生化-第09章 氨基酸（3）

目錄第四節(jié)氨的代謝METABOLISMOFAMMONIA目錄氨是機(jī)體正常代謝產(chǎn)物，具有神經(jīng)毒性。體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素UREA而解毒。血氨（BLOODAMMONIA體內(nèi)代謝產(chǎn)生的氨及消化道吸收的氨進(jìn)入血液，形成血氨。血氨水平正常生理情況下，血氨濃度一般在4765MOL/L。目錄一、血氨有三個(gè)重要來(lái)源（一）氨基酸脫氨基作用和胺類分解均可產(chǎn)生氨RCH2NH2RCHONH3胺氧化酶氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)氨的主要來(lái)源。目錄（三）腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來(lái)自谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸NH3谷氨酰胺酶H2O（二）腸道細(xì)菌腐敗作用產(chǎn)生氨蛋白質(zhì)和氨基酸在腸道細(xì)菌作用下產(chǎn)生的氨尿素經(jīng)腸道細(xì)菌尿素酶水解產(chǎn)生的氨目錄二、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)1丙氨酸葡萄糖循環(huán)ALANINEGLUCOSECYCLE反應(yīng)過(guò)程生理意義肌肉中氨以無(wú)毒的丙氨酸形式運(yùn)輸?shù)礁巍８螢榧∪馓峁┢咸烟?。目錄丙氨酸葡萄糖肌肉蛋白質(zhì)氨基酸NH3谷氨酸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2谷氨酰胺的運(yùn)氨作用反應(yīng)過(guò)程谷氨酸NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADPPI谷氨酰胺酶在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運(yùn)輸?shù)礁魏湍I后再分解為氨和谷氨酸，從而進(jìn)行解毒。生理意義谷氨酰胺是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲(chǔ)存及運(yùn)輸形式。目錄天冬酰胺蛋白質(zhì)細(xì)胞白血病細(xì)胞血液天冬酰胺天冬氨酸谷胺酰胺天冬酰胺酶目錄三、氨的去路在肝內(nèi)合成尿素，這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NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADPPI腎小管泌氨分泌的NH3在酸性條件下生成NH4，隨尿排出。目錄NH3氨基酸脫氨基作用腸道吸收谷氨酰胺（腎）尿素（8090）合成谷氨酰胺合成核苷酸、非必需氨基酸NH4尿體內(nèi)氨的來(lái)源與去路目錄四、尿素的生成1、生成部位主要在肝細(xì)胞的線粒體及胞液中。2、生成過(guò)程尿素生成的過(guò)程由HANSKREBS和KURTHENSELEIT提出，稱為鳥(niǎo)氨酸循環(huán)ORNITHINECYCLE，又稱尿素循環(huán)UREACYCLE或KREBSHENSELEIT循環(huán)。目錄1NH3、CO2和ATP縮合生成氨基甲酰磷酸（CARBAMOYLPHOSPHATE）CO2NH3H2O2ATP氨基甲酰磷酸合成酶CPSI（N乙酰谷氨酸，MG2）COH2NOPO322ADPPI氨基甲酰磷酸反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行（二）肝中鳥(niǎo)氨酸循環(huán)詳細(xì)步驟目錄反應(yīng)由氨基甲酰磷酸合成酶CARBAMOYLPHOSPHATESYNTHETASE,CPS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AGACOOHCH3CNHCHCH22COOHO目錄AGANACETYLGLUTAMATE目錄鳥(niǎo)氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶OCTH3PO4氨基甲酰磷酸NH2CH23CHCOOHNH2鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸NH2COOPO32NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸CH23線粒體2氨基甲酰磷酸與鳥(niǎo)氨酸反應(yīng)生成瓜氨酸目錄由鳥(niǎo)氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶ORNITHINECARBAMOYLTRANSFERASE,OCT催化，OCT常與CPS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。目錄反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMPPPIH2OMG2天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸CH23COOHCHH2NCH2COOHNHCH23CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH限速酶3瓜氨酸與天冬氨酸反應(yīng)生成精氨酸代琥珀酸目錄精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOCNHCH23CHCOOHNH2NH2CNHNHCH23CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH4精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸反應(yīng)在胞液中進(jìn)行目錄5精氨酸水解生成尿素反應(yīng)在胞液中進(jìn)行尿素鳥(niǎo)氨酸精氨酸H2O鳥(niǎo)氨酸循環(huán)2ADPPICO2NH3H2O氨基甲酰磷酸2ATPN乙酰谷氨酸PI鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋(píng)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ATPAMPPPI鳥(niǎo)氨酸尿素線粒體胞液目錄目錄3、反應(yīng)小結(jié)原料2分子氨，一個(gè)來(lái)自于游離氨，另一個(gè)來(lái)自天冬氨酸。