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1 第七章 氨基酸代谢 Metabolism of Amino Acids

2 第一节 蛋白质的营养作用 Nutritional Function of Protein

3 一 蛋白质营养的重要性 1. 维持细胞 组织的生长 更新和修补 2. 参与多种重要的生理活动 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

4 二 蛋白质需要量和营养价值 1. 氮平衡 (nitrogen balance) 摄入食物的含氮量与排泄物 ( 尿与粪 ) 中含氮量之间的关系 氮总平衡 : 摄入氮 = 排出氮 ( 正常成人 ) 氮正平衡 : 摄入氮 > 排出氮 ( 儿童 孕妇等 ) 氮负平衡 : 摄入氮 < 排出氮 ( 饥饿 消耗性疾病患者 ) 氮平衡的意义 : 可以反映体内蛋白质代谢的慨况

5 2. 生理需要量 成人每日最低蛋白质需要量为 30~50g, 我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为 80g 3. 蛋白质的营养价值 1 必需氨基酸 (essential amino acid) 指体内需要而又不能自身合成, 必须由食物供给的氨基酸, 共有 8 种 :Val Ile Leu Thr Met Lys Phe Trp 其余 12 种氨基酸体内可以合成, 称非必需氨基酸

6 2 蛋白质的营养价值 (nutrition value) 蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量 种类 量质比 3 蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用, 其 必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值

7 第二节 蛋白质的消化 吸收和腐败 Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins

8 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

9 消化过程 ( 一 ) 胃中的消化作用 胃蛋白酶原 (pepsinogen) 胃酸 胃蛋白酶 胃蛋白酶 + 多肽碎片 (pepsin) 胃蛋白酶的最适 ph 为 1.5~2.5, 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

10 ( 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, 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

11 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) 酶原激活的意义 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

12 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 氨基肽酶内肽酶羧基肽酶 二肽酶 氨基酸 + 蛋白水解酶作用示意图 氨基酸

13 二 氨基酸的吸收 吸收部位 : 主要在小肠 吸收形式 : 氨基酸 寡肽 二肽 吸收机制 : 耗能的主动吸收过程

14 ( 一 ) 氨基酸吸收载体 载体蛋白与氨基酸 Na + 组成三联体, 由 ATP 供能将氨基酸 Na + 转入细胞内, Na + 再由钠泵排出细胞 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

15 ( 二 )γ- 谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用 γ- 谷氨酰基循环 (γ-glutamyl cycle) 过程 : 谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成

16 细胞外 H 2 NCH COOH R 氨基酸 细胞膜 γ- 谷氨酰基转移酶 ADP+Pi ATP 细胞内 半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly) 谷胱甘肽 GSH COOH CHNH 2 CH 2 CH 2 C NH O 甘氨酸 谷胱甘肽合成酶 γ- 谷氨酰氨基酸 肽酶 COOH CH R 半胱氨酸 γ- 谷氨酰半胱氨酸合成酶 γ- 谷氨酰半胱氨酸 γ- 谷氨酸环化转移酶 5- 氧脯氨酸 5- 氧脯氨酸酶 谷氨酸 氨基酸 H 2 NCH ATP COOH R ADP+Pi ATP ADP+Pi γ- 谷氨酰基循环过程

17 ( 三 ) 肽的吸收 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

18 三 蛋白质的腐败作用 蛋白质的腐败作用 (putrefaction) 肠道细菌对未被消化和吸收的蛋白质及 其消化产物所起的作用 腐败作用的产物大多有害, 如胺 氨 苯酚 吲哚等 ; 也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质

19 ( 一 ) 胺类 (amines) 的生成 蛋白酶脱羧基作用蛋白质氨基酸胺类 组氨酸色氨酸酪氨酸赖氨酸 组胺色胺酪胺尸胺

20 假神经递质 (false neurotransmitter) 某些物质结构与神经递质结构相似, 可取代正常神经递质从而影响脑功能, 称假神经递质 CH 2 NH 2 CH 2 NH 2 CH 2 NH 2 CH 2 NH 2 CH 2 H C OH CH 2 H C OH 苯乙胺 苯乙醇胺 OH 酪胺 OH β- 羟酪胺

