氨基酸代谢.ppt

单击此处编辑母版标题样式,*,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,目 录,氨 基 酸 代 谢,蛋白质的营养作用,蛋白质的消化、吸收与腐败,氨基酸的一般代谢,氨的代谢,个别氨基酸的代谢,氨基酸的脱氨基作用,-,酮酸的代谢,第一节 蛋白质的营养作用,蛋白质营养的重要性,蛋白质是生命的物质基础，维持细胞、组织的生长、更新、修补；运输；代谢调节、催化作用；免疫；能量供给。,蛋白质的需要量和营养价值,（一）氮平衡,1.,氮的总平衡：摄入氮,=,排出氮,2.,氮的正平衡：摄入氮排出氮,3.,氮的负平衡：摄入氮排出氮,蛋白质的需要量和营养价值,（二）生理需要量,（三）蛋白质的营养价值,人体内有,8,种氨基酸不能合成，必须由食物供给，称,营养必需氨基酸,，含有必需氨基酸种类多和数量足的蛋白质营养价值高，反之营养价值低。,蛋白质的腐败作用,消化过程中，有一小部分蛋白质不被消化，也有一小部分消化产物不被吸收，,肠道细菌,对这部分蛋白质及其消化产物所起的作用，称为蛋白质的腐败作用（putrefaction）。,胺类的生成,肠道细菌的蛋白酶使蛋白质分解成氨基酸，再经氨基酸脱羧基作用，产生胺类,氨的生成,未被吸收的氨基酸在肠道细菌作用下脱氨基生成,血液中尿素渗入肠道，受肠菌尿素酶的水解而生成,其他有害物质的生成,蛋白质的腐败作用,第二节 氨基酸的一般代谢,一.氨 基 酸 代 谢 概 况,氨基酸代谢库,其它含氮化合物,(,嘌呤、嘧啶等,),体内合成氨基酸,(,非必需,aa),组织蛋白质,食物蛋白质,a,-,酮酸,胺类,氨,酮体,氧化供能,糖,尿素,脱氨基,脱羧基,代谢转变,消化吸收,合成,分解,氨基酸的脱氨基作用,多种方式：,氧化脱氨基、转氨基、联合,脱氨基、,非氧化脱氨基等。,以联合脱氨基作用为主。,1.,氧化脱氨基作用,HOOC(CH,2,),2,CHCOOH,NH,2,NAD,+,NADH+H,+,L-,谷氨酸脱氢酶,HOOC(CH,2,),2,CCOOH,NH,H,2,O,NH,3,HOOC(CH,2,),2,CCOOH,O,亚氨基酸不稳定,2.,转氨基作用,HCNH,2,+C,O,R,1,COOH,R,2,COOH,C,O+HCNH,2,R,1,COOH,R,2,COOH,转氨酶,上述反应可逆。因此转氨基作用既是氨基酸分解代谢过程，也是体内某些氨基酸（非必需氨基酸）合成的重要途径。,转 氨 酶,催化氨基酸转氨基的酶是,转氨酶,，,体内存在着多种转氨酶。不同氨基酸与,a,-酮酸之间的转氨基作用只能由专一的转氨酶催化。在各种转氨酶中，以L-谷氨酸与,a,-酮酸的转氨酶最为重要。如,谷丙转氨酶,(glutamic pyruvic transaminase,GPT,也称ALT,),和,谷草转氨酶,(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT,又称AST,),。,正常成人各组织中,GOT,及,GPT,活性,16,20,血清,19,000,91,000,肾,700,10,000,肺,4,800,99,000,骨骼肌,1,200,14,000,脾,44,000,142,000,肝,2,000,28,000,胰腺,7,100,156,000,心,GPT,GOT,组织,GPT,GOT,组织,(,单位,/,克湿组织,),血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一,转氨酶主要存在于细胞内，血清活性很低。当某种原因使细胞膜活性增高或细胞破坏时，则转氨酶可以大量入血，造成血清中转氨酶升高。,ALT:,谷氨酸,+,丙氨酸,-,酮戊二酸,+,丙氨酸,临床上用于检查急性肝炎、药物副作用。,AST:,谷氨酸,+,草酰乙酸,-,酮戊二酸,+,天冬氨酸,临床上用于发生心肌梗死时活性上升。,3.,氨基酸的联合脱氨基作用,氨基酸,a,-,酮戊二酸,谷氨酸,a,-,酮酸,氨,NH,3,NADH+H,+,H,2,O+NAD,+,转氨酶,L-,谷氨酸脱氢酶,转氨基作用只有氨基的转移，没有脱出游离氨。