氨基酸的体内代谢-一般代谢53页PPT

肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸， 后者经血液循环转运至肝脏再脱氨基，生成 的丙酮酸经糖异生合成葡萄糖后再经血液循 环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸，通过这 一循环反响过程即可将肌肉中氨基酸的氨基 转移到肝脏进展处理。这一循环反响过程就 称为丙氨酸-葡萄糖循环。
B〕谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用 ：
R1-C| H-COONH+3
α-氨基酸1
R2-C|| -COOO
α-酮酸2
R1-C|| -COOO
α-酮酸1
转氨酶
R2-C| H-COONH+3
α-氨基酸2
〔辅酶：磷酸吡哆醛〕
转氨酶
谷丙转氨酶〔GPT〕 谷草转氨酶〔GOP〕
* 转氨酶的辅酶只有一种：磷酸吡哆醛
3、联合脱氨基作用
〔1〕概念 〔2〕举例
蛋白质及氨基酸代谢幻灯 片PPT
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第一节 蛋白质的降解
一、蛋白质降解的特性
细胞可以有选择的降解蛋白质，蛋白 质的存活期与其对细胞的代谢需求、营养 状态和激素的作用相关。
E2：泛肽载体蛋白
E3：泛肽-蛋白质连接酶
E2-S-
E3 E2-SH
19S调节亚基
ATP 20S蛋白酶体
ATP
多泛肽化蛋白
去折叠 水解
26S蛋白酶体
三、机体对外源蛋白质的需要及消化作用 外源蛋白质在哺乳动物的消化道被分解为氨基
酸才能吸收，一个70kg的人每天大约有400g的蛋 白质周转，其中约1/4被降解或转变为葡萄糖，需 要外源蛋白质补充，其余3/4在体内再循环。

（三）联合脱氨基作用 （四）嘌呤核苷酸循环
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(一) 氧化脱氨基作用
•氧化脱氨基作用是指氨基酸在酶的催化作用下，脱氢氧
化的同时脱去氨的过程。
•部位：肝，肾，脑 •方式：不需氧脱氢 •酶： L-谷氨酸脱氢酶 •反应：
NH2
NAD(P)H+H+ NH
H2O O
CH COOH
C COOH
C COOH + NH3
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α-酮酸的过程，称为联 合脱氨基作用。
氨基酸
转氨酶
α-酮戊二酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
α-酮酸
谷氨酸
H2O+NAD+
• 联合脱氨基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。
鸟氨酸
瓜氨酸
环
鸟氨酸 尿素
胞液
瓜氨酸 ATP
AMP + PPi
天冬氨酸
精氨酸
精氨酸代 琥珀酸
草酰乙酸
延胡索酸 苹果酸
α-酮戊 二酸
谷氨酸
氨基酸 α-酮酸
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反应小结
• 原料：2 分子氨，一个来自于游离氨（氨基甲 酰磷酸），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：4 个高能磷酸键。
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谷胱甘肽 :由谷氨酸（Glu）、甘氨酸（Gly）、半
胱氨酸（Cys）构成的三肽。Cys的-SH构成活性基团， 具还原性，可保护蛋白质中的巯基；并可消除过氧化 物、自由基及毒物、药物的毒性。
2GSH
GSSG

总反应式：
2NH3+CO2+3ATP+3H2O
尿素 鸟氨酸 精氨酸酶 H2O 精氨酸
尿素+2ATP+AMP+2Pi+PPi
NH3 + CO2
H2O 瓜氨酸
H2O
NH 3
NH2 + CO2 + H2O 线粒体 2ATP 2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸 Pi 瓜氨酸 N-乙酰谷氨酸
胞液
鸟氨酸
瓜氨酸 鸟氨酸循环 鸟氨酸 尿素 H2O 精氨酸 ATP AMP+PPi 精氨酸代琥珀酸
天冬氨酸
α- 酮戊二酸
氨基酸
草酰乙酸
谷氨酸
α- 酮酸
苹果酸 延胡索酸
⑷ 鸟氨酸循环的特点： ① 尿素分子中的２个氮原子，一个来自氨， 另一个来自天冬氨酸，而天冬氨酸又可 由其它氨基酸通过转氨基作用而生成。 ② 尿素合成是一个耗能的过程，合成１分子
尿素需要消耗4个高能磷酸键。
⑸ 氨的其它去路
① 在肾小管细胞中，谷氨酰胺在谷氨酰胺 酶的作用下脱氨基，氨基与尿液中的H+ 结合，然后以胺盐的形式由尿排除。 ② 参与合成非必需氨基酸。 ③ 参与核酸中碱基的合成。
4．高血氨症和氨中毒
正常生理情况下，血氯的来源与去路保持动 态平衡，血氨浓度处于较低的水平。氨在肝脏中 合成尿素是维持这种平衡的关键。 当肝功能严重损伤时，尿素合成发生障碍， 血氨浓度升高，称为高血氨症。 一般认为，氨进入脑组织．可与脑中的α酮戊二酸结合生成谷氨酸，氨也可与脑中的谷氨 酸进一步结合生成谷氨酰胺。因此，脑中氨的增 加可以使脑细胞中的α一酮戊二酸减少，导致三 羧酸循环减弱，从而使脑组织中ATP生成减少， 引起大脑功能障碍，严重时可发生昏迷，这就是 肝昏迷氨中毒学说的基础。

