四川大學考研生化蛋和氨基酸第1頁/共113頁2Part1NutritionofProtein

一、NitrogenBalance

正常成人體內(nèi)pr分解代謝水平:

總400g，300g循環(huán)，100g消耗（產(chǎn)能排泄）,靠外源pr補充Site：組織內(nèi)250g，消化道150g成人分解pr的主體是內(nèi)源蛋白的組織內(nèi)分解（Tissueproteinase）MetabolismofProteinandaminoacid第2頁/共113頁3氨基酸代謝庫ProteinfromfoodSynthesisinvivoProteininvivoResourceFateα-KetoacidAmmonia

UreaSubstancewithnitrogenAmines

CO2NH3EnergyKetobodiesGlucose第3頁/共113頁4

Effects：

1）分解Abnormalprotein（變異、外來）,起保護作用

2）自然衰老Cell，更新機制（Redcell,120day）

3）水解代謝活性高的proteins（H，E…）

4）應急動用的供能機制

第4頁/共113頁5

NitrogenBalance－攝入氮量和排除氮量的關系

AllNitrogenBalance－

攝入氮量＝排除氮量

PositiveNitrogenBalance－

攝入氮量>排除氮量

NegativeNitrogenBalance－

攝入氮量<排除氮量第5頁/共113頁6

需要量？NitrogenBalanceAllNitrogenBalancePositiveNitrogenBalanceNegativeNitrogenBalanceIn=OutIn>OutIn<Out第6頁/共113頁7NitrogenBalance:IN=OUT

NBat“Equilibrium”Growth,PregnancyPositive(+)NBDeficientProteinDietNegative(-)NBEssentialAADeficiencyNegative(-)NBWastingdiseases,Burns,Injury,ChemotherapyNegative(-)NB第7頁/共113頁8

二、EssentialAminoacidandNon-essentialAminoacid

EssentialAminoAcids

EAA(8種)

LysTrpValLeuIleThrMetPhe

SEAA(2種)

HisArg

第8頁/共113頁9Proteinwith8EAANutritionvalueofproteinQuantityQuality第9頁/共113頁10“HighQuality”Protein*第10頁/共113頁11DailyProteinRequirements20081203第11頁/共113頁12脂代謝的部分思考問題由乙酰CoA合成1分子軟脂酸需要將多少Glc轉化為5-磷酸核酮糖？脂肪酸β-氧化與檸檬酸循環(huán)比較，有哪些反應相類似？阿司匹林藥物消炎作用的生化機制是什么？軟脂酸合成中用于還原反應的NADPH從何而來？細菌、酵母和哺乳動物的脂肪酸合成酶結構有何差異？何種酶促反應可將哺乳動物組織中飽和脂肪酸轉化為其單不飽和脂肪酸？此反應定位于細胞什么部位？為何人類與實驗動物膳食中膽堿的缺乏會導致脂肪肝，即肝內(nèi)有大量的脂肪滴？已知乙醇可刺激磷脂酸磷酸酶的活性，那么長期飲酒是如何導致脂肪肝發(fā)展的？第12頁/共113頁13思考題對于飲食要求，為何動物蛋白比植物蛋白有益？飲食中蛋白質(zhì)過量有害嗎？為什么高能低氮飲食會導致營養(yǎng)不良？如果用奶酪取代肉類的膳食在氮含量方面是否營養(yǎng)充足？第13頁/共113頁14

只能成為游離Aa，少量二肽，三肽才能吸收。

（一）Degradation(分解，消化)FoodPrPepsinpeptidefragmentTrypsin、Chymotypsin、ElastaseSmallpeptidesCarboxypeptidaseB、AStomach(胃)Duodenum

(十二指腸)Part2Degradation,Absorption，

Putrefactionand

DetoxificationofProteins(十二指腸)第14頁/共113頁15

Oligo-peptidesAminopeptidaseAa,BipeptideandtripeptideetcDipeptidase,TripeptidaseFreeAaPapain,Bromelain（菠蘿蛋白酶）Ficin（無花果蛋白酶）etcinPlant(腸粘膜細胞)(消化道各種酶的協(xié)同作用產(chǎn)生)第15頁/共113頁16第16頁/共113頁17

