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《含氮小分子的代谢》PPT课件

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《含氮小分子》PPT课件

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B.可以在动物体内形成无毒的谷氨酰胺；
C.形成血氨；
D. 通过转变成尿酸（禽类）、尿素（哺 乳动物）排出体外。
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25
血
氨
机体代谢产生的氨和消化道中吸收来的
氨进入血液后，即为血氨。 正常人血浆中 氨的浓度一般不超过 0.1mg/100ml。
低水平血氨对动物是有用的物质，它可 与α-酮酸再形成氨基酸，并参与嘌呤、嘧 啶等重要含氮化合物的合成。而高浓度血 氨，可引起脑功能紊乱。
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37
（4）α-酮酸的代谢去路
① 彻底生成 H2O 和 CO2 氧化供能 ② 转变成糖和酮体 ③ 再氨基化
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38
生糖氨基酸 在动物体内经代谢可以转 变成葡萄糖的氨基酸称为生糖氨基酸，除亮 氨酸外均属于பைடு நூலகம்。
生酮氨基酸 在动物体内只能转变成酮 体的氨基酸称为生酮氨基酸，主要是亮氨酸。
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3
2. 蛋白质的需要量
蛋白质的最低需要量 对于成年动物来说，在糖和脂肪充分供应的 条件下，为了维持其氮的总平衡，至少必须摄 入的蛋白质量，称为蛋白质的最低需要量。 根据氮的摄入和排出情况 （1）氮的总平衡 （2）氮的正平衡 （3）氮的负平衡
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4
（1）氮的总平衡
生物从外界摄入的氮与排出的氮，总量 相等时的状态称为氮的总平衡（nitrogen general balance）。
L- 谷氨酸脱氢酶 广泛存在于肝、肾、脑等组织 中，其催化 L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸，辅 酶是 NAD＋ 。
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19
② 转氨基作用
即在转氨酶的催化下，将某一氨基酸的α-氨基 转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的α-酮 酸和另一种氨基酸的作用。

含氮小分子代谢

含氮小分子代谢
第八章 含氮小分子的代谢
8.1
氨基酸代谢
一、 氨基酸的分解代谢
（一）脱氨基作用 1. 氧化脱氨基
COOH HC NH2 R + 2H +2e COOH C NH R H2O COOH C O R
+ NH
3
催化氧化脱氨基的酶有三种 L-氨基酸氧化酶：最适pH为10，生理pH条件下活性不高，不是主要酶系。 D-氨基酸氧化酶：生物氨基酸主要由L-氨基酸组成，因此无重要意义。 谷氨酸脱氢酶：广泛存在，活性又高，但只催化谷氨酸脱氢。
COOH HC NH2 CH2 CH2 COOH
+ NAD
NADH + H+ COOH C NH CH2 CH2 COOH
H2O
COOH C O CH2 CH2 COOH
+ NH3
谷氨酸
α−酮戊二酸
2. 非氧化脱氨基
裂解：
H C C COOH H2 NH2 H
H C C COOH
+
NH3
苯丙氨酸 还原：
8.3 物质代谢的相互联系
脑、脂肪组织、肌肉和肝脏中的代谢相互联系
NDP+谷（硫）氧还蛋白（还）→dNDP+谷（硫）氧还蛋白（氧） 谷（硫）氧还蛋白（氧）+NADPH+H+→谷（硫）氧还蛋白（还）+NADP+
2. 相互转变：dTMP的合成
dUMP+四氢叶酸 胸腺嘧啶核 苷酸合成酶
dTMP+二氢叶酸
3. 补救途径 胸腺嘧啶+1-磷酸-脱氧核糖→脱氧胸苷+Pi 脱氧胸苷+ATP→脱氧胸苷酸+ADP
谷氨酸 α-酮酸
α-酮戊二酸

