第七章含氮化合物的代謝學習要點：1.掌握氨基酸脫氨基作用的基本類型2.熟悉血氨的來源、去路與尿素的生成3.熟悉蛋白質的生理功能、氨基酸代謝異常與疾病的關系

氨基酸代謝第一節(jié)一、氨基酸的來源和去路氧化供能氨基酸代謝庫食物蛋白質消化吸收

組織蛋白質分解體內合成氨基酸

(非必需氨基酸)α-酮酸脫氨基作用酮體糖胺類脫羧基作用氨尿素代謝轉變其他含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成二、一般氨基酸的代謝-脫氨基作用氧化脫氨基轉氨基作用：沒有真正脫下氨基聯(lián)合脫氨基：主要脫氨基方式嘌呤核苷酸循環(huán)

方式

脫氨基作用

是指氨基酸脫去氨基生成相應α-酮酸的過程。轉氨基作用1.定義在轉氨酶的作用下，某一氨基酸脫掉α-氨基生成相應的α-酮酸，而另一種α-酮酸得到此氨基生成相應的氨基酸的過程。3.反應式2.除甘氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、脯氨酸外，絕大多數(shù)氨基酸均可參與轉氨基作用。轉氨基作用并未產生游離的氨。COOHCOOHNH2CCOOHR1HNH2+CCOOHR2OCR1O+CHR2轉氨酶4.轉氨基作用的機制氨基酸

磷酸吡哆醛α-酮酸

磷酸吡哆胺谷氨酸α-酮戊二酸轉氨酶(1)轉氨基作用的過程是轉氨酶的輔酶磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺的互變傳遞氨基。

(2)轉氨酶的種類多，專一性強，分布廣。如肝細胞含量最高的丙氨酸氨基轉移酶(ALT)，以及心肌細胞含量較高的天冬氨酸氨基轉移酶(AST)。

5.轉氨酶

正常人各組織ALT及AST活性(單位/克濕組織)測定血清轉氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和判斷預后的主要指標之一。組織(GOT)(GPT)心1560007100骼肌990004800腎9100019000胰腺脾肺血清280002000140001200100007002016ALTAST組織(GOT)(GPT)ALTAST

氧化脫氨基作用2.其輔酶為

NAD+或NADP+。3.GTP、ATP為其抑制劑；GDP、ADP為其激活劑。1.L-谷氨酸脫氫酶廣泛存在于肝、腦、腎等組織中。L-谷氨酸α-酮戊二酸亞谷氨酸NH3H2O2CHCOOHNHCHNHCCOOHCCOOHOCCOOHCCOOH+NAD(P)+NAD(P)H+H+CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2聯(lián)合脫氨基作用2.聯(lián)合脫氨基作用1.

定義兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD+轉氨酶

NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶

3.此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、腎組織進行。蘋果酸腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸

谷氨酸α-酮酸轉氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉氨酶

2腺苷酸脫氨酶H2ONH3延胡索酸嘌呤核苷酸循環(huán)此種方式主要在肌肉組織進行。R-5’-P次黃嘌呤核苷酸(IMP)NNNHNONNNNR-5’-PHNHCCH2COOHHOOC腺苷酸代琥珀酸NNNNR-5’PHN2腺嘌呤核苷酸(AMP)腺苷酸代琥珀酸裂解酶體內氨的來源1.氨基酸脫氨基作用產生的氨是血氨主要來源,胺類的分解也可以產生氨。2.

腸道吸收的氨氨基酸在腸道細菌作用下產生的氨。尿素經(jīng)腸道細菌尿素酶水解產生的氨。3.腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺。

谷氨酰胺谷氨酸+NH3谷氨酰胺酶正常人血氨濃度一般不超過60μmol/L。（三）氨的代謝(二)α-酮酸代謝1α-酮酸經(jīng)氨基化生成非必需氨基酸。3α-酮酸轉變成糖及脂類。2α-酮酸可通過TCA循環(huán)和氧化磷酸化徹底氧化為H2O和CO2，生成ATP。甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、蘇氨酸、色氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸類別生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖及生酮氨基酸（三）、氨的轉運2丙氨酸-葡萄糖循環(huán)

肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸?shù)礁?，脫氨后生成丙酮酸異生為糖，為肌肉提供葡萄糖?谷氨酰胺的運氨作用谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶1.氨和谷氨酸在腦、肌肉合成谷氨酰胺，運輸?shù)礁魏湍I后再分解，從而進行解毒。2.谷氨酰胺是氨的解毒產物，也是氨的儲存及運輸形式。丙氨酸葡萄糖

肌肉蛋白質氨基酸NH3谷氨酸α-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α-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3、血氨的去路在肝內合成尿素，這是最主要的去路。合成非必需氨基酸及其他含氮化合物。合成谷氨酰胺。去路

鳥氨酸循環(huán)--尿素的生成生成部位

(1)主要是在肝細胞的線粒體及胞液中進行，腎和腦中也可合成極少量的尿素。切除動物肝，動物的血、尿中幾乎檢測不到尿素。(2)尿素生成的過程由Krebs和Henseleit于1932年提出，稱為鳥氨酸循環(huán)，又稱尿素循環(huán)。(1)氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO

~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸①反應在線粒體中進行。②氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ催化的反應為不可逆反應。生成過程③N-乙酰谷氨酸(AGA)為其激活劑，反應消耗2分子ATP。(2)瓜氨酸的合成鳥氨酸氨基甲酰轉移酶H3PO4+氨基甲酰磷酸②由鳥氨酸氨基甲酰轉移酶催化，為不可逆反應。①反應在線粒體中進行，瓜氨酸生成后進入胞液。NHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3NH2(CH2)3CHCOOHNH2NH2(CH2)3CHCOOHNH2鳥氨酸NH2COO~PO32-NH2COO~PO32-(3)精氨酸的合成①反應在胞液中進行。②精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶。③此反應消耗1分子ATP，2個高能鍵能量。

精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPiMg2++天冬氨酸精氨酸代琥珀酸NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHCOOHCHH2NCH2COOHNHCHCOOHNH2NH2CO瓜氨酸(CH2)3④此反應在胞液中進行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸COOHCHCHHOOC+NH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOHNH(CH2)3CHCOOHNH2NH2CNCOOHCHCH2COOH(4)精氨酸水解生成尿素①反應在胞液中進行。②精氨酸酶為肝中特有的酶。尿素鳥氨酸精氨酸C(CH2)3COOHNH2CHNHNH2NH精氨酸酶CNH2NH2O+(CH2)3COOHNH2CHNH2H2O鳥氨酸循環(huán)2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸2ATPCPS-I(N-乙酰谷氨酸)Pi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸α-酮戊二酸谷氨酸α-酮酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鳥氨酸尿素線粒體胞液精氨酸代琥珀酸合成酶H2O4高氨血癥和氨中毒

血氨濃度升高稱高氨血癥，此時可引起腦功能障礙，稱氨中毒。常見于肝功能嚴重損傷、尿素合成酶系的遺傳缺陷。氨中毒的可能機制TCA循環(huán)↓腦供能不足α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺NH3

腦內α-酮戊二酸↓NH3NADH+H+ATPNAD+NADH+H+NAD+ATPADPADP

三、個別氨基酸的代謝氨基酸脫羧酶氨基酸胺類RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR（一）氨基酸脫羧基作用1.γ-氨基丁酸GABA來自谷氨酸L-谷氨酸GABACO2L-谷氨酸脫羧酶GABA是抑制性神經(jīng)遞質，對中樞神經(jīng)有抑制作用。2.組胺來自組氨酸脫羧L-組氨酸組胺組氨酸脫羧酶CO2

組胺是強烈的血管舒張劑，可增加毛細血管的通透性，還可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。3.5-羥色胺(5-HT)來自色氨酸代謝色氨酸5-羥色氨酸5-HT色氨酸羥化酶5-羥色氨酸脫羧酶CO2

5-HT在腦內作為神經(jīng)遞質，起抑制作用；在外周組織有收縮血管的作用。4.牛磺酸來自半胱氨酸的代謝?；撬崾墙Y合膽汁酸的組成成分。L-半胱氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸

磺酸丙氨酸脫羧酶CO25.多胺來自鳥氨酸代謝

鳥氨酸腐胺S-腺苷蛋氨酸

(SAM)脫羧基SAM鳥氨酸脫羧酶CO2SAM脫羧酶CO2精脒5'-甲基-硫-腺苷丙胺轉移酶

精胺

多胺是調節(jié)細胞生長的重要物質。在生長旺盛的組織（如胚胎、再生肝、腫瘤組織）含量較高，其限速酶鳥氨酸脫羧酶活性較強。丙胺轉移酶（二）一碳單位的代謝1.定義某些氨基酸代謝過程中產生的只含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位。

CO2不是一碳單位2.種類甲基

(methyl)-CH3甲烯基

(methylene)-CH2-甲炔基

(methenyl)-CH=甲?；?/p>

(formyl)-CHO亞胺甲基

(formimino)-CH=NH3.四氫葉酸是一碳單位的載體5,6,7,8-四氫葉酸(FH4)CNCNCOHH2N-CCH2NCH-CH2-NH-HNH-C-NH-CH-CH2-CH2-COOHOCOOH10987635

一碳單位通常是結合在FH4分子的N5、N10位上。N5—CH=NH—FH4N5—CH3—FH4N5、N10—CH2—FH4N5、N10=CH—FH4N10—CHO—FH4一碳單位主要來源于氨基酸代謝。絲氨酸N5,N10—CH2—FH4甘氨酸N5,N10—CH2—FH4組氨酸N5—CH=NH—FH4色氨酸N10—CHO—FH44.一碳單位與氨基酸代謝5.一碳單位的功能1.作為合成嘌呤和嘧啶的原料，與細胞增殖、組織生長和機體發(fā)育等過程密切相關。2.把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來。

（三）含硫氨基酸的代謝

含硫氨基酸胱氨酸蛋氨酸半胱氨酸CH2SHCHNH2COOHCHCHNHCOOHCH2CHNH2COOH2CHNH2COOHSSCHCHNHCOOHCHCHNHCOOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2SCHCHCHNHCOOHCH

蛋氨酸的代謝1.蛋氨酸與轉甲基作用腺苷轉移酶PPi+Pi蛋氨酸ATPS—腺苷蛋氨酸(SAM)+S-CH3CH2CH2COOHCHNH2CH2OH~PP~POOH腺嘌呤CH3+CH2CHNH2OHOOH腺嘌呤COOHCH2SCH22.SAM為體內甲基的直接供體甲基轉移酶R—CH3腺苷SAMS—腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸RHH+CH2CHNH2OHOOH腺嘌呤COOHCH2SCH2CH3+CH2CHNH2OHOOH腺嘌呤COOHCH2SCH2SHCH2CH2COOHCHNH23.蛋氨酸循環(huán)蛋氨酸S-腺苷同型半胱氨酸S-腺苷蛋氨酸同型半胱氨酸FH4N5—CH3—FH4N5—CH3—FH4

轉甲基酶(VitB12)H2O腺苷RHATPPPi+PiRH-CH3

半胱氨酸與胱氨酸的代謝1.半胱氨酸與胱氨酸的互變-2H+2HCH2SHCOOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2×半胱氨酸胱氨酸CHNH22.硫酸根的代謝CH2HOOOPO3H2腺嘌呤OPOSO3-OOH含硫氨基酸分解可產生硫酸根，半胱氨酸是主要來源。

PAPS為活性硫酸，是體內硫酸基的供體。PAPSSO42-+ATPAMP-SO3-(腺苷-5′-磷酸硫酸)3′-PO3H2-AMP-SO3-(3′-磷酸腺苷-5′-磷酸硫酸，PAPS)

