氨基酸代谢-2.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,12 十一月 2026,氨基酸代谢 2,一、蛋白质的生理功能,2.蛋白质是生命的物质基础,第一节 蛋白质的营养作用,1.维持细胞、组织的生长、更新和修补,催化（酶）、免疫（抗原及抗体）、运动（肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。,3.氧化供能,人体每日18%能量由蛋白质提供。,二、蛋白质的需要量,氮的总平衡 摄入氮=排出氮 正常成人等,氮的正平衡 摄入氮排出氮 儿童、孕妇等,氮的负平衡 摄入氮排出氮 饥饿、消耗性疾病患者等,*,氮平衡,摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。,蛋白质的生理需要量,成人每日最低分解20g蛋白质,成人每日最低需要30-50g 蛋白质,营养学会推荐成人每日最低 需要80g蛋白质,蛋白质的营养价值,蛋白质的营养价值,：取决于蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量。,蛋白质的互补作用,营养价值较低的蛋白质混合食用，必需氨基酸可以互相补充，从而提高营养价值，称为蛋白质的互补作用。,*,必需氨基酸,：体内需要但不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸。包括8种：,非必需氨基酸,精氨酸、组氨酸，,人体能合成，但量少，长期缺乏,导致负氮平衡。,甲色赖缬异亮苯苏,假设来写一两本书,甲硫氨酸（Met）,色氨酸（Trp）,赖氨酸（Lys）,缬氨酸（Val）,异亮氨酸（Ile）,亮氨酸（Leu）,苯丙氨酸（Phe）,苏氨酸（Thr,异甲 缬亮色苯苏赖,一佳人携两三本书来,缬异亮苯蛋色苏赖,借一,两本淡色书来,第二节 蛋白质的消化、吸收和腐败,Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins,一、蛋白质的消化,蛋白质消化的生理意义,由大分子转变为小分子，,便于吸收。,消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。,消化过程,（一）胃中的消化作用,胃蛋白酶的最适,pH,为,1.52.5,，对蛋白质肽键作用特异性差，产物主要为多肽及少量氨基酸。,胃蛋白酶原,胃蛋白酶+多肽碎片,胃酸、胃蛋白酶,(pepsinogen),(pepsin),（二）小肠中的消化,小肠,是蛋白质消化的主要部位。,1.,胰酶及其作用,胰酶,是消化蛋白质的主要酶类，最适,pH,为,7.0,左右，包括内肽酶和外肽酶。,内肽酶(,endopeptidase),水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。,外肽酶(,exopeptidase),自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。,肠液中酶原的激活,胰蛋白酶原 糜蛋白酶原 羧基肽酶原 弹性蛋白酶原,肠激酶(enterokinase),胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧基肽酶,弹性蛋白酶,(trypsin)(exopeptidase)(carboxypeptidase)(elastase),可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。,保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。,酶原还可视为酶的贮存形式。,酶原激活的意义,氨肽酶,内肽酶,羧肽酶,氨基酸,+,氨基酸,二肽酶,蛋白水解酶作用示意图,2.,小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用,主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等。,（一）氨基酸吸收载体,载体蛋白与氨基酸、,Na,+,组成三联体，将氨基酸、,Na,+,转入细胞内，,Na,+,再由钠泵排出细胞，并水解,ATP,供能。