动物生物化学课件-含氮小分子代谢

动物生物化学课件-含氮小分子代谢
甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺等作为原料参加嘌呤环和嘧啶环 的合成。
Α-酮酸的代谢与非必需氨基酸的生成
α-酮酸都有以下3条去路 一是氨基化 二是转变成糖和脂类
生糖氨基酸，有丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏 氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、甲硫氨酸、缬氨酸、精氨酸、谷 氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和组氨酸；
生酮氨基酸，有亮氨酸和赖氨酸； 兼生氨基酸,包括色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和异亮氨酸
三是通过三羧酸循环彻底氧化分解成CO2和水，同时 释放能量供生理活动需要
个别氨基酸的代谢转变
苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸是甲状腺激素、肾 上腺素和去甲肾上腺素等激素的前体。
甘氨酸，精氨酸和甲硫氨酸参与肌酸、肌酐等的生物 合成。
丝氨酸，色氨酸、甘氨酸、组氨酸和甲硫氨酸是甲基 的供体。
半胱氨酸，甘氨酸和谷氨酸通过“γ-谷氨酰基循环”合成 谷胱甘肽。
糖代谢的分解产物，可以转变成组成蛋白质的非必需氨基酸。 大部分的氨基酸可转变成糖异生途径中的某种中间产物，再沿异生 途径合成糖和糖原。 脂代谢与氨基酸代谢的联系
所有的氨基酸，无论是生糖的、生酮的、还是生糖和生酮兼生 的都可以在动物体内转变成脂肪。在动物体内难以由脂肪酸合成氨 基酸 核苷酸在物质代谢中的作用
色氨酸还是动物体内合成少量维生素B5的原料。
核苷酸的代谢
嘌呤核苷酸的合成代谢 两条途径：
从头合成途径:在磷酸核糖的基础上,以天冬氨酸，甘氨酸，一碳单位 及CO2等小分子物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸
二是补救合成途径: 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反 应过程合成。一般情况下前者是合成的主要途径。
转氨基作用和氧化脱氨基作用两种方式联合起来
脱羧基作用：是氨基酸分解代谢的次要途径

《含氮化合物的代谢》PPT课件

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α-酮酸2
R1-C|| -COOO
α-酮酸1
转氨酶
（辅酶：磷酸吡哆醛）
R2-C| H-COONH+3
α-氨基酸2
磷酸吡哆醛的作用机理
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21
GOT（谷丙转氨酶） GPT （谷草转氨酶）
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22
谷氨酰胺的生成和利用
+NH2
ATP
ADP+Pi
Mg2+
谷氨酰胺合成酶
+H2O
+2H 谷氨酸合成酶
乙酰乙酰CoA
天冬氨酸 天冬酰氨
草酰乙酸
苯丙氨酸 酪氨酸
天冬氨酸
异亮氨酸 甲硫氨酸
缬氨酸
延胡索酸 琥珀酰CoA
柠檬酸 -酮戊二酸
谷氨酸 谷氨酰胺
精氨酸 组氨酸 脯氨酸
氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径
二、核苷酸代谢概况
• 合成代谢
– 从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
NAD（P）H
NAD（P）+
转氨基作用
谷丙转氨酶 （GPT）
谷草转氨酶 (GOT)
AA的相互转化
丝氨
酸族
His 和 芳香族
丙氨 酸族
天冬氨 酸族
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谷氨酸族 9
（1）
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10
（2）
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11
（3）
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12
（4）
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13
（5）
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第十一章 含氮化合物 的代谢
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1
氮素是生命元素
—蛋白质、核 酸、脂类

第11章 含氮小分子的代谢

第11章 含氮小分子的代谢

氨中毒的机理：脑细胞的线粒体可将氨与 酮戊二酸作用生 氨中毒的机理：脑细胞的线粒体可将氨与α-酮戊二酸作用生 成谷氨酸，大量消耗α-酮戊二酸 影响TCA，同时大量消 酮戊二酸， 成谷氨酸，大量消耗 酮戊二酸，影响 ， 耗NADH，产生肝昏迷。 ，产生肝昏迷。
尿酸、尿素） 去路 1. 排出体外（NH3、尿酸、尿素） 2. 贮存（合成 、Asn） 合成Gln、 ） 3. 重新利用（合成氨基酸、核酸等） 合成氨基酸、核酸等）
④ 精氨酸的水解
尿素形成后由血液运到肾脏随尿排出。 尿素形成后由血液运到肾脏随尿排出。
鸟 氨 酸 循 环
线粒体
胞液
尿素循环与柠檬酸循环的关系
鸟氨酸循环小结 1. 合成尿素是体内氨的主要去路。尿素分子中的2 合成尿素是体内氨的主要去路。尿素分子中的 个氮原子， 个来自 个来自氨 另一个则来自天冬氨酸 天冬氨酸。 个氮原子，1个来自氨，另一个则来自天冬氨酸。 合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键 （4ATP）。 ） 2. 反应部位：肝细胞的线粒体和胞液。 反应部位：肝细胞的线粒体和胞液 线粒体和胞液。 3. 意义 ： 解氨毒 （ 把有毒的 意义： 解氨毒（ 把有毒的NH3 转变成无毒的尿 素）。
3.2 氨的转运 Gln是氨的一种 是氨的一种 转运形式， 转运形式，它主要 肌肉等组织 从脑、肌肉等组织 向肝或肾运氨。 向肝或肾运氨。合 成Gln是大脑等组 是大脑等组 解氨毒和 织解氨毒和运输氨 的重要形式。 的重要形式。
谷氨酰胺（ 谷氨酰胺（Gln）的生成 ）
谷氨酰胺 合成酶
谷氨酰胺酶
3.3 尿素的生成 合成尿素是哺乳动物体内氨的主要去路 合成尿素是哺乳动物体内氨的主要去路，肝 尿素是哺乳动物体内氨的主要去路， 是合成尿素的最主要器官。 是合成尿素的最主要器官。 尿素合成的鸟氨酸循环学说 尿素合成的鸟氨酸循环学说 1. 氨甲酰磷酸的生成 2. 瓜氨酸的生成 3. 精氨酸的生成 4. 精氨酸的水解