（二）AbsorptionofAminoAcidandTransformation

①

FreeAa進入Cell，主要依靠主動轉運，需Na+、

ATP及Carrier，轉運與Na+同步進行。

②

另一種轉運方式為r-Glulamylcycle

（r-谷氨酰循環(huán)），轉運一個Aa消耗3個ATP，特快，同時與GSH謝有關。

③膜上亦有二肽，三肽轉運pr，需ATP，Na+，轉運二肽，三肽進入小腸粘膜細胞內(nèi)再分解為Aa第17頁/共113頁18

氨基酸進入組織細胞的需鈉主動轉運機制ADP+PiATPK+K+Na+Na+Na+AaNa+Aa外膜內(nèi)K+-ATPase載體蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)的吸收第18頁/共113頁19谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酸環(huán)化酶5-氧脯氨酸谷胱甘肽合成酶-谷氨酰半胱氨酸合成酶5-氧脯氨酸酶細胞膜細胞內(nèi)-谷氨?；D移酶||||||||||||||||||||||細胞外-谷氨?；h(huán)甘氨酸半胱氨酸肽酶-谷氨酰氨基酸ATPATP

ATPADP+Pi谷氨酸ADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸ADP+PiAA第19頁/共113頁20

經(jīng)消化吸收的Aa進入細胞后，主要有3fate：①合成新蛋白質(zhì)②

產(chǎn)生許多重要生物分子的前體，如H，pu,py,V…，分解成其它代謝產(chǎn)物排除體外③再多余則產(chǎn)能，4千卡/g（糖4千卡/g，脂9千卡/g）第20頁/共113頁21

大腸中細菌分解產(chǎn)生胺、脂肪酸、醇、酚、吲哚、甲基吲哚、硫化氫、甲烷、氨、二氧化碳、維生素等的作用。

脂肪酸、維生素等有利于機體的物質(zhì)被重新吸收。

吲哚、甲基吲哚等有毒物質(zhì)經(jīng)過生理解毒作用而排除體外。

PutrefactionofProtein

（腐敗作用）第21頁/共113頁22

腐敗產(chǎn)物大多有毒,大部分可直接排除體外,少數(shù)由肝臟酶作用而解毒后,排除體外。

detoxificationways:

Oxidativedetoxification

Conjugateddetoxification。physiologicaldetoxification

（解毒）第22頁/共113頁23一、DeaminationofAA

Aa失去－NH2的作用稱為脫氨基作用

◆Oxidative

Deamination

◆Transamination◆聯(lián)合脫氨（Transdeamination)◆NonoxidativedeaminationPart3CommonMetabolismofAa第23頁/共113頁24

定義：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸，同時消耗氧并產(chǎn)生氨的過程。反應通式：HNH2R-C-COOH--+O2+H2OR-C-COOH+H2O2+NH3AAoxidaseOAAoxidaseR-C-COO-NH2H2OR-C-COOHO+NH3FPFPH2FPH2+O2FP+H2O2

★

Oxidative

DeaminationHNH2R-C-COOH--第24頁/共113頁25

AA氧化酶的種類

L-AAoxidase：催化L-AA氧化脫氨，體內(nèi)分布不廣泛，最適pH10左右，以FAD或FMN為輔基。

D-AAoxidase：體內(nèi)分布廣泛，以FAD為輔基。但體內(nèi)D-AA不多。

L-GluDHase：專一性強，分布廣泛（動、植、微生物），活力強，以NAD+或NADP+為輔酶。+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCHNH2-CH2COOH--+NAD(P)++H2O谷氨酸脫氫酶ATPGTPNADH變構抑制ADPGDP變構激活CH2-COOHC=O-CH2COOH--體內(nèi)（正）體外（逆）第25頁/共113頁26α-Aa與α-ketoacid之間-NH2轉移作用，一種脫氨形式。

α-ketoacid

Transminaseoraminotransferase[轉氨酶]

★Transamination[轉氨作用]Aninoacidα-ketoacid

Aninoacid第26頁/共113頁27①13種轉氨酶，特異性不清楚

②大多數(shù)Transaminase都需要α-ketoglutarate或Glu,即對Glu專一，而對另一Aa無專一性。最重要：GPT，GOT（谷草轉氨酶）Glu-Leu，Glu-Tyr…等③都以P－吡哆醛(PLP)為輔酶

