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第第8 8章章 氨基酸分解代谢氨基酸分解代谢 绝大多数的婴儿都能用母乳喂养，对宝宝来说，绝大多数的婴儿都能用母乳喂养，对宝宝来说，母乳无疑是最好的不可替代的营养品，但是，你可母乳无疑是最好的不可替代的营养品，但是，你可知道有些婴儿是不宜用母乳喂养的吗知道有些婴儿是不宜用母乳喂养的吗?蛋白质是生命的物质基础，组成蛋白质的基本蛋白质是生命的物质基础，组成蛋白质的基本单位是氨基酸。膳食中的蛋白质必须消化成氨基酸单位是氨基酸。膳食中的蛋白质必须消化成氨基酸后才能被机体吸收利用，蛋白质在体内也需要首先后才能被机体吸收利用，蛋白质在体内也需要首先分解成氨基酸后再进一步代谢，由此可见蛋白质分分解成氨基酸后再进一步代谢，由此可见蛋白质分解代谢的中心是氨基酸代谢。解代谢的中心是氨基酸代谢。导言氨基酸代谢病氨基酸代谢病氨基酸代谢病：即氨基酸病氨基酸代谢病：即氨基酸病氨基酸代谢病：即氨基酸病氨基酸代谢病：即氨基酸病(aminoacidopathy)(aminoacidopathy)(aminoacidopathy)(aminoacidopathy)或或或或称为氨基酸尿症称为氨基酸尿症称为氨基酸尿症称为氨基酸尿症(aminoaciduria)(aminoaciduria)(aminoaciduria)(aminoaciduria)。可分为两大类：一类是酶缺陷，使氨基酸分解代可分为两大类：一类是酶缺陷，使氨基酸分解代可分为两大类：一类是酶缺陷，使氨基酸分解代可分为两大类：一类是酶缺陷，使氨基酸分解代谢阻滞；另一类是氨基酸吸收转运系统缺陷。谢阻滞；另一类是氨基酸吸收转运系统缺陷。谢阻滞；另一类是氨基酸吸收转运系统缺陷。谢阻滞；另一类是氨基酸吸收转运系统缺陷。除个别情况，氨基酸病均为常染色体隐性遗传。除个别情况，氨基酸病均为常染色体隐性遗传。除个别情况，氨基酸病均为常染色体隐性遗传。除个别情况，氨基酸病均为常染色体隐性遗传。目前氨基酸代谢障碍所引起的遗传性疾病已超过目前氨基酸代谢障碍所引起的遗传性疾病已超过目前氨基酸代谢障碍所引起的遗传性疾病已超过目前氨基酸代谢障碍所引起的遗传性疾病已超过100100100100多种。多种。多种。多种。第 1 节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用（一）维持组织细胞的生长、更新、修补；（一）维持组织细胞的生长、更新、修补；（二）构成机体重要的生理活性物质（二）构成机体重要的生理活性物质 ；（三）氧化供能（三）氧化供能（三）氧化供能（三）氧化供能 (Nutritional Function of Protein)(Nutritional Function of Protein)(Nutritional Function of Protein)(Nutritional Function of Protein)一、蛋白质的生理功能一、蛋白质的生理功能（一）氮平衡（一）氮平衡(nitrogen balance)(nitrogen balance)氮平衡是指人体氮平衡是指人体每日摄入食物中的氮量与排泄物中氮量的比例关系。每日摄入食物中的氮量与排泄物中氮量的比例关系。1.1.总氮平衡总氮平衡 摄入氮摄入氮 =排出氮排出氮(正常成人正常成人)。2.2.正氮平衡正氮平衡 摄入氮摄入氮 排出氮排出氮(儿童、孕妇等儿童、孕妇等)。3.3.负氮平衡负氮平衡 摄入氮摄入氮 排出氮排出氮(饥饿、消耗性饥饿、消耗性 疾病患者疾病患者)。4.4.氮平衡意义氮平衡意义 可反映体内蛋白质代谢的慨况。可反映体内蛋白质代谢的慨况。二、蛋白质需要量二、蛋白质需要量腊八粥是一种在腊八节用多种食材熬制的粥。腊八粥是一种在腊八节用多种食材熬制的粥。腊八粥是一种在腊八节用多种食材熬制的粥。腊八粥是一种在腊八节用多种食材熬制的粥。燕京岁时记燕京岁时记燕京岁时记燕京岁时记腊八粥腊八粥腊八粥腊八粥说：说：说：说：“腊八粥者，用黄腊八粥者，用黄腊八粥者，用黄腊八粥者，用黄米、白米、江米、小米、菱角米、栗子、红江豆、米、白米、江米、小米、菱角米、栗子、红江豆、米、白米、江米、小米、菱角米、栗子、红江豆、米、白米、江米、小米、菱角米、栗子、红江豆、去皮枣泥等合水煮熟，外用染红桃仁、杏仁、瓜去皮枣泥等合水煮熟，外用染红桃仁、杏仁、瓜去皮枣泥等合水煮熟，外用染红桃仁、杏仁、瓜去皮枣泥等合水煮熟，外用染红桃仁、杏仁、瓜子、花生、榛穰、松子、白糖、红糖、葡萄，以子、花生、榛穰、松子、白糖、红糖、葡萄，以子、花生、榛穰、松子、白糖、红糖、葡萄，以子、花生、榛穰、松子、白糖、红糖、葡萄，以作点染。作点染。作点染。作点染。”问题：腊八粥比大米粥（或小米粥）哪个营养价问题：腊八粥比大米粥（或小米粥）哪个营养价问题：腊八粥比大米粥（或小米粥）哪个营养价问题：腊八粥比大米粥（或小米粥）哪个营养价值更高？为什么？值更高？为什么？值更高？为什么？值更高？为什么？