氨基酸代谢.pdf

第 7 章第 7 章氨氨 基基 酸酸 代代 谢谢氨氨 基基 酸酸 代代 谢谢Metabolism of Amino Acids目录目录第节第节第第一一节节蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用N t itil Ftif Pt iNutritional Function of Protein目录目录体内蛋白质具有多方面的重要功能体内蛋白质具有多方面的重要功能一、一、体内蛋白质具有多方面的重要功能体内蛋白质具有多方面的重要功能（）蛋白质维持细胞组织的生长蛋白质维持细胞组织的生长更新和修补更新和修补（一一）蛋白质维持细胞组织的生长蛋白质维持细胞组织的生长、更新和修补更新和修补（二二）蛋白质参与体内多种重要的生理活动蛋白质参与体内多种重要的生理活动（二二）蛋白质参与体内多种重要的生理活动蛋白质参与体内多种重要的生理活动催化催化（酶酶）、）、免疫免疫（抗原及抗体抗原及抗体）、）、运动运动（肌肌催化催化（酶酶）、）、免疫免疫（抗原及抗体抗原及抗体）、）、运动运动（肌肌肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。肉）、物质转运（载体）、凝血（凝血系统）等。每克蛋白质在体内氧分解释放每克蛋白质在体内氧分解释放（三）蛋白质可作为能源物质氧化供能（三）蛋白质可作为能源物质氧化供能每克蛋白质在体内氧每克蛋白质在体内氧化化分解分解可可释放释放17.19kJ(4.1 kcal)的能量，人体每日的能量，人体每日18%能量由蛋白质提供。能量由蛋白质提供。目录目录二二体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述二二、体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述体内蛋白质的代谢状况可用氮平衡描述?氮平衡氮平衡(nitrogen balance)?氮平衡氮平衡(nitrogen balance)摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量摄入食物的含氮量与排泄物（尿与粪）中含氮量之间的关系。之间的关系。氮总平衡氮总平衡摄氮摄氮排出氮排出氮（常成常成）氮总平衡氮总平衡：摄摄入入氮氮=排出氮排出氮（正正常成常成人人）氮正平衡氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮（儿童儿童、孕妇等孕妇等）氮正平衡氮正平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮（儿童儿童、孕妇等孕妇等）氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮（饥饿饥饿、消耗性疾消耗性疾氮负平衡氮负平衡：摄入氮摄入氮 排出氮排出氮（饥饿饥饿、消耗性疾消耗性疾病患者）病患者）目录目录?氮平衡的意义氮平衡的意义?氮平衡的意义氮平衡的意义可以反映体内蛋白质代谢的概况可以反映体内蛋白质代谢的概况。可以反映体内蛋白质代谢的概况可以反映体内蛋白质代谢的概况。?蛋白质的生理需要量蛋白质的生理需要量成人每日蛋白质最低生理需要量为成人每日蛋白质最低生理需要量为3050我我成人每日蛋白质最低生理需要量为成人每日蛋白质最低生理需要量为30g50g，我我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。目录目录三三营养必需氨基酸决定蛋白质的营养必需氨基酸决定蛋白质的三三、营养必需氨基酸决定蛋白质的营养必需氨基酸决定蛋白质的营养价值营养价值?营养必需氨基酸营养必需氨基酸(essential amino acid)?营养必需氨基酸营养必需氨基酸(essential amino acid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸物供给的氨基酸共有共有8种种V lIlL物供给的氨基酸物供给的氨基酸，共有共有8种种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。?其余12种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需其余12种氨基酸体内可以合成，称为营养非必需氨基酸。氨基酸。目录目录?蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutrition value)蛋白质的营养价值是指食物蛋白质在体蛋白质的营养价值是指食物蛋白质在体内的利用率内的利用率取决于必需氨基酸的数量取决于必需氨基酸的数量种种内的利用率内的利用率，取决于必需氨基酸的数量取决于必需氨基酸的数量、种种类、量质比。类、量质比。?蛋白质的互补作用蛋白质的互补作用指营养价值较低的蛋白质混合食用，其指营养价值较低的蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。目录目录第二节第二节蛋白质的消化、吸收和腐败蛋白质的消化、吸收和腐败Digestion,Absorption and Putrefaction of Proteins目录目录外源性蛋白质消化成氨基酸和外源性蛋白质消化成氨基酸和一、一、外源性蛋白质消化成氨基酸和外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收寡肽后被吸收寡肽后被吸收寡肽后被吸收在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽蛋白质消化的生理意义蛋白质消化的生理意义（一）（一）在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽?蛋白质消化的生理意义蛋白质消化的生理意义?由大分子转变为小分子由大分子转变为小分子便于吸收便于吸收?由大分子转变为小分子由大分子转变为小分子，便于吸收便于吸收。?消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒消除种属特异性和抗原性，防止过敏、毒性反应。性反应。目录目录1、蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸1、蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸胃蛋白酶原胃蛋白酶原胃蛋白酶+多肽碎片胃蛋白酶+多肽碎片胃酸、胃蛋白酶胃酸、胃蛋白酶(pepsinogen)(pepsin)?胃蛋白酶的胃蛋白酶的最适最适pH为为1.52.5，对蛋白质肽键，对蛋白质肽键的作用的作用特异性较差特异性较差主要水解由芳香族氨基酸主要水解由芳香族氨基酸的作用的作用特异性较差特异性较差，主要水解由芳香族氨基酸主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽键，产物主要为、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽键，产物主要为多多肽及少量氨基酸肽及少量氨基酸。目录目录2、蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸2、蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸小肠是蛋白质消化的主要部位。小肠是蛋白质消化的主要部位。胰酶及其作用胰酶及其作用?胰酶及其作用胰酶及其作用胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适胰酶是消化蛋白质的主要酶，最适pH为为7.0左右，包括内肽酶和外肽酶。左右，包括内肽酶和外肽酶。?内肽酶内肽酶(endopeptidase)?内肽酶内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、水解蛋白质肽链内部的一些肽键，如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。糜蛋白酶、弹性蛋白酶。?外肽酶外肽酶?外肽酶外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始，每次水解一个氨基酸残基，自肽链的末段开始，每次水解一个氨基酸残基，目录目录如羧基肽酶如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。、氨基肽酶。?蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图?蛋白水解酶作用示意图蛋白水解酶作用示意图氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶氨基肽酶氨基肽酶内肽酶内肽酶羧基肽酶羧基肽酶NHNH56二肽酶二肽酶氨基酸氨基酸+氨基酸氨基酸目录目录氨基酸氨基酸?肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活?肠液中酶原的激活肠液中酶原的激活胰蛋白酶原胰蛋白酶原肠激酶肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶胰蛋白酶(trypsin)yp弹性蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋弹性蛋糜蛋白酶糜蛋白酶糜蛋糜蛋白白(elastase)白酶原白酶原(chymotrypsin)糜蛋糜蛋酶原酶原羧基肽酶羧基肽酶(A或或B)(carboxypeptidase)羧基肽酶原羧基肽酶原(A或或B)目录目录 可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用?酶原激活的意义酶原激活的意义 可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。酶原还可视为酶的贮存形式。酶原还可视为酶的贮存形式。?小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用主要是主要是寡肽酶寡肽酶(oligopeptidase)的作用，例如氨的作用，例如氨基肽酶基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等等基肽酶基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶及二肽酶(dipeptidase)等等,最终产物为氨基酸。最终产物为氨基酸。目录目录（二）氨基酸通过主动转运过程被吸收（二）氨基酸通过主动转运过程被吸收?吸收部位吸收部位主要在小肠主要在小肠?吸收部位吸收部位：主要在小肠主要在小肠?吸收形式：吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽氨基酸、寡肽、二肽?吸收机制：吸收机制：耗能的主动吸收过程耗能的主动吸收过程目录目录?氨基酸吸收载体氨基酸吸收载体载体蛋白与氨基酸、载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由组成三联体，由ATP供能将氨供能将氨基酸、基酸、Na+转转入细胞入细胞内内，Na+再由钠再由钠供能将氨供能将氨转内转内，再由钠再由钠泵排出细胞。泵排出细胞。