21 β- 羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺, 它们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合, 但不能传递神经冲动, 使大脑发生异常抑制

22 ( 二 ) 氨的生成 未被吸收的氨基酸 肠道细菌脱氨基作用 氨 (ammonia) 渗入肠道的尿素 尿素酶 降低肠道 ph,nh 3 转变为 NH + 4 以胺盐形式排出, 可减少氨的吸收, 这是酸性灌肠的依据

23 ( 三 ) 其它有害物质的生成 酪氨酸 半胱氨酸 色氨酸 苯酚 硫化氢 吲哚

24 第三节 氨基酸的一般代谢 General Metabolism of Amino Acids

25 一 概述 蛋白质的半寿期 (half-life) 蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间, 用 t 1/2 表示 蛋白质转换 (protein turnover)

26 真核生物中蛋白质的降解有两条途径 1 溶酶体内降解过程 不依赖 ATP 利用组织蛋白酶 (cathepsin) 降解外源性蛋白 膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白 2 依赖泛素 (ubiquitin) 的降解过程 依赖 ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白

27 泛素 76 个氨基酸的小分子蛋白 (8.5kD) 普遍存在于真核生物而得名 一级结构高度保守 泛素介导的蛋白质降解过程 1. 泛素化 (ubiquitination) 泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接, 并使其激活 2. 蛋白酶体 (proteasome) 对泛素化蛋白质的降解

28 O 泛素 C O - + HS-E 1 ATP AMP+PPi 泛素 O C S E 1 泛素 O C S E 1 HS-E 2 HS-E 1 泛素 O C S E 2 泛素 O C 被降解蛋白质 HS-E 2 O S E 2 泛素 C NH 被降解蛋白质 E 3 E 1 : 泛素活化酶 E 2 : 泛素携带蛋白 E 3 : 泛素蛋白连接酶 泛素化过程

29 体内蛋白质降解参与多种生理 病理调节作用 如基因表达 细胞增殖 炎症反应 诱发 癌瘤 ( 促进抑癌蛋白 P53 降解 )

30 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

31 氨基酸代谢概况 尿素 食物蛋白质 组织蛋白质 消化吸收 分解 合成 氨基酸代谢库 氨 脱氨基作用 α- 酮酸 脱羧基作用 酮体 氧化供能 糖 体内合成氨基酸 ( 非必需氨基酸 ) 代谢转变 其它含氮化合物 ( 嘌呤 嘧啶等 ) 胺类

32 二 氨基酸的脱氨基作用 定义 指氨基酸脱去氨基生成相应 α- 酮酸的过程 脱氨基方式 氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨基非氧化脱氨基 转氨基和氧化脱氨基偶联 转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联

33 ( 一 ) 转氨基作用 (transamination) 1. 定义 在转氨酶 (transaminase) 的作用下, 某一氨基酸去掉 α- 氨基生成相应的 α- 酮酸, 而另一种 α- 酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程

34 2. 反应式 大多数氨基酸可参与转氨基作用, 但赖氨酸 脯氨酸 羟脯氨酸除外

35 3. 转氨酶 正常人各组织 GOT 及 GPT 活性 ( 单位 / 克湿组织 ) 组织 GOT GPT 组织 GOT GPT 心 肝 骨骼肌 肾 胰腺脾肺血清 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

36 4. 转氨基作用的机制 转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛 氨基酸 转氨酶 磷酸吡哆醛 谷氨酸 α- 酮酸磷酸吡哆胺 α- 酮戊二酸

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38 5. 转氨基作用的生理意义 转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨 基的重要方式, 也是机体合成非必需氨基酸 的重要途径 通过此种方式并未产生游离的氨

39 ( 二 )L- 谷氨酸氧化脱氨基作用 NH 2 NAD(P)H+H + NH H 2 O O CH COOH C COOH C COOH + NH 3 (CH 2 ) 2 COOH NAD(P) + (CH 2 ) 2 COOH (CH 2 ) 2 COOH L- 谷氨酸 α- 酮戊二酸 催化酶 : L- 谷氨酸脱氢酶 存在于肝 脑 肾中 辅酶为 NAD + 或 NADP + GTP ATP 为其抑制剂 GDP ADP 为其激活剂