三、食物蛋白质的营养价值的评价三、食物蛋白质的营养价值的评价必需氨基酸(essential amino acid)指指体体内内需需要要而而又又不不能能自自身身合合成成，必必须须由由食食物物供供给给的的氨氨基基酸酸，共共有有8种种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其其余余12种种氨氨基基酸酸体内可以合成，称非必需氨基酸。体内可以合成，称非必需氨基酸。蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)(nutrition value)蛋白质的营养价值外源性蛋白质被人体利用蛋白质的营养价值外源性蛋白质被人体利用的程度。的程度。蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用 若将营养价值较低的蛋白质混合食用，则必若将营养价值较低的蛋白质混合食用，则必需氨基酸可以互相补充从而提高营养价值。需氨基酸可以互相补充从而提高营养价值。（三）生理需要量（三）生理需要量根据氮平衡试验测定，在不进食蛋白质时，成人根据氮平衡试验测定，在不进食蛋白质时，成人每日最低分解约每日最低分解约2020克蛋白质。克蛋白质。成人每日最低蛋白质需要量为成人每日最低蛋白质需要量为303050g50g，我国营养，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g80g。第第2 2节节 氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢氧化供能氧化供能氨基酸代谢库氨基酸代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸)-酮酮酸酸 酮酮 体体糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素其他含氮化合物其他含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 COCO2 2(General(General MetabolismMetabolism of Amino Acids)of Amino Acids)C CR RH H-COOH-COOHCOOHCOOHCOOH羧基羧基NH2氨基羧基氨基氨基酸的结构通式氨基酸的结构通式一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨基氧化脱氨基转氨基作用转氨基作用联合脱氨基联合脱氨基 Y方式方式Y 脱氨基作用脱氨基作用 是指氨基酸脱去氨基生是指氨基酸脱去氨基生成相成相 应应-酮酸的过程。氨基酸的脱氨基作用是氨酮酸的过程。氨基酸的脱氨基作用是氨基酸分解代谢的主要方式基酸分解代谢的主要方式.(一一)氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 氧化脱氨基作用是指在氧化脱氨基作用是指在L-L-氨基酸氧化酶的氨基酸氧化酶的催化下氨基酸在催化下氨基酸在氧化的同时脱去氨基氧化的同时脱去氨基的过程。的过程。2.2.其辅酶为其辅酶为 NADNAD+或或NADPNADP+。1.L-1.L-谷氨酸脱氢酶广泛存在于肝、脑、肾等组织中。谷氨酸脱氢酶广泛存在于肝、脑、肾等组织中。L-谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸亚谷氨酸亚谷氨酸NH3H2O2CHCOOHNHCHNHCCOOHCCOOHOCCOOHCCOOH+NAD(P)+NAD(P)H+H+CH2COOHCH2CH2COOHCH2CH2COOHCH2(二二)转氨基作用转氨基作用(transamination)(transamination)1.1.定定义义 转转氨氨基基作作用用（transaminationtransamination）是是指指一一种种-氨氨基基酸酸与与另另一一种种-酮酮酸酸在在转转氨氨酶酶（transaminasetransaminase）或或氨氨基基转转移移酶酶（aminotransferaseaminotransferase）的的催催化化下下，生生成成相相应应的的-酮酮酸酸和另一和另一-氨基酸的过程。氨基酸的过程。COOHCOOHNH2CCOOHR1HNH2+CCOOHR2OCR1O+CHR2转氨酶转氨酶丙酮酸丙酮酸 谷氨酸谷氨酸丙氨酸丙氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸草酰乙酸草酰乙酸 天冬氨酸天冬氨酸 ALT 在各种转氨酶中，以催化有在各种转氨酶中，以催化有L-L-谷氨酸（或其相应的谷氨酸（或其相应的-酮戊二酸）参加反应的转氨酶最为重要。例如，丙氨酸氨酮戊二酸）参加反应的转氨酶最为重要。