Chapter16AminoAcidMetabolismProtein的消化(Digestion)、吸收(Absorbtion)與腐敗(Putrefaction)氨基酸的脫氨基作用鳥氨酸循環(huán)（AmmoniaMetablism）氨基酸的分解代謝（Aminoacidcatabolism）氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)樯锘钚晕镔|(zhì)氨基酸的生物合成Section1蛋白質(zhì)在體內(nèi)的降解NutritionofProtein蛋白質(zhì)的需要量氮平衡(nitrogenbalance)：氮的總平衡生理需要量：80g/日（成人）蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值(nutritionvalue)必需氨基酸(essentialaminoacid)：8種：甲色賴?yán)i異亮苯蘇（精組）非必需氨基酸

(non-essentialaminoacid)食物蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用Digestion,AbsorptionandPutrefactionofProteinDigestionStomach：胃蛋白酶原胃蛋白酶

SmallIntestine：胰液：胰蛋白酶，糜蛋白酶，彈性蛋白酶，羧基肽酶小腸粘膜細(xì)胞：氨基肽酶，二肽酶胰蛋白酶原腸激酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶羧基肽酶原A及B羧基肽酶A及B細(xì)胞內(nèi)的消化1.溶酶體的蛋白質(zhì)降解途徑2.泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解途徑

泛素：ubiquitin，相對分子質(zhì)量8.5*103，76個(gè)氨基酸殘基，堿性蛋白AbsorptionofAminoAcid載體轉(zhuǎn)運(yùn)：小腸，肌肉，腎小管細(xì)胞γ-谷氨酰基循環(huán)：小腸，腎小管細(xì)胞，腦細(xì)胞PutrefactionofProtein胺類(amines)的生成組氨酸組氨，賴氨酸尸胺等氨(ammonia)的生成其它有害物質(zhì)的生成苯酚，吲哚，甲基吲哚，硫化氫等。Section2

氨基酸的脫氨基作用

GeneralMetabolismofAminoAcid氨基酸代謝庫(metabolicpool)食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解合成合成脫氨基作用NH3α-

酮酸尿素糖氧化供能酮體脫羧基作用CO2胺類其他含氮化合物(purine,pyrimide)轉(zhuǎn)變1.氧化脫氨基作用L－氨基酸氧化酶與D－氨基酸氧化酶：需氧，分布不廣，活性不高L-谷氨酸脫氫酶(L-glutamatedehydrogenase）分布：Liver，Kidney，Brain不需氧脫氫酶，輔酶：NAD+orNADP+(＋)：GDP、ADP(－)：GTP、ATP脫氨基作用(DeaminationofAminoAcid)要點(diǎn)：①反應(yīng)可逆。②L-谷氨酸脫氫酶為不需氧脫氫酶，輔酶為NAD+或NADP+。③此酶分布廣泛，但以肝、腎、腦中活性較強(qiáng)。④此酶為別構(gòu)酶。此反應(yīng)與能量代謝密切相關(guān)。2.轉(zhuǎn)氨基作用：

氨基轉(zhuǎn)移酶(aminotransferase)或轉(zhuǎn)氨酶

(transaminase)(Donoraminoacid)(Newaminoacid)(Newketoacid)(Accepterketoacid)(transaminase)丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(Alanine

transaminase,ALT),

天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(Aspartate

transaminase,AST)

ALTGluCOOHCH2CH2CHCOOHNH2AlaCH3CHNH2COOHPyruvateCH3COCOOHα-Ketoglutarate(α-KG)COOHCH2CH2COCOOH要點(diǎn)：①反應(yīng)可逆。②體內(nèi)除Lys、Pro和羥脯氨酸外，大多數(shù)氨基酸都可進(jìn)行轉(zhuǎn)氨基作用。③轉(zhuǎn)氨酶均以磷酸吡哆醛為輔酶。磷酸吡哆醛是VB6的衍生物。反應(yīng)中起傳遞氨基的作用。3.