中性氨基酸转运蛋白中性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白酸性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白七种转运蛋白七种转运蛋白(transporter)碱性氨基酸转运蛋白碱性氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白亚氨基酸转运蛋白氨基酸氨基酸转运蛋白转运蛋白(p)氨基酸氨基酸转运蛋白转运蛋白二肽转运蛋白二肽转运蛋白目录目录三肽转运蛋白三肽转运蛋白?谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用?-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用谷氨酰基循环谷氨酰基循环过程过程-谷氨酰基循环谷氨酰基循环(-glutamyl cycle)过程过程：谷胱甘肽对氨基酸的转运谷胱甘肽对氨基酸的转运 谷胱甘肽再合成谷胱甘肽再合成目录目录氨基酸氨基酸细胞外细胞外细胞膜细胞内细胞膜细胞内谷氨酰谷氨酰COOHCHNH-谷氨谷氨H2NCHCOOH-谷氨酰谷氨酰氨基酸氨基酸CHNH2CH2CHCOOH酰环化转移酶酰环化转移酶RCH2CONHCHCOOHCOOH半胱氨酰甘氨酸半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)ORCHH2NR5-氧脯氧脯氨酸酶氨酸酶ATP(Cys Gly)肽酶肽酶5-氧脯氨酸氧脯氨酸-谷氨酰基转-谷氨酰基转谷胱甘肽谷胱甘肽氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸氨酸酶氨酸酶ADP+Pi半胱氨酸甘氨酸半胱氨酸甘氨酸-谷氨酰谷氨酰移酶移酶谷胱甘肽谷胱甘肽GSH 谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸半胱氨酸合成酶半胱氨酸合成酶ADP+PiATP谷胱甘肽合成酶谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸谷氨酰半胱氨酸ADP+Pi?肽肽的的吸收吸收 利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系肽吸收肽吸收 利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽转运体系 此此种转种转运也是运也是耗耗能的主动吸收过能的主动吸收过程程种转耗程种转耗程 吸收作用在小肠近端较强吸收作用在小肠近端较强目录目录白质在道发生腐败作白质在道发生腐败作二、蛋二、蛋白质在白质在肠肠道发生腐败作道发生腐败作用用?蛋白质的腐败作用(蛋白质的腐败作用(putrefaction)肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产物所起的作用物所起的作用物所起的作用物所起的作用。腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚苯酚、吲哚等吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生也可产生少量的脂肪酸及维生苯酚苯酚、吲哚等吲哚等；也可产生少量的脂肪酸及维生也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质。素等可被机体利用的物质。目录目录（一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类（一）肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类蛋白质氨基酸胺类蛋白质氨基酸胺类(amines)蛋白酶蛋白酶脱羧基作用脱羧基作用组氨酸组氨酸组胺组胺色氨酸色胺色氨酸色胺酪氨酸酪胺酪氨酸酪胺赖氨酸尸胺赖氨酸尸胺目录目录假神经递质假神经递质?假神经递质假神经递质(false neurotransmitter)某些物质结构某些物质结构(如如苯乙醇胺苯乙醇胺-羟酪胺羟酪胺）与与神经神经某些物质结构某些物质结构(如如苯乙醇胺苯乙醇胺，-羟酪胺羟酪胺）与与神经神经递质（如儿茶酚胺）递质（如儿茶酚胺）结构相似，可取代正常神经递结构相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。质从而影响脑功能，称假神经递质。CH NHCH NHCH NHCH NHCH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2NH2COHHCH2NH2COHHCH2CH2NH2CH2CH2NH2CH2NH2COHHCH2NH2COHH苯乙胺苯乙胺苯乙醇胺苯乙醇胺酪胺酪胺-羟酪胺-羟酪胺OHOHOHOH目录目录（二二）肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用（二二）肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨产生氨产生氨产生氨未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸脱氨基脱氨基作用作用未被吸收的氨基酸未被吸收的氨基酸氨氨作用作用渗渗入肠入肠道的尿素道的尿素(ammonia)尿素酶尿素酶渗道的尿素渗道的尿素尿素酶尿素酶?降低肠道降低肠道 HNH 转变为转变为NH+胺盐形式排出胺盐形式排出?降低肠道降低肠道pH，NH3转变为转变为NH4+以以胺盐形式排出胺盐形式排出，可，可减少氨的吸收减少氨的吸收，这是，这是酸性灌肠的依据酸性灌肠的依据。目录目录（三三）腐败作用产生其它有害物质腐败作用产生其它有害物质（三三）腐败作用产生其它有害物质腐败作用产生其它有害物质酪氨酸酪氨酸苯酚苯酚半胱氨酸硫化氢半胱氨酸硫化氢色氨酸色氨酸吲哚吲哚色氨酸色氨酸吲哚吲哚?