④轉氨作用不僅可使Aa脫氨，而且-NH2轉運，血糖維持上起重要調(diào)節(jié)作用。

第27頁/共113頁28第28頁/共113頁29第29頁/共113頁30TransaminationsGlutamate a-Ketoglutarate+ +Pyruvate AlanineGlutamate a-Ketoglutarate+ +OxaloacetateAspartateGlutamate-PyruvateAminotransferaseGlutamate-OxaloacetateAminotransferase(GPTinliver)(GOTinmuscle)第30頁/共113頁31

指轉氨＋氧化脫氨－聯(lián)合作用，使Aa脫氨的過程。

有兩種形式：

L-GluDHase為中心的聯(lián)合脫氨

PurinenucleotideCycle[嘌呤核苷酸循環(huán)]

★

Transdeamination

聯(lián)合脫氨（轉氨+脫氫脫氨）（動物組織主要采取的方式）第31頁/共113頁321.以L-GluDHase為中心的聯(lián)合脫氨

由于轉氨并不能最后脫掉氨基，氧化脫氨中只有谷氨酸脫氫酶活力高，轉氨基和氧化脫氨聯(lián)合在一起才能迅速脫氨。或NADP＋+L-GluDHase

Aminotransferase氨基的常規(guī)受體思考題：在急餓狀態(tài)下，此途徑如何運轉？第32頁/共113頁33聯(lián)合脫氨基作用的特點1.轉氨基與氧化脫氨基作用偶聯(lián)2.產(chǎn)生NH33.合成非必需氨基酸的重要途徑4.肝、腎、腦中最活躍第33頁/共113頁34

2、Purinenucleotidecycle

嘌呤核苷酸循環(huán)

特點：肌、肝中主要靠此Cycle，腦中50％的NH3。第34頁/共113頁35α-AAα-KGα-KetoacidGluAspFumarate腺苷酸代琥珀酸IMPAMP腺苷酸脫氨酶

H2ONH3NH2NH2NH2NH2NH2MalateOAA第35頁/共113頁36CH2-CONH2CH2-CHNH3+COO---+H2OCH2-COO-CH2-CHNH3+COO---+NH3

谷氨酰胺酶GlutaminaseCH2-CONH2CHNH3+COO---+H2O

天冬酰胺酶AsparaginaseCH2-COO-CHNH3+COO---+NH3中性Gln是體內(nèi)－NH2貯存、運送的重要形式，它不僅為pr,py,pu等合成提供－NH2，而且是解除氨毒性的重要方式?！锇被岬拿擋０纷饔脙煞N酶廣泛存在于微生物、動物、植物中，有相當高的專一性。第36頁/共113頁37

包括：

DirectdeaminationDehydrateddeamination;DesulfuratedhydrogendeaminationHydrolyzedeaminationReducingdeamination.

★Nonoxidativedeamination

（多在微生物中）第37頁/共113頁38

綜上：

a、OxidativeDeamination活力低，分布不廣。除Gly、Glu外

b、Nonoxidativedeamination

（脫水、脫－SH，水解，還原，氧還）主要見于微生物。

c、GluDHase活力高，但主要催化肝內(nèi)合成。

d、Transamination活性高，分布廣，但不能最后脫下－NH2。不難推測，體內(nèi)主要途徑是??第38頁/共113頁39小結

1.氧化脫氨

2.非氧化脫氨

3.氨基酸的脫酰胺作用（重點）

4.轉氨基作用

5.聯(lián)合脫氨基（兩個內(nèi)容,重點）脫氨基作用第39頁/共113頁40

R1

COOH

H-C-NH2--

HR2O=C--+AA胺類化合物脫羧酶

（PLP）R1

COOH

H-C-N=C-

H-R2醛亞胺+H2OR1H

H-C-N=C---H-

R2CO2H2O

H

R2O=C--+

R1

H

H-C-NH2--專一性強二、Decarboxylation脫羧基作用胺類化合物︱︱︱PLPPLP一級胺第40頁/共113頁41

1、Aadecarboxylation是正常代謝途徑，但不是主要途徑，脫羧后形成一級胺類。

R-NH2CH2-COOH R-CH2-NH2+CO22、除His外，脫羧酶皆以P－吡哆醛為Coenzyme以P－吡哆醛為輔酶的還有：轉氨酶、脫水酶、脫-SH酶、D-Aa消旋酶

3、酶專一性很強，絕對專一。人體內(nèi)無Gly、Ala、Thr、Pro、Hyp脫羧酶

4、一級胺去路(命運)如下脫羧酶（磷酸吡哆醛)第41頁/共113頁42

a.