40 ( 三 ) 联合脱氨基作用 1. 定义 两种脱氨基方式的联合作用, 使氨基酸脱下 α- 氨基生成 α- 酮酸的过程 2. 类型 1 转氨基偶联氧化脱氨基作用 2 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环

41 1 转氨基偶联氧化脱氨基作用 氨基酸 转氨酶 α- 酮酸 α- 酮戊二酸 谷氨酸 NH 3 +NADH+H + L- 谷氨酸脱氢酶 H 2 O+NAD + 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式, 也是 体内合成非必需氨基酸的主要方式 主要在肝 肾组织进行

42 2 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环 氨基酸 转氨酶 1 α- 酮酸 此种方式主要在肌肉组织进行 α- 酮戊二酸 谷氨酸 转氨酶 2 天冬氨酸 草酰乙酸 苹果酸 腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸代琥珀酸合成酶 延胡索酸 次黄嘌呤核苷酸 (IMP) 腺嘌呤核苷酸 (AMP) NH 3 腺苷酸脱氢酶 H 2 O

43 三 α- 酮酸的代谢 ( 一 ) 经氨基化生成非必需氨基酸 ( 二 ) 转变成糖及脂类 氨基酸生糖及生酮性质的分类 类别生糖氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 氨基酸甘氨酸 丝氨酸 缬氨酸 组氨酸 精氨酸 羟脯氨酸 丙氨酸 谷氨酸 谷氨酰胺 蛋氨酸 天冬氨酸 天冬酰胺 脯氨酸 半胱氨酸亮氨酸 赖氨酸异亮氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 苏氨酸 色氨酸

44 ( 三 ) 氧化供能 α- 酮酸在体内可通过 TAC 和氧化磷酸化 彻底氧化为 H 2 O 和 CO 2, 同时生成 ATP

45 氨基酸 糖及脂肪代谢的联系糖 丙氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸 天冬氨酸天冬酰胺 葡萄糖或糖原 磷酸丙糖 PEP 丙酮酸 异亮氨酸亮氨酸色氨酸 草酰乙酸 延胡索酸 乙酰 CoA T A C α- 磷酸甘油脂肪酸 柠檬酸 甘油三酯 α- 酮戊二酸 乙酰乙酰 CoA CO 2 脂肪 亮氨酸赖氨酸酪氨酸色氨酸苯丙氨酸 谷氨酸 酮体 苯丙氨酸酪氨酸 琥珀酰 CoA CO 2 异亮氨酸蛋氨酸丝氨酸苏氨酸缬氨酸 精氨酸谷氨酰胺组氨酸缬氨酸

46 第四节 氨的代谢 Metabolism of Ammonia

47 氨是机体正常代谢产物, 具有毒性 体内的氨主要在肝合成尿素 (urea) 而解毒 正常人血氨浓度一般不超过 0.6μmol/L

48 1. 血氨的来源 一 血氨的来源与去路 1 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源, 胺类的分解也可以产生氨 2 肠道吸收的氨 胺氧化酶 RCH 2 NH 2 RCHO + NH 3 氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨 尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 3 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺酶谷氨酰胺谷氨酸 + NH 3

49 2. 血氨的去路 1 在肝内合成尿素, 这是最主要的去路 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 + NH 3 4 肾小管泌氨 ATP 谷氨酰胺合成酶 ADP+Pi 谷氨酰胺 分泌的 NH 3 在酸性条件下生成 NH 4+, 随尿排出

50 二 氨的转运 1. 丙氨酸 - 葡萄糖循环 (alanine-glucose cycle) 生理意义 1 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝 2 肝为肌肉提供葡萄糖 反应过程

51 肌肉蛋白质 氨基酸 NH 3 谷氨酸 α- 酮戊二酸 葡萄糖 丙酮酸糖丙氨酸 酵解途径肌肉 血液 葡萄糖 丙氨酸 葡萄糖 糖异生 丙酮酸 丙氨酸 肝 尿素 尿素循环 NH 3 谷氨酸 α- 酮戊二酸 丙氨酸 - 葡萄糖循环

