11 metabolism of amino acids 氨基酸代谢.ppt

Chapter 11-1,第十一章 氨基酸代谢Metabolism of Amino Acids,蛋白质的营养作用蛋白质的消化、吸收与腐败氨基酸的一般代谢氨的代谢-酮酸的代谢个别氨基酸的代谢,Chapter 11-2,第一节 蛋白质的营养作用,一、蛋白质的生理功能 1.维持组织细胞的生长、更新和修补2.参与物质代谢及生理功能的调控3.氧化供能,Chapter 11-3,二、氮平衡(nitrogen balance)p348,蛋白质的摄入和排出主要含氮物氮平衡(nitrogen balance)体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡。正氮平衡负氮平衡,Chapter 11-4,Chapter 11-5,三、蛋白质的营养价值及互补作用,决定蛋白质营养价值高低的因素必需氨基酸的含量、种类和比例具有与人体需求相符的氨基酸组成蛋白质生物价（Biological value,BV）体内存留的氮与从食物摄入的总氮量的百分比 食物蛋白质的互补作用将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，以提高其营养价值的作用。,Chapter 11-6,几种食物混合后蛋白质的生物价,Chapter 11-7,第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败,一、蛋白质的消化（一）胃中的消化：胃蛋白酶：水解食物蛋白质为多肽、寡肽及少量氨基酸。（二）肠中的消化：肽链外切酶：如羧肽酶A、羧肽酶B、氨基肽酶、二肽酶等；肽链内切酶：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶等。蛋白质在肠中完全水解为氨基酸。,p349,Chapter 11-8,二、氨基酸的吸收,主要在小肠进行主动转运过程由特殊载体（载体蛋白）携带。转运氨基酸进入细胞时，同时转运入Na+。载体中性氨基酸载体碱性氨基酸载体（Lys、Arg）酸性氨基酸载体（Asp、Glu）亚氨酸及甘氨酸载体（Pro、Hyp、Gly）,p350,Chapter 11-9,经-谷氨酰循环进行由-谷氨酰基转移酶催化，利用谷胱甘肽（GSH），合成-谷氨酰氨基酸进行转运。,Chapter 11-10,三、蛋白质在肠中的腐败,主要在大肠中进行，是细菌对蛋白质及其消化产物的分解作用。腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、脱氨、脱巯基等反应。产生有毒物质，如胺类（腐胺、尸胺），酚类，吲哚类，氨及硫化氢等，及部分有益物质，如脂肪酸、维生素。有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。,Chapter 11-11,第三节 氨基酸的一般代谢,p352,氨基酸的来源和去路,激素、核酸、卟啉、黑色素 等,Chapter 11-13,脱氨基作用 NH3+-酮酸 一般分解代谢 脱羧基作用 CO2+胺氨基酸的分解代谢 特殊分解代谢 特殊侧链的分解代谢,Chapter 11-14,一、氨基酸的脱氨基作用(deamination),四种方式脱氨基氧化脱氨基氨基移换联合脱氨基非氧化脱氨基,Chapter 11-15,（一）氧化脱氨基(oxidative deamination)反应过程包括脱氢和水解两步。-2H+H2OR-CH（NH2）COOH R-C（=NH）COOH R-COCOOH+NH3,L-氨基酸氧化酶（L-amino acid oxidase)L-谷氨酸脱氢酶(L-glutamate dehydrogenase),Chapter 11-16,L-氨基酸氧化酶需氧脱氢酶以FAD或FMN为辅基，脱下的氢原子交给O2，生成H2O2。活性不高，在各组织器官中分布局限，因此作用不大。L-谷氨酸脱氢酶不需氧脱氢酶以NAD+或NADP+为辅酶，生成的NADH或NADPH可进入呼吸链进行氧化磷酸化。活性高，分布广泛，因而作用较大。属于变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。,Chapter 11-17,（二）氨基移换作用（转氨基作用）aminotransteration（transamination）,由氨基转移酶（转氨酶，transaminase)催化，将-氨基酸的氨基转移到-酮酸酮基的位置上，生成相应的-氨基酸，而原来的-氨基酸则转变为相应的-酮酸。R-CH(NH2)COOH R”-COCOOH R-COCOOH R”-CH(NH2)COOH Glu,Asp,Chapter 11-18,Chapter 11-19,转氨酶(transaminase)以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。转氨基作用(transamination)可以在氨基酸与-酮酸之间普遍进行。除Gly、Lys、Thr和Pro外，均可参加转氨基作用。可逆反应,VB6,要点：,Chapter 11-20,转氨基作用机制,Chapter 11-21,重要的转氨酶：丙氨酸氨基转移酶（alanine trans-aminase,ALT），又称为谷丙转氨酶(glutamate pyruvate transaminase,GPT）。催化丙氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。