胺氧化酶（解毒過程）

R-CH2-NH2+O2+H2O

R-CHOR-COOHNH3+H2O2MetabolismofLipid一級胺第42頁/共113頁43

b.

用作藥理作用物（用完必須盡快分解）

Glu——γ氨基丁酸，作為神經(jīng)遞質(zhì)

His——組胺，具有降壓作用

Tyr——酪胺，具有升壓功效

Lys——尸胺

Orn——腐胺

Trp——甲基色胺－糞臭素

Trp——5-OH-色胺，具有血管收縮作用

Phe——苯胺——苯胺衍生物

腐敗－微生物作用產(chǎn)生大量胺化物第43頁/共113頁44Products:

α-ketoacidAmmonium（NH3）

Part4MetabolismofDeaminationProductofAA第44頁/共113頁45

合成新pr重新利用NH3，余大量NH3

如不能盡快清除而在細胞內(nèi)積累，將會引起“氨中毒”：大量NH3與α-ketoglutarate結合，而使Krebscycle的中間物損耗過量，體內(nèi)氧化過程減慢，大腦缺能所致。血中NH3含量0.5mg%,>1mg%即中毒昏迷。一、MetabolismofAmmonia

第45頁/共113頁46水生動物：排Ammonium陸生（人和其它哺乳動物）：排

Urea(尿素，脲)鳥類、爬行類：排

Uricacid植物：不排放，以Asn、Gln形式回收利用，貯存。各種生物排NH3方式：第46頁/共113頁47①Aa經(jīng)脫氨作用和胺的分解產(chǎn)生；②腸道細菌分解Aa產(chǎn)生；③腎上皮細胞，由Gln分解而來。

Resourceofammonia(HumanandAnimal)第47頁/共113頁48

1、Ala-GlcCycle，氨運入肝臟

Aa

+Pyruvate(Muscle)

Ala經(jīng)血液循環(huán)

Liver,聯(lián)合脫氨

PyruvateGlc

血液循環(huán)MusclePyruvate再次轉氨

糖異生NH3氨的轉運（氨以Ala和Gln2種形式運輸）第48頁/共113頁49Ala-GlccycleGlu-KGPyrAlaAlaAlaUreaNH3-KGGluPyrGlcGlcGlc

AANH3Blood||||||||||||||||||||||MusclePROTEINMUSCLELiver第49頁/共113頁50第50頁/共113頁512、Gln轉運氨

Glu+NH3Gln

GlnGlutaminesynthetase（Brain,muscleetc)GlutaminaseGlu+NH3(Bloodcycle)(Liver,kidney）第51頁/共113頁52谷氨酰胺的運氨作用L-Glu(E)Gln(Q)NH3

+ATPADP+PiGlnsynthetaseGln合成酶(Brain,muscle)H2ONH3谷氨酰酶(Liver,kidney)Urea,ammoniumsaltetc臨床上用谷氨酸鹽降低血氨第52頁/共113頁53

第53頁/共113頁54

Excretionofammonium

氨的排泄

NH3可用于氨基酸和酰胺的合成以便儲存和利用，但也作為廢物排除體外，不同動物采取不同的排除形式。

人和其它哺乳動物以Urea形式排除體外，即所謂“ornithinecycleorUreacycle”，由系列酶的催化完成。第54頁/共113頁55排氨生物：NH3轉變成酰胺（Gln），運到排泄部位后再分解。（原生動物、線蟲和魚類）以尿酸排出：將NH3轉變?yōu)槿芙舛容^小的尿酸排出。通過消耗大量能量而保存體內(nèi)水分。（陸生爬蟲及鳥類）：經(jīng)尿素循環(huán)（肝臟）將NH3轉變?yōu)槟蛩囟懦?。（哺乳動物）重新利用合成AA：合成酰胺（高等植物中）;嘧啶環(huán)的合成（核酸代謝）1、氨的去路：以尿素排出第55頁/共113頁56氨甲酰磷酸合成酶-I2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶II

2ATP2ADP+PiPP尿素循環(huán)（OrnithineCycle，inliver）1、過程（Mit）a.氨甲酰－合成CO2+

NH4+

+H2O

NH2-CO

HCO3-+Gln NH2-CO+Glu

（Cytosol）Pb.