52 2. 谷氨酰胺的运氨作用 反应过程 谷氨酸 + NH 3 ATP 谷氨酰胺合成酶 谷氨酰胺酶 ADP+Pi 谷氨酰胺 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

53 三 尿素的生成 ( 一 ) 生成部位 ( 二 ) 生成过程 主要在肝细胞的线粒体及胞液中 尿素生成的过程由 Hans Krebs 和 Kurt Henseleit 提出, 称为鸟氨酸循环 (orinithine cycle), 又称尿素循环 (urea cycle) 或 Krebs- Henseleit 循环

54 1. 氨基甲酰磷酸的合成 反应在线粒体中进行 CO 2 + NH 3 + H 2 O + 2ATP 氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅰ (N- 乙酰谷氨酸,Mg 2+ ) O H 2 N C O ~ PO ADP + Pi 氨基甲酰磷酸

55 反应由氨基甲酰磷酸合成酶 Ⅰ(carbamoyl phosphate synthetaseⅠ, CPS-Ⅰ) 催化 N- 乙酰谷氨酸为其激活剂, 反应消耗 2 分子 ATP COOH N- 乙酰谷氨酸 (AGA) CH 3 C-NH-CH O (CH 2 ) 2 COOH

56 2. 瓜氨酸的合成 NH 2 C O NH 2 NH 2 NH (CH 2 ) 3 CH NH 2 COOH 鸟氨酸 + C O 鸟氨酸氨基甲酰转移酶 O ~PO 2-3 氨基甲酰磷酸 H 3 PO 4 (CH 2 ) 3 CH NH 2 COOH 瓜氨酸

57 由鸟氨酸氨基甲酰转移酶 (ornithine carbamoyl transferase,oct) 催化,OCT 常与 CPS-Ⅰ 构成复合体 反应在线粒体中进行, 瓜氨酸生成后进入胞液

58 3. 精氨酸的合成 反应在胞液中进行 NH 2 C O NH (CH 2 ) 3 + CH NH 2 COOH 瓜氨酸 COOH H C H 精氨酸代琥珀酸合成酶 2 N CH 2 COOH 天冬氨酸 Mg 2+ ATP H 2 O AMP+PPi NH 2 COOH C N C H NH (CH 2 ) 3 CH CH 2 COOH NH 2 COOH 精氨酸代琥珀酸

59 NH 2 COOH NH 2 C N C H C NH COOH NH (CH 2 ) 3 CH 2 COOH 精氨酸代琥珀酸裂解酶 NH (CH 2 ) 3 + CH CH CH NH 2 CH NH 2 HOOC COOH COOH 精氨酸代琥珀酸 精氨酸 延胡索酸

60 4. 精氨酸水解生成尿素 反应在胞液中进行 精氨酸 尿素 鸟氨酸

61 CO 2 + NH 3 + H 2 O 2ATP N- 乙酰谷氨酸 2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸 Pi 鸟氨酸瓜氨酸 线粒体 鸟氨酸循环 鸟氨酸 尿素 胞液 精氨酸 ATP AMP + PPi 瓜氨酸 精氨酸代琥珀酸 延胡索酸 天冬氨酸 草酰乙酸 苹果酸 α- 酮戊二酸 谷氨酸 氨基酸 α- 酮酸

62 ( 三 ) 反应小结 原料 :2 分子氨, 一个来自于游离氨, 另一个来自天冬氨酸 过程 : 先在线粒体中进行, 再在胞液中进行 耗能 :3 个 ATP,4 个高能磷酸键

63 ( 四 ) 尿素生成的调节 1. 食物蛋白质的影响 高蛋白膳食 低蛋白膳食 合成 合成 2. CPS-Ⅰ 的调节 :AGA 精氨酸为其激活剂 3. 尿素生成酶系的调节 :

64 正常成人肝尿素合成酶的相对活性 酶氨基甲酰磷酸合成酶鸟氨酸氨基甲酰转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 相对活性