例如，丙氨酸氨基转移酶（基转移酶（alanine transaminasealanine transaminase，ALTALT）和天冬氨酸氨基）和天冬氨酸氨基转移酶（转移酶（aspartate transaminaseaspartate transaminase，ASTAST）。）。AST 正常人各组织正常人各组织ALTALT及及ASTAST活性活性 (单位单位/克湿组织克湿组织)测定血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和测定血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和判断预后的主要指标之一判断预后的主要指标之一。组织组织(GOT)(GOT)(GPT)(GPT)心心15600015600071007100肝肝1420001420004400044000骨骼肌骨骼肌990009900048004800肾肾91000910001900019000胰腺胰腺脾脾肺肺血清血清280002800020002000140001400012001200100001000070070020201616ALTALTASTAST组织组织(GOT)(GOT)(GPT)(GPT)ALTALTASTAST(三三)联合脱氨基作用联合脱氨基作用1.1.转氨基与氧化脱氨基的联合转氨基与氧化脱氨基的联合 定义定义 由两种或两种以上酶的联合催化作用使氨基酸的由两种或两种以上酶的联合催化作用使氨基酸的-氨基脱下并产生游离氨的过程称为联合脱氨基作用。氨基脱下并产生游离氨的过程称为联合脱氨基作用。氨基酸氨基酸 谷氨酸谷氨酸 -酮酸酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 H2O+NAD+转氨酶转氨酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 联合脱氨基作用是体内氨基酸脱氨基的主要方联合脱氨基作用是体内氨基酸脱氨基的主要方式。常见的联合脱氨基作用有两种。式。常见的联合脱氨基作用有两种。2.2.嘌呤核苷酸循环（嘌呤核苷酸循环（purine nucleotide cyclepurine nucleotide cycle）在肌肉组织中，由于在肌肉组织中，由于L-L-谷氨酸脱氢酶活性低，氨基谷氨酸脱氢酶活性低，氨基酸是通过另一种联合脱氨基方式脱去氨基。由于反应过程酸是通过另一种联合脱氨基方式脱去氨基。由于反应过程中有嘌吟核苷酸参与循环式的反应，故称其为嘌呤核苷酸中有嘌吟核苷酸参与循环式的反应，故称其为嘌呤核苷酸循环。循环。（一）体内氨的来源（一）体内氨的来源1.1.氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺胺类的分解也可以产生氨。类的分解也可以产生氨。2.2.肠道吸收的氨肠道吸收的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨。氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨。尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨。尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨。3.3.肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺。肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺。谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过 58.7mol/L58.7mol/L。二、氨的代谢二、氨的代谢(Metabolism of Ammonia)(Metabolism of Ammonia)（二）氨的转运（二）氨的转运 氨对人体是有毒的物质，各组织产生的氨对人体是有毒的物质，各组织产生的氨必须以无毒的形式经血液运输到肝脏合成尿素，氨必须以无毒的形式经血液运输到肝脏合成尿素，或者运输到肾脏以铵盐的形式随尿排出。或者运输到肾脏以铵盐的形式随尿排出。氨在血液中主要以氨在血液中主要以谷氨酰胺谷氨酰胺和和丙氨酸丙氨酸两种形式转运。两种形式转运。（三）氨的主要去路（三）氨的主要去路在肝内合成尿素，这是最主要的去路。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他含氮化合物。合成非必需氨基酸及其他含氮化合物。合成谷氨酰胺。合成谷氨酰胺。去路去路 1.1.尿素的合成尿素的合成1.1.生成部位生成部位 (1)(1)在肝内合成无毒的尿素然后由肾排出。在肝内合成无毒的尿素然后由肾排出。肝肝是合成尿素是合成尿素的主要器官。肾及脑等其他组织也能合成尿素，但合成量的主要器官。肾及脑等其他组织也能合成尿素，但合成量甚微。甚微。