氨 基 酸 代 謝 Metabolism of Amino Acids,第 九 章,蛋白質(zhì)的生理功能和營養(yǎng)價(jià)值 Physiological Function and Nutrition Value of Protein,第一節(jié),蛋白質(zhì)是生命的物質(zhì)基礎(chǔ),一、 蛋白質(zhì)營養(yǎng)的重要性,1. 維持細(xì)胞、組織的生長、更新和修補(bǔ),2. 參與多種重要的生理活動(dòng),催化（酶）、免疫（抗原及抗體)、運(yùn)動(dòng)（肌肉）、物質(zhì)轉(zhuǎn)運(yùn)（載體）、凝血（凝血系統(tǒng)）等。,3. 氧化供能 人體每日18%能量由蛋白質(zhì)提供。,每克蛋白質(zhì)在體內(nèi)氧化分解可釋放17.19KJ (4.1 KCal)的能量,二、蛋白質(zhì)需要量和營養(yǎng)價(jià)值,1. 氮平衡(nitrogen balance)： 攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系。,氮總平衡：攝入氮 = 排出氮（正常成人）,氮正平衡：攝入氮 排出氮（兒童、孕婦等）,氮負(fù)平衡：攝入氮 排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）,營養(yǎng)不良,凱式定氮法,三聚氰胺（Melamine）（化學(xué)式：C3H6N6），俗稱蛋白精，IUPAC命名為“1,3,5-三嗪-2,4,6-三氨基”，是一種三嗪類含氮雜環(huán)有機(jī)化合物，被用作化工原料。含氮量66%,“三鹿奶粉”事件,按照國家標(biāo)準(zhǔn)，嬰兒一段配方奶粉，蛋白質(zhì)含量不應(yīng)低于18%，二段、三段奶粉的蛋白質(zhì)含量也應(yīng)在12%-18%之間。而劣質(zhì)奶粉的蛋白質(zhì)含量，低的只有1.7%，最高的也就3.7%。,蛋白質(zhì)的生理需要量 成人每日蛋白質(zhì)最低生理需要量為30g-50g 。 我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。,氮平衡的意義：可以反映體內(nèi)蛋白質(zhì)代謝的慨況。,3. 蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值,其余12種氨基酸體內(nèi)可以合成，稱非必需氨基酸。,“假設(shè)來寫一兩本書”,蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值(nutrition value),蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值是指食物蛋白質(zhì)在體內(nèi)的利用率，取決于必需氨基酸的數(shù)量、種類、比例。,食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用,指營養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用，其必需氨基酸可以互相補(bǔ)充而提高營養(yǎng)價(jià)值。,蛋白質(zhì)互補(bǔ)作用在生活中如何運(yùn)用？,魚和豆腐都是高蛋白食物，但所含蛋白質(zhì)和氨基酸組成都不夠合理。如豆腐蛋白質(zhì)缺乏蛋氨酸和賴氨酸，魚肉蛋白質(zhì)則缺乏苯丙氨酸，營養(yǎng)學(xué)家稱之為不完全蛋白質(zhì)，若將兩種食物同吃， 就可以互相取長補(bǔ)短，使蛋白質(zhì) 的組成趨于合理，利用價(jià)值提高。,第二節(jié) 蛋白質(zhì)的消化、吸收和腐敗,Digestion, Absorption and Putrefaction of Proteins,蛋白質(zhì)的消化吸收,小腸為主,主動(dòng)耗能的載體轉(zhuǎn)運(yùn)吸收機(jī)制,一、 蛋白質(zhì)的消化,蛋白質(zhì)消化的生理意義,由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?，便于吸收?消除種屬特異性和抗原性，防止過敏、毒性反應(yīng)。