含氮小分子的代谢

含氮小分子的代谢
▪ 非必需氨基酸 ▪ 半必需氨基酸 Arg His
合成氨基酸的主要途径
还原氨基化 联合脱氨基
转氨基作用 氨基酸的相互转化
-------
还原氨基化
L-谷氨酸脱氢酶
COOH CH=O
CH2 +NAD(P) H+H++NH3
CH2 COOH
COOH
CHNH2
CH2 +NAD(P) ++H2O
CH2 COOH
谷氨酸形成途径
包括
氨甲酰磷酸形成途径
1.谷氨酸形成途径
（1）L-Glu脱氢酶
-------
COOH
C=O
NAD(P)H+H+ NAD(P)+
CH2 + NH3 CH2 COOH
L-Glu脱氢酶
COOH
CHNH2 CH2 + H2O CH2 COOH
（2）Gln合成酶（为主）
Glu+NH3+ATP
Gln 合成酶
Gln+酮戊二酸+NADPH+H+
Gln+ADP+Pi
谷氨酸合酶
2Glu+NADP+
2.氨甲酰磷酸形成途径
O OH NH2 –C-O~P=O
OH
氨甲酰激酶：NH3+CO2+ATP
氨甲酰磷酸合成酶II：NH3+CO2+2ATP
（二）氨基酸的生物合成
▪ 必需氨基酸
——人体自身不能合成或合成量不足必须通过食物供 给的氨基酸（Ile、Met、Val、Leu、Trp、Phe、Thr、 Lys）。
转氨基作用
概念 ——在转氨酶的作用下，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。

第七章含氮小分子代谢

第七章含氮小分子代谢
37
2.瓜氨酸的生成：
38
3
39
4.
40
尿素合成总反应式
? CO2 + NH3 + 3ATP + 天冬氨酸 + 2H20 ? → NH2-CO-NH2 + 延 胡 索 酸 + 2ADP +
AMP + PPi + 2Pi
?
41
42
43
尿酸的生成
? 禽类排氨的主要方式，过程是利用 氨基酸提供的氨基合成嘌呤，再由嘌呤 分解产生出尿酸，尿酸溶解度很低，故 节水, 尿素则必须溶于水才行。
3.氧化分解生成CO2和水(供能)
?α－酮酸进一步可进入三羧酸循环氧化
分解生成CO2和水.这是α-酮酸的重要分 解途径之一。是氨基酸供能的途径.
?
49
50
第四节 非必需氨基酸的合成
? 1) 由α-酮酸氨基化生成 ? 2) 其他氨基酸转化
51
52
53
54
55
第五节 个别氨基酸代谢
? 一 一碳单位代谢 ?二 ? 三 芳香族氨基酸的代谢
?
氮的保留量/氮的吸收量Ⅹ100
?
5
必需氨基酸
? 动物体内不能合成 ,或合成太慢不能满足 动物需要,只能由饲料供给的氨基酸.
? Lys( 赖 ) Met( 甲 硫 ) Trp( 色 ) Phe (苯丙) Leu(亮) Ile(异亮) Val Thr(苏) His(组) Arg(精)
6
提高蛋白质的生理价值的 途径
56
一 一碳单位代谢
? 某些氨基酸在代谢过程中能生成含一个 碳原子的基团，经过转移参与生物合成 过程。这些含一个碳原子的基团称为一 碳单位.