ALT丙氨酸+-酮戊二酸 丙酮酸+谷氨酸,Chapter 11-22,天冬氨酸氨基转移酶（aspartate transaminase,AST），又称为谷草转氨酶（glutamate oxaloacetate transaminase GOT）。催化天冬氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。p308 AST天冬氨酸+-酮戊二酸 草酰乙酸+谷氨酸,Chapter 11-23,Chapter 11-24,肝功各项化验指标的临床意义,谷丙转氨酶(ALT)谷草转氨酶(AST)碱性磷酸酶(ALP)-谷氨酰转肽酶(GGT)白蛋白/球蛋白(A/G)总胆红素(T-Bil)直接胆红素(D-Bil),Chapter 11-25,ALT肝细胞浆AST肝细胞浆和线粒体中。急性肝炎和轻症的慢性肝炎,主要表现为ALT的升高，因此，AST/ALT1甚至2。,Chapter 11-26,（三）联合脱氨基作用：,体内主要的脱氨基的方式 1、转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为-酮酸(-ketoacid)。,p354,p355 图124,Chapter 11-27,2、嘌呤核苷酸循环（purine nucleotide cycle,PNC）：,存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。原因：谷氨酸脱氢酶的活性较低，而腺苷酸脱氨酶(adenylate deaminase)的活性较高。,Chapter 11-28,腺苷酸脱氨酶可催化AMP脱氨基，此反应与转氨基反应相联系，即构成嘌呤核苷酸循环的脱氨基作用。,p355 图125,次黄嘌呤核苷酸,E,E,Chapter 11-29,（四）非氧化脱氨基作用（略）,直接脱氨基作用脱水脱氨基作用脱硫化氢脱氨基作用水解脱氨还原脱氨主要存在于微生物中的脱氨基方式,Chapter 11-30,二、氨基酸的脱羧基作用 Decarboxylation of amino acid由氨基酸脱羧酶(decarboxyase)催化，辅酶为磷酸吡哆醛，产物为CO2和胺。氨基酸脱羧酶R-CH（NH2）COOH R-CH2NH2+CO2(磷酸吡哆醛)所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化为CO2和水。,p357,Chapter 11-31,（一）-氨基丁酸的生成：-氨基丁酸（gamma-aminobutyric acid,GABA）是一种重要的神经递质，由L-谷氨酸脱羧而产生。由L-谷氨酸脱羧酶催化，在脑及肾中活性很高。L-谷氨酸脱羧酶 HOOCCH2CH2CH（NH2）COOH HOOCCH2CH2CHNH2+CO2 作用：抑制中枢神经系统，提供神经组织能量来源 红曲霉,Chapter 11-32,（二）5-羟色胺的生成：5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）也是一种重要的神经递质，且具有促进血管收缩、血压升高和促进胃肠运动的作用，并且与神经兴奋传导有关。5-羟色胺的合成原料是色氨酸(tryptophan)。色氨酸在脑中首先由色氨酸羟化酶作用，生成5-羟色氨酸，然后再由5-羟色氨酸脱羧酶催化脱羧，生成5-羟色胺。,Chapter 11-33,Chapter 11-34,（三）组胺的生成：组胺(histamine)由组氨酸脱羧产生，具有促进平滑肌收缩，促进胃酸分泌和强烈的舒张血管作用。组胺的释放与过敏反应和应激反应有关。抗组胺药物,Chapter 11-35,（四）多胺的生成：精脒（spermidine)和精胺(spermine)均属于多胺(polyamines)，与细胞生长繁殖的调节有关。多胺合成的原料为鸟氨酸，关键酶是鸟氨酸脱羧酶(ornithine decarboxylase)。,临床上利用测定癌瘤病人血尿中多胺含量作为观察病情的指标之一。,Chapter 11-36,脱氨基作用 NH3+-酮酸 一般分解代谢 脱羧基作用 CO2+胺氨基酸的分解代谢 特殊分解代谢 特殊侧链的分解代谢,Chapter 11-37,第四节 氨的代谢Metabolism of ammonia,一、血氨的来源与去路,p357,Chapter 11-38,二、氨（ammonia)在血中的转运,氨是有毒物质，血中的NH3主要是以无毒的Ala及Gln两种形式运输的。,Chapter 11-39,是肌肉与肝之间氨的转运形式。意义：使肌肉中的氨以无毒的Ala形式运到肝，肝又为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。,（一）丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)：,Chapter 11-40,主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。,（二）谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用,Gln既是氨的一种解毒形式，也是氨的储存和运输形式。,Chapter 11-41,三、氨的排泄,排泄氨的动物：氨与谷氨酸合成谷氨酰胺，至氨的排泄器官，如鳃，经谷氨酰胺酶分解出氨排出。尿素形成,p358,Chapter 11-42,鸟氨酸循环与尿素的合成ornithine cycle and urea synthesis（略）,