聯(lián)合脫氨基作用在轉(zhuǎn)氨酶和谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合作用下，使各種氨基酸脫下氨基的過程。它是體內(nèi)各種氨基酸脫氨基的主要形式。其逆反應(yīng)也是體內(nèi)生成非必需氨基酸的途徑。α-KG谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶嘌呤核苷酸循環(huán)——肌肉中的脫氨基反應(yīng)

（purinenucleotidecycle）Section3鳥氨酸循環(huán)（OrnithineCycle）尿素(urea)的生成實(shí)驗(yàn)：動物切除肝臟，輸入氨基酸后，血氨濃度升高；動物保留肝臟、切除腎臟，輸入氨基酸后，血中尿素濃度升高；動物肝臟、腎臟同時(shí)切除，輸入氨基酸后，血中尿素含量較低，但血氨濃度升高；結(jié)論：肝臟是合成尿素的主要器官UreaBiosynthesis1932,德國學(xué)者HansKrebs提出尿素循環(huán)(ureacycle)或鳥氨酸循環(huán)(ornithinecycle)UreaBiosynthesis-1氨基甲酰磷酸(Carbamolphosphate)CPS-ⅠAGA1、氨基甲酰磷酸的合成：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ

(carbamoyl

phophate

synthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)(N-acetylglutamaticacid,AGA)UreaBiosynthesis-22、瓜氨酸的合成(Carbamolphosphate)(Ornithine)(Citrulline)UreaBiosynthesis-33、精氨酸的合成(Citrulline)(Asp)(Argininosuccinate)(Argininosuccinate)(Arginine)(Fumarate)UreaBiosynthesis-44、精氨酸水解生成尿素(Arginine)(Urea)(Ornithine)UreaBiosynthesisUreaBiosynthesis的要點(diǎn)尿素生成的要點(diǎn)亞細(xì)胞定位：Mitochondrionandcytosol限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶耗能過程：4ATP/ureaN與C的來源：氨基酸脫下的Ammonia和CO2尿素合成的調(diào)節(jié)食物蛋白質(zhì)的影響CPS-Ⅰ的調(diào)節(jié)尿素合成酶系的調(diào)節(jié)AmmoniaMetablism體內(nèi)Ammonia的來源AminoAcid的脫氨基(Deamination)腸道細(xì)菌的腐敗作用與尿素(Urea)的分解腎小管上皮分泌—Gln的分解Ammonia的轉(zhuǎn)運(yùn)-1丙氨酸-葡萄糖循環(huán)(alanine-glucosecycle)Ammonia的轉(zhuǎn)運(yùn)-2Gln的運(yùn)氨作用高血氨癥與氨中毒血氨氨基酸脫氨腸道吸收腎小管分泌合成尿素合成合成氨基酸等含氮化合物銨鹽生成排出合成谷氨酰胺高血氨癥與肝昏迷氨中毒Section4氨基酸的分解代謝即：α-酮酸的代謝，或氨基酸碳骨架代謝Metablismofα-ketoacid生成

non-essentialaminoacid轉(zhuǎn)變成Carbohydrate及Lipids生糖氨基酸(glucogenicaminoacid)、生酮氨基酸(ketogenicaminoacid)

、生糖兼生酮氨基酸(glucogenicandketogenicaminoacid)氧化供能脫掉氨基后的

-酮酸可轉(zhuǎn)變成：-酮戊二酸琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸丙酮酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物PEP葡萄糖脂肪酸酮體氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、羥脯氨酸、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異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、蘇氨酸甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、羥脯氨酸、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異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、、甘氨酸、絲氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、羥脯氨酸、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異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色類別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異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、20種aa的碳架可轉(zhuǎn)化成7種物質(zhì)：丙酮酸、乙酰CoA（生酮）、乙酰乙酰CoA

（生酮）、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。最后集中為5種物質(zhì)進(jìn)入TCA：乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。

本節(jié)重點(diǎn)掌握生糖氨基酸、生酮氨基酸及生糖兼生酮氨基酸的概念；熟悉α-酮酸的代謝。Section5氨基酸轉(zhuǎn)變成生物活性物質(zhì)一、形成生物胺類

氨基酸通過脫羧生成CO2和胺類。這些胺類雖然含量不高，但有重要的生理功能。(一)兒茶酚胺(catecholamine)與黑色素(melanin)的合成帕金森病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成減少。在黑色素細(xì)胞中，酪氨酸可經(jīng)酪氨酸酶等催化合成黑色素。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)。酪氨酸的分解代謝

體內(nèi)代謝尿黑酸的酶先天缺陷時(shí)，尿黑酸分解受阻，可出現(xiàn)尿黑酸癥。苯酮酸尿癥(phenylkeronuria,PKU)