第11章含氮小分子代谢ppt课件

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GOT 天冬氨酸 + α-酮戊二酸 草酰乙酸 + 谷氨酸
COOH C＝O CHNH2 COOH
天冬氨酸
COOH C＝O CH2
谷 草 转 氨 酶
COOH
草酰乙酸
转氨酶的应用：
1.作为临床诊断指标：心肌疾病GOT升高，肝 脏疾病GPT升高。 2.毒理实指标 3.环境污染指标
（三）联合脱氨基作用
指氨基酸与α-酮戊二酸经转氨作用生成α-酮酸和谷氨 酸，后者经L-谷氨酸脱氢酶作用生成游离氨和α-酮戊二酸的 COOH 过程。 R +
dndpatpdntpadp激酶经过激酶的作用上述dndp再磷酸化生成三磷酸脱氧核苷dndpatpdntpadp激酶二胸腺嘧啶核苷酸的合成10合成酶drtmptmpfhpinhdumpdcmpdudp胸腺嘧啶核苷三磷酸激酶adpatpttptdptmp激酶adpatp核酸核苷酶单核苷酸磷酸核苷戊糖含氮碱基嘌呤嘧啶核糖脱氧核糖核酸酶核苷酸酶一嘌呤的分解最终产物人灵长类鸟类爬行类等尿酸其他哺乳动物尿囊素硬骨鱼类尿囊酸两栖类尿素乙醛酸nhr5pnhohhopih2opih2oh2oo2核苷酸酶核苷脱氨酶次黄苷核苷磷酸化酶次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤氧化酶尿酸脱氨酶还原酶鸟嘌呤鸟嘌呤酶imp嘌呤氧化酶nadphnadpnh1磷酸核糖amp腺苷gmp核苷酸酶核苷磷酸化酶糖代谢与脂代谢丙氨酸甘氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸柠檬酸琥珀酰辅酶a延胡索酸草酰乙酸乙酰辅酶a乙酰乙酰辅酶a天氡酰胺天氡氨酸酪氨酸苯丙氨酸天氡氨酸异亮氨酸蛋氨酸缬氨酸谷氨酸谷氨酰胺组氨酸脯氨酸精氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸亮氨酸赖氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸氨基酸碳骨架的代谢去向蛋白质核酸核苷酸核糖5磷酸生酮氨基酸淀粉糖原1磷酸葡萄糖磷酸二羟丙酮甘油脂肪酸酰辅酶a葡萄糖脂肪丙酮酸氨基酸生糖氨基酸胆固醇苏氨酸谷氨酸甘氨酸天氡氨酸谷氨酰胺6磷酸葡萄糖112可编辑
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3.2 氨的转运 3.2.1 谷氨酰胺的运氨作用
Gln无毒，脑和肌肉组织等可以合成Gln，它是动物血液中 最丰富的氨基酸之一，氨的运载体, 积极参与合成代谢。在 肾中，Gln在谷氨酰胺酶的作用下释放氨，然后与质子结合 随尿排出。
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3.2.2 丙氨酸-葡萄糖循环 （alanine-giucose cycle）
消化 促进细胞增殖等
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15
3.氨的代谢
3.1 氨的来源和去路
氨的来源
脱氨基作用 嘌呤和嘧啶的分解 饲料添加 肠道细菌分解氨基酸
高水平的血氨是有毒性的，可以引起脑功能紊乱
氨的去路
再与α-酮酸合成氨基酸 转变成无毒的谷氨酰胺 合成尿素 合成嘌呤,再分解成尿酸排出 直接排氨
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动物的脱氨基作用主要在肝脏和肾脏中进行。
脱氨基方式 转氨基作用 氧化脱氨基作用 联合脱氨基作用
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7
2.2.1 氧化脱氨基作用
动物体内有L-氨基酸和D-氨基酸的氧化酶，它们属于需氧脱氢 酶，其辅基分别是FMN和FAD,可以催化氨基酸的氧化脱氨。但是 由于L-氨基酸氧化酶的活性低,D-氨基酸氧化酶又缺乏可利用的底 物，它们的作用不大。
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8
而L-谷氨酸脱氢酶能专一地使L-谷氨酸实现氧化脱氨, 生成 α-酮戊二酸，且活性强、分布广。
反应如下:
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9
2.2.2 转氨作用
在转氨酶(transaminase)的催化下，一种氨基酸的α-氨基转移到 另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸和α-酮酸，这种 作用称为转氨基作用。转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛。 α-酮戊二 酸常是氨基的受体而转变成L-谷氨酸。
氮的负平衡：摄入氮量＜排出氮量（营养不良，消耗性疾病，
机体损伤等）
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3
1.3 蛋白质的最低需要量
对成年动物而言，在糖脂等能源物质供应充分的情况下，为维持N的总平衡 所必需提供的蛋白质的量称为蛋白质的最低需要量。蛋白质的最低需要量因 动物的品种和生理状况而异,尤其与饲料蛋白的种类有关.
1.4 蛋白质的生理价值与必需氨基酸
第11章 含氮小分子的代谢