,载体类型,中性氨基酸载体,碱性氨基酸载体,酸性氨基酸载体,亚氨基酸与甘氨酸载体,（二）,-,谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用,-谷氨酰基循环(,-glutamyl cycle,)过程：,谷胱甘肽对氨基酸的转运,谷胱甘肽的再生,半胱氨酰甘氨酸,(Cys-Gly),半胱氨酸,甘氨酸,肽酶,-,谷氨,酸环化,转移酶,氨基酸,5-,氧脯氨酸,谷氨酸,5-,氧脯,氨酸酶,ATP,ADP+Pi,-,谷氨酰半胱氨酸,-,谷氨酰,半胱氨酸,合成酶,ADP+Pi,ATP,谷胱甘肽,合成酶,ATP,ADP+Pi,细胞外,-谷,氨酰,基转,移酶,细胞膜,谷胱甘肽,GSH,细胞内,-谷氨酰基循环过程,氨基酸,-,谷氨酰,氨基酸,利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系,此种转运也是耗能的,主动吸收,过程,吸收作用在小肠近端较强,（三）,肽的吸收,三、,*,蛋白质的腐败作用,定义：,在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用，称为蛋白质的腐败作用。,产物：,胺类,、,氨,及其它有害物质（如苯酚、吲哚、硫化氢等），也可产生少量的,脂肪酸,及,维生素,等可被机体利用的物质。,胺类的生成,蛋白质,肠道细菌水解,氨基酸,脱羧基,胺类,假神经递质,酪氨酸 酪胺,苯丙氨酸 苯乙胺,赖氨酸 尸胺,组氨酸 组胺,肠道中的氨主要有两个来源：,未被吸收的氨基酸在肠菌作用下脱氨基而生成,血液中尿素渗入肠道，由肠菌尿素酶水解而生成氨,氨的吸收部位主要在结肠。氨的吸收与肠道pH有关。,H,2,N-C-NH,2,+H,2,O 2NH,3,+CO,2,O,肠菌尿素酶,NH,3,+H,+,NH,4,+,pH6,pH6,这是酸性灌肠的依据,第三节,氨基酸的一般代谢,General Metabolism of Amino Acids,*氨基酸代谢库(,metabolic pool,),食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源,性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨,基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。,氨基酸代谢库,食物蛋白质,消化吸收,组织,蛋白质,分解,体内合成氨基酸,(非必需氨基酸),氨基酸代谢概况,-,酮酸,脱氨基作用,酮 体,氧化供能,糖,胺 类,脱羧基作用,氨,尿素,代谢转变,其它含氮化合物,(嘌呤、嘧啶等),合成,二、,*,氨基酸的脱氨基作用,转氨基作用,氧化脱氨基作用,联合脱氨基作用,氨基酸氧化酶的作用,*,转氨酶与转氨基作用,转氨基作用：,在,转氨酶,的催化下，某一 氨基酸的,-氨基,转移到另一种-酮酸的酮基 上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成-酮酸。,（一）转氨基作用,谷丙转氨酶,（glutamic pyruvic transaminase,ALT，又称GPT),谷草转氨酶,（glutamic oxaloacetic transminase,AST，又称GOT）,*,转氨基作用特点,转氨酶的辅酶是,磷酸吡哆醛,转氨酶催化的反应没有游离氨的释放,转氨酶催化反应是可逆反应,合成非必需氨基酸,氨基的受体：丙酮酸、草酰乙酸、,-酮戊二酸,脯氨酸、赖氨酸为例外,吡哆醛：R=-CHO,吡哆胺：R=-CH,2,NH,2,吡哆醇：R=-CH,2,OH,CH,2,OH,R,H,3,C,HO,N,P,磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺,生化作用：,转氨酶的辅酶，起递氨基作用,391页,5,5,VB,6,转氨酶,正常人各组织,GOT,(AST)及,GPT,(ALT)活性,(单位/克湿组织),血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。,（二）氧化脱氨基作用,L-谷氨酸脱氢酶,：肝、肾、脑组织广泛存在，是一种不需氧脱氢酶。,L-谷氨酸氧化脱氨基作用,亚谷氨酸,（三）联合脱氨基作用,两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下-氨基生成-酮酸的过程。,2.类型,转氨基作用偶联氧化脱氨基作用,1.定义,转氨基作用偶联嘌呤核苷酸循环,*,是体内氨基酸脱氨基的主要方式。,*,转氨基作用偶联谷氨酸氧化脱氨的途径,主要在肝、肾等组织内进行。,联合脱氨基作用的主要反应途径。,体内合成非必需氨基酸的主要途径。,嘌呤核苷酸循环,主要在骨骼肌、心肌内进行。因为肌肉中L-谷氨酸脱氢酶活性不高。,二、-酮酸代谢,三个方面的代谢途径：,经氨基化生成,非必需氨基酸,转变成,糖和脂类,氧化供能,第四节 氨的代谢,体内氨的来源与去路,氨的转运,尿素的生成,一、,*,体内氨的来源与去路,肾脏产氨：Gln Glu+NH,3,氨的来源：,肠道吸收的氨,未被吸收的氨基酸在肠菌作用下脱氨基而生成。,血液中尿素渗入肠道，由肠菌尿素酶水解生成氨。,氨基酸及胺的分解,氨基酸脱氨基作用（体内氨的主要来源）,胺的分解：RCH,2,NH,2,RCHO,+NH,3,胺氧化酶,谷氨酰胺酶,2.