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第八章第八章 蛋白蛋白质的分解代的分解代谢1.蛋白蛋白质的的营养作用养作用氨基酸的一般代氨基酸的一般代谢某些氨基酸的特殊代某些氨基酸的特殊代谢糖、脂肪和蛋白糖、脂肪和蛋白质代代谢之之间的关系的关系2.教学目的与要求:教学目的与要求:1.掌握氮平衡,必需氨基酸。掌握氮平衡,必需氨基酸。2.掌握氨基酸的一般代掌握氨基酸的一般代谢。3.掌握糖、脂肪和蛋白掌握糖、脂肪和蛋白质代代谢之之间的关系的关系4.熟悉一碳熟悉一碳单位代位代谢、含硫氨基酸的代、含硫氨基酸的代谢,酪氨酸与苯丙氨酸代酪氨酸与苯丙氨酸代谢、肌氨酸代、肌氨酸代谢 3.蛋白蛋白质代代谢包括合成代包括合成代谢(第十一章第十一章)和分解代和分解代谢。本章本章讨论蛋白蛋白质的分解代的分解代谢。蛋白。蛋白质首先水首先水解解为氨基酸,再氨基酸,再进一步代一步代谢,因此本章重点,因此本章重点实际上是氨基酸在体内的分解代上是氨基酸在体内的分解代谢。4.蛋白蛋白质和核酸是和核酸是动物体内最重要的两物体内最重要的两类含氮生物大分子含氮生物大分子,而氨基酸和核苷酸分而氨基酸和核苷酸分别是蛋白是蛋白质和核酸的基本和核酸的基本组成成单位位,因而是最重要的两因而是最重要的两类含氮小分子。含氮小分子。本章将重点本章将重点讨论氨基酸在氨基酸在动物物细胞内的代胞内的代谢。在体内在体内,蛋白蛋白质的分解,的分解,组织蛋白蛋白质的更新都需要的更新都需要饲料料中蛋白中蛋白质来来维持,故在持,故在讨论蛋白蛋白质分解代分解代谢之前,首先之前,首先介介绍蛋白蛋白质的的营养作用。养作用。5.第一第一节 蛋白蛋白质的的营养作用养作用一、一、动物物对外源蛋白外源蛋白质的需要的需要(一)(一)组织细胞的生胞的生长、修、修补和更新和更新蛋白蛋白质是参与构成畜禽是参与构成畜禽组织细胞的最重要的成分,胞的最重要的成分,约占占细胞干重的一半,其胞干重的一半,其中以脾中以脾脏、肝、肝脏和横和横纹肌的含量肌的含量较高,高,约分分别为84%、82%及及80%。(二)(二)转变为生理活性分子生理活性分子氨基酸可被用来合成多种激素、氨基酸可被用来合成多种激素、酶类、转运蛋白、凝血因子和抗体等具有各运蛋白、凝血因子和抗体等具有各种生理功能的大分子。种生理功能的大分子。还有一些种有一些种类的氨基酸可以的氨基酸可以转变成多种具有生物活性的含氮小分子,如儿茶成多种具有生物活性的含氮小分子,如儿茶酚胺酚胺类激素、激素、嘌呤、呤、嘧啶等。等。这些功能是其他些功能是其他营养物养物质不能替代的。不能替代的。(三)氧化供能(三)氧化供能每克蛋白每克蛋白质氧化分解氧化分解产生生17.2kJ的能量,与的能量,与1克葡萄糖相当。但在一般克葡萄糖相当。但在一般营养养状况下,状况下,这种功能可由种功能可由饲料中的糖和脂肪来承担,而不是蛋白料中的糖和脂肪来承担,而不是蛋白质的主要生理的主要生理功能。功能。6.二、氮平衡二、氮平衡(Nitrogen balance)与蛋白与蛋白质需要需要 一般蛋白一般蛋白质的含氮量平均在的含氮量平均在16%左右,因此左右,因此测得得样品的含氮量除品的含氮量除以以16%,即可得出其粗蛋白的大致含量。