瓜氨酸(Cit)合成NH2-CO+鳥氨酸（Orn） 瓜氨酸

Orn轉氨甲酰基酶P（Mit）CTP第56頁/共113頁57

2.Processincytosol

瓜氨酸出Mit

精氨酰琥珀酸 Arg+Fumarate

精氨酰琥珀酸合成酶ATPAMP+PPi精氨酰琥珀酸裂合酶瓜氨酸

+Asp 精氨酰琥珀酸MalateOAAAsp鳥氨酸Arg,H2ONH2-CO-NH2(Urea)第57頁/共113頁58NH3+CO2+H2O氨基甲酰磷酸精氨酸代琥珀酸2ATP2ADP+PiN-乙酰谷氨酸鳥氨酸Pi瓜氨酸瓜氨酸Urea鳥氨酸H2OATPAMP+PPi天冬氨酸蘋果酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸aa-酮酸線粒體胞液鳥氨酸循的全過程精氨酸延胡索酸第58頁/共113頁59Mit瓜氨酸Arg鳥氨酸精氨酸代琥珀酸Asp

α－KG

Glu

MalateOAA

Fumarate

氨甲酰磷酸

CO2＋NH4+

Cytosol尿素循環(huán)與檸檬酸循環(huán)的聯(lián)系Cycle第59頁/共113頁60

每合成一個Urea，循環(huán)一次，需：（1）氨甲酰P供1分子NH2、Asp

供1分子NH2，CO2供1分子CO2（2）Arg-琥珀酸合成需1ATP（2高能鍵）（3）1分子urea入腎、尿排出總耗能4高能鍵（4）酶類

Mit：氨甲酰-P合成酶，2ATP，Orn轉氨甲酰酶（Cit）。

Cyt：Arg-琥合成酶，耗2高能鍵

Arg-琥裂合酶，Arg酶（Arginase），Asp轉氨酶

Glu脫氫酶酶缺陷病人將NH3中毒：智力遲鈍，神經(jīng)發(fā)育停滯。小兒忌pr，喂α-酮戊二酸及酮酸第60頁/共113頁61CO2

2NH3（其中1分子來自于天冬氨酸*）

4ATP?生理意義：體內(nèi)氨的主要去路,解氨毒的重要途徑。總反應方程式：Urea+2ADP+AMP+2Pi+PPi2NH3+CO2+3ATP+H2O限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶魚類等水生，NH3+Glu Gln（運出細胞） Glu+NH3

水鳥類，尿酸（uricacid）合成復雜，NA代謝中提到。第61頁/共113頁62脫羧骨架

FAmetabolism（amine胺、aldehyde醛、acid酸）CO2－排出及合成新物質(zhì)NH3－合成NewAa，ProteinandUrea脫氨后的α－ketoacid骨架：

20種不同ketoacid分解方式不同，可以生糖或生酮。但最終都進TCACycle，按進入方式可分為6類。二、Metabolismofα-ketoacid第62頁/共113頁63進入方式4進入方式1進入方式3進入方式2進入方式6進入方式5氨基酸碳骨架進入TCA循環(huán)的途徑第63頁/共113頁64

1、生成Aa

α－ketoacid

NEAA(非必需氨基酸)2、氧化成CO2和H2OPyruvate、OAA、α-ketoglutarateTCACycle3、轉變?yōu)镕A和Sugar

GlucogenicAa(Allnon-essentialAa，13/14)KetogenicAa(Lys?,Leu)

GlucogenicwithKetogenicAa(Ile、Lys、Phe、Trp、Tyr，5）即異賴3芳

如Ala、Ser、Cys也可形成AcCoAOAA，生糖Aa和生酮Aa的界定并非嚴格Amination第64頁/共113頁65GlucogenicvsKetogenicAminoAcids*OnlyKetogenic(2)#OnlyGlucogenic(9)##########第65頁/共113頁66Part5CatabolismofAminoAcids

一、OneCarbonGroupMetabolism

具一個C原子的基團稱一C單位，體內(nèi)一C單位包括：甲基 －CH3亞甲基 －CH2－（甲叉基，甲烯基）次甲基 －CH＝（甲川基，甲炔基）甲?；? －HCO亞氨甲基 －CH=NH（亞氨甲基）羥甲基 －CH2OH