,联合托氨基作用可逆，是体内合成非必需氨基酸的主要途径。,二,.,氨的代谢,氨基酸脱氨基后形成的氨是有毒物质。特别是对脑组织。血液中,1%,的氨就会引起神经中毒。氨中毒的症状表现为语言混乱，视力模糊，机体震颤，甚至昏迷死亡。,机体主要通过氨合成尿素而解毒。,除肝门静脉外，体内血液中氨的浓度非常低。,正常人血浆中氨的浓度不超过,0.60mol/L,。,（一）体内氨的来源,氨基酸脱氨,肠道吸收,未被吸收的氨基酸,血中渗入肠道的尿素,氨,(,ammonia,),肠道细菌,脱氨基作用,尿素酶,降低肠道,pH,，,NH,3,转变为,NH,4,+,以胺盐形式排出，可减少氨的吸收，这是酸性灌肠的依据。高血氨患者禁止用碱性肥皂水灌肠。,（一）体内氨的来源,3.肾脏产氨。,肾曲小管上皮细胞中,谷氨酰胺,氨,铵盐,调节酸碱平衡,酸性尿有利于肾小管细胞中氨扩散入尿，相反碱性不利于氨排出，可入血，使血氨升高，,临床上对于肝硬化产生腹水的病人，不宜用碱性利尿药，避免血氨升高。,（二）氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺形式转运,一.丙氨酸,-,葡萄糖循环将氨从肌肉运输到肝,反应过程,生理意义,肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。,肝为肌肉提供葡萄糖。,丙氨酸,-,葡萄糖循环,(alanine-glucose cycle),丙,氨,酸,葡,萄,糖,肌肉,蛋白质,氨基酸,NH,3,谷氨酸,-,酮戊,二酸,丙酮酸,糖酵解途径,肌肉,丙氨酸,血液,丙氨酸,葡萄糖,-,酮戊二酸,谷氨酸,丙酮酸,NH,3,尿素,尿素循环,糖异生,肝,丙氨酸,-,葡萄糖循环,葡萄糖,目 录,(,二）谷氨酰胺是氨的另一种运输形式,反应过程,在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。,生理意义,谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式。,（,三,）,氨在肝合成尿素是氨的主要去路,在肝内合成尿素，这是最主要的去路,合成非必需氨基酸及其它含氮化合物,合成谷氨酰胺,谷氨酸,+NH,3,谷氨酰胺,谷氨酰胺合成酶,ATP,ADP+Pi,体内氨的去路：,（四）高血氨症和氨中毒,1.,高血氨时脑内,-,酮戊二酸减少导致能量代谢障碍,2.,鸟氨酸循环任何一个合成酶遗传缺陷均可引起高氨血症,血氨浓度升高称高氨血症,(hyperammonemia),，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。,高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒,(ammonia poisoning),。,3.,当肝功能严重损伤时，尿素合成障碍，清除氨的能力大大减低，血氨水平升高。,4.,加之门腔静脉短路，由肠道吸收回血的氨可不经肝脏解毒，直接进入体循环，造成血氨浓度升高。,5.,饮食蛋白增多，消化道出血，铵盐的摄入及应用利尿药等均可引起高血氨。,TAC,脑供能不足,-,酮戊二酸,谷氨酸,谷氨酰胺,NH,3,NH,3,脑内,-,酮戊二酸,氨中毒的可能机制,三,.,某些氨基酸代谢的特殊代谢,（一）氨基酸的脱羧基,(decarboxylation),产生特殊的胺类化合物,氨基酸脱羧酶,(decarboxylase,),氨基酸,胺类,RCH,2,NH,2,+,CO,2,磷酸吡哆醛,RCH,2,NH,2,RCHO,RCOOH,醛,胺,单胺氧化酶,O,2,1/2,羧酸,NH,3,H,2,O,2,H,2,O,O,2,1,谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸脱羧生成,-,氨基丁酸,L-,谷氨酸,GABA,CO,2,L-谷氨酸脱,羧,酶,GABA,是抑制性神经递质，,其作用是抑制突触传导,。