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。（二）組胺(histamine)：血管舒張劑（三）5-羥色胺(5-hydroxytryptamine,5-HT)：腦內(nèi)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，外周組織收縮血管（四）γ-氨基丁酸(γ-aminobutyricacid,GABA)：抑制性神經(jīng)遞質(zhì)L-谷氨酸γ-氨基丁酸VB6（五）牛磺酸(taurine)：膽汁酸的組成成分L-半胱氨酸磺酸丙氨酸?；撬幔┒喟?polyamines)—腐胺，精瞇，精胺二一碳單位(onecarbonunit,OCU)代謝概念：含一個(gè)碳原子的基團(tuán)種類：甲基(methyl)、甲烯基(methylene、甲炔基(methenyl)、甲?；?formyl)及亞氨甲基(formimino)四氫葉酸(tetrahydrofolicacid,FH4)OCU與FH4OCU與AminoAcidMetablismOCU與AminoAcidMetablismOCU相互轉(zhuǎn)變與生理功能OCU與核苷酸合成S-腺苷-3-甲硫基丙胺的生成甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)葉酸與VB12的重要作用巨幼紅細(xì)胞貧血（惡性貧血）原始紅細(xì)胞早、中、晚幼紅細(xì)胞網(wǎng)織紅細(xì)胞成熟紅細(xì)胞磺胺藥競爭性抑制機(jī)理(-)含硫氨基酸的代謝甲硫氨酸的代謝：甲硫氨酸與轉(zhuǎn)甲基作用-1MetATPS-腺苷甲硫氨酸(S-adenosyl

methionine,SAM)甲硫氨酸與轉(zhuǎn)甲基作用-2甲硫氨酸循環(huán)(methioninecycle)半胱氨酸與胱氨酸的代謝半胱氨酸有胱氨酸的互變硫酸根的代謝主要來源：半胱氨酸PAPS:3′-phospho-adenosine-5′-phospho-sulfate苯丙氨酸的和酪氨酸的代謝三氨基酸衍生的其他含氮化合物（一）NO的生成

Arg在一氧化氮合酶（Nitricoxidesynehase,NOS）作用下，生成瓜氨酸和NO。

NO：具有舒展血管的功能、抗血栓形成功能。（二）Lys和肉堿

Lys是合成肉堿地原料，反應(yīng)過程見書P470。（三）肌酸(creatine)的合成（四）谷胱甘肽

P471Section6氨基酸的生物合成一、

氨基酸合成概論1、

氮源（1）生物固氨（微生物）

a.與豆科植物共生的根瘤菌

b.自養(yǎng)固氮菌蘭藻在固氮酶系作用下，將空氣中的N2固定，產(chǎn)生NH3

（2）硝酸鹽和亞硝酸鹽(植物、微生物)

（3）各種脫氨基作用產(chǎn)生的NH3（所有生物）

氨的固定方式：參考沈同等編的教材（1）通過氨甲酰磷酸合成酶（2）通過谷氨酸脫氫酶參考沈同等編的教材（3）通過谷氨酰胺合成酶2、

碳源直接碳源是相應(yīng)的α-酮酸。植物能合成20種a.a.相應(yīng)的全部碳架或前體。人和動物只能直接合成部分a.a.相應(yīng)的α-酮酸。主要來源：糖酵解、TCA、磷酸已糖支路。必需氨基酸：Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Val、（Arg、His）

3、

a.a.生物合成的概貌P473圖16-1820種氨基酸生物合成碳骨架的來源①α-酮戊二酸衍生類型Glu、Gln、Pro、Arg、Lys（蕈類、眼蟲）

與a.a.分解進(jìn)入α-酮酸的途徑比較，少了一種a.a.，即His。

②草酰乙酸衍生類型Asp、Asn、Met、Thr、Ile（也可歸入丙酮類）、Lys（植物、細(xì)菌）

經(jīng)TCA中間產(chǎn)物（α-酮戊二酸、草酰乙酸）可合成10種a.a.，即Glu、Gln、Pro、Arg、Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys。