正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排正常情况下，上述有害物质大部分随粪便排出出只有小部分被吸收只有小部分被吸收经肝的代谢转变而经肝的代谢转变而出出，只有小部分被吸收只有小部分被吸收，经肝的代谢转变而经肝的代谢转变而解毒，故不会发生中毒现象。解毒，故不会发生中毒现象。目录目录第三节第三节氨基酸的一般代谢氨基酸的一般代谢General Metabolism of Amino Acids目录目录一、体内蛋白质分解生成氨基酸一、体内蛋白质分解生成氨基酸?成人体内的蛋白质每天约有成人体内的蛋白质每天约有1%2%被降解被降解?成人体内的蛋白质每天约有成人体内的蛋白质每天约有1%2%被降解被降解，主要是肌肉蛋白质。，主要是肌肉蛋白质。?蛋白质降解产生的氨基酸蛋白质降解产生的氨基酸大约大约70%80%被被?蛋白质降解产生的氨基酸蛋白质降解产生的氨基酸，大约大约70%80%被被重新利用合成新的蛋白质。重新利用合成新的蛋白质。目录目录（一）蛋白质以不同的速率进行降解（一）蛋白质以不同的速率进行降解?蛋白质的半寿期(蛋白质的半寿期(half-life)蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用用t表示表示用用t1/2表示表示。不的蛋白质降解速率不不的蛋白质降解速率不降解速率随生降解速率随生?不不同同的蛋白质降解速率不的蛋白质降解速率不同，同，降解速率随生降解速率随生理需要而变化理需要而变化。理需要而变化理需要而变化。目录目录（二）真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径（二）真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径1、蛋白质在溶酶体通过、蛋白质在溶酶体通过ATP-非依赖途径被降解非依赖途径被降解?不依赖不依赖ATP和泛素和泛素；?不依赖不依赖ATP和泛素和泛素；?利用溶酶体中的利用溶酶体中的组织蛋白酶(组织蛋白酶(cathepsin)降解降解外源性蛋白外源性蛋白膜蛋白和长寿蛋白质膜蛋白和长寿蛋白质外源性蛋白外源性蛋白、膜蛋白和长寿蛋白质膜蛋白和长寿蛋白质。目录目录2、蛋白质在蛋白酶体通过、蛋白质在蛋白酶体通过ATP-依赖途径被降解依赖途径被降解?依赖依赖ATP和泛素和泛素?降解异常蛋白和短寿蛋白质降解异常蛋白和短寿蛋白质?降解异常蛋白和短寿蛋白质降解异常蛋白和短寿蛋白质泛素泛素?泛素泛素(ubiquitin)?76个氨基酸组成的多肽个氨基酸组成的多肽(8.5kD)?普遍存在于真核生物而得名普遍存在于真核生物而得名?普遍存在于真核生物而得名普遍存在于真核生物而得名?一级结构高度保守一级结构高度保守目录目录?泛素介导的蛋白质降解过程泛素介导的蛋白质降解过程?泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接并使并使?泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使并使其激活其激活,即即泛素化泛素化，包括三种酶参与的，包括三种酶参与的3步反应，步反应，并需消耗并需消耗ATP。?蛋白酶体蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的对泛素化蛋白质的降解降解。(p)降解降解目录目录泛素化过程泛素化过程?泛素化过程泛素化过程OOUBCO-O+HS-E1ATPAMP+PPiUBCOS E1HS-E2HS-E1UBCOS E2UBCOS E1CS E2CS E1PrHS-E2OOUBCS E2UBC NH E3PrE1：泛素激活酶：泛素激活酶E2：泛素结合酶：泛素结合酶UB：泛素：泛素目录目录E3：泛素蛋白连接酶：泛素蛋白连接酶Pr：被降解蛋白质：被降解蛋白质?蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解蛋白酶体存在于细胞核和胞浆内，主要降解异常蛋白质和短寿蛋白质异常蛋白质和短寿蛋白质异常蛋白质和短寿蛋白质异常蛋白质和短寿蛋白质。20S的核心的核心2个个环：环：7个个亚基亚基2个个环环：7个个亚基亚基26S蛋白蛋白质酶体质酶体颗粒颗粒(CP)2个个环环：7个个亚基亚基质酶体质酶体19S的调节颗粒的调节颗粒(RP):18个亚基个亚基,6个亚基具有个亚基具有ATP酶活性酶活性目录目录目录目录?泛素介导的蛋白质降解过程：泛素介导的蛋白质降解过程：目录目录二、外源性氨基酸与内源性氨基酸二、外源性氨基酸与内源性氨基酸组成氨基酸代谢库组成氨基酸代谢库组成氨基酸代谢库组成氨基酸代谢库食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（食物蛋白质经消化吸收的氨基酸（外源性氨外源性氨基酸基酸）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体基酸基酸）与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸及体内合成的非必需氨基酸内合成的非必需氨基酸（内源性氨基酸（内源性氨基酸）混在一）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢氨基酸代谢库库(t b lil)库库(metabolic pool)。目录目录氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况?氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况：非必需氨基酸非必需氨基酸血液血液脱 氨 基作用脱 氨 基作用消化吸收消化吸收CO2+H2O糖或脂类糖或脂类-酮酸酮酸食物蛋白食物蛋白质质血液血液氨基酸氨基酸氨氨基基NH3谷氨酰胺谷氨酰胺尿素尿素质质基基酸代酸代谢谢合成合成分解分解胺类胺类+CO2脱羧基作用脱羧基作用其它含氮物质其它含氮物质3谷氨酰胺谷氨酰胺组织蛋白组织蛋白组织组织氨基氨基谢谢库库合成合成嘌呤、嘧啶、肌酸嘌呤、嘧啶、肌酸等含氮等含氮 化合物化合物代谢转变代谢转变质质氨基氨基酸酸目录目录等含氮等含氮 化合物化合物三、联合脱氨基作用是体内主要的三、联合脱氨基作用是体内主要的脱氨基途径脱氨基途径脱氨基途径脱氨基途径?脱氨基作用脱氨基作用指氨基酸脱去指氨基酸脱去-氨基生成相应氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。目录目录（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基转氨基作转氨酶催化完转氨基作转氨酶催化完1、1、转氨基作转氨基作用由用由转氨酶催化完转氨酶催化完成成?转氨基作用转氨基作用(transamination)在在转氨酶转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨的作用下，某一氨基酸去掉基酸去掉-氨基生成相应的-酮酸，而另一种氨基生成相应的-酮酸，而另一种-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。目录目录?反应式反应式大多数氨基酸参与转氨基作用大多数氨基酸参与转氨基作用但赖但赖大多数氨基酸大多数氨基酸可可参与转氨基作用参与转氨基作用，但赖但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。目录目录正常人各组织中正常人各组织中GPT及及GOT 活性活性(单位单位/克湿组织克湿组织)组 织组 织GPT GOT组 织组 织GPT GOT肝肝44000 142000胰 腺胰 腺2000 28000肾肾1900091000脾脾120014000肾肾19000 91000脾脾1200 14000心心7100 156000肺肺700 10000骨骼肌骨骼肌4800 99000血清血清16 20?血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和预后的指标后的指标之一。之一。目录目录后的指标后的指标2、各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制2、各种转氨酶都具有相同的辅酶和作用机制?转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛氨基酸氨基酸磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛谷氨酸谷氨酸磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛谷氨酸谷氨酸转氨酶转氨酶-酮酸磷酸吡哆胺-酮戊二酸-酮酸磷酸吡哆胺-酮戊二酸目录目录?转氨基作用的生理意义转氨基作用的生理意义转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基转氨基作用的生理意义转氨基作用的生理意义转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。要途径。?通过此种方式并未产生游离的氨。通过此种方式并未产生游离的氨。目录目录（二二）L 谷氨酸通过谷氨酸通过L 谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸脱氢酶催化（二二）L-谷氨酸通过谷氨酸通过L-谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基脱去氨基NAD(P)H+H+H2ONH2NH2NHNHO ONH32OCH(C)COOHCOOHCH(C)COOHCOOHCCOOHCCOOHCCOOH+CCOOH+L-谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+(CH2)2COOH(CH2)2COOH(CH2)2COOH(CH2)2COOH(CH2)2COOH(CH2)2COOH?存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中催化酶催化酶：?辅酶为辅酶为 NAD+或或NADP+?GTP、ATP为其抑制剂为其抑制剂催化酶催化酶：L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶目录目录?GDP、ADP为其激活剂为其激活剂?联合脱氨基作用联合脱氨基作用?定义定义两种脱氨基方式的联合作用两种脱氨基方式的联合作用使氨基酸使氨基酸?定义定义两种脱氨基方式的联合作用两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸使氨基酸脱下脱下-氨基生成氨基生成-酮酸的过程。酮酸的过程。目录目录?转氨基偶联氧化脱氨基作用转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸NH3+NADH+H+氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸 酮酸酮酸转氨酶转氨酶L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸H2O+NAD+?此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是体内合成非必需氨基酸的主要方式是体内合成非必需氨基酸的主要方式。是体内合成非必需氨基酸的主要方式是体内合成非必需氨基酸的主要方式。?