氨基酸 代謝課件

第十章氨基酸代謝主要內(nèi)容：了解蛋白質(zhì)及氨基酸的代謝的意義，本章著重討論蛋白質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的降解，以及氨基酸的分解和合成的共同代謝途徑。掌握氨基酸的脫氨作用及氨基酸的分解產(chǎn)物-氨和-α-酮酸的代謝去路。

目錄第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解第二節(jié)氨基酸的分解第三節(jié)氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化第四節(jié)氨的同化及氨基酸的生物合成一

蛋白質(zhì)的酶促降解

(一)蛋白質(zhì)酶的種類(lèi)和專(zhuān)一性

蛋白酶(Proteinase)

肽酶（Peptidase）(二)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解

溶酶體途徑:—無(wú)選擇地降解蛋白質(zhì)

泛肽（ubiguitin）途徑:—給選擇降解的蛋白質(zhì)加以標(biāo)記（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專(zhuān)一性胰蛋白酶：Lys、Arg羧基端肽鍵；(堿性）糜蛋白酶：Phe、Tyr、Trp肽鍵；(芳香族）彈性蛋白酶：Val、Leu、Ser、Ala肽鍵（脂肪族）肽酶的種類(lèi)和專(zhuān)一性編號(hào)名稱(chēng)作用特征3、4、113、4、13-氨(酰)肽水解酶(-aminoacylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的N-末端-羧肽水解酶(-carboxylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的C-末端3、4、14二羧肽水解酶(depeptidehydrolase)水解二肽羧肽酶A：水解中性aa為C端的肽鍵；羧肽酶B：水解堿性aa為C端的肽鍵；蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶體20S蛋白酶體ATP19S調(diào)節(jié)亞基去折疊水解E1：泛肽激活酶E2：泛肽載體蛋白

E3：泛肽-蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin）肽鏈內(nèi)切酶胃蛋白酶：水解芳香族氨基酸的—NH2形成的肽鍵。胰蛋白酶：水解堿性氨基酸的—COOH形成的肽鍵。胰凝乳蛋白酶：水解芳香族氨基酸的—COOH形成的肽鍵。肽鏈外切酶氨肽酶羧肽酶非必需氨基酸半必需氨基酸：His必需氨基酸：Lys、Trp、Thr、Phe、Ile、Leu、Val、Met二、氨基酸的一般代謝

◆氨基酸代謝概況(二)氨基酸的脫羧基作用(一)氨基酸的脫氨基作用氨基酸生物合成分解代謝蛋白質(zhì)脫氨α-酮酸脫羧胺（碳骨架）三大代謝能源氨基酸代謝簡(jiǎn)況（一）氨基酸的脫氨基作用

4、非氧化脫氨基作用1、氧化脫氨基作用

2、轉(zhuǎn)氨基作用3、聯(lián)合脫氨基作用1、氧化脫氨基作用

氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成相應(yīng)的α-酮酸的過(guò)程稱(chēng)為氧化脫氨基作用。主要有以下兩種類(lèi)型：2NH2CHRCOOH+O22RCOCOOH+2NH3

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH+3

|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2

L-谷氨酸脫氫酶+H2O+NH3NAD(P)+NAD(P)H+H+COOHCH2CH2C=OCOOHCOOHCH2CH2CHNH2COOH2、轉(zhuǎn)氨基作用

α-氨基酸1

R1-CH-COO-

NH+3

|α-酮酸1

R1-C-COO-O||

R2-C-COO-O||α-酮酸2

R2-CH-COO-

NH+3

|α-氨基酸2轉(zhuǎn)氨酶（輔酶：磷酸吡哆醛）

在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，α-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來(lái)的α-氨基酸生成相應(yīng)的α-酮酸，而原來(lái)的α-酮酸則形成了相應(yīng)的α-氨基酸，這種作用稱(chēng)為轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。-氨基酸磷酸吡哆醛醛亞胺酮亞胺磷酸吡哆胺磷酸吡哆醛的作用機(jī)理-酮酸互變異構(gòu)谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)3、聯(lián)合脫氨基作用（1）概念轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行的脫氨基作用方式。（2）類(lèi)型a、轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)b、轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)

轉(zhuǎn)氨酶L-谷氨酸脫氫酶H20+NAD+NH3+NADHα-酮酸α-氨基酸α-酮戊二酸L-谷氨酸轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)

α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸蘋(píng)果酸延胡索酸腺苷酸次黃苷酸

脫羧基作用NH2CHRCOOHRCH2NH2+CO2谷氨酸γ-氨基丁酸天冬氨酸β-丙氨酸組氨酸組胺RCH2NH2+O2+H2ORCHO+H2O2+NH3脫羧形成的胺有許多重要生化作用Glu—γ-氨基丁酸：重要的神經(jīng)介質(zhì)，抑制神經(jīng)中樞；His—組胺：有降壓、刺激胃液分泌的作用Tyr—酪胺：有升壓作用1、氨的代謝轉(zhuǎn)變▲重新生成氨基酸▲