凡屬一C單位的轉移和轉化都叫一C單位代謝一C代謝與FH4，F(xiàn)H2，S－腺苷－Met有關

第66頁/共113頁67

載體：THFA（FTHFA）還原酶催化，NADPH2供氫部位：N5和N10第67頁/共113頁68

一C單位供體Aa一C單位除與Aa代謝有關外，還與Pu、Py合成，腎上腺素、肌酸、膽堿、卵磷脂合成有關，的生物學意義重要。

主要來源:蘇、組、甘、甲、絲(塑竹竿加絲)1、Gly甲川FH4

（PuC8）；甲酰FH4（PuC2）2、Thr 乙醛+Gly3、Ser 甲叉FH4+Gly4、His 亞氨甲基FH4；甲川FH4

5、Met S-腺苷-Met

Met是近50種物質(zhì)的CH3供體，如肌酸、膽堿，腎上腺素等。失去的甲基由N5－CH3－FH4補充，供給。第68頁/共113頁69S-adenosylmethionineisakey1-carbondonor第69頁/共113頁70

一碳基團的來源和轉變第70頁/共113頁71

二、CatabolismofGlyandSer

丙酮酸TCACYCLE甘氨酸代謝途徑

Gly

Ser第71頁/共113頁72

三、

CatabolismofMet，CysHandCys

Met

S-腺苷

Met

S-腺苷同型Cys

同型Cys(高Cys)ATPPPi+PiCH3腺苷N5-CH3-FH4FH4PropionylCoASuccinylyCoA

TCACYCLE第72頁/共113頁73

游離Cys極少，CysH與Cys的代謝基本相同。

Cys

Pyruvate+NH3牛黃酸H2SO43-磷酸腺苷－5－磷酸硫酸（活性硫酸根）OtherMetabolism第73頁/共113頁74

四、CatabolisnofTyr,TrpandPhe

苯乙酸苯乳酸黑色物質(zhì)乙酰乙酸（生酮）延胡索酸（生糖）PhehydroxylasePhe

TyrPhehydroxylase基缺，患苯丙酮尿癥（Phenylketonuria）尿黑酸氧化酶基缺，患黑酸尿癥（Alcaptonuria）酪胺、腎上腺素、黑色素等Attention:×尿黑酸×尿黑酸氧化酶Othermetabolism

第74頁/共113頁75Phenylketonuria(PKU)DiseaseDeficiencyofPhehydroxylaseOccursin1:16,000livebirthsinU.S.Seizures,mentalretardation,braindamageTreatment:??ScreeningofallnewbornsmandatedinallstatesPheTyrTransaminationPhenylpyruvate(urine)苯丙酮尿癥第75頁/共113頁76Trp(生糖、酮)

①轉化為PyruvateAcCoA（生糖和生酮）②

轉化為尼克酸（合成維生素原料，特例，但少）

NAD/NADP

③轉化為5－羥基色胺（動物，血管收縮、體溫調(diào)節(jié)等）④轉化為吲哚乙酸（植物生長刺激素）

第76頁/共113頁77TryptophanMetabolism:SerotoninFormationTryptophan(Trp)IndoleringTrphydroxylaseO25-Hydroxy-tryptophanDecarboxylaseCO25-Hydroxy-Tryptamine(5-HT);(Serotonin)

第77頁/共113頁78SerotoninMetabolism:Melatonin2StepsSerotoninMelatoninMelatonin:FormedprincipallyinpinealglandSynthesiscontrolledbylight,amongotherfactorsInducesskinlighteningSuppressesovarian卵巢functionPossibleuseinsleepdisorders（松果腺）第78頁/共113頁79

五、MetabolismofOtherAa

（一）Leu,IleandVal

（代謝途徑相似）

LeuAcCoA+AcAcCoAIleAcCoA+PropionylCoA

ValPropionylCoASuccinylCoA

第79頁/共113頁80

（二）CatabolismofThr

Gly+乙醛（轉化為AcCoA）

Thr

(Liver、kidneyandsomemicroorganism)α-ketobutyrateButyrate+Propionate

PropionylCoA(Somemicroorganism)

（三）CatabolismofHis

HisGlu

（四）CatabolismofLys

LysGlu+AcAcCoA第80頁/共113頁81

（五）CatabolismofArg

ArgUrea+OrnOrnGlu

（六）CatabolismofAla、GluandAsp

AffterOxidativeDeaminationandTransamination,FormPyruvate,α-ketoglutarateandOAA?AnotherimprotantroutofGluisGAGA支路：