主要在肝、肾和脑组织进行。主要在肝、肾和脑组织进行。目录目录（三三）氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基腺苷酸代琥腺苷酸代琥（三三）氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基氨基酸通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊二酸酮戊二酸氨基氨基酸酸天冬氨酸天冬氨酸腺苷酸腺苷酸NH3次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)酸酸脱氨酶脱氨酶H2O腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸转氨转氨酶酶转氨转氨酶酶代琥珀酸代琥珀酸酶酶1酶酶2腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸草酰乙酸草酰乙酸延胡索酸延胡索酸核苷酸核苷酸(AMP)目录目录苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸（四）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基（四）氨基酸通过氨基酸氧化酶脱去氨基目录目录氨基酸碳链骨架可进行转换或分解氨基酸碳链骨架可进行转换或分解三、三、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解氨基酸碳链骨架可进行转换或分解氨基酸脱氨基后生成的氨基酸脱氨基后生成的-酮酸酮酸(-keto acid）主要有三条代谢去路主要有三条代谢去路。主要有三条代谢去路主要有三条代谢去路。（）酮酸可彻底氧化分解并提供能量酮酸可彻底氧化分解并提供能量（一一）-酮酸可彻底氧化分解并提供能量酮酸可彻底氧化分解并提供能量（二）（二）-酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸（三）（三）-酮酸可转变成糖及脂类化合物酮酸可转变成糖及脂类化合物目录目录类别氨 基 酸类别氨 基 酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类类别氨 基 酸类别氨 基 酸类别氨 基 酸类别氨 基 酸类别氨 基 酸类别氨 基 酸氨基酸生糖及生酮性质的分类氨基酸生糖及生酮性质的分类甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺脯氨酸脯氨酸半胱氨酸半胱氨酸生糖氨基酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、生糖氨基酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺脯氨酸脯氨酸半胱氨酸半胱氨酸生糖氨基酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、生糖氨基酸甘氨酸、丝氨酸、缬氨酸、组氨酸、精氨酸、羟脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蛋氨酸、天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺脯氨酸脯氨酸半胱氨酸半胱氨酸生糖氨基酸生糖氨基酸生糖氨基酸生糖氨基酸天冬氨酸天冬氨酸、天冬酰胺天冬酰胺、脯氨酸脯氨酸、半胱氨酸半胱氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸天冬氨酸天冬氨酸、天冬酰胺天冬酰胺、脯氨酸脯氨酸、半胱氨酸半胱氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸天冬氨酸天冬氨酸、天冬酰胺天冬酰胺、脯氨酸脯氨酸、半胱氨酸半胱氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨酸生酮氨基酸亮氨酸、赖氨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、色氨酸目录目录磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯氨氨PEP磷酸丙糖磷酸丙糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸氨氨基酸基酸、乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸丙氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸异亮氨酸异亮氨酸酮体酮体、糖糖及及乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丝氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸苏氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸亮氨酸色氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸及及脂肪脂肪代代草酰乙酸草酰乙酸柠檬酸柠檬酸亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸酪氨酸 色氨酸苯丙氨酸酪氨酸 色氨酸苯丙氨酸代代谢谢的的延胡索酸延胡索酸-酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬酰胺天冬氨酸天冬酰胺谷氨酸谷氨酸CO2的的联系联系T