• α-酮酸的代谢
• 合成非必需氨基酸 • 转变为糖及脂类 • 氧化产生能量
• 若饲某种氨基酸后尿中排出葡萄糖增多，称此 氨基酸为称生糖氨基酸(glucogenic amino acid)；若尿中酮体含量增多，则称为生酮氨基 酸(ketogenic amino acid)。尿中二者都增多 者称为生糖兼生酮氨基酸(glucogenic and ketogenic amino acid)。
• 一次循环，消耗2分子氨，3分子ATP，生成1分子尿素
2NH3+CO2+3ATP
CO(NH2)2+2ADP+AMP+4Pi
• 意义：机体解除氨毒的主要方式，是肝细胞的重要生物学功 能。
• 高血氨症——肝功能损伤时，尿素合成受 阻，血氨浓度升高，导致氨中毒。
• 一般认为，氨进入脑组织，可与α-酮戊二 酸结合生成谷氨酸，氨也可与谷氨酸进一 步结合生成谷氨酰胺。因此脑中氨的增多， 可使脑细胞中的α-酮戊二酸减少，导致三 羧酸循环减弱，从而使脑组织中ATP生成 减少，引起脑功能障碍，严重时可发生昏 迷，这就是肝昏迷氨中毒学说的基础。
• 氨基酸的体内代谢 ——氨基酸的一般代谢
• 氨基酸代谢库
食物蛋白质经消化吸 收，以氨基酸形式进 入血液循环及全身各 组织，组织蛋白质又 可降解为氨基酸，这 两种来源的氨基酸 （外源性和内源性） 混合在一起，存在于 组织细胞，血液和其 他体液中，总称为氨 基酸代谢库。
脱羧基作用
R
个别氨基酸 的代谢
• L-氨基酸氧化酶：以FEN或FAD为受氢体，在肝 肾存在，活性低
• D-氨基酸氧化酶：以FAD为受氢体，广泛存在， 活性较强
• 谷氨酸脱氢酶催化 进入氧
化磷酸 化

谷氨酰胺
谷氨酰胺合成酶
谷氨酸和谷氨酰胺是氨的收集点
（2）谷氨酰胺的去向
到肝脏：生成尿素及含N化合物
到肾脏：铵盐
谷氨酰胺
氨+谷氨酸
谷氨酰胺酶
到各组织：直接利用（如合成核苷酸）
(脑、肌肉)
(肝、肾)
尿素、铵盐等
临床上用谷氨酸盐 降低血氨
（二）丙氨酸-葡萄糖循环
肌肉
血液
肝
氨基酸 α-酮酸
α-酮戊 二酸
精氨酸代琥 珀酸裂解酶
(CH2)3 ATP+Asp
(CH2)3 COOH
CHNH2
AMP + PPi CHNH2
COOH
COOH
瓜氨酸
精氨酸代
NH2
琥珀酸
COOH CH CH COOH
延胡索酸
精氨酸酶
(CH2)3 CHNH2
入线粒体循环使用
H2O
NH2 COOH
C O 鸟氨酸
NH2
尿素
NH2 C NH NH (CH2)3
二、氨基酸的脱羧基作用
氨基酸脱羧酶（辅酶：PLP） 生成相应的胺
R
H
H C NH2 + O C
COOH
R'-P H2O
R-CH2-NH2 H
OC
R'-P
H2O
R
H C N CH R'-P
COOH
R
CO2
H C N CH R'-P
H
第三节 氨的代谢
Metabolism of Ammonia
一、氨的来源和去路 二、体内NH4+的转运 三、尿素的生成（鸟氨酸循环 or 尿素循环）

COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
NAD++H2O
+
NADH+H++NH4+
(CH2)2
C O
三羧酸 循环
NH3
L-谷氨酸脱氢酶
COO
α-酮戊二酸
α酮戊二酸
• α酮戊二酸大量转化 • NADPH大量消耗 • 三羧酸循环中断，能量供应受阻， 某些敏感器官（如神经、大脑） 功能障碍。 • 表现：语言障碍、视力模糊、昏 迷、死亡。
CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO 磷 酸 吡哆 醛 CH2OPO3H2 HOOC C R1 O NH2 H CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO Schiff碱 CH2OPO3H2 H HOOC C R1 N C H HO Schiff碱 异 构 体 CH3 N CH3 H N C N
四、 α-酮酸的代谢
• (1)合成氨基酸（合成代谢占优势时） • (2)进入三羧酸循环彻底氧化分解! • (3)转化为糖及脂肪 • 生糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊 二酸的AA。 （Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Met Val） • 凡能生成乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的AA均能通过乙酰 CoA转变成脂肪。 （4）转变成酮体 生酮AA：凡能生成乙酰乙酸、-丁酸的AA（ Leu）； 生 糖兼生酮AA （ Ile Phe Tyr Lys Trp）
氧化脱氨 转氨基
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
+ + NAD++H2O 酮酸） NH +(A) O（ NADH+H +NH4