(2)(2)尿素生成的过程由尿素生成的过程由KrebsKrebs和和Henseleit Henseleit 于于19321932年提出，年提出，称为称为鸟氨酸循环鸟氨酸循环(orinithine cycle)(orinithine cycle)。(1)(1)氨基甲酰磷酸的生成氨基甲酰磷酸的生成 CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（N-乙酰谷氨酸，乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行。反应在线粒体中进行。氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl(carbamoyl phosphate phosphate synthetase,CPS-synthetase,CPS-)催化的反应为不可逆催化的反应为不可逆反应。反应。N-N-乙乙酰酰谷谷氨氨酸酸(AGA)(AGA)为为其其激激活活剂剂，反反应应消消耗耗2 2分子分子ATPATP。(2)(2)瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶H H3 3POPO4 4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸由鸟氨酸氨基甲酰转移酶由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine carbamoyl(ornithine carbamoyl transferase,OCT)transferase,OCT)催化，催化，OCTOCT常与常与CPS-CPS-构成复合体，构成复合体，为不可逆反应。为不可逆反应。反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液。NHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C CO O瓜瓜氨氨酸酸(CH(CH2 2)3 3NHNH2 2(CH(CH2 2)3 3CHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2(CH(CH2 2)3 3CHCHCOOHCOOHNHNH2 2鸟鸟氨氨酸酸NHNH2 2C CO OO O POPO3 32 2-NHNH2 2C CO OO O POPO3 32 2-(3)(3)精氨酸的合成精氨酸的合成 反应在胞液中进行。反应在胞液中进行。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶。是限速酶。此反应消耗此反应消耗1 1分子分子ATPATP，2 2个高能键能量。个高能键能量。精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶ATPATPAMP+PPiAMP+PPiMgMg2+2+天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸NHNH(CH(CH2 2)3 3CHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C CN NCOOHCOOHC CH HCHCH2 2COOHCOOHCOOHCOOHC CH HH H2 2N NCHCH2 2COOHCOOHNHNHCHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C CO O瓜瓜氨氨酸酸(CH(CH2 2)3 3此反应在胞液中进行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。此反应在胞液中进行，由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化。精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCOOHCHCHCHCHHOOCHOOC+NHNH(CH(CH2 2)3 3CHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C CNHNHNHNH(CH(CH2 2)3 3CHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C CN NCOOHCOOHC CH HCHCH2 2COOHCOOHNHNH(CH(CH2 2)3 3CHCHCOOHCOOHNHNH2 2NHNH2 2C CN NCOOHCOOHC CH HCHCH2 2COOHCOOH(4)(4)精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸C(CH2)3COOHNH2CHNHNH2NH精氨酸酶精氨酸酶CNH2NH2O+(CH2)3COOHNH2CHNH2H