,消化過程,（一）胃中的消化作用,胃蛋白酶的最適pH為1.52.5，對(duì)蛋白質(zhì)肽鍵的作用特異性較差，主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽鍵，產(chǎn)物主要為多肽及少量氨基酸。,（二）小腸中的消化 小腸是蛋白質(zhì)消化的主要部位。,內(nèi)肽酶(endopeptidase) 水解蛋白質(zhì)肽鏈內(nèi)部的一些肽鍵，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶。,外肽酶(exopeptidase) 自肽鏈的末段開始每次水解一個(gè)氨基酸殘基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。,Trypsin (胰蛋白酶),Enterokinase (腸激酶),Trypsinogen (胰蛋白酶原),Elastase (彈性蛋白酶),Proelastase 彈性蛋白酶原,chymotrypsin (糜蛋白酶),Chymotrypsinogen 糜蛋白酶原,Carboxypeptidase (羧基肽酶A or B),Procarboxypeptidase羧基肽酶原(A or B),腸液中酶原的激活,酶原激活的意義？,氨基酸 +,蛋白水解酶作用示意圖,2. 小腸粘膜細(xì)胞對(duì)寡肽的消化作用,二、氨基酸的吸收,吸收部位：主要在小腸 吸收形式：氨基酸、二肽、寡肽 吸收機(jī)制：耗能的主動(dòng)吸收過程,（一）氨基酸吸收載體,7種轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白,Neutral amino acids carrier (中性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白) acidic amino acids carrier (酸性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白) alkaline amino acids carrier (堿性氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白) imino acids carrier (亞氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白) amino acids carrier (氨基酸轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白) Dipeptide carrier (二肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白) Tripeptide carrier ( 三肽轉(zhuǎn)運(yùn)蛋白),CP,鈉泵,ATP,CP: carrier protein,（二）-谷氨?；h(huán)對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn)作用,-谷氨酰基循環(huán)(-glutamyl cycle)過程：,谷胱甘肽對(duì)氨基酸的轉(zhuǎn)運(yùn) 谷胱甘肽再合成,半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly),細(xì)胞外,-谷 氨酰 基轉(zhuǎn) 移酶,細(xì)胞膜,谷胱甘肽 GSH,細(xì)胞內(nèi),-谷氨?；h(huán)過程,氨基酸,利用腸粘膜細(xì)胞上的二肽或三肽的轉(zhuǎn)運(yùn)體系 此種轉(zhuǎn)運(yùn)也是耗能的主動(dòng)吸收過程 吸收作用在小腸近端較強(qiáng),（三）肽的吸收,三、 蛋白質(zhì)的腐敗作用,腸道細(xì)菌對(duì)未被消化和吸收的蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用,腐敗作用的產(chǎn)物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產(chǎn)生少量的脂肪酸及維生素等可被機(jī)體利用的物質(zhì)。,蛋白質(zhì)的腐敗作用(putrefaction),（一）胺類(amines)的生成,腸道細(xì)菌通過脫羧基作用產(chǎn)生胺類,假神經(jīng)遞質(zhì)(false neurotransmitter),某些物質(zhì)結(jié)構(gòu)與神經(jīng)遞質(zhì)結(jié)構(gòu)相似，可取代正常神經(jīng)遞質(zhì)從而影響腦功能，稱假神經(jīng)遞質(zhì)。