胺氧化酶
RCHO+1/2O2 RCOOH
一γ氨基丁酸GABA
COOH
CH22 HCNH2
COOH 谷氨酸
谷氨酸脱羧酶 脑肾
COOH CH22 HCNH2
+CO2
GABA
γ氨基丁酸是抑制性神经递质;对中枢 神经系统有抑制作用;临床已用作镇静剂
二牛黄酸
3O
半胱氨酸
磺酸丙氨酸 E
E：磺酸丙氨酸脱羧酶
牛黄酸
⑵血尿素扩散入肠;被细菌尿素酶 作用水解生成氨
肠道产氨：4g/天;是血氨主要来源
氨的吸收
NH3
H+
OH
NH4+
NH3比NH4+更易于穿过细胞膜而进入细 胞;NH3与NH4+的互变受肠液pH的影响 pH＞6 时NH3大量扩散入血；肠液pH＜6时氨则扩散 入肠腔
临床应用：弱酸性透析液结肠透析
治疗高血氨症;而禁止 使用肥皂液灌肠
R2 HCNH2
COOH AA’
R2 C=O COOH
α酮酸’
三联合脱氨基作用
氨基酸与α酮戊二酸进行转氨基 作用;生成相应的α酮酸和谷氨酸; 后者在谷氨酸脱氢酶作用下脱去氨基 生成α酮戊二酸和NH3
联合脱氨基作用是在氨基酸转移 酶和L谷氨酸脱氢酶联合作用下完成 的 全过程可逆;因而也是体内合成 非必需氨基酸的主要途径
2 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ的调节 3 其他物质对尿素合成的调节
五高血氨和氨中毒
1 高血氨:肝功严重受损时;尿素合成障碍;
造成血氨浓度升高的现象
2 氨中毒:大量氨入脑;与α酮戊二酸合成
谷氨酸;或与脑中的谷氨酸合成谷 氨酰胺;造成脑中α酮戊二酸减 少;TCA减弱;ATP生成减少;引起 大脑功能障碍的现象 严重时可导 致肝昏迷

目录
（四）尿素生成的调节
高蛋白膳食 合成↑ 1. 食物蛋白质的影响
低蛋白膳食 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：
目录
正常成人肝尿素合成酶的相对活性
酶
相对活性
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
氨基酸代谢
目录
第一节

氨基酸的分解代谢
目录
细胞外 细胞膜
细胞内
COOH
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H 2N C H R
COOH
H 2N CH R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
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
目录
泛素
泛素广泛存在于古细菌和所有的真核生物，但不存在于 真细菌。
它由76个氨基酸残基组成，是一种高度保守的蛋白质。 在三维结构上，泛素则是一个结构紧密的球蛋白，但其
C-端四肽序列（Leu-Arg-Gly-Gly）离开蛋白主体伸向水 相，这有助于它与其它蛋白质形成异肽键。 泛素本身并不降解蛋白质，它仅仅是给降解的靶蛋白打 上标记，降解过程由26S蛋白酶体执行。 泛素是一种热激蛋白
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。
目录
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。

鸟 氨 H2N-CO-NH2 酸 2个氮原子，1个来自氨， 循 1个来自天冬氨酸 环
鸟氨酸
天冬氨酸
α-酮戊 二酸 谷氨酸
氨基酸
尿素
精氨酸代 琥珀酸 精氨酸
草酰乙酸
α-酮酸
胞液
目录
氨中毒的可能机制
NH3 NH3 谷氨酸 谷氨酰胺
α-酮戊二酸
脑内 α-酮戊二酸↓ TAC ↓
脑 供 能 不 足
降血氨的常用方法：给予谷氨酸、精氨酸；肠道抑
NH2 CH (CH2)2 COOH COOH NAD(P)+
L-谷氨酸脱氢酶 NAD(P)H+H+
NH C COOH (CH2)2 COOH
H2 O
O C COOH
+
NH3
(CH2)2 COOH
L-谷氨酸
亚氨酸
α-酮戊二酸
• L-谷氨酸脱氢酶 • 不需氧脱氢酶
（三）联合脱氨基作用
1. 定义
通过两种或两种以上的酶联合催化作用使 氨基酸的-氨基脱下，并产生游离氨的过程。 是体内氨基酸脱氨基的主要方式。合脱氨基作用（肝、肾） ②嘌呤核苷酸循环（骨骼肌、心肌）
① 转氨酶与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基作用
氨基酸
转氨酶
α-酮戊二酸
谷氨酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
α-酮酸
P188
H2O+NAD+
◆该途径是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
丙氨酸-葡萄糖循环 肌肉
肌肉 蛋白质 葡 萄 糖
糖 酵 解 途 径
血液
葡 萄 糖
肝
葡萄糖 尿素