H2 2O O图图8-4 8-4 尿素生成的中间步骤尿素生成的中间步骤鸟鸟氨氨酸酸循循环环2ADP+Pi2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2ATPCPS-I(N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸)Pi鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素线粒体线粒体胞胞 液液精氨酸代精氨酸代琥珀酸合琥珀酸合成酶成酶H2O2 2合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 在谷氨酰胺合成酶催化下，氨与谷氨酸反应生成在谷氨酰胺合成酶催化下，氨与谷氨酸反应生成在谷氨酰胺合成酶催化下，氨与谷氨酸反应生成在谷氨酰胺合成酶催化下，氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺。谷氨酰胺合成酶存在于神经、肾、肝谷氨酰胺。谷氨酰胺合成酶存在于神经、肾、肝谷氨酰胺。谷氨酰胺合成酶存在于神经、肾、肝谷氨酰胺。谷氨酰胺合成酶存在于神经、肾、肝和小肠等组织中。产生的谷氨酰胺随血液循环运和小肠等组织中。产生的谷氨酰胺随血液循环运和小肠等组织中。产生的谷氨酰胺随血液循环运和小肠等组织中。产生的谷氨酰胺随血液循环运到肾，以铵盐形式随尿排出。谷氨酰胺的生成是到肾，以铵盐形式随尿排出。谷氨酰胺的生成是到肾，以铵盐形式随尿排出。谷氨酰胺的生成是到肾，以铵盐形式随尿排出。谷氨酰胺的生成是神经组织解除氨毒的方式，也是氨的储存及运输神经组织解除氨毒的方式，也是氨的储存及运输神经组织解除氨毒的方式，也是氨的储存及运输神经组织解除氨毒的方式，也是氨的储存及运输形式。此外，它还可为某些含氮化合物的合成提形式。此外，它还可为某些含氮化合物的合成提形式。此外，它还可为某些含氮化合物的合成提形式。此外，它还可为某些含氮化合物的合成提供原料，如嘌呤和嘧啶的合成。临床上对氨中毒供原料，如嘌呤和嘧啶的合成。临床上对氨中毒供原料，如嘌呤和嘧啶的合成。临床上对氨中毒供原料，如嘌呤和嘧啶的合成。临床上对氨中毒患者可服用或输入谷氨酸盐，以降低血氨的浓度。患者可服用或输入谷氨酸盐，以降低血氨的浓度。患者可服用或输入谷氨酸盐，以降低血氨的浓度。患者可服用或输入谷氨酸盐，以降低血氨的浓度。3 3氨的再利用氨的再利用 氨还可通过联合脱氨基作用的逆反应合成氨还可通过联合脱氨基作用的逆反应合成某些非必需氨基酸，或以氨、谷氨酰胺和某些非必需氨基酸，或以氨、谷氨酰胺和天冬酰胺形式参与嘌呤、嘧啶的合成。天冬酰胺形式参与嘌呤、嘧啶的合成。THANK YOUSUCCESS2024/5/7 周二31可编辑(四四)高氨血症和氨中毒高氨血症和氨中毒 1.1.血氨浓度升高称血氨浓度升高称高氨血症高氨血症，此时可此时可引起脑功能障碍，称引起脑功能障碍，称氨中毒氨中毒。常见于肝功能严常见于肝功能严重损伤、尿素合成酶系的遗传缺陷。重损伤、尿素合成酶系的遗传缺陷。2.2.氨中毒的可能机制氨中毒的可能机制TCA循环循环 脑脑供供能能不不足足-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺NH3 脑内脑内 -酮戊二酸酮戊二酸NH3NADH+H+ATPNAD+NADH+H+NAD+ATPADPADP三、三、-酮酸代谢酮酸代谢(一一)合成非必需氨基酸合成非必需氨基酸(三三)转变成糖及脂肪。转变成糖及脂肪。(二二)氧化功能氧化功能甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸天冬氨酸、天冬酰胺、脯氨酸、半胱氨酸类别类别生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸氨氨 基基 酸酸生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸亮氨酸、赖氨酸生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸异亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、苏氨酸、色氨酸生糖及生酮氨基酸生糖及生酮氨基酸琥珀酰琥珀酰CoA CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoACoA丙酮酸丙酮酸PEPPEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸 苏氨酸苏氨酸 缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸COCO2 2COCO2 2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T