過(guò)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。目錄NH2|2NH3CO23ATP3H2OCO2ADPAMP4PI|NH2尿素合成總反應(yīng)目錄NOO2COOHCHNH2CH23NHCNHNH2NADPHHNADPCOOHCHNH2CH23NHCONH2一氧化氮合酶（NOS）精氨酸瓜氨酸一氧化氮目錄4、鳥(niǎo)氨酸循環(huán)的一氧化氮合酶支路重要的生理活性物質(zhì)目錄（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2CPS的調(diào)節(jié)AGA、精氨酸為其激活劑這是鳥(niǎo)氨酸循環(huán)啟動(dòng)的限速酶3尿素生成酶系的調(diào)節(jié)目錄酶相對(duì)活性氨基甲酰磷酸合成酶鳥(niǎo)氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶45163010331490正常成人肝尿素合成酶的相對(duì)活性酶正常成人肝尿素合成酶的相對(duì)活性這是鳥(niǎo)氨酸循環(huán)啟動(dòng)以后的限速酶目錄（五）高氨血癥和氨中毒血氨濃度升高稱高氨血癥HYPERAMMONEMIA，常見(jiàn)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。目錄TAC腦供能不足酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3NH3腦內(nèi)酮戊二酸高血氨可減少腦內(nèi)酮戊二酸，導(dǎo)致能量代謝障礙。氨中毒的可能機(jī)制ATP目錄腦星狀細(xì)胞內(nèi)谷氨酰胺增多，滲透壓增大，可導(dǎo)致水份滲入細(xì)胞，引起腦水腫。谷氨酸以及由谷氨酸產(chǎn)生的氨基丁酸都是主要的信號(hào)分子。過(guò)多谷氨酸用于合成谷氨酰胺，可導(dǎo)致腦內(nèi)谷氨酸和氨基丁酸減少，影響腦的功能。目錄第五節(jié)個(gè)別氨基酸的代謝METABOLISMOFINDIVIDUALAMINOACIDS目錄一、氨基酸脫羧基作用脫羧基作用DECARBOXYLATION氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2CO2磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR目錄（一）氨基丁酸AMINOBUTYRICACID,GABAL谷氨酸GABACO2L谷氨酸脫羧酶GABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對(duì)中樞神經(jīng)有抑制作用。目錄（二）?；撬酺AURINE?；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分。L半胱氨酸磺酸丙氨酸?；撬峄撬岜彼崦擊让窩O2目錄（三）組胺HISTAMINEL組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2組胺主要分布于肥大細(xì)胞中，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。目錄（四）5羥色胺5HYDROXYTRYPTAMINE,5HT色氨酸5羥色氨酸5HT色氨酸羥化酶5羥色氨酸脫羧酶CO25HT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。目錄（五）多胺POLYAMINES鳥(niǎo)氨酸腐胺S腺苷甲硫氨酸SAM脫羧基SAM鳥(niǎo)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(niǎo)氨酸脫羧酶活性較強(qiáng)。目錄二、一碳單位的代謝定義（一）概述某些氨基酸代謝過(guò)程中產(chǎn)生的只含有一個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán)，稱為一碳單位ONECARBONUNIT。目錄種類甲基METHYLCH3甲烯基METHYLENECH2甲炔基METHENYLCH甲?；鵉ORMYLCHO亞胺甲基FORMIMINOCHNH目錄一碳單位的特性1、在代謝過(guò)程中性質(zhì)活潑，參與許多重要物質(zhì)的合成，如嘌呤和嘧啶等。2、在體內(nèi)不能游離存在，需要與其載體FH4結(jié)合而被轉(zhuǎn)運(yùn)和參與代謝。目錄（二）一碳單位的載體及轉(zhuǎn)運(yùn)形式四氫葉酸是一碳單位的載體FH4的生成FFH2FH4FH2還原酶FH2還原酶NADPHHNADPNADPHHNADP目錄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）N5CH3FH4N5、N10CH2FH4N5、N10CHFH4N10CHOFH4N5CHNHFH4目錄一碳單位主要來(lái)源于氨基酸代謝絲氨酸N5,N10CH2FH4甘氨酸N5,N10CH2FH4組氨酸N5CHNHFH4色氨酸N10CHOFH4（三）一碳單位與氨基酸代謝目錄目錄（四）一碳單位的互相轉(zhuǎn)變N10CHOFH4N5,N10CHFH4N5,N10CH2FH4N5CH3FH4N5CHNHFH4HH2ONADPHHNADPNADHHNADNH3N5CH3FH4不能由氨基酸直接生成。