,HO,HO,CHOHCH2NH2,HO,CHOHCH2NH2,HO,HO,CH2CH2NH2,去甲腎上腺素,多巴胺,CHOHCH2NH2,苯乙醇胺,羥苯乙醇胺,正常神經(jīng)遞質(zhì)(NNT),假性神經(jīng)遞質(zhì)(FNT),兒茶酚胺,如：-羥酪胺和苯乙醇胺結(jié)構(gòu)類似兒茶酚胺，它們可取代兒茶酚胺與腦細(xì)胞結(jié)合，但不能傳遞神經(jīng)沖動(dòng)，使大腦異常抑制。,（二） 氨的生成,酸性灌腸： NH3NH4+ 以銨鹽形式排出，可減少氨的吸收,（三）其它有害物質(zhì)的生成,正常情況下，上述有害物質(zhì)大部分隨糞便排出，只有小部分被吸收，經(jīng)肝的代謝轉(zhuǎn)變而解毒，故不會(huì)發(fā)生中毒現(xiàn)象。,第三節(jié) 氨基酸的一般代謝,General Metabolism of Amino Acids,氨基酸代謝庫,氨基酸代謝概況,一、概 述,蛋白質(zhì)以不同的速率進(jìn)行降解，降解速率隨生理需要而變化。 蛋白質(zhì)的半壽期(half-life),蛋白質(zhì)降低其原濃度一半所需要的時(shí)間，用t1/2表示。,真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)的降解有兩條途徑,不依賴ATP 利用組織蛋白酶(cathepsin)降解外源性蛋白、膜蛋白和長壽命的細(xì)胞內(nèi)蛋白, 蛋白酶體內(nèi)ATP-依賴途徑的降解, 溶酶體內(nèi)ATP-非依賴途徑降解,依賴ATP、泛素(ubiquitin) 降解異常蛋白和短壽命蛋白,2004年度諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)授予三名科學(xué)家兩名以色列科學(xué)家阿龍切哈諾沃（Aaron Ciechanover）、阿夫拉姆赫什科（Avram Hershko）和一位美國科學(xué)家歐文羅斯（Irwin Rose）,Ubiquitin (泛素),Polypeptide consisted of 76 amino acids (8.5kD) 76個(gè)氨基酸組成的多肽(8.5kD) Gain the name for its ubiquitous expression in eukaryotes.普遍存在于真核生物而得名 The primary structure is highly conserved.,一級(jí)結(jié)構(gòu)高度保守,泛素與選擇性被降解蛋白質(zhì)形成共價(jià)連接，并使其激活,即泛素化，包括三種酶參與的3步反應(yīng)，并需消耗ATP。 蛋白酶體(proteasome)對(duì)泛素化蛋白質(zhì)的降解。,泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程,泛素化過程,E1：泛素活化酶,E2：泛素結(jié)合酶,E3：泛素蛋白連接酶,泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解過程,26S Proteasome,蛋白酶體存在于細(xì)胞核和胞漿內(nèi),1介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)某些多余的、暫時(shí)不需要的或異常蛋白質(zhì)的降解，以調(diào)控細(xì)胞代謝消除它們對(duì)細(xì)胞的危害。 2參與某些重要蛋白質(zhì)翻譯后的修飾和改造，調(diào)節(jié)其功能。,氨基酸代謝庫(metabolic pool),食物蛋白經(jīng)消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨基酸（內(nèi)源性氨基酸）混在一起，分布于體內(nèi)各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫。,二、 氨基酸的脫氨基作用,定義 指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)-酮酸的過程。