,即可得出其粗蛋白的大致含量。测定氮平衡的方法定氮平衡的方法:测定定动物在一定物在一定时间内的内的饲料料摄入量并与入量并与同期内排出的氮量加以比同期内排出的氮量加以比较。主要以尿和主要以尿和粪排出含氮物排出含氮物质为指指标,尿:体内蛋白,尿:体内蛋白质的分解量的分解量 粪:未吸收的蛋白:未吸收的蛋白质量量对泌乳和泌乳和产蛋的蛋的动物物还测乳、蛋排出的氮量。乳、蛋排出的氮量。蛋白蛋白质是主要的含氮物是主要的含氮物质,要了解蛋白,要了解蛋白质在体内的利用情况可以在体内的利用情况可以进行氮平衡行氮平衡测定。定。7.(一)氮的(一)氮的总平衡:平衡:摄入的氮量与排出的氮量相等。正入的氮量与排出的氮量相等。正常成年畜禽(不包括孕畜)常成年畜禽(不包括孕畜)应处于于这种状种状态。(二)氮的正平衡:(二)氮的正平衡:摄入的氮量多于排出的氮量。入的氮量多于排出的氮量。正在生正在生长的畜禽和妊娠母畜的畜禽和妊娠母畜应处于于这种状种状态。动物病后的康复或物病后的康复或组织损伤后的修复期。后的修复期。(三)氮的(三)氮的负平衡:排出的氮量多于平衡:排出的氮量多于摄入的氮量。入的氮量。疾病、疾病、饥饿和和营养不良等状况。养不良等状况。蛋白蛋白质的最低需要量的最低需要量:为了了维持其氮的持其氮的总平衡平衡,至少至少摄入的蛋白入的蛋白质的量。的量。8.实际饲养中,养中,为了保了保证畜禽的健康,一般日粮中畜禽的健康,一般日粮中蛋白蛋白质的含量都的含量都应比最低需要量稍高一些。比最低需要量稍高一些。对于于幼畜和幼畜和怀孕母畜,孕母畜,则应更高。更高。蛋白蛋白质的最低需要量常因畜禽的品种和生理状的最低需要量常因畜禽的品种和生理状态的不同而不同,但更重要的是受的不同而不同,但更重要的是受饲料中蛋白料中蛋白质的的种种类的影响。的影响。同一同一动物在物在摄入不同入不同饲料来源的蛋白料来源的蛋白质时,其最,其最低需要量可有很大差异,低需要量可有很大差异,这是因是因为不同的蛋白不同的蛋白质有不同的生物有不同的生物值,也称生理价,也称生理价值。蛋白蛋白质的生理价的生理价值是指是指饲料中蛋白料中蛋白质被被动物机体物机体合成合成组织蛋白蛋白质的利用率。的利用率。9.三三 蛋白蛋白质的生理价的生理价值与必需氨基酸与必需氨基酸(一)蛋白(一)蛋白质的生理价的生理价值(生物生物值Biological value):蛋白蛋白质的生理价的生理价值是指是指饲料蛋白料蛋白质被被动物机体合成物机体合成组织蛋白蛋白质的利用率。的利用率。蛋白蛋白质的生理价的生理价值=氮的保留量氮的保留量氮的吸收量氮的吸收量100(二)(二)必需氨基酸(必需氨基酸(Essential amino acid)有些氨基酸在体内不能合成或者合成太慢不能有些氨基酸在体内不能合成或者合成太慢不能满足足动物需要,因而必物需要,因而必须由由饲料供料供给。赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、氨酸、缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、(氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、(组氨氨酸、精氨酸合成速度慢)(酸、精氨酸合成速度慢)(10种)种)雏鸡:甘氨酸:甘氨酸 反反刍:瘤胃中:瘤胃中细菌能利用菌能利用饲料含氮物料含氮物质合成必需氨基酸,提供必需氨基酸合成必需氨基酸,提供必需氨基酸对反反刍动物物不那么重要不那么重要(三三)非必需氨基酸(非必需氨基酸(Nonessential amino acid)这里所里所说的必需和非必需是指其是否需要由的必需和非必需是指其是否需要由饲料供料供给,并非指其,并非指其对动物来物来说需要与否。需要与否。(四)(四)饲料蛋白的互料蛋白的互补作用:把原来作用:把原来营养价养价值较低的不同的蛋白低的不同的蛋白质饲料混合使用,可料混合使用,可能提高其能提高其营养价养价值和利用率。和利用率。谷物:色氨酸多,谷物:色氨酸多,赖氨酸少氨酸少 豆豆类:赖氨酸多,色氨酸少氨酸多,色氨酸少10.第二第二节 氨基酸的一般分解代氨基酸的一般分解代谢一、一、动物体内氨基酸的代物体内氨基酸的代谢概况概况畜禽体内的氨基酸的主要来源有:畜禽体内的氨基酸的主要来源有:饲料蛋白料蛋白质的消化吸收,的消化吸收,组织蛋白蛋白质的分解,以及体内合成的非必需氨基酸。的分解,以及体内合成的非必需氨基酸。前者称前者称为外源性氨基酸,后二者外源性氨基酸,后二者为内源性氨基酸。内源性氨基酸。这两种不同来源的氨基酸混在一起,存在于两种不同来源的氨基酸混在一起,存在于细胞内液和胞内液和细胞外液以及各种体胞外液以及各种体液中,液中,总称称为氨基酸代氨基酸代谢库或代或代谢池池。体内各体内各组织均需从均需从库中汲取氨基酸以中汲取氨基酸以满足代足代谢的需要。的需要。11.-次要途径次要途径主要途径主要途径1/312.二、氨基酸的脱氨基作用二、氨基酸的脱氨基作用 在在酶的催化下,氨基酸脱掉氨基的作用称的催化下,氨基酸脱掉氨基的作用称脱氨基作用脱氨基作用(deaminationdeamination)。)。动物的脱氨基作用主要在肝和物的脱氨基作用主要在肝和肾中中进行,其主要方式有行,其主要方式有氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用,转氨基作用氨基作用和和联合脱氨基合脱氨基作用。多数氨基酸以作用。多数氨基酸以联合脱氨基作用脱去氨基。合脱氨基作用脱去氨基。(一)氧化脱氨基(一)氧化脱氨基氨基酸在氨基酸在酶的作用下,脱的作用下,脱氢生成不生成不稳定的定的亚氨基酸,再水解氨基酸,再水解产生生a-a-酮酸和氨酸和氨的的过程,称程,称为氨基酸的氧化脱氨基作用氨基酸的氧化脱氨基作用。13.14.上式表明氧化脱氨基作用的上式表明氧化脱氨基作用的产物是物是-酮酸和氨。上面的反酸和氨。上面的反应实际上包上包括脱括脱氢与水化两个化学反与水化两个化学反应。脱。脱氢反反应是是酶促反促反应,它的,它的产物是物是亚氨基氨基酸,在水溶液中极不酸,在水溶液中极不稳定,易于分解,所以自定,易于分解,所以自发地分解地分解为-酮酸和氨。酸和氨。15.