65 ( 五 ) 高氨血症和氨中毒 血氨浓度升高称高氨血症 ( hyperammonemia), 常见于肝功能严重损伤 时, 尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症 高氨血症时可引起脑功能障碍, 称氨中毒 (ammonia poisoning)

66 氨中毒的可能机制 NH 3 NH 3 脑内 α- 酮戊二酸 TAC 脑供能不足α- 酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺

67 第五节 个别氨基酸的代谢 Metabolism of Individual Amino Acids

68 一 氨基酸脱羧基作用 脱羧基作用 (decarboxylation) R H C NH 2 COOH 氨基酸 氨基酸脱羧酶 磷酸吡哆醛 RCH 2 NH 2 + CO 2 胺类

69 ( 一 )γ- 氨基丁酸 (γ-aminobutyric acid, GABA) L- 谷氨酸脱酶 L- 谷氨酸 GABA CO 2 GABA 是抑制性神经递质, 对中枢神经有抑制作用

70 ( 二 ) 牛磺酸 (taurine) 磺酸丙氨酸脱羧酶 L- 半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸 CO 2 牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分

71 ( 三 ) 组胺 (histamine) 组氨酸脱羧酶 L- 组氨酸组胺 CO 2 组胺是强烈的血管舒张剂, 可增加毛细血管的 通透性, 还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌

72 ( 四 )5- 羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT) 色氨酸羟化酶 5- 羟色氨酸脱羧酶色氨酸 5- 羟色氨酸 5-HT CO 2 5-HT 在脑内作为神经递质, 起抑制作用 ; 在外周组织有收缩血管的作用

73 ( 五 ) 多胺 (polyamines) 鸟氨酸 S- 腺苷甲硫氨酸 (SAM ) 鸟氨酸脱羧酶 CO 2 SAM 脱羧酶 CO 2 腐胺 脱羧基 SAM 丙胺转移酶5'- 甲基 - 硫 - 腺苷 精胺 (spermine) 丙胺转移酶 精脒 (spermidine) 多胺是调节细胞生长的重要物质 在生长旺盛的组织 ( 如胚胎 再生肝 肿瘤组织 ) 含量较高, 其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强

74 ( 一 ) 概述 定义 二 一碳单位的代谢 某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团, 称为一碳单位 (one carbon unit)

75 种类 甲基 (methyl) -CH 3 甲烯基 (methylene) -CH 2 - 甲炔基 (methenyl) 甲酰基 (formyl) 亚胺甲基 (formimino) -CH= -CHO -CH=NH

76 ( 二 ) 四氢叶酸是一碳单位的载体 FH 4 的生成 FH 2 还原酶 FH 2 还原酶 F FH 2 FH 4 NADPH+H + NADP + NADPH+H + NADP +

77 FH 4 携带一碳单位的形式 ( 一碳单位通常是结合在 FH 4 分子的 N 5 N 10 位上 ) N 5 CH 3 FH 4 N 5 N 10 CH 2 FH 4 N 5 N 10 =CH FH 4 N 10 CHO FH 4 N 5 CH=NH FH 4

78 ( 三 ) 一碳单位与氨基酸代谢 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=NH FH 4 色氨酸 N 10 CHO FH 4

79 ( 四 ) 一碳单位的互相转变 N 10 CHO FH 4 H + H 2 O NH 3 N 5, N 10 =CH FH 4 N 5 CH=NH FH 4 NADPH+H + NADP + N 5, N 10 CH 2 FH 4 NADH+H + NAD + N 5 CH 3 FH 4

80 ( 五 ) 一碳单位的生理功能 作为合成嘌呤和嘧啶的原料 把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来

81 三 含硫氨基酸的代谢 含硫氨基酸 半胱氨酸 胱氨酸 甲硫氨酸 CH 2 SH CH 2 S S CH 2 S CH 3 CHNH 2 CHNH 2 CHNH 2 CH 2 COOH COOH COOH CH 2 CHNH 2 COOH

82 ( 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)