,脫氨基方式,轉(zhuǎn)氨基作用 氧化脫氨基 聯(lián)合脫氨基 非氧化脫氨基,（一）轉(zhuǎn)氨基作用(transamination),2. 定義 在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉-氨基生成相應(yīng)的-酮酸，而另一種-酮酸得到此氨基生成相應(yīng)氨基酸的過程。,1. 反應(yīng)式,ALT: Alanine aminotransferase (in liver),AST: Aspartate aminotransferase (in heart),3. 轉(zhuǎn)氨酶,正常人各組織GOT及GPT活性 (單位/克濕組織),血清轉(zhuǎn)氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預(yù)后的指標(biāo)之一。,4. 轉(zhuǎn)氨基作用的機(jī)制,轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛,維生素B6： B6兄弟三，吡哆醛、醇、胺。 他們的磷酸物，脫羧又轉(zhuǎn)氨。,是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式 是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑,通過此種方式并未產(chǎn)生游離的氨。,5. 轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義,（二）L-谷氨酸氧化脫氨基作用,存在于肝、腦、腎中 輔酶為 NAD+ 或NADP+ GTP、ATP為其抑制劑 GDP、ADP為其激活劑,催化酶： L-谷氨酸脫氫酶,L-谷氨酸,NH3,-酮戊二酸,NAD(P)+,NAD(P)H+H+,H2O,（三）聯(lián)合脫氨基作用,兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下-氨基生成-酮酸的過程。,2. 類型, 轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用,1. 定義, 轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán), 轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)氧化脫氨基作用,H2O+NAD+,轉(zhuǎn)氨酶,是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內(nèi)合成非必需氨基酸的主要方式。 主要在肝、腎組織進(jìn)行。, 轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán),蘋果酸,腺苷酸 代琥珀酸,次黃嘌呤 核苷酸 (IMP),腺苷酸代琥 珀酸合成酶,此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。,三、-酮酸的代謝,（一）經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸,（二）轉(zhuǎn)變成糖及脂類,丙氨酸,Ala是生糖A.A。,脫去氨基,丙酮酸,轉(zhuǎn)變成,葡萄糖,亮氨酸是生酮A.A。,亮氨酸,一系列代謝,乙酰輔酶A或 乙酰乙酰CoA,酮體或脂肪,苯丙氨酸、酪氨酸是生糖兼生酮A.A。,苯丙氨酸 酪氨酸,延胡索酸,葡萄糖,乙酰乙酸,酮體,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,檸檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,PEP,磷酸丙糖,葡萄糖或糖原,糖,-磷酸甘油,脂肪酸,脂肪,甘油三酯,乙酰乙酰CoA,酮體,CO2,CO2,氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系,T A C,丙酮酸 可進(jìn)入線粒體氧化產(chǎn)生乙酰CoA，進(jìn)入三羧酸循環(huán)而徹底氧化 酮體 可直接分解產(chǎn)生乙酰CoA或乙酰乙酰CoA 三羧酸循環(huán)的中間產(chǎn)物 通過三羧酸循環(huán)中的反應(yīng)轉(zhuǎn)變成蘋果酸，運(yùn)輸?shù)骄€粒體外，在胞質(zhì)內(nèi)依次轉(zhuǎn)變成草酰乙酸、磷酸烯醇式丙酮酸、丙酮酸，然后進(jìn)入線粒體徹底氧化,氨基酸分解代謝的中間產(chǎn)物主要有3類：,生糖、生酮、生糖兼生酮氨基酸： 生酮+生糖兼生酮=“一兩色素本來老”（異亮氨酸、亮氨酸、色氨酸、蘇氨酸、苯丙氨酸、賴氨酸、酪氨酸），其中生酮氨基酸為“亮賴”；除了這7個(gè)氨基酸外，其余均為生糖氨基酸。