Metabolism of Small Molecules Containing N
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1
本章主要内容
蛋白质的营养作用 氨基酸的一般分解代谢 氨的代谢 α-酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成 个别氨基酸代谢 核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢
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赖氨酸、蛋氨酸、组氨酸和精氨酸。对雏鸡还有甘氨酸。
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4
1.5 蛋白质的互补作用
饲料蛋白之所以有不同的生理价值是因为其氨基酸的组成不 同，并且主要是其必需氨基酸的种类和比例不同。因为非必需 氨基酸是可以通过糖代谢的中间产物在机体中自己合成的。
饲料蛋白的氨基酸组成与动物机体蛋白的氨基酸组成越接近， 其生物学价值也越高。如果其必需氨基酸的含量、比例与机体 蛋白组成完全一样，则生物学价值达到100。
蛋白质的生物学价值 （biological value ） 指饲料蛋白质被动物机体合 成组织蛋白质的利用率
蛋 白 质 的 生 物 学 价 值 氮 氮 的 的 保 吸 留 收 量 量 100
必需氨基酸（essential amino acid）
动物体内不能合成或合成量不足而需要由饲料供给的氨基酸。
约有10种，包括苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、
2
1.蛋白质的营养作用
1.1 饲料蛋白质的生理功能
组织细胞的生长、修补和更新 转变为生理活性分子 氧化供能
1.2 氮平衡（nitrogen balance）
反映动物由饲料摄入的N和排出的N（从粪、尿等）之间的关系以衡
量机体的蛋白质代谢状况。
氮的总平衡：摄入氮量=排出氮量（成年动物）
氮的正平衡：摄入氮量＞排出氮量（生长，妊娠动物）
丙氨酸也是氨的运载体,它把氨从肌肉运送到肝脏, 脱氨后生成的丙酮酸又异生转变成葡萄糖运回到肌 肉
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18
3.3 尿素的合成 Krebs的实验证据
切除肝脏的狗的血液和尿中的尿素浓度显著下降。 切除狗的肾而保留肝，血液中的尿素浓度显著增加。 同时切除肾和肝脏，狗的血液氨浓度显著上升。
此外，临床上急性肝坏死的患者，血液和尿中几乎不含尿素，而含高 浓度的氨。
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10
谷草转氨酶 GOT (心肌,肝脏) 谷丙转氨酶 GPT (肝脏)
α-酮戊二酸+天冬氨酸 α-酮戊二酸+丙氨酸
GOT
谷氨酸+ 草酰乙酸 GPT 谷氨酸+ 丙酮酸
在临床诊断上有广泛应用的酶
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11
2.2.3 联合脱氨基作用（combinant deamination）
指转氨基作用和氧化脱氨基作用联合反应. 氨基酸与α-酮戊二酸 经转氨作用生成α-酮酸和L-谷氨酸，后者经L-谷氨酸脱氢酶作用 脱去氨生成α-酮戊二酸。大部分氨基酸的脱氨借助于转氨酶和L谷氨酸脱氢酶的协同作用或称联合转氨基作用完成。
CO HO
脱羧酶
HCNH2 磷酸吡哆R 醛C2N H H 2+C2O R
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14
胺类的来源与功能
来源 谷氨酸 组氨酸 色氨酸 半胱氨酸
鸟氨酸、精氨酸
胺类 γ-氨基丁酸(GABA)
组胺 5-羟色胺
牛磺酸
腐胺，精胺等
功能
抑制性神经递质 血管舒张剂，促胃液分泌 抑制性神经递质，缩血管 形成牛磺胆汁酸，促进脂类
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19
尿素合成过程
氨甲酰磷酸的生成（线粒体中进行）
把不同生物学价值的饲料蛋白质混合使用，其必需氨基酸可 以互相补充以提高饲料蛋白质的生理价值，称为蛋白质的互补 作用。
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5
2 氨基酸的一般分解代谢
2.1 动物体内氨基酸的一般代谢概况
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6
2.2 氨基酸的脱氨基作用（deamination）
指氨基酸脱去氨基生成相应的α-酮酸的过程。
转氨作用
氧化脱氨基作用
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12
2.2.4 嘌呤核苷酸循环(purine nucleotide cycle)
骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸的联合脱氨基作用
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13
2.3 氨基酸的脱羧作用（decarboxylation）
氨基酸在脱羧酶的作用下形成胺类的反应。磷酸吡哆醛是脱羧 酶的辅酶。生成的胺类常有特殊的生理和药理作用。