,临床上用B,6,治疗妊娠呕吐和婴幼儿,抽搐，是因为B,6,是谷氨酸脱羧酶的辅酶，可以增加,GABA,的生成，从而使兴奋的神经中枢得到抑制以减轻症状。,-,氨基丁酸,(-aminobutyric acid,GABA),2,组氨酸经组氨酸脱羧酶催化脱羧生成组胺,L-,组氨酸,组胺,组氨酸脱羧酶,CO,2,组胺是强烈的血管舒张剂，,降低血压，,可增加毛细血管的通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。,组胺,(histamine),3,色氨酸经,5-,羟色氨酸生成,5-,羟色胺,色氨酸,5-,羟,色氨酸,5-HT,色氨酸羟化酶,5-,羟色氨酸脱羧酶,CO,2,5-HT,在脑内作为神经递质，起抑制作用；在外周组织有收缩血管的作用。,5-,羟色胺,(5-hydroxytryptamine,5-HT),4,某些氨基酸在体内经脱羧作用可产生多胺类物质,L,鸟氨酸,腐胺,S-,腺苷甲硫氨酸,(SAM),脱羧基,SAM,鸟氨酸脱羧酶,CO,2,SAM,脱羧酶,CO,2,精脒,(spermidine),丙胺转移酶,5,-,甲基,-,硫,-,腺苷,丙胺转移酶,精胺,(spermine),多胺,(polyamines),是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织（,如胚胎、再生肝、肿瘤组织,）含量较高，其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。,（二）一碳单位是甘氨酸、丝氨酸、甲硫氨酸和组氨酸的特殊产物,定义,1,一碳单位代谢需有,四氢叶酸,参与,某些氨基酸代谢过程中产生的只含有,一个碳原子的基团,，称为,一碳单位,(,one carbon unit),。,甲基,(methyl),-CH,3,甲烯基,(methylene),-CH,2,-,甲炔基,(methenyl),-CH=,甲酰基,(formyl),-CHO,亚胺甲基,(formimino),-CH=,NH,种类,FH,4,的生成,F,FH,2,FH,4,FH,2,还原酶,FH,2,还原酶,NADPH+H,+,NADP,+,NADPH+H,+,NADP,+,四氢叶酸是一碳单位的载体,FH,4,携带一碳单位的形式,（,一碳单位通常是结合在,FH,4,分子的,N,5,、,N,10,位上）,N,5,CH,3,FH,4,N,5,、,N,10,CH,2,FH,4,N,5,、,N,10,=,CH,FH,4,N,10,CHO,FH,4,N,5,CH=NH,FH,4,第三节 糖、脂类、蛋白质代谢的联系与调节,琥珀酰,CoA,延胡索酸,草酰乙酸,-,酮戊二酸,柠檬酸,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,丙氨酸,半胱氨酸,丝氨酸,苏氨酸,色氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,色氨酸,天冬氨酸,天冬酰胺,苯丙氨酸,酪氨酸,异亮氨酸 蛋氨酸,丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸,酮体,亮氨酸 赖氨酸,酪氨酸 色氨酸,苯丙氨酸,谷氨酸,精氨酸 谷氨酰胺,组氨酸 缬氨酸,CO,2,CO,2,氨基酸、糖及脂肪代谢的联系,T C A,循环,目 录,碳骨架的氧化（肝脏中）,异柠檬酸,柠檬酸,延胡索酸,苹果酸,草酰乙酸,CoASH,三羧酸循环,乙酰,CoA,-,酮戊二酸,琥珀酰,CoA,乙酰乙酰,CoA,苯丙氨酸,酪氨酸,亮氨酸,赖氨酸,色氨酸,丙氨酸,苏氨酸,甘氨酸,丝氨酸,半胱氨酸,丙酮酸,精氨酸,组氨酸,谷氨酰胺,脯氨酸,谷氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,缬氨酸,苯丙氨酸,酪氨酸,天冬酰胺,谷氨酰胺,