(二二)转氨基作用氨基作用(transaminations)转氨基作用是氨基作用是-氨基酸和氨基酸和酮酸之酸之间氨基的氨基的转移作用;移作用;-氨基酸的氨基借助氨基酸的氨基借助酶的催化作用的催化作用转移到移到酮酸的酸的酮基上,基上,结果果原来的氨基酸生成相原来的氨基酸生成相应的的酮酸,而原来的酸,而原来的酮酸酸则形成相形成相应的的氨基酸。氨基酸。转氨作用是氨基酸脱去氨基的一种重要方式。氨作用是氨基酸脱去氨基的一种重要方式。16.上述上述转氨基反氨基反应是不需能反是不需能反应,也是完全可逆的反,也是完全可逆的反应。动物体内的大多数氨基酸(除甘氨酸、物体内的大多数氨基酸(除甘氨酸、赖氨酸、氨酸、苏氨酸和氨酸和脯氨酸外)都参与脯氨酸外)都参与转氨基氨基过程,而且程,而且转氨作用不限于氨作用不限于a-氨氨基,基,还包括氨基酸包括氨基酸侧链末端氨基己末端氨基己酰胺基,如胺基,如鸟氨酸的氨酸的-氨基。氨基。通通过此反此反应,体内多余的氨基酸可,体内多余的氨基酸可转变为酮酸并氧化分解,酸并氧化分解,而体内需要的非必需氨基酸而体内需要的非必需氨基酸则可由相可由相应的的酮酸氨基化而合酸氨基化而合成。成。所以所以该反反应既是氨基酸的分解既是氨基酸的分解过程,又是体内非必需氨基程,又是体内非必需氨基酸合成的重要途径。酸合成的重要途径。17.-催化催化转氨基反氨基反应的的酶称称为转氨氨酶(transaminase),或称氨基移,或称氨基移换酶(amino transfiorase)。大多数。大多数转氨氨酶需要需要-酮戊二酸作戊二酸作为氨基的受体,因氨基的受体,因此它此它们对两个底物中的一个底物,即两个底物中的一个底物,即-酮戊二酸(或谷氨酸)戊二酸(或谷氨酸)是是专一的,一的,而而对另一个底物另一个底物则无无严格的格的专一性,一性,虽然某种然某种酶对某种氨基酸有某种氨基酸有较高的活高的活力,但力,但对其他氨基酸也有一定作用。反其他氨基酸也有一定作用。反应是可逆是可逆过程,受反程,受反应平衡影响。平衡影响。在正常情况下在正常情况下,上述上述转氨氨酶主要存在于主要存在于细胞中胞中,而血清中的活性很低而血清中的活性很低,在各在各组织器官中器官中,以以心心脏和肝和肝脏中的活性中的活性为最高最高,当当这些些组织细胞受胞受损时,可有大可有大量的量的转氨氨酶 逸入血液逸入血液,于是血清中的于是血清中的转氨氨酶活性升高活性升高,因此在因此在临床上根据血床上根据血清中清中GOT和和GPT的活性可作的活性可作为心肌梗塞和急性肝炎心肌梗塞和急性肝炎诊断和断和预后的指后的指标之之一。一。GOTGOT:谷草:谷草转氨氨酶 GPTGPT:谷丙:谷丙转氨氨酶 18.(三)三)联合脱氨基作用合脱氨基作用 转氨基作用氨基作用虽然在体内普遍然在体内普遍进行,但行,但仅仅是氨基的是氨基的转移,移,并未并未彻底脱去氨基。底脱去氨基。氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用虽然能把氨基真正移去,但只有然能把氨基真正移去,但只有L-L-谷氨酸脱谷氨酸脱氢酶活活跃,即只能使谷氨酸氧化脱氨。,即只能使谷氨酸氧化脱氨。