③丙酮酸衍生類型Ala、Val（Ile）、Leu

④3-磷酸甘油酸衍生類型Ser、Gly、Cys

經(jīng)酵解中間產(chǎn)物（3-磷酸甘油酸、丙酮酸），可合成Ser、Cys、Gly、Ala、Val、Leu等6種a.a。

⑤經(jīng)酵解及磷酸戊糖中間產(chǎn)物（磷酸烯醇丙酮酸、4-磷酸赤蘚糖），可合成Phe、Tyr、Trp等3種芳香族a.a。

⑥His有自己獨(dú)特的合成途徑，與其它氨基酸之間沒有關(guān)系二、脂肪族氨基酸生物合成途徑（一）、α-酮戊二酸衍生類型Glu、Gln、Pro、Arg、Lys（1）Glu的合成由α-酮戊二酸與游離氨，經(jīng)L-Glu脫氫酸催化。對于植物和微生物，氨的來源是Gln的酰胺基。NH3+α-酮戊二酸Glu脫氫酶／NADPHGlu+H2OGln+α-酮戊二酸Glu合酶／NADPH2Glu

（2）、

Gln的合成由α-酮戊二酸形成Glu，由Glu可以進(jìn)一步形成Gln，Glu+NH4++ATP谷胺酰胺合酶Gln+ADP+Pi+H+Gln合酶是催化氨轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)含氮物的主要酶，活性受9種含氮物反饋調(diào)控：氨基Glc-6-P、Trp、Ala、Gly、Ser、His和CTP、AMP、氨甲酰磷酸。除Gly、Ala，其余含氮物的氮都來自Gln。（3）、

Pro的合成（Glu環(huán)化而成）

（4）、

Arg合成（5）、

Lys合成①α-酮戊二酸衍生型（蕈類、眼蟲）②天冬氨酸、丙酮酸衍生型（植物、細(xì)菌）（二）、草酰乙酸衍生類型谷草轉(zhuǎn)氨酶草酰乙酸+GluAsp+α-酮戊二酸Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys（植物、細(xì)菌）1、天冬氨酸2、

Asn合成（轉(zhuǎn)移酰胺基）Asn合成酶Asp+NH4++ATPAsn+AMP+PPi細(xì)菌Asn合成酶Asp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPiMg2+（哺乳動物）3、Met合成P476

4、Thr合成P477

Lys、Met、Thr合成中，有一段共同途徑，即生成Asp-β-半醛，是一個(gè)分枝點(diǎn)化合物。5、Ile合成（與Val極為相似）P477-478Ile的合成途徑與Val極為相似。6個(gè)C中4個(gè)來自Asp（Asp→Thr），2個(gè)來自丙酮酸，所以也可以歸入丙酮酸衍生型。6、Lys（植物、細(xì)菌）P475-476（三）、丙酮酸衍生型Ala、Val（Ile）、Leu（四）、3-磷酸甘油酸衍生型Ser、Gly、Cys三、

芳香族氨基酸及His的生成合成（一）、

Phe、Tyr、Trp的合成起始物：磷酸烯醇丙酮酸，赤蘚糖-4-P（二）、

His合成

P482-483（1）谷氨酸族

-酮戊二酸：Glu、Gln、Pro、Arg（2）天冬氨酸族草酰乙酸：Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、Met（3）丙氨酸族丙酮酸：Ala、Val、Leu（4）絲氨酸族甘油酸-3-磷酸：Ser、Gly、Cys（5）磷酸烯醇式丙酮酸衍生型

磷酸核糖：His

磷酸赤蘚糖+PEP：Phe、Tyr、Trp總結(jié)：氨基酸生物合成的分族情況習(xí)題1、下列哪一種氨基酸經(jīng)過轉(zhuǎn)氨作用可生成草酰乙酸？

A、谷氨酸B、丙氨酸C、蘇氨酸D、天冬氨酸E、脯氨酸2、能直接轉(zhuǎn)變?yōu)棣?酮戊二酸的氨基酸為：

A、天冬氨酸B、丙氨酸C、谷氨酸D、谷氨酰胺E、天冬氨酸3、催化聯(lián)合脫氨基作用所需的酶是：A、L-氨基酸氧化酶

B、轉(zhuǎn)氨酶C、谷氨酰胺酶D、谷氨酸脫氫酶4、α-酮酸的代謝途徑為A、轉(zhuǎn)氨生成相應(yīng)的非必需氨基酸B、轉(zhuǎn)變?yōu)樘腔蛑綜、氧化成CO2和H2OD、合成某些必需氨基酸5、成人體內(nèi)氨的最主要代謝去路為A、合成非必需氨基酸