過程。脫氨基方式氧化脫氨基轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基非氧化脫氨基

轉(zhuǎn)氨基和氧化脫氨基偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基和嘌呤核苷酸循環(huán)偶聯(lián)第31頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)轉(zhuǎn)氨基作用(transamination)1.定義在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的作用下,某一氨基酸的α-氨基轉(zhuǎn)移到另一種α-酮酸的酮基上,生成相應(yīng)的氨基酸,原來的氨基酸則轉(zhuǎn)變成α-酮酸的過程。第32頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月2.反應(yīng)式

特點(diǎn):沒有游離的氨產(chǎn)生,但改變了氨基酸代謝庫(kù)中各種氨基酸的比例。大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用,但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。第33頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月3.轉(zhuǎn)氨酶

正常人各組織GOT及GPT活性(單位/克濕組織)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(biāo)之一。第34頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶①丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(alanineamino-transferase,ALT或glutamicpyruvictransaminase,GPT):肝中活性最高②天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶(aspartateamino-transferase,AST或glutamicoxalo-acetictransaminase,GOT):心肌中活性最高臨床意義第35頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

第36頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月4.轉(zhuǎn)氨基作用的機(jī)制轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛氨基酸

磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨酶第37頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月H2O第38頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月轉(zhuǎn)氨基作用不僅是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式,也是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑。

通過此種方式并未產(chǎn)生游離的氨。5.轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義第39頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)L-谷氨酸氧化脫氨基作用

存在于肝、腦、腎中輔酶為NAD+或NADP+,產(chǎn)生游離的NH3。GTP、ATP為其抑制劑GDP、ADP為其激活劑第40頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月要點(diǎn):①反應(yīng)可逆。②L-谷氨酸脫氫酶為不需氧脫氫酶,輔酶為NAD+或NADP+。③此酶分布廣泛,但以肝、腎、腦中活性較強(qiáng)。④此酶為別構(gòu)酶。此反應(yīng)與能量代謝密切相關(guān)。第41頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(三)聯(lián)合脫氨基作用在轉(zhuǎn)氨酶和谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合作用下,使各種氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸過程。它是體內(nèi)各種氨基酸脫氨基的主要形式。其逆反應(yīng)也是體內(nèi)生成非必需氨基酸的途徑。2.類型①轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用1.

定義②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)第42頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月①轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式,也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎組織進(jìn)行。第43頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月Ala+-酮戊二酸丙酮酸+GluGlu+NAD++H2O-酮戊二酸+NADH+NH4+

Ala+NAD++H2O丙酮酸

+NADH+NH4+第44頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月②轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)蘋果酸

腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸

(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉(zhuǎn)氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶

2此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)第45頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月三、α-酮酸的代謝(一)經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸(二)轉(zhuǎn)變成糖及脂類第46頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第47頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸蛋氨酸絲氨酸蘇氨酸纈氨酸酮體亮氨酸賴氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸谷氨酸精氨酸谷氨酰胺組氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系TCA第48頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月脫掉氨基后的-酮酸可轉(zhuǎn)變成:

-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物PEP葡萄糖脂肪酸酮體第49頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

生糖氨基酸:在體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸。生酮氨基酸:在體內(nèi)能轉(zhuǎn)變成酮體的氨基酸。有Leu和Lys。生糖兼生酮氨基酸:既能轉(zhuǎn)變成糖也能轉(zhuǎn)變成酮體的氨基酸。有Ile、Phe、Tyr、Trp、Thr。三)氧化供能α-酮酸在體內(nèi)可通過TCA和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2,同時(shí)生成ATP。第50頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第四節(jié)

氨的代謝MetabolismofAmmonia第51頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

氨是機(jī)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(urea)而解毒。正常人血氨濃度一般不超過0.6μmol/L。

第52頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月氨的來源去路第53頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月一、體內(nèi)氨的來源1.血氨的來源①

氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是血氨主要來源,

胺類的分解也可以產(chǎn)生氨RCH2NH2RCHO+NH3胺氧化酶第54頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月腸道對(duì)氨的吸收與腸道pH有關(guān):②

腸道吸收的氨:4g/日氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨(蛋白質(zhì)的腐敗作用)尿素經(jīng)腸道細(xì)菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨第55頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月3.

腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺

第56頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月2.血氨的去路①在肝內(nèi)合成尿素,這是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺

谷氨酸+NH3谷氨酰胺

谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi④腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+,隨尿排出。第57頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月二、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)氨是有毒物質(zhì),血中的NH3主要是以無毒的Ala及Gln兩種形式運(yùn)輸?shù)?。?8頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

是肌肉與肝之間氨的轉(zhuǎn)運(yùn)形式。意義:既使肌肉中的氨以無毒的Ala形式運(yùn)到肝,肝又為肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。(一)丙氨酸-葡萄糖循環(huán)第59頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質(zhì)氨基酸NH3谷氨酸α-酮戊二酸丙酮酸糖酵解途徑肌肉丙氨酸血液丙氨酸葡萄糖α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸NH3尿素尿素循環(huán)糖異生肝丙氨酸-葡萄糖循環(huán)葡萄糖目錄第60頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)谷氨酰胺的運(yùn)氨作用主要是從腦、肌肉等組織向肝或腎運(yùn)氨。第61頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

Gln即是氨的一種解毒形式,也是氨的儲(chǔ)存和運(yùn)輸形式。第62頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月三、尿素的生成(BuN)

NH3在肝中合成尿素;占排氮總量80—90%;肝在NH3解毒上非常重要,體內(nèi)NH3來源與去路保持平衡,血NH3濃度低、穩(wěn)定。(一)生成部位主要在肝細(xì)胞的線粒體及胞液中。第63頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月肝是尿素合成的主要器官實(shí)驗(yàn):

1)肝切除,血、尿中BuN含量↓2)切腎、保肝,尿素可合成、不能排出,血尿素↑3)肝腎同時(shí)切除,血中BuN低水平,血氨↑4)臨床:急性肝壞死,——

血、尿中不含BuN,而AA含量多。說明尿素是在肝臟合成,由腎臟排出體外。第64頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)生成過程尿素生成的過程由HansKrebs和KurtHenseleit提出,稱為鳥氨酸循環(huán)(orinithinecycle),又稱尿素循環(huán)(ureacycle)或Krebs-Henseleit循環(huán)。通過鳥氨酸循環(huán),2分子氨與1分子CO2結(jié)合生成1分子尿素及1分子水。尿素是中性、無毒、水溶性很強(qiáng)的物質(zhì),由血液運(yùn)輸至腎,從尿中排出。

第65頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

第66頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月1.氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(N-乙酰谷氨酸,Mg2+)COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸

反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行第67頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

反應(yīng)由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)催化。

N-乙酰谷氨酸為其激活劑,反應(yīng)消耗2分子ATP。N-乙酰谷氨酸(AGA)第68頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月2.瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸第69頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

由鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化,OCT常與CPS-Ⅰ構(gòu)成復(fù)合體。

反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行,瓜氨酸生成后進(jìn)入胞液。第70頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月3.精氨酸的合成

反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸(限速酶)第71頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸第72頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月4.精氨酸水解生成尿素

反應(yīng)在胞液中進(jìn)行尿素鳥氨酸精氨酸第73頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月鳥氨酸循環(huán)2ADP+PiCO2+NH3

+H2O氨基甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液目錄第74頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月鳥氨酸循環(huán)要點(diǎn)①尿素分子中的氮,一個(gè)來自氨甲酰磷酸(或游離的NH3),另一個(gè)來自Asp;②每合成1分子尿素需消耗4個(gè)~P;③循環(huán)中消耗的Asp可通過延胡索酸轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗R宜?,再通過轉(zhuǎn)氨基作用,從其他-氨基酸獲得氨基而再生;④精氨酸代琥珀酸合成酶(ASS)為尿素合成的限速酶。第75頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(三)反應(yīng)小結(jié)

原料:2分子氨,一個(gè)來自于游離氨,另一個(gè)來自天冬氨酸。過程:先在線粒體中進(jìn)行,再在胞液中進(jìn)行。耗能:3個(gè)ATP,4個(gè)高能磷酸鍵。第76頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月1.線粒體內(nèi)的反應(yīng)步驟第77頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月2.胞液內(nèi)反應(yīng)步驟第78頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(四)尿素生成的調(diào)節(jié)1.食物蛋白質(zhì)的影響高蛋白膳食合成↑低蛋白膳食合成↓2.CPS-Ⅰ的調(diào)節(jié):AGA、精氨酸為其激活劑3.尿素生成酶系的調(diào)節(jié):第79頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第80頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

CPS-Ⅰ在線粒體,以NH3為N源合成氨基甲酰磷酸→尿素——

作為肝細(xì)胞分化程度指標(biāo);

CPS-Ⅱ在胞液,以谷氨酰胺的酰胺基為N源合成氨基甲酰磷酸→合成嘧啶——

作為細(xì)胞增殖程度的指標(biāo);

總之:兩種氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶的活性對(duì)調(diào)節(jié)尿素與核酸合成重要。

第81頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(五)高氨血癥和氨中毒

血氨濃度升高稱高氨血癥(hyperammonemia),常見于肝功能嚴(yán)重?fù)p傷時(shí),尿素合成酶的遺傳缺陷也可導(dǎo)致高氨血癥。

高氨血癥時(shí)可引起腦功能障礙,稱氨中毒(ammoniapoisoning),也稱肝昏迷。第82頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月TCA↓

腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3

腦內(nèi)α-酮戊二酸↓氨中毒的可能機(jī)制(肝昏迷)第83頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第五節(jié)

個(gè)別氨基酸代謝MetabolismofSpecificAminoAcid第84頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月一、氨基酸的脫羧基作用氨基酸脫羧酶的輔酶是磷酸吡哆醛。第85頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

胺是體內(nèi)的生理活性物質(zhì),主要在肝中滅活。第86頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)γ-氨基丁酸

(γ-aminobutyricacid,GABA)L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脫酶GABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì),對(duì)中樞神經(jīng)有抑制作用。第87頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)?;撬?taurine)

牛磺酸是結(jié)合膽汁酸的組成成分。由Cys氧化后再脫羧而生成。L-半胱氨酸磺酸丙氨酸?;撬?/p>

磺酸丙氨酸脫羧酶CO2第88頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(三)組胺(histamine)L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2

組胺是強(qiáng)烈的血管舒張劑,可增加毛細(xì)血管的通透性,還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。由His脫羧生成。第89頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(四)5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO25-HT在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì),起抑制作用;在外周組織有收縮血管的作用。由Trp羥化后脫羧而成。第90頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(五)多胺(polyamines)

鳥氨酸腐胺

S-腺苷甲硫氨酸

(SAM)脫羧基SAM

鳥氨酸脫羧酶CO2SAM脫羧酶CO2精脒

(spermidine)丙胺轉(zhuǎn)移酶5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉(zhuǎn)移酶

精胺

(spermine)多胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)的重要物質(zhì)。在生長(zhǎng)旺盛的組織(如胚胎、再生肝、腫瘤組織)含量較高,其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強(qiáng)。第91頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月多胺是由鳥氨酸和Met參與生成的。第92頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月二、一碳單位的代謝某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個(gè)碳原子的基團(tuán),稱為一碳單位(onecarbonunit)。一碳單位不能游離存在,常與FH4結(jié)合而轉(zhuǎn)運(yùn)和參加代謝。體內(nèi)的一碳單位有:甲基(-CH3)、甲烯基(-CH2-)、甲炔基(=CH-)、甲?;?-CHO)和亞氨甲基(-CH=NH)。第93頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)一碳單位與四氫葉酸四氫葉酸(FH4)是一碳單位的載體,可看作是一碳單位代謝的輔酶。其功能部位是N5和N10。第94頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

四氫葉酸(FH4)第95頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月FH4攜帶一碳單位的形式

(一碳單位通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上)N5—CH3—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10=CH—FH4N10—CHO—FH4N5—CH=NH—FH4第96頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月一碳單位主要來源于氨基酸代謝(主要來源于Ser、Gly、His、Trp的分解代謝)。絲氨酸

N5,N10—CH2—FH4甘氨酸

N5,N10—CH2—FH4組氨酸

N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH4(二)一碳單位與氨基酸代謝第97頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月第98頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

第99頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(三)一碳單位的相互轉(zhuǎn)變

第100頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(四)一碳單位的生理功用主要是合成嘌呤和嘧啶的原料。為體內(nèi)的甲基化反應(yīng)間接提供甲基。葉酸缺乏磺胺藥及抗代謝藥第101頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

三、含硫氨基酸的代謝胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸

含硫氨基酸Met循環(huán)Cys的代謝第102頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(一)甲硫氨酸的代謝1.甲硫氨酸與轉(zhuǎn)甲基作用腺苷轉(zhuǎn)移酶PPi+Pi+甲硫氨酸ATPS—腺苷甲硫氨酸(SAM)第103頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月甲基轉(zhuǎn)移酶RHRH—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內(nèi)甲基的直接供體第104頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月2.甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)甲硫氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷甲硫氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉(zhuǎn)甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3第105頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月3.肌酸的合成肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量?jī)?chǔ)存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸為骨架,由精氨酸提供脒基,SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶的作用下,轉(zhuǎn)變?yōu)榱姿峒∷?。肌酸和磷酸肌酸代謝的終產(chǎn)物為肌酸酐(creatinine)。第106頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月H2O+第107頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月(二)半胱氨酸與胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2第108頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月2.硫酸根的代謝含硫氨基酸分解可產(chǎn)生硫酸根,半胱氨酸是主要來源。SO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5′-磷酸硫酸)3-PO3H2-AMP-SO3-(3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸,PAPS)PAPS為活性硫酸,是體內(nèi)硫酸基的供體第109頁,課件共120頁,創(chuàng)作于2023年2月

①SAM為活性蛋氨酸,SAM中的甲基

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