因此,体内大多数的氨基酸脱去氨基,是通因此,体内大多数的氨基酸脱去氨基,是通过转氨基作用和氨基作用和氧化脱氨基作用两种方式氧化脱氨基作用两种方式联合起来合起来进行的,称行的,称为联合脱氨基作合脱氨基作用用。19.联合脱氨基作用有两个内容:其一是指氨基酸的合脱氨基作用有两个内容:其一是指氨基酸的-氨基氨基先借助先借助转氨基作用氨基作用转移到移到-戊戊酮二酸的分子上,生成相二酸的分子上,生成相应的的-酮酸和谷氨酸酸和谷氨酸,然后谷氨酸在,然后谷氨酸在L-L-谷氨酸脱谷氨酸脱氢酶的催化下,氧化的催化下,氧化脱氨生成脱氨生成-酮戊二酸同戊二酸同时释放出氨放出氨。20.其二是其二是嘌呤核苷酸循呤核苷酸循环的的联合脱氨基作用合脱氨基作用,这一一过程包括的内容是:次程包括的内容是:次黄黄嘌呤核苷一磷酸与天冬氨酸作用形成中呤核苷一磷酸与天冬氨酸作用形成中间产物腺苷酸代琥珀酸物腺苷酸代琥珀酸(adenylosuccinate),后者在裂合,后者在裂合酶的作用下,分裂成腺的作用下,分裂成腺嘌呤核苷酸和延胡呤核苷酸和延胡索酸,腺索酸,腺嘌呤核苷酸呤核苷酸(腺苷酸腺苷酸)水解后即水解后即产生游离氨和次黄生游离氨和次黄嘌呤核苷酸。呤核苷酸。21.(四)其他的脱氨基作用机体机体还存在一些非氧化脱氨基作用,包括存在一些非氧化脱氨基作用,包括含含羟基的氨基酸(基的氨基酸(丝氨酸和氨酸和苏氨酸)的氨酸)的脱脱水脱氨基作用水脱氨基作用及半胱氨酸的及半胱氨酸的脱硫化脱硫化氢脱氨脱氨基作用基作用。22.三、氨的代三、氨的代谢谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸NH3NH3NH3NH3氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸嘌嘌呤呤呤呤嘧啶嘧啶肠肠道道道道细细菌分解菌分解菌分解菌分解饲饲料添加料添加料添加料添加高水平的血氨是有毒性的,高水平的血氨是有毒性的,高水平的血氨是有毒性的,高水平的血氨是有毒性的,可以引起可以引起可以引起可以引起脑脑功能紊乱功能紊乱功能紊乱功能紊乱(一一)动物体内氨的来源与去路物体内氨的来源与去路23.在畜禽体内在畜禽体内氨的主要来源氨的主要来源是氨基酸的脱氨基作用。是氨基酸的脱氨基作用。嘌呤、呤、嘧啶的分解也生成氨。的分解也生成氨。在肌肉和中枢神在肌肉和中枢神经组织中,有相当量的氨是腺苷酸脱氨中,有相当量的氨是腺苷酸脱氨产生的,生的,还有从消化道吸收的一些氨,如氨化秸有从消化道吸收的一些氨,如氨化秸秆和尿素(可被消化道中和尿素(可被消化道中细菌菌脲酶分解分解后后释放出氨),尤其在放出氨),尤其在肠道道pH偏大偏大时,氨的吸收加,氨的吸收加强。机体代机体代谢产生的氨和消化道中吸收来的氨生的氨和消化道中吸收来的氨进入血液,形成血氨。入血液,形成血氨。低水平血氨低水平血氨对动物是有用的物物是有用的物质。但氨又具有毒性,但氨又具有毒性,脑组织对氨尤氨尤为敏感,血氨升高,可能引起敏感,血氨升高,可能引起脑功能紊乱。功能紊乱。因因为氨抑制丙氨抑制丙酮酸氧化脱酸氧化脱羧反反应,利用,利用-酮戊二酸戊二酸连续固定固定2分子氨生成谷氨分子氨生成谷氨酰胺,同胺,同时消耗消耗NADH和和ATP,从而削弱了三从而削弱了三羧酸循酸循环的运的运转,影响能量代,影响能量代谢并引并引起起脑功能紊乱,出功能紊乱,出现中毒症状。