83 SAM 为体内甲基的直接供体 RH RH CH 3 腺苷 甲基转移酶 SAM S 腺苷同型半胱氨酸 同型半胱氨酸

84 2. 甲硫氨酸循环 (methionine cycle) FH 4 同型半胱氨酸 (VitB 12 ) 甲硫氨酸 N 5 CH 3 FH 4 N 5 CH 3 FH 4 转甲基酶 ATP PPi+Pi S- 腺苷甲硫氨酸 腺苷 RH H 2 O S- 腺苷同型 半胱氨酸 RH -CH 3

85 3. 肌酸的合成 肌酸 (creatine) 和磷酸肌酸 (creatine phosphate) 是能量储存 利用的重要化合物 肝是合成肌酸的主要器官 肌酸以甘氨酸为骨架, 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, 转变为磷酸肌酸 肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐 (creatinine)

86 H 2 O +

87 ( 二 ) 半胱氨酸与胱氨酸的代谢 1. 半胱氨酸与胱氨酸的互变 2 CH 2 SH CHNH 2 COOH -2H +2H CH 2 S CHNH 2 COOH S CH 2 CHNH 2 COOH

88 2. 硫酸根的代谢 含硫氨基酸分解可产生硫酸根, 半胱氨酸是主要来源 SO ATP AMP - SO 3 - ( 腺苷 -5 - 磷酸硫酸 ) 3-PO 3 H 2 -AMP-SO 3 - (3 - 磷酸腺苷 -5 - 磷酸硫酸,PAPS) PAPS 为活性硫酸, 是体内硫酸基的供体

89 四 芳香族氨基酸的代谢 芳香族氨基酸 苯丙氨酸酪氨酸色氨酸

90 ( 一 ) 苯丙氨酸和酪氨酸的代谢 苯丙氨酸 + O 2 苯丙氨酸羟化酶 酪氨酸 + H 2 O 四氢生物蝶呤 二氢生物蝶呤 NADP + NADPH+H + 此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径

91 1. 儿茶酚胺 (catecholamine) 与黑色素 (melanin) 的合成

92 帕金森病 (Parkinson disease) 患者多巴胺生成减少 在黑色素细胞中, 酪氨酸可经酪氨酸酶等催化合成黑色素 人体缺乏酪氨酸酶, 黑色素合成障碍, 皮肤 毛发等发白, 称为白化病 (albinism)

93 2. 酪氨酸的分解代谢 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

94 3. 苯酮酸尿症 (phenyl keronuria, PKU) 体内苯丙氨酸羟化酶缺陷, 苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸, 苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸 苯乙酸等, 并从尿中排出的一种遗传代谢病

95 ( 二 ) 色氨酸代谢 5- 羟色胺 色氨酸 一碳单位 丙酮酸 + 乙酰乙酰 CoA 维生素 PP

96 五 支链氨基酸的代谢 支链氨基酸 亮氨酸异亮氨酸缬氨酸 COOH CHNH 2 CH 2 COOH CHNH 2 CH CH 3 COOH CHNH 2 CH CH 3 CH CH 3 CH 3 CH 2 CH 3 CH 3

97 氨基酸的重要含氮衍生物 化合物生理功能氨基酸前体 Asp Gln Gly Asp 嘌呤碱嘧啶碱卟啉化合物肌酸 磷酸肌酸尼克酸儿茶酚胺甲状腺素黑色素 5- 羟色胺组胺 γ- 氨基丁酸精胺 精脒 含氮碱基 核酸成分含氮碱基 核酸成分血红素 细胞色素能量储存维生素神经递质 激素激素皮肤色素血管收缩剂 神经递质血管舒张剂神经递质细胞增殖促进剂 Trp Tyr Phe Tyr Tyr Phe Trp His Glu Arg Met 一氧化氮 (NO) 细胞信号转导分子 Arg Gly Gly Arg Met

98 COOH COOH H 2 N C H (CH 2 ) 3 NH + O 2 一氧化氮合酶 (NOS) H 2 N NADPH+H + NADP + C H (CH 2 ) 3 NH + NO C NH C O H 2 N H 2 N 精氨酸瓜氨酸一氧化氮

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