,谷氨酸如何異生為糖？ 一分子谷氨酸徹底氧化生成多少分子ATP？,舉例：,琥珀酰CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-酮戊二酸,檸檬酸,乙酰CoA,丙酮酸,乙酰乙酰CoA,酮體,CO2,CO2,T A C,氨基酸碳骨架的氧化途徑,第四節(jié) 氨 的 代 謝,Metabolism of Ammonia,氨是機(jī)體正常代謝產(chǎn)物，具有毒性。 體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。 正常人血氨濃度一般不超過 60mol/L。,氨毒性,氨中毒主要抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，正常情況下中樞神經(jīng)系統(tǒng)能夠抑制外周的低級(jí)中樞。當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受抑制，使得其對(duì)外周低級(jí)中樞的抑制作用減弱甚至消失，從而外周低級(jí)中樞興奮，出現(xiàn)一系列如肌隨意性興奮、角弓反射及抽搐等反應(yīng)。,高氨血癥和氨中毒,血氨濃度升高稱高氨血癥 ( hyperammonemia)，常見于肝功能嚴(yán)重?fù)p傷時(shí)，尿素合成酶的遺傳缺陷也可導(dǎo)致高氨血癥。,高氨血癥時(shí)可引起腦功能障礙，稱氨中毒(ammonia poisoning)。,L-谷氨酸,NH3,-酮戊二酸,NAD(P)+,NAD(P)H+H+,H2O,-酮戊二酸,TAC,腦供能不足,氨中毒學(xué)說,氨對(duì)腦組織的毒性作用,干擾腦組織的能量代謝,干擾神經(jīng)遞質(zhì)間平衡,干擾神經(jīng)細(xì)胞膜的離子轉(zhuǎn)運(yùn),一、血氨的來源與去路,1. 血氨的來源, 氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是血氨主要來源, 胺類的分解也可以產(chǎn)生氨, 腸道吸收的氨, 腎小管上皮細(xì)胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺,“酸性灌腸”,“酸性利尿劑”,2019/8/27,73,可編輯,2. 血氨的去路, 在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路, 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物, 合成谷氨酰胺(腦和肌肉等), 腎小管泌氨,分泌的NH3在酸性條件下生成NH4+，隨尿排出。,血 氨,氨基酸脫氨 胺的氧化,腸道吸收,腎臟產(chǎn)生,滲入腸道的尿素分解,腸腔氨基酸分解,（谷氨酰胺）,谷氨酸,在肝內(nèi)合成尿素,合成非必需氨基酸及 其它含氮化合物,合成谷氨酰胺,經(jīng)腎臟以銨鹽形式排出,二、氨的轉(zhuǎn)運(yùn),1. 丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucose cycle),反應(yīng)過程,丙 氨 酸,葡 萄 糖,肌肉 蛋白質(zhì),氨基酸,NH3,谷氨酸,-酮戊 二酸,丙酮酸,糖酵解途徑,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH3,尿素,尿素循環(huán),糖異生,肝,丙氨酸-葡萄糖循環(huán),葡萄糖,2. 谷氨酰胺的運(yùn)氨作用,反應(yīng)過程,臨床上對(duì)肝性腦病患者可服用或輸入谷氨酸鹽以降低血氨濃度。,谷氨酰胺合成酶廣泛存在于各組織中； 谷氨酰胺酶主要分布在腎臟、肝及小腸等組織中 。,谷氨酰胺的去路,合成嘌呤、嘧啶,合成非必需氨基酸,三 尿素的生成,(Biosynthesis of Urea),1、合成部位的確定：,肝臟,說明尿素是在肝臟合成，由腎臟排出體外。