谷氨酰胺和天冬酰氨的生成▲尿素的生成——尿素循環(huán)▲

合成其他含N物質(zhì)（1）尿素的生成

①概念②總反應(yīng)和過(guò)程

在排尿動(dòng)物體內(nèi)由NH3合成尿素是在肝臟中通過(guò)一個(gè)循環(huán)機(jī)制完成的，這一個(gè)循環(huán)稱(chēng)為尿素循環(huán)。NH3+CO2+3ATP+Asp+2H2ONH2-CO-NH2+

2ADP+2+

AMP+PPi+延胡索酸尿素循環(huán)氨基酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鳥(niǎo)氨酸精氨酸延胡索酸草酰乙酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸2ADP+Pi2ATP+CO2+NH3+H2O1細(xì)胞溶液線(xiàn)粒體NH2-C-NH2O尿素-酮戊二酸-酮戊二酸H2N-C-PO2345在線(xiàn)粒體中進(jìn)行，耗能。氨甲酰磷酸合成酶催化形成氨甲酰磷酸N-乙酰谷氨酸為別構(gòu)激活劑。A、氨的活化：在線(xiàn)粒體內(nèi)；鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶將氨甲酰磷酸交給鳥(niǎo)氨酸，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。B、形成瓜氨酸：在胞質(zhì)；精氨琥珀酸合成酶催化瓜氨酸與Asp縮合；消耗2個(gè)高能鍵。C、精氨琥珀酸生成：精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸上Asp骨架以延胡索酸形式移去，D、形成精氨酸精氨酸酶作用于精氨酸。E、尿素形成、鳥(niǎo)氨酸再生（2）谷氨酸的重新生成L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶

在大腦中發(fā)生上述反應(yīng)，大量消耗了-酮戊二酸和NADPH，引起中毒癥狀。在肌肉中，可利用這一反應(yīng)生成的谷氨酸的轉(zhuǎn)氨基作用，生成丙氨酸，將氨轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟中去。（3）谷氨酰胺的生成和利用+NH2+H2OATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶Mg2++2H谷氨酸合成酶2、氨基酸碳骨架的轉(zhuǎn)化途徑（1）再氨基化生成氨基酸（2）轉(zhuǎn)變成糖或脂肪生糖氨基酸生酮氨基酸（3）氧化供能生成CO2和H2O作業(yè)：分別寫(xiě)出谷氨酸在體內(nèi)生成糖和氧化分解成CO2、H2O的代謝途徑，并計(jì)算氧化分解時(shí)可產(chǎn)生的ATP數(shù)。氨基酸碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑

草酰乙酸磷酸烯醇式酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴(lài)氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸組氨酸脯氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸葡萄糖檸檬酸★氨基酸與一碳基團(tuán)

在代謝過(guò)程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解產(chǎn)生具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)（不包括CO2），稱(chēng)為一碳基團(tuán)，一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移除了和許多氨基酸的代謝直接有關(guān)外，還參與嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的生物合成。

一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移由相應(yīng)的一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶催化，其輔酶為FH4

一碳基團(tuán)和氨基酸代謝-CH=NH亞氨甲基H-CO-甲酰基-CH2OH甲醇基-CH=次甲基-CH2-亞甲基-CH3甲基葉酸和四氫葉酸（FH4或THFA）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO一碳基團(tuán)的來(lái)源與轉(zhuǎn)變S-腺苷蛋氨酸N5-CH3-FH4N5，N10-

CH2-FH4N5，N10=CH-FH4

N10-CHO-FH4N5，

N10-CH2-FH4還原酶N5，

N10-CH2-FH4脫氫酶環(huán)水化酶

絲氨酸

組氨酸苷氨酸參與

甲基化反應(yīng)為胸腺嘧啶合成提供甲基參與嘌呤合成FH4FH4FH4

HCOOHH2ONAD+NDAH+H+NAD+NDAH+H+H+參與嘌呤合成★氨基酸與生物活性物質(zhì)酪氨酸代謝與黑色素的形成色氨酸代謝與5-羥色胺與吲哚乙酸谷氨酸與-氨基丁酸組氨酸與組胺半胱氨酸和牛磺酸多巴胺羥化★氨基酸的生物合成1、必需氨基酸2、20種氨基酸的生物合成概況3、氨基酸生物合成的調(diào)節(jié)必需氨基酸的概念Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phe、Trp(His、Arg)

凡是機(jī)體不能自己合成，必需來(lái)自外界的氨基酸，稱(chēng)為必需氨基酸。

人的必需氨基酸：二十種氨基酸的生物合成概況

谷氨酸族天冬氨酸族丙氨酸族絲氨酸族His和芳香族氨基酸生物合成的分族情況（1）丙氨酸族丙酮酸Ala、Val、Leu（2）絲氨酸族甘油酸-3-磷酸Ser、Gly、Cys（3）谷氨酸族

-酮戊二酸Glu、Gln、Pro、Arg（4）天冬氨酸族草酰乙酸Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、Met（5）組氨酸和芳香氨基酸族磷酸核糖His磷酸赤蘚糖+PEPPhe、Tyr