Glu脫羧的γ-aminobutyrate是神經(jīng)遞質(zhì)和大腦細胞能源物質(zhì)。第81頁/共113頁82GABAFormationGlutamateGamma-aminobutyrate(GABA)GABAisanimportantinhibitoryneurotransmitterinthebrainDrugs(e.g.,benzodiazepines苯(并)二氮卓類,苯(并)二氮卓類)thatenhancetheeffectsofGABAareusefulintreatingepilepsy

GlutamatedecarboxylaseCO2（癲癇）第82頁/共113頁83

六AaandBioactiveSubstance

Aa是很多物質(zhì)的前體，如H，V，CoE，生物堿，卟啉，抗菌素，色素，神經(jīng)遞質(zhì)。

①GSH

在Aa轉運入Cell中(已講)。同時，它是機體氧化還原體系的重要成員。

②肌酸－

（脊椎動物貯能形式）

－肌酸在骨肌中含量較豐富，是脊椎動物貯能的一種形式。非脊椎中則為－Arg。PPP第83頁/共113頁84

③GABA(

-NH2-丁酸)

-氨基丁酸是抑制性神經(jīng)遞質(zhì)

④5-OH-Trp與吲哚乙酸、組胺

5－OH－Trp是一種血管收縮素，升壓

Trp—吲哚乙酸催熟（植物）組胺是一種血管舒張素，降壓。⑤乙酰膽堿與卵磷脂由Ser形成，Met提供甲基乙酰膽堿是興奮性神經(jīng)遞質(zhì)，膽堿經(jīng)膽堿乙?；疎

催化而成乙酰膽堿.

卵磷脂是生物膜重要組份第84頁/共113頁85⑥卟啉卟啉是血色素，膽紅素，Cyt，葉綠素等環(huán)的核心部分，它們的基本結構都是四吡咯環(huán)。合成吡咯環(huán)的是Gly+琥珀酰CoA——膽色素原（吡咯環(huán)衍生物）

⑦Tyr與黑色素、腎上腺素、多巴胺

⑧Cys與牛黃酸

⑨甲基苯丙胺—過份興奮第85頁/共113頁86

Summarization

1、內(nèi)源性和外源性蛋白質(zhì)主要靠各種Proteases水解為Aa.

①

合成NewProtein；

②

產(chǎn)生許多重要生物分子的前體，如H，pu,py,V…③分解成其它代謝產(chǎn)物排除體外

2、FreeAa進Cell有

2ways:

①Positivetransform主動轉運

②

r-Glutamylcycle，ATP、GSH參加

第86頁/共113頁87

3、Aa入細胞后，脫羧（R-CH2-NH2+CO2）;

脫氨（α－Ketoacid和Glu的轉氨最重要。方式：轉氨－氧化脫氨和嘌呤核苷酸循環(huán))。轉氨酶（PLP）和NDA/NADP參加。

4、氨的轉運形式為Gln。

5、Urea通過尿素循環(huán)形成，直接前體為Arg，Asp和ATP等參加。

6、生糖Aa(非必須氨基酸)，2種生酮Aa(Leu,Lys?),生糖兼生酮Aa(異賴3芳)

7、Aa的碳骨架以6pathwaysenterTCACycle第87頁/共113頁88①Ala,Ser,Cys,Gly,ThrPyruvateAcCoA②AspandAsnOAA③Gln,His,Pro,ArgGluα-ketoglutarateSuccinylCoAAcCoA⑤Phe,Leu,Tyr,Lys,TrpAcAcCoAAcCoA⑥Tyr,PheFumarate

④Met,Ile,Val第88頁/共113頁89Part6

AnabolismofAA1、不同生物合成Aa的能力不同，合成的種類差異大。機體維持正常生長所必需，自身不能合成，只有從外界獲得的Aa，叫EAA（人和大白鼠為10種）。能自己合成的為NEAA。

2、氨基酸合成碳骨架來源于TCACYCLE、EMP、PPP。按其途徑劃分為：第89頁/共113頁90

①α－酮戊二酸提供碳骨架包括Glu、Met、Thr、Ile、Lys（以OAA）

②3-磷酸甘油酸提供碳骨架包括Ser、Cys、Gly

③其始物為赤蘚糖－4－磷酸和PEP

包括Phe、Tyr、Trp（Trp合成中還有PRPP和Ser參加）④His合成是嘌呤核苷酸代謝的一個分支。合成需要PRPP（5-磷酸核糖-1-焦磷酸）和ATP的N-C基團。