C A T C A 循环循环第第3 3节节 个氨别基酸的代谢个氨别基酸的代谢 一、氨基酸脱羧基作用一、氨基酸脱羧基作用(Individual Individual MetabolismMetabolism of Amino Acids)of Amino Acids)氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶氨基酸氨基酸胺类胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR(一一)-)-氨基丁酸氨基丁酸 (-aminobutyric acid,(-aminobutyric acid,GABA)GABA)L-谷氨酸谷氨酸GABACO2L-L-谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 GABAGABA是抑制性神经递质，对中枢神是抑制性神经递质，对中枢神经有抑制作用。经有抑制作用。(二二)组胺组胺 (histamine)(histamine)L-L-组氨酸组氨酸组胺组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2 组胺是强烈的血管舒张剂，可增加毛细血管的组胺是强烈的血管舒张剂，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。通透性，还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。L-L-组氨酸组氨酸组胺组胺组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶CO2(三三)5-)5-羟色胺羟色胺 (5-hydroxytryptamine,5-HT)(5-hydroxytryptamine,5-HT)色氨酸色氨酸5-羟色氨酸羟色氨酸5-HT色氨酸羟化酶色氨酸羟化酶5-5-羟色氨酸脱羧酶羟色氨酸脱羧酶COCO2 2 5-HT5-HT在脑内作为神经递质，起抑制作用；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。在外周组织有收缩血管的作用。(四四)多胺多胺(polyamines)(polyamines)鸟氨酸鸟氨酸腐胺腐胺 S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 (SAM(SAM)脱羧基脱羧基SAMSAM 鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶COCO2 2SAMSAM脱羧酶脱羧酶COCO2 2精脒精脒 (spermidine)(spermidine)5 5-甲基甲基-硫硫-腺苷腺苷丙胺转移酶丙胺转移酶 精胺精胺 (spermine)(spermine)多多胺胺是是调调节节细细胞胞生生长长的的重重要要物物质质。在在生生长长旺旺盛盛的的组组织织（如如胚胚胎胎、再再生生肝肝、肿肿瘤瘤组组织织）含含量量较较高高，其限速酶其限速酶鸟氨酸脱羧酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。活性较强。丙丙胺胺转转移移酶酶牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。L-半胱氨酸半胱氨酸磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸牛磺酸牛磺酸 磺酸丙氨酸脱羧酶磺酸丙氨酸脱羧酶CO2(五五)牛磺酸牛磺酸(taurine)(taurine)二、一碳单位的代谢二、一碳单位的代谢定义定义 某些氨基酸代谢过程中产生的某些氨基酸代谢过程中产生的只只含有一个碳原子含有一个碳原子的基团，称为的基团，称为一碳单一碳单位位(one carbon unit)(one carbon unit)。种类种类甲基甲基(methyl)-CH3甲烯基甲烯基(methylene)-CH2-甲炔基甲炔基(methenyl)-CH=甲酰基甲酰基(formyl)-CHO亚胺甲基亚胺甲基(formimino)-CH=NH(一一)一碳单位的载体一碳单位的载体5,6,7,8-5,6,7,8-四氢叶酸四氢叶酸(FH(FH4 4)CNCNCOHH2N-CCH2NCH-CH2-NH-HNH-C-NH-CH-CH2-CH2-COOHOCOOH10987635 一碳单位通常是结合在一碳单位通常是结合在FHFH4 4分子的分子的N N5 5、N N1010位上。位上。N N5 5CH=NHCH=NHFHFH4 4N N5 5CHCH3 3FHFH4 4N N5 5、N N1010CHCH2 2FHFH4 4N N5 5、N N1010=CHCHFHFH4 4N N1010CHOCHOFHFH4 4一碳单位主要来源于氨基酸代谢。