A C琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸 酮戊二酸酮戊二酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸谷氨酸谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺精氨酸 谷氨酰胺组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸CO2酪氨酸酪氨酸异亮氨酸 蛋氨酸丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸异亮氨酸 蛋氨酸丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸组氨酸组氨酸 缬氨酸缬氨酸第四节第四节氨的代谢氨的代谢Metabolism of Ammonia目录目录一、体内有毒性的氨有三个重要来源一、体内有毒性的氨有三个重要来源（一）氨基酸脱氨基作用和胺类分解均可产生氨（一）氨基酸脱氨基作用和胺类分解均可产生氨RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的氨基酸脱氨基作用产生的氨是体内氨的主要来源。主要来源。目录目录（二二）肠道细菌腐败作用产生氨肠道细菌腐败作用产生氨（二二）肠道细菌腐败作用产生氨肠道细菌腐败作用产生氨蛋白质和氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨蛋白质和氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨蛋白质和氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨蛋白质和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（三三）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷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（三三）肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺氨酰胺氨酰胺氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸+NH谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸+NH3H2O目录目录2氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的二、二、氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的氨在血液中以丙氨酸及谷氨酰胺的形式转运形式转运形式转运形式转运（一）通过丙氨酸-葡萄糖循环氨从肌肉运往肝（一）通过丙氨酸-葡萄糖循环氨从肌肉运往肝?生理意义生理意义?肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。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肝为肌肉提供葡萄糖。肝为肌肉提供葡萄糖肝为肌肉提供葡萄糖。目录目录肌肉血液肝肌肉血液肝葡葡萄萄肌肉肌肉蛋白质蛋白质葡葡萄萄糖糖蛋白质蛋白质氨基酸氨基酸葡萄糖 尿素葡萄糖 尿素尿素循环尿素循环糖糖异异葡葡萄萄糖糖氨基酸氨基酸NH3糖酵解糖酵解途途谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸NH3异异生生糖糖3谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸途途径径丙氨酸丙氨酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸丙酮酸丙酮酸丙丙丙氨丙氨酸酸氨酸氨酸-酮戊酮戊二酸二酸酸酸丙氨酸丙氨酸 葡萄糖循环葡萄糖循环二酸二酸丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环（二二）通过谷氨酰胺氨从脑和肌肉等组织运往通过谷氨酰胺氨从脑和肌肉等组织运往（二二）通过谷氨酰胺氨从脑和肌肉等组织运往通过谷氨酰胺氨从脑和肌肉等组织运往肝或肾肝或肾?反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi+H2O谷氨酸谷氨酸3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶+H2O谷氨酰胺是氨的解毒产物谷氨酰胺是氨的解毒产物也是氨的储也是氨的储?生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储也是氨的储存及运输形式。存及运输形式。目录目录三三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路氨在肝合成尿素是氨的主要去路三三、氨在肝合成尿素是氨的主要去路氨在肝合成尿素是氨的主要去路?体内氨的去路有体内氨的去路有：体内氨的去路有体内氨的去路有?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它含氮化合物；合成非必需氨基酸及其它含氮化合物；?合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶?合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺。谷氨酸谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺ATPADP+Pi?肾小管泌氨肾小管泌氨?肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+，随尿排出随尿排出目录目录随尿排出随尿排出。（一一）Krebs提出尿素是通过鸟氨酸循环合成提出尿素是通过鸟氨酸循环合成（）Krebs提出尿素是通过鸟氨酸循环合成提出尿素是通过鸟氨酸循环合成的学说的学说尿素生成的过程由尿素生成的过程由Hans Krebs 和和Kurt尿素生成的过程由尿素生成的过程由Hans Krebs 和和KurtHenseleit 提出，称为提出，称为鸟氨酸循环鸟氨酸循环(orinithinel)称称尿素循环尿素循环(l)或或Kbcycle)，又，又称称尿素循环尿素循环(urea cycle)或或Krebs-Henseleit循环。循环。目录目录（二二）肝中鸟氨酸循环合成尿素的详细步骤肝中鸟氨酸循环合成尿素的详细步骤1、NH3CO2和和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸缩合生成氨基甲酰磷酸（二二）肝中鸟氨酸循环合成尿素的详细步骤肝中鸟氨酸循环合成尿素的详细步骤1、NH3、CO2和和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸缩合生成氨基甲酰磷酸?反应在线粒体中进行反应在线粒体中进行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+）OCH2NOPO32-+2ADP+Pi目录目录氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸?反应由氨基甲酰磷酸合成酶反应由氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase,CPS-)催化。催化。?N-乙酰谷氨酸为其激活剂乙酰谷氨酸为其激活剂反应消耗反应消耗2分子分子ATP?N-乙酰谷氨酸为其激活剂乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗反应消耗2分子分子ATP。N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)COOHCH3C-NH-CHCOOHCH3C-NH-CHN乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA)3(CH2)2O3(CH2)2OCOOHCOOH目录目录2、氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸2、氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸NH2CONH2NH2NH2NH2NHCO鸟氨酸氨基甲酰转移酶鸟氨酸氨基甲酰转移酶+(CH2)3CHNH2(CH2)3CHNH2CO2CO2CHNH2(CH2)3H3PO4氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸COOH鸟鸟氨氨酸酸COOH鸟鸟氨氨酸酸OPO32-OPO32-COOH2瓜瓜氨氨酸酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸鸟鸟氨氨酸酸鸟鸟氨氨酸酸瓜瓜氨氨酸酸目录目录?反应由鸟氨酸氨基甲酰转移酶反应由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine bl tfOCT)催化催化OCT常与常与carbamoyl transferase,OCT)催化催化，OCT常与常与CPS-构成复构成复合合体体。构成复体构成复体?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。目录目录3 3瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸3 3、瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸?反应在胞液中进行反应在胞液中进行?反应在胞液中进行反应在胞液中进行。NH2CNCOOHCHNH2CO精氨酸代琥精氨酸代琥珀珀酸合成酶酸合成酶+COOHCHH NNHCNCHCH2NH精氨酸代琥酸合成酶精氨酸代琥酸合成酶ATPAMP+PPiH2OMg2+CHH2NCH2(CH2)3CHNH2COOHCHNH2(CH2)3天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸COOHCOOH2COOH2瓜瓜氨氨酸酸目录目录天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸瓜瓜氨氨酸酸4 4精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸4 4、精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸?反应在胞液中进行反应在胞液中进行。NH2NH2COOHNH2COOH?反应在胞液中进行反应在胞液中进行。精氨酸代琥精氨酸代琥COOHCNH2CNCOOHCH2CNCOOHCH精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶CHCH+NH(CH2)3NH(CH2)3CH2COOHNH(CH2)3CH2COOHCHHOOC(2)3CHNH22 3CHNH22 3CHNH2精氨酸