第90頁/共113頁91一、氨的同化

定義：生物體將無機態(tài)的氨轉化為含氮有機化合物的過程（N素亦稱生命元素）生物體N的來源食物來源的N（食物中的蛋白質(zhì)和氨基酸）：人和動物的N源生物固N（某些微生物和藻類通過體內(nèi)固氮酶系的作用將分子氮轉變成氨的過程，1862年發(fā)現(xiàn)）

第91頁/共113頁92

生物固N機制的研究歷史：

1862-1962：完整的細胞水平（分離固氮微生物）

1960-1966：無細胞水平（發(fā)現(xiàn)固N需要鐵氧還蛋白等作電子傳遞體，需要ATP等）

1966-目前：分子水平（Nitragenase固N酶純化，組分I為鉬鐵蛋白；組分II為鐵蛋白，1992年測定其空間結構）

第92頁/共113頁93硝酸還原生成（植物體中的N源）NO3-氨同化的途徑

Glu的形成途徑氨甲酰磷酸形成途徑硝酸還原酶NO2-亞硝酸還原酶NH3AAPro其它含N

化合物第93頁/共113頁941、Glu合成途徑GluDHase（細菌）NH3GluotherAACH2-COOHCH2-C=OCOOH--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--+NH3+NADH+NAD++H2O

α-KG（FromTCAcycle)

此反應要求有較高濃度的NH3，足以使光合磷酸化解偶聯(lián)，不可能是無機氨轉為有機氮的主要途徑第94頁/共113頁95

谷氨酰胺合成酶（高等植物的主要途徑）

CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--CH2-CONH2CH2-CHNH2COOH--+NH3+ATP+ADP+Pi+H2O

谷氨酰胺(貯存了氨）可做為NH3的供體將其轉移CH2-CONH2CH2-CHNH2COOH--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--++2HCH2-COOHCH2-CHNH2COOH--2總反應:NH3+ATP+α-酮戊二酸+2H谷AA+ADP+H2O+Pi

Glu合成酶第95頁/共113頁962、氨甲酰磷酸合成途徑（微生物和動物）原料：NH3CO2ATP

氨甲酰激酶NH3+CO2+ATPMg2+

O

H2N-C-OPO3H2+ADP=氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸合成酶NH3+CO2+2ATPMg2+輔因子

O

H2N-C-OPO3H2+2ADP+Pi在植物體中，氨甲酰磷酸中的氮來自谷氨酰胺的酰胺基，不是由氨來的。利用體內(nèi)代謝的氨第96頁/共113頁97二、氨基酸的合成主要通過轉氨基作用AA-R1α-酮酸R1轉氨酶AA-R2α-酮酸R2

許多氨基酸可以作為氨基的供體，其中最主要的是谷氨酸，其被稱為氨基的“轉換站”，先Glu

其它AA。

氨基酸的合成｛有C架（α-酮酸）AA提供氨基(最主要為Glu，領頭AA)第97頁/共113頁98包括：Ala、Val、Leu1、丙氨酸族氨基酸的合成

共同碳架：EMP中的PyruvateCOOHCH3C=O--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--COOHCH3CHNH2--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--GPT++第98頁/共113頁99

丙氨酸族其它氨基酸的合成2Pyruvateα-酮異戊酸

縮合CO2轉氨基Valα-酮異己酸

Leu轉氨基-CH3C=OCOO---CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH--CH3-CHα-酮異戊酸

第99頁/共113頁1002、絲氨酸族氨基酸的合成包括：Ser、Gly、CysGly碳架：光呼吸乙醇酸途徑中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOHCHO-+

COOHCH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH--+α-KG

Gly

Glu

乙醛酸

第100頁/共113頁101

COOH

CH2NH2-

COOH

CH2OH

CHNH2-+NH3+CO2+2H++

2e-2H2O

Ser

Gly

碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸Ser還有其它合成途徑第101頁/共113頁102COOH

HO-CHCH2O-P--COOHC=OCH2O-P--COOH

CHNH2CH2O-P--

COOHCH2OH

CHNH2-COOH

HO-CHCH2OH--COOH

C=OCH2OH--H2