血氨的去路,在肝内合成尿素，这是最主要的去路,合成非必需氨基酸及其它含氮化合物,合成谷氨酰胺,谷氨酸 +NH,3,谷氨酰胺,谷氨酰胺合成酶,ATP,ADP+Pi,肾小管泌氨,分泌的,NH,3,在酸性条件下生成,NH,4,+,，,随尿排出。,二、氨的转运,丙氨酸-葡萄糖循环,谷氨酰胺的运氨作用,氨在血液中主要以两种形式运输：,丙,氨,酸,葡,萄,糖,肌肉,蛋白质,氨基酸,NH,3,谷氨酸,-,酮戊,二酸,丙酮酸,糖酵解途径,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-,酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH,3,尿素,尿素循环,糖异生,肝,丙氨酸-葡萄糖循环,(alanine-glucose cycle),葡萄糖,生理意义,肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。,肝为肌肉提供葡萄糖。,2.谷氨酰胺的运氨作用,反应过程,谷氨酸 +NH,3,谷氨酰胺,谷氨酰胺合成酶,ATP,ADP+Pi,谷氨酰胺酶,在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。,生理意义,谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。,三、尿素的生成,尿素合成的鸟氨酸循环学说,尿素合成的反应,高血氨和氨中毒,主要器官：,肝脏,反应部位：肝细胞,线粒体及胞液,2NH,3,+CO,2,H,2,N-C-NH,2,+H,2,O,O,鸟氨酸循环,（一）尿素合成的鸟氨酸循环学说,1932年,Hanks Krebs,及其同事提出了鸟氨 酸循环学说,（二）尿素合成的反应,1.,氨基甲酰磷酸,的合成,2.,瓜氨酸,的合成,3.,精氨酸,的合成,4.,精氨酸,水解生成尿素,分为以下四步：,鸟氨酸循环,2ADP+Pi,CO,2,+,NH,3,+H,2,O,氨基甲酰磷酸,2ATP,N-乙酰谷氨酸,Pi,鸟氨酸,瓜氨酸,精氨酸,延胡索酸,氨基酸,草酰乙酸,苹果酸,-,酮戊,二酸,谷氨酸,-,酮酸,精氨酸代,琥珀酸,瓜氨酸,天冬氨酸,ATP,AMP+PPi,鸟氨酸,尿素,线粒体,胞 液,精氨酸代琥珀酸合成酶,氨基甲酰磷酸合成酶,*要点,部位：,肝细胞线粒体、胞液,原料：,NH,3,、,CO,2、,ATP、天冬氨酸,2个氮原子，1个来自,氨,，1个来自,天冬氨酸,涉及的氨基酸及其衍生物：,6种,鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、,精氨酸代琥珀酸、N-乙酰谷氨酸,限速酶：,精氨酸代琥珀酸合成酶,耗能：,4个ATP；,与,三羧酸循环,的联系物质：,延胡索酸,*意义,解除氨毒以保持血氨的低浓度水平,（三）,*,高血氨与氨中毒,高血氨症：,肝功能严重损伤，尿素合成障碍,肝昏迷：,降血氨的常用方法,：给予谷氨酸、精氨酸；肠道抑菌药；酸性盐水灌肠；限制蛋白质进食量。,TAC,脑供能不足,-酮戊二酸,谷氨酸,谷氨酰胺,NH,3,NH,3,脑内-酮戊二酸,氨中毒的可能机制,(脑),第五节 个别氨基酸的代谢,氨基酸的脱羧基作用,一碳单位的代谢,含硫氨基酸的代谢,芳香族氨基酸的代谢,支链氨基酸的代谢,一、氨基酸脱羧基作用,脱羧基作用,(decarboxylation),氨基酸脱羧酶,氨基酸,胺类,RCH,2,NH,2,+,CO,2,磷酸吡哆醛,（一）,-,氨基丁酸（,-aminobutyric acid,GABA,）,功能：,抑制性神经递质,VB,6,（二）牛磺酸（taurine）p201,功能：,结合胆汁酸的组成成分,（三）组胺（histamine）,功能：,平滑肌收缩，毛细血管扩张，与过敏反应有关。还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,存在于肥大细胞,（四）五-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）,功能：,抑制性神经递质；缩血管作用,（五）,*,多胺polyamines,腐胺、精脒、精胺,功能：调节细胞生长 的重要物质,在生长旺盛的组织其限速酶,鸟氨酸脱羧酶,活性较强。