,2、鳥氨酸循環(huán)(Ornithine cycle)的提出,鳥氨酸、瓜氨酸、精氨酸,NH4Cl,大量鳥氨酸,瓜氨酸積存,NH,CH,COOH,NH2,NH2,C,O,(CH2)3,NH,(CH2)3,CH,COOH,NH2,NH2,C,NH,鳥氨酸,瓜氨酸,精氨酸,ornithine,citrulline,arginine,（1）鳥氨酸 + 氨 +二氧化碳 瓜氨酸 （2）瓜氨酸 + 氨 精氨酸 （3）精氨酸 + 水 鳥氨酸 + 尿素,Krebs-Henseleit循環(huán), 氨基甲酰磷酸的合成（線粒體）,酶：氨基甲酰磷酸合成酶(CPS-, carbamoyl phosphate synthetase ),3、鳥氨酸循環(huán)的詳細(xì)步驟,N-乙酰谷氨酸（AGA）為其激活劑，消耗2分子ATP。, 瓜氨酸的合成(線粒體),瓜氨酸生成后出線粒體進(jìn)入胞液。,NH,CH,COOH,NH2,NH2,C,O,瓜氨酸,(CH2)3, 精氨酸的合成（胞液）,精氨酸代琥珀酸裂解酶, 精氨酸水解生成尿素（胞液）,線粒體,胞 液, 定位： 肝細(xì)胞線粒體和胞液,鳥氨酸循環(huán)小結(jié),2ADP+Pi,CO2 + NH3 + H2O,氨基甲酰磷酸,2ATP,精氨酸代 琥珀酸,瓜氨酸,天冬氨酸,ATP,AMP + PPi,線粒體,胞 液, 耗能：3個(gè)ATP，4個(gè)高能磷酸鍵。,鳥氨酸循環(huán)小結(jié),精氨酸代 琥珀酸,瓜氨酸,天冬氨酸,ATP,AMP + PPi,線粒體,胞 液,關(guān)鍵酶： CPS- 精氨酸代琥珀酸合成酶,CPS-,精氨酸代琥珀酸合成酶,鳥氨酸循環(huán)小結(jié),2ADP+Pi,CO2 + + H2O,氨基甲酰磷酸,2ATP,精氨酸代 琥珀酸,瓜氨酸,天冬氨酸,ATP,AMP + PPi,線粒體,胞 液,直接或間接來自體內(nèi)多種氨基酸,NH3,鳥氨酸循環(huán)小結(jié),解氨毒,天冬氨酸,鳥氨酸,瓜氨酸,精氨酸代琥珀酸,精氨酸,腦組織中,延胡索酸,鳥氨酸循環(huán)的NO支路,NO具重要生理活性：血管舒張、學(xué)習(xí)記憶等,尿素生成的調(diào)節(jié),1. 食物蛋白質(zhì)的影響,高蛋白膳食 合成,低蛋白膳食 合成,2. CPS-的調(diào)節(jié)：AGA為其激活劑,3. 尿素生成酶系的調(diào)節(jié)：,第五節(jié) 個(gè)別氨基酸的代謝,Metabolism of Individual Amino Acids,一、氨基酸脫羧基作用,脫羧基作用(decarboxylation),（一）-氨基丁酸 (-aminobutyric acid, GABA),GABA是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對(duì)中樞神經(jīng)有抑制作用。,（三）組胺 (histamine),組胺是強(qiáng)烈的血管舒張劑，可增加毛細(xì)血管的通透性，與過敏反應(yīng)有關(guān)； 還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,（四）5-羥色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT),5-HT在腦內(nèi)作為神經(jīng)遞質(zhì)，起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。,抑郁癥,（五）多胺(polyamines),鳥氨酸,腐胺,S-腺苷甲硫氨酸 (SAM ),脫羧基SAM,鳥氨酸脫羧酶,CO2,SAM脫羧酶,CO2,精脒 (spermidine),丙胺轉(zhuǎn)移酶,5-CH3-S-腺苷,精胺 (spermine),多胺是調(diào)節(jié)細(xì)胞生長的重要物質(zhì)。 設(shè)計(jì)抗癌新藥的靶向目標(biāo)之一,5-CH3-S-腺苷,巨幼紅細(xì)胞性貧血,缺乏維生素B12或者葉酸,二、一碳單位的代謝,定義,（一）概述,某些氨基酸代謝過程中產(chǎn)生的只含有一個(gè)碳原子的有機(jī)基團(tuán)，稱為一碳單位(one carbon unit)。,掌握：一碳單位的概念、種類、來源、載體、生理意義,注: 、不屬于一碳單位,種類,甲基 (methyl),-CH3,甲烯基 (methylene),-CH2-,甲炔基 (methenyl),-CH=,甲?