一碳单位主要来源于氨基酸代谢。丝氨酸丝氨酸 N5,N10CH2FH4甘氨酸甘氨酸 N5,N10CH2FH4组氨酸组氨酸 N5CH=NHFH4色氨酸色氨酸 N10CHOFH4(二二)一碳单位与氨基酸代谢一碳单位与氨基酸代谢(三三)一碳单位的互相转变一碳单位的互相转变N N1010CHOCHOFHFH4 4N N5 5,N,N1010=CH=CHFHFH4 4N N5 5,N,N1010CHCH2 2FHFH4 4N N5 5CHCH3 3FHFH4 4N N5 5CH=NHCH=NHFHFH4 4H H+H H2 2O ONADPH+HNADPH+H+NADPNADP+NADH+HNADH+H+NADNAD+NHNH3 3(六六)一碳单位的功能一碳单位的功能1.1.作为合成嘌呤和嘧啶作为合成嘌呤和嘧啶的原料。的原料。2.2.把氨基酸代谢和核把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来。酸代谢联系起来。（四）一碳单位的生理功能（四）一碳单位的生理功能 一碳单位的主要生理功用是作为合成嘌呤和嘧啶一碳单位的主要生理功用是作为合成嘌呤和嘧啶一碳单位的主要生理功用是作为合成嘌呤和嘧啶一碳单位的主要生理功用是作为合成嘌呤和嘧啶的原料，故在核酸的的生物合成中占有重要地位。的原料，故在核酸的的生物合成中占有重要地位。的原料，故在核酸的的生物合成中占有重要地位。的原料，故在核酸的的生物合成中占有重要地位。一碳单位代谢与细胞的增殖、组织生长和机体发一碳单位代谢与细胞的增殖、组织生长和机体发一碳单位代谢与细胞的增殖、组织生长和机体发一碳单位代谢与细胞的增殖、组织生长和机体发育等重要过程密切相关；育等重要过程密切相关；育等重要过程密切相关；育等重要过程密切相关；一碳单位的另一个生理功用是参与体内多种物质一碳单位的另一个生理功用是参与体内多种物质一碳单位的另一个生理功用是参与体内多种物质一碳单位的另一个生理功用是参与体内多种物质的甲基化过程。的甲基化过程。的甲基化过程。的甲基化过程。体内许多具有重要功能化合物的合成需要甲基化体内许多具有重要功能化合物的合成需要甲基化体内许多具有重要功能化合物的合成需要甲基化体内许多具有重要功能化合物的合成需要甲基化反应，可由反应，可由反应，可由反应，可由S S S S腺苷蛋氨酸直接提供甲基。腺苷蛋氨酸直接提供甲基。腺苷蛋氨酸直接提供甲基。腺苷蛋氨酸直接提供甲基。三、含硫氨基酸的代谢三、含硫氨基酸的代谢 含硫氨基酸含硫氨基酸胱氨酸胱氨酸蛋氨酸蛋氨酸半胱氨酸半胱氨酸CH2SHCHNH2COOHCHCHNHCOOHCH2CHNH2COOH2CHNH2COOHSSCHCHNHCOOHCHCHNHCOOHSSSCH3CH2CHNH2COOHCH2SCHCHCHNHCOOHCH(一一)甲硫氨酸的代谢甲硫氨酸的代谢1.1.甲硫氨酸与转甲基作用甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶腺苷转移酶PPi+PiPPi+Pi蛋氨酸蛋氨酸ATPATPS S腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸(SAM)(SAM)+S-CH3CH2CH2COOHCHNH2CH2OHPPPOOH腺嘌呤腺嘌呤CH3+CH2CHNH2OHOOH腺嘌呤腺嘌呤COOHCH2SCH2SAMSAM为体内甲基的直接供体为体内甲基的直接供体甲基转移酶甲基转移酶RCH3腺苷腺苷SAMS腺苷同型腺苷同型半胱氨酸半胱氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸RHH+CH2CHNH2OHOOH腺嘌呤腺嘌呤COOHCH2SCH2CH3+CH2CHNH2OHOOH腺嘌呤腺嘌呤COOHCH2SCH2SHCH2CH2COOHCHNH22.2.甲硫氨酸循环甲硫氨酸循环(methionine cycle)(methionine cycle)蛋氨酸蛋氨酸S-S-腺苷同型腺苷同型 半胱氨酸半胱氨酸S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸同型半胱氨酸同型半胱氨酸FHFH4 4N N5 5CHCH3 3FHFH4 4N N5 5CHCH3 3FHFH4 4 转甲基酶转甲基酶(VitB(VitB1212)H H2 2O O腺苷腺苷RHRHATPATPPPi+PiPPi+PiRH-CH3(二二)半胱氨酸与胱氨酸的代谢半胱氨酸与胱氨酸的代谢1.1.半胱氨酸与胱氨酸的互变半胱氨酸与胱氨酸的互变-2H+2HCH2SHCHNH2COOHCH2CHNH2COOHCH2CHNH2COOHSS2 2半胱氨酸半胱氨酸胱氨酸胱氨酸2.2.硫酸根的代谢硫酸根的代谢CH2HOOOPO3H2腺嘌呤腺嘌呤OPOSO3-OOH含硫氨基酸分解可含硫氨基酸分解可产生硫酸根，半胱氨酸产生硫酸根，半胱氨酸是主要来源。是主要来源。