,二、,*,一碳单位的代谢,定义：,某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的基团，称为一碳单位（,one carbon unit,）,体内的一碳单位,：甲基（CH,3,）、甲烯基（CH,2,）、甲炔基（CH=）、甲酰基（CHO）、亚胺甲基（CH=NH）,CO,2,不是一碳单位,一碳单位,不能游离存在,，常与,四氢叶酸,结合,N,N,N,N,H,2,N,OH,CH,2,NH,CO,谷氨酸,1,蝶呤啶,2,3,4,5,6,7,8,10,9,对氨基苯甲酸,叶酸,*,四氢叶酸是一碳单位的载体,一碳单位通常结合在四氢叶酸分子的N,5,、N,10,上,（一）一碳单位与四氢叶酸,442页,叶酸,N,N,5,6,7,8,叶酸,FH,2,还原酶,二氢叶酸,（7，8）,N,N,5,6,7,8,FH,2,还原酶,NADPH+H,+,NADP,+,NADPH+H,+,NADP,+,四氢叶酸,（5，6，7，8）,N,N,5,6,7,8,生化作用：,FH,4,是一碳单位转移酶的辅酶，起着传递“一碳”单位的作用,N,5,CH=NH FH,4,N,5,，N,10,=CH FH,4,N,10,CHO FH,4,一碳单位主要来源于氨基酸代谢,丝氨酸,N,5,N,10,CH,2,FH,4,甘氨酸,N,5,N,10,CH,2,FH,4,组氨酸,N,5,CH=NHFH,4,色氨酸,N,10,CHOFH,4,（三）一碳单位与氨基酸代谢,（四）一碳单位的互相转变,N,10,CHOFH,4,N,5,N,10,=CHFH,4,N,5,N,10,CH,2,FH,4,N,5,CH,3,FH,4,N,5,CH=NHFH,4,H,+,H,2,O,NADPH+H,+,NADP,+,NADH+H,+,NAD,+,NH,3,甲硫氨酸循环,（四）一碳单位的生理功能,合成,嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸,的原料。,一碳单位代谢将,氨基酸,代谢与,核苷酸,代谢联系起来,叶酸,缺乏，产生,巨幼红细胞性贫血,。,三、含硫氨基酸的代谢,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,含硫氨基酸,（一）甲硫氨酸的代谢,1.甲硫氨酸与转甲基作用,腺苷转移酶,PPi+Pi,+,甲硫氨酸,ATP,S腺苷甲硫氨酸(SAM),甲基转移酶,RH,RH,CH,3,腺苷,SAM,S腺苷同型半胱氨酸,同型半胱氨酸,*,SAM中的甲基是高度活化的，称,活性甲基,，SAM称为活性甲硫氨酸，,为体内甲基的直接供体，,可参与体内多种物质合成；例如肌酸、肾上腺素、胆碱等。,2.甲硫氨酸循环,(methionine cycle),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,FH,4,N,5,CH,3,FH,4,N,5,CH,3,FH,4,转甲基酶,(VB,12,),H,2,O,腺苷,RH,ATP,PPi+Pi,RH,-CH,3,（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢,1.半胱氨酸与胱氨酸的互变,-2H,+2H,CH,2,SH,CHNH,2,COOH,CH,2,CHNH,2,COOH,CH,2,CHNH,2,COOH,S,S,2,2.硫酸根的代谢,PAPS的性质活泼,，是体内活性硫酸根的供体,类固醇激素的灭活，肝生物转化，硫酸角质素、硫酸软骨素的合成,3-磷酸腺苷5-磷酸硫酸,四、芳香族氨基酸的代谢,苯丙氨酸（Phe）,酪氨酸（Tyr）,色氨酸（Trp）,（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代谢,1.苯丙氨酸转变为酪氨酸,此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。,2.儿茶酚胺与黑色素的合成,酪氨酸羟化酶,儿茶酚胺的合成：,邻苯二酚,帕金森氏病(Parkinson disease),患者多巴胺生成减少,酪氨酸酶,黑色素的合成,酪氨酸酶,白化病患者黑色素细胞内,*,酪氨酸酶,缺陷时黑色素生成受阻。,白化病,酪氨酸 多巴 黑色素,3.酪氨酸分解代谢,=,体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时，,尿黑酸分解受阻，可出现尿黑酸症。,酪氨酸,儿茶酚胺的合成,黑色素的合成,生成乙酰乙酸和延胡索酸,甲状腺素的合成,当,*,苯丙氨酸羟化酶,缺乏时，出现苯丙酮酸尿症,苯丙酮酸尿症(PKU),苯丙氨酸,苯丙氨酸羟化酶,酪氨酸,苯丙氨酸转氨酶,苯丙酮酸,苯乙酸,4.代谢障碍,（二）色氨酸代谢,转变产物,5-HT,褪黑激素,烟酸,一碳单位,丙酮酸+乙酰乙酰辅酶A,功 能,血管收缩、神经递质,松果体激素,合成NAD（P）,+,五、支链氨基酸的代谢,亮氨酸（Leu）,异亮氨酸（Ile）,缬氨酸（Val）,生酮氨基酸,生糖氨基酸,生糖兼生酮氨基酸,支链氨基酸/,骨骼肌,芳香族氨基酸/肝脏,支/芳比值正常人为2.33.5,必需氨基酸、一碳单位的定义,氨基酸脱氨基的四种方式,氨的来源，氨的去路，氨在体内的两种转运方式及肝昏迷的机制。,尿素的合成部位，关键酶，尿素分子中两个氮原子的来源，尿素合成的生理意义,苯丙氨酸羟化酶或 酪氨酸酶的缺陷会导致临床何种疾病的产生？,重点把握：,一般掌握：,氮平衡,蛋白质营养价值、互补作用,-酮酸的代谢、生酮氨基酸,个别氨基酸的代谢,