；?(formyl),-CHO,亞胺甲基 (formimino),-CH=NH,葉酸,Folic Acid,FH4攜帶一碳單位,（二）四氫葉酸是一碳單位的載體,FH4的生成,FH4攜帶一碳單位的形式,（一碳單位通常是結(jié)合在FH4分子的N5、N10位上）,N5CH3FH4,N5、N10CH2FH4,N5、N10=CHFH4,N10CHOFH4,N5CH=NHFH4,一碳單位主要來源于氨基酸代謝,（三）一碳單位與氨基酸代謝,N5、N10=CHFH4,“施主舍肝”,（四）一碳單位的互相轉(zhuǎn)變,N10CHOFH4,N5, N10=CHFH4,N5, N10CH2FH4,N5CH3FH4,N5CH=NHFH4,H+,H2O,NADPH+H+,NADP+,NADH+H+,NAD+,NH3,？,（五）一碳單位的生理功能,把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來,N10CHOFH4,嘌呤核苷酸C2,N5、N10CH2FH4,胸腺嘧啶核苷酸的甲基,作為合成嘌呤和嘧啶的原料,葉酸與巨幼紅細(xì)胞性貧血,dTMP,9,8,7,6,5,4,3,2,1,N5,N10=CH-FH4,N,C,N,C,C,C,N,C,N,N5,N10-CH2-FH4,N10-CHO-FH4,葉酸代謝與抗菌、抗腫瘤藥物： 細(xì)菌： 對(duì)氨基苯甲酸 + 二氫蝶呤 +谷氨酸 FH2,磺胺藥，競(jìng)爭性抑制二氫葉酸合成酶,腫瘤細(xì)胞： 葉酸 二氫葉酸 四氫葉酸 氨甲蝶呤，競(jìng)爭性抑制二氫葉酸還原酶,結(jié)果： FH2 FH4 核苷酸合成 核酸合成 細(xì)菌繁殖抑制 腫瘤生長抑制,三、含硫氨基酸的代謝,胱氨酸,甲硫氨酸,半胱氨酸,（一）甲硫氨酸的代謝,1. 甲硫氨酸與轉(zhuǎn)甲基作用,腺苷轉(zhuǎn)移酶,PPi+Pi,+,甲硫氨酸,ATP,S腺苷甲硫氨酸(SAM),SAM中的甲基是高度活化的，稱活性甲基，SAM稱為活性甲硫氨酸。,甲基轉(zhuǎn)移酶,RH,RHCH3,腺苷,SAM,S腺苷同型半胱氨酸,同型半胱氨酸,SAM為體內(nèi)甲基的直接供體,血中同型半胱氨酸與動(dòng)脈粥樣硬化,2. 甲硫氨酸循環(huán)(methionine cycle),甲硫氨酸,S-腺苷同型 半胱氨酸,S-腺苷甲硫氨酸,同型半胱氨酸,FH4,N5CH3FH4,N5CH3FH4 轉(zhuǎn)甲基酶,(VitB12),H2O,腺苷,RH,ATP,PPi+Pi,N5CH3FH4是甲基的間接供體,甲硫氨酸循環(huán)的生理意義:,1）甲硫氨酸循環(huán)產(chǎn)生的SAM為體內(nèi)甲基化反應(yīng)提供甲基，避免甲硫氨酸的大量消耗。 2）是體內(nèi)利用N5-CH3-FH4的唯一反應(yīng),保證FH4的再生。,VitB12與巨幼紅細(xì)胞性貧血,+,3. 肌酸的合成（SAM作用舉例）,血肌酐測(cè)定與腎功能,（二）半胱氨酸與胱氨酸的代謝,1. 半胱氨酸與胱氨酸的互變,2,2、半胱氨酸轉(zhuǎn)變?yōu)榕；撬?taurine),?；撬崾墙Y(jié)合膽汁酸的組成成分。,3.半胱氨酸可生成活性硫酸根,半胱氨酸是體內(nèi)硫酸根的主要來源。,PAPS為活性硫酸， 是體內(nèi)硫酸根的供體,（3-磷酸腺苷-5-磷酸硫酸）,AMP - SO3-,3-PO3H2-AMP-SO3-,腺苷-5-磷酸硫酸,四、芳香族氨基酸的代謝,（一）苯丙氨酸和酪氨酸的代謝,此反應(yīng)為苯丙氨酸的主要代謝途徑，不可逆反應(yīng)。,體內(nèi)苯丙氨酸羥化酶缺陷，苯丙氨酸不能正常轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，苯丙氨酸?jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等，并從尿中排出的一種遺傳代謝病。,Phenyl ketonuria, PKU (苯酮酸尿癥),PKU 患者:,出生3個(gè)月出現(xiàn)癥狀 發(fā)黃、皮膚顏色淺淡 尿、汗等分泌物有鼠臭味 智能發(fā)育落后 伴有點(diǎn)頭樣或嬰兒痙攣樣抽痙,飲食限制苯丙氨酸攝入是目前治療PKU的唯一方法,維持血Phe濃度120-600 mol/L(2-10mg/dl),兒茶酚胺(catecholamine) 的合成,帕金森病(Parkinson disease) 患者多巴