絲氨酸甘氨酸目錄（五）一碳單位的生理功能作為合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來(lái)目錄三、含硫氨基酸的代謝CH2SHCHNH2COOH胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸含硫氨基酸CH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2目錄（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PPIPI甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸SAM目錄甲基轉(zhuǎn)移酶RHRHCH3腺苷SAMS腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM為體內(nèi)甲基的直接供體目錄修飾DNA的結(jié)構(gòu)而控制基因表達(dá)修飾非營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)而使之失活合成反應(yīng)中通過(guò)加甲基而生成膽堿、肌酸、肉堿以及腎上腺素等生物活性物質(zhì)。S腺苷甲硫氨酸在甲基轉(zhuǎn)移酶（METHYLTRANSFERASE）催化下，將甲基轉(zhuǎn)移至其他物質(zhì)使其甲基化。目錄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（SAM）同型半胱氨酸FH4N5CH3FH4N5CH3FH4轉(zhuǎn)甲基酶VITB12H2O腺苷RHATPPPIPIRHCH3甲硫氨酸合成酶目錄1為體內(nèi)廣泛存在的甲基化反應(yīng)提供甲基；SAM作為體內(nèi)甲基的直接供體；N5CH3FH4則是體內(nèi)甲基的間接供體；2促進(jìn)FH4再生甲硫氨酸循環(huán)生理意義維生素B12不足巨幼紅細(xì)胞性貧血高同型半胱氨酸血癥動(dòng)脈粥樣硬化和冠心病目錄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。目錄目錄兩種亞基M亞基（肌型）與B亞基（腦型）3種同工酶MM、MB和BB。MM主要在骨骼肌，MB主要在心肌，而B(niǎo)B主要在腦。心肌梗死時(shí)，血中MBCK增高，可作為輔助診斷的指標(biāo)之一。肌酸激酶（CREATINEKINASE,CK）肌酐隨尿排出，正常人每日尿中肌酐的排出量恒定。當(dāng)腎功能障礙時(shí)，肌酐排出受阻，血中濃度升高。血中肌酐的測(cè)定有助于腎功能不全的診斷。肌酐（CREATININE目錄（二）半胱氨酸與胱氨酸的代謝1半胱氨酸與胱氨酸的互變2H2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2二硫鍵對(duì)于維持蛋白質(zhì)空間構(gòu)象的穩(wěn)定性具有重要作用。目錄2半胱氨酸可轉(zhuǎn)變成?；撬崤；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分之一。目錄3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(lái)源。SO42ATPAMPSO3腺苷5磷酸硫酸3PO3H2AMPSO3（3磷酸腺苷5磷酸硫酸，PAPS）PAPS為活性硫酸，是體內(nèi)硫酸基的供體目錄四、芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸目錄（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝苯丙氨酸O2酪氨酸H2O苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADPHHNADP此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑。目錄1兒茶酚胺CATECHOLAMINE與黑色素MELANIN的合成酪氨酸代謝目錄帕金森病PARKINSONDISEASE患者多巴胺生成減少。2、黑色素MELANIN的合成在黑色素細(xì)胞中，酪氨酸可經(jīng)酪氨酸酶等催化合成黑色素。人體缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障礙，皮膚、毛發(fā)等發(fā)白，稱為白化病ALBINISM。目錄2酪氨酸的分解代謝體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時(shí)，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥。目錄3苯酮酸尿癥PHENYLKERONURIA,PKU體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，苯丙氨酸?jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并從尿中排出的一種遺傳代謝病。目錄（二）色氨酸代謝色氨酸5羥色胺一碳單位丙酮酸乙酰乙酰COA維生素PP目錄五、支鏈氨基酸的代謝支鏈氨基酸亮氨酸異亮氨酸纈氨酸CH3CHCH2CHNH2COOHCH3CH3CHCHNH2COOHCH3CH3CHCH2CHNH2COOHCH3目錄纈氨酸亮氨酸異亮氨酸NH3轉(zhuǎn)氨基作用相應(yīng)的酮酸CO2氧化脫羧基作用相應(yīng)的脂肪酰COA氧化相應(yīng)的、烯脂酰COA琥珀酸單酰COA乙酰COA乙酰COA乙酰乙酰COA琥珀酸單酰COA圖813支鏈氨基酸的代謝氨基酸的重要含氮衍生物化合物生理功能氨基酸前體嘌呤堿嘧啶堿卟啉化合物肌酸、磷酸肌酸尼克酸兒茶酚胺甲狀腺素黑色素5羥色胺組胺氨基丁酸精胺、精脒含氮堿基、核酸成分含氮堿基、核酸成分血紅素、細(xì)胞色素能量?jī)?chǔ)存維生素神經(jīng)遞質(zhì)、激素激