PAPSPAPS为活性为活性硫酸，是体内硫酸基的供硫酸，是体内硫酸基的供体。体。PAPSPAPSSOSO4 42-2-+ATP ATPAMP AMP-SO SO3 3-(腺苷腺苷-5-5-磷酸硫酸磷酸硫酸)3 3-PO-PO3 3H H2 2-AMPAMP-SOSO3 3-(3(3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-5-磷酸硫酸，磷酸硫酸，PAPS)PAPS)3 3谷胱甘肽的组成谷胱甘肽的组成 半胱氨酸是谷胱甘肽的组成成分之一，半胱氨酸半胱氨酸是谷胱甘肽的组成成分之一，半胱氨酸半胱氨酸是谷胱甘肽的组成成分之一，半胱氨酸半胱氨酸是谷胱甘肽的组成成分之一，半胱氨酸与谷氨酸和甘氨酸以肽键相连形成谷胱甘肽。谷与谷氨酸和甘氨酸以肽键相连形成谷胱甘肽。谷与谷氨酸和甘氨酸以肽键相连形成谷胱甘肽。谷与谷氨酸和甘氨酸以肽键相连形成谷胱甘肽。谷胱甘肽的重要作用之一是保护某些蛋白质及酶的胱甘肽的重要作用之一是保护某些蛋白质及酶的胱甘肽的重要作用之一是保护某些蛋白质及酶的胱甘肽的重要作用之一是保护某些蛋白质及酶的巯基不被氧化从而维持其生物学活性。巯基不被氧化从而维持其生物学活性。巯基不被氧化从而维持其生物学活性。巯基不被氧化从而维持其生物学活性。四、芳香族氨基酸的代谢四、芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸芳香族氨基酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸案例案例8-28-2 患儿，女性，患儿，女性，4 4岁，就诊时其母亲叙述：患儿出生时未见异常，岁，就诊时其母亲叙述：患儿出生时未见异常，8 8个月坐个月坐不稳，比同龄孩子发育迟缓。随着年龄长大，智力发育明显低于同龄人，生不稳，比同龄孩子发育迟缓。随着年龄长大，智力发育明显低于同龄人，生长迟缓、毛发浅淡，身上有特殊的发霉样的臭味。带到医院检查，尿液三氯长迟缓、毛发浅淡，身上有特殊的发霉样的臭味。带到医院检查，尿液三氯化铁试验呈现绿色反应，二硝基苯肼试验呈黄色沉淀。化铁试验呈现绿色反应，二硝基苯肼试验呈黄色沉淀。问题：问题：1 1该患儿初步诊断为什么病？该患儿初步诊断为什么病？2 2该病的防治原则有哪些？该病的防治原则有哪些？(一一)苯丙氨酸的代谢苯丙氨酸的代谢 当当苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶先天性缺陷时，苯丙氨酸不能正先天性缺陷时，苯丙氨酸不能正常地转变成酪氨酸，体内的苯丙氨酸蓄积，并可经转氨基常地转变成酪氨酸，体内的苯丙氨酸蓄积，并可经转氨基作用生成苯丙酮酸，后者进一步转变成苯乙酸等衍生物。作用生成苯丙酮酸，后者进一步转变成苯乙酸等衍生物。此时，尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物，称为此时，尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物，称为苯丙酮酸苯丙酮酸尿症尿症(phenyl ketonuria,PKU)(phenyl ketonuria,PKU)。苯丙氨酸苯丙氨酸 +O2酪氨酸酪氨酸 +H2O苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶2 H+苯丙氨酸在结构上与酪氨酸相似，在体内苯丙氨酸在结构上与酪氨酸相似，在体内苯丙氨酸可经苯丙氨酸羟化酶催化羟化生成酪氨酸，苯丙氨酸可经苯丙氨酸羟化酶催化羟化生成酪氨酸，酪氨酸不能转变为苯丙氨酸。酪氨酸可进一步进行酪氨酸不能转变为苯丙氨酸。酪氨酸可进一步进行代谢。代谢。（二）酪氨酸的代谢（二）酪氨酸的代谢多巴胺是脑中的一种神经递质，其含量不足是帕多巴胺是脑中的一种神经递质，其含量不足是帕多巴胺是脑中的一种神经递质，其含量不足是帕多巴胺是脑中的一种神经递质，其含量不足是帕金森病（震颤性麻痹）发生的原因。金森病（震颤性麻痹）发生的原因。金森病（震颤性麻痹）发生的原因。金森病（震颤性麻痹）发生的原因。多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚胺，即含邻苯二酚的胺类。胺，即含邻苯二酚的胺类。胺，即含邻苯二酚的胺类。胺，即含邻苯二酚的胺类。1 1 1 1转变成儿茶酚胺转变成儿茶酚胺转变成儿茶酚胺转变成儿茶酚胺酪氨酸酪氨酸酪氨酸酪氨酸多巴多巴多巴多巴多巴胺多巴胺多巴胺多巴胺去甲肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素去甲肾上腺素肾上腺素肾上腺素肾上腺素肾上腺素2.2.转变为黑色素转变为黑色素(melanin)(melanin)黑色素黑色素黑色素黑色素OHCOOHCHNH2CH2酪氨酸酪氨酸酪氨酸酶酪氨酸酶COOHCOOHCHNHCHNH2 2CHCH2 2 多巴多巴OHOHOHOHO OO OCOOHCOOHCHNHC