（四)芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸

苯丙氨酸

酪氨酸

色氨酸(一)色氨酸代謝5-羥色胺一碳單位丙酮酸+乙酰乙酰CoA維生素PP色氨酸CHNH2COOHCH2OHCHNH2COOHCH2HCHNH2COOHCH2N(二)苯丙氨酸和酪氨酸的代謝(1)苯丙酮酸尿癥(PKU)苯丙氨酸羥化酶缺陷時，苯丙氨酸不能轉變?yōu)槔野彼?，生成苯丙酮酸、苯乙酸等從尿排出的一種遺傳代謝病。1.苯丙氨酸的代謝苯丙氨酸+O2酪氨酸+H2O苯丙氨酸羥化酶2H+CHNH2COOHCH2苯丙氨酸轉氨酶(正常時很少)CCOOHCH2OCOOHCH2苯丙氨酸苯丙酮酸苯乙酸2.兒茶酚胺的合成多巴胺生成減少可導致帕金森病。OHCHNH2COOHCH2酪氨酸酪氨酸羥化酶OHCHNH2COOHCH2HOCO2OHCH2HOCH2NH2OHCHHOCH2NH2OHOHCH-OHHOCH2NHCH3多巴多巴胺去甲腎上腺素腎上腺素3.黑色素的合成黑色素OHCOOHCHNH2CH2酪氨酸酪氨酸酶COOHCHNH2CH2

多巴OHOHOOCOOHCHNH2CH2

多巴醌O

吲哚-5,6-醌ONH聚合(1)在黑色素細胞中，酪氨酸可經(jīng)酪氨酸酶等催化合成黑色素。(2)人體缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障礙，皮膚、毛發(fā)等發(fā)白，稱為白化病(albinism)。4.酪氨酸的分解代謝

體內尿黑酸氧化酶先天缺陷時，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥，表現(xiàn)為骨及組織有廣泛的黑色物沉積。尿黑酸氧化酶OHCOOHCHNH2CH2酪氨酸酪氨酸轉氨酶OHCOOHC＝OCH2羥苯丙酮酸OHOHCH2COOH尿黑酸COOHCHCHCOOHCH2C＝OCH2COOH+延胡索酸草酰乙酸

核苷酸的代謝第二節(jié)核苷酸功能組成核酸及儲存能量。組成輔酶(輔基)，參與代謝及調節(jié)。食物核蛋白蛋白質核酸胃酸核苷酸核酸酶核苷磷酸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶一、核苷酸的生理功能（一）嘌呤核苷酸的合成代謝1、從頭合成途徑1.定義

從頭合成途徑是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等為原料，合成嘌呤核苷酸的途徑。

2.部位

肝是主要合成器官，其次是小腸和胸腺；而腦、骨髓則很難進行此途徑。二、核苷酸的合成代謝3.合成原料CO2天冬氨酸甲?；?一碳單位)甘氨酸甲?；?一碳單位)谷氨酰胺(酰胺基)C6C5C4C2N1N3N7C8N9口訣：一天二碳三谷氨，

四五七是甘氨酸，

第六位是二氧化碳，

八九位上同二三。4.合成過程R-5-P(5-磷酸核糖)ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P(磷酸核糖焦磷酸)

在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下IMP

AMP

GMPH2N-1-R-5′-P(5′-磷酸核糖胺)谷氨酰胺谷氨酸酰胺轉移酶PRPP合成酶和酰胺轉移酶是關鍵酶。

2.補救合成途徑（1）定義

利用游離的嘌呤或嘌呤核苷，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補救合成(或重新利用)途徑。腺嘌呤磷酸核糖轉移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)（2）參與補救合成的酶（3）合成過程腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP(4)補救合成的生物學意義(1)節(jié)省從頭合成時的能量和氨基酸。(2)某些組織器官如腦、骨髓等主要是進行補救合成。（二）嘧啶核苷酸的合成代謝1、從頭合成途徑（1）定義是指利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等為原料，合成嘧啶核苷酸的途徑。

（2）合成部位主要是肝等。3.嘧啶合成的元素來源4.合成過程(1)尿嘧啶核苷酸的合成

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS-Ⅱ)是尿嘧啶核苷酸的合成的主要調節(jié)酶。NNCCCC天冬氨酸CO2谷氨酰胺口訣：天冬氨酸左邊站，

谷酰直往左上竄，

剩余廢物二氧化碳。嘧啶+

PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADP2.補救合成的過程dNDP

+

ATP

激酶dNTP

+ADPNDP（ADPGDPCDPUDP)dNDP(dADPdGDP