中毒症状。当兔的血氨达到当兔的血氨达到5mg/100ml时,即会引起中毒死亡。,即会引起中毒死亡。因此,因此,动物体内物体内过多的氨必多的氨必须及及时清除,才能保清除,才能保证动物的健康。物的健康。24.氨的去路氨的去路NH3NH3NH3NH3再与再与再与再与-酮酮酸合成氨基酸酸合成氨基酸酸合成氨基酸酸合成氨基酸转变转变成无毒的谷氨成无毒的谷氨成无毒的谷氨成无毒的谷氨酰酰胺胺胺胺合成尿素合成尿素合成尿素合成尿素合成合成合成合成嘌嘌呤呤呤呤,再分解成尿酸排出再分解成尿酸排出再分解成尿酸排出再分解成尿酸排出NH3直接排氨直接排氨直接排氨直接排氨排氨生物:水生排氨生物:水生排氨生物:水生排氨生物:水生动动物物物物排尿酸生物:卵生爬行排尿酸生物:卵生爬行排尿酸生物:卵生爬行排尿酸生物:卵生爬行动动物和禽物和禽物和禽物和禽类类胚胎胚胎胚胎胚胎排尿素生物:哺乳排尿素生物:哺乳排尿素生物:哺乳排尿素生物:哺乳动动物物物物25.氨氨代代谢氨氨吸收氨吸收氨谷氨谷氨酰胺胺直接排出直接排出氨的再利用氨的再利用排氨生物排氨生物排尿酸生物排尿酸生物排尿素生物排尿素生物26.(二二)氨的氨的转运运1.谷氨谷氨酰胺的运氨作用胺的运氨作用绝大多数大多数动物体内,各种物体内,各种组织代代谢产生的氨或生的氨或肠道吸收的氨必道吸收的氨必须先先转变为无毒物无毒物质,然后然后释放入血液,运送至肝合成尿素或至放入血液,运送至肝合成尿素或至肾以以铵盐形式排出体外。形式排出体外。谷氨酸谷氨酸谷氨谷氨酰胺胺27.2.丙氨酸的运氨作用丙氨酸的运氨作用在在剧烈运烈运动或或饥饿的状的状态下下发生的。生的。酵酵解解没有静没有静电荷,易荷,易于于进入血液入血液被摄取联合脱氨基作用糖异生28.(三三)尿素的生成尿素的生成在哺乳在哺乳动物体内氨的主要去路是合成尿素排出体外物体内氨的主要去路是合成尿素排出体外。组织中的氨中的氨转变为谷氨谷氨酰氨氨和丙氨酸和丙氨酸血液氨血液氨血液尿素血液尿素肾脏排出排出肝肝脏合成尿素合成尿素29.1.1.氨基甲氨基甲酰磷酸的合成:磷酸的合成:在肝在肝细胞胞线粒体内,氨、二氧化碳和粒体内,氨、二氧化碳和ATPATP在氨甲在氨甲酰磷酸磷酸合成合成酶(尿素合成的关尿素合成的关键酶)的催化下,合成氨基甲)的催化下,合成氨基甲酰磷酸。磷酸。氨氨转变为尿素是一个循尿素是一个循环反反应过程,称程,称为鸟氨酸循氨酸循环或尿素循或尿素循环Ornithine cycle Urea cycle。30.2.瓜氨酸的生成瓜氨酸的生成31.3.精氨酸的生成:瓜氨酸形成后即离开精氨酸的生成:瓜氨酸形成后即离开线粒体粒体转入入细胞液中胞液中32.33.4 精氨酸的水解精氨酸的水解综上所述上所述过程,可将尿素合成的程,可将尿素合成的总反反应归结为:CO2+NH3+3ATP+天冬氨酸天冬氨酸+2H2O 尿素尿素+延胡索酸延胡索酸+2ADP+AMP+PPi+2Pi34.THANK YOUSUCCESS2024/2/27 周二周二35.从上式可知合成尿素是一个耗能从上式可知合成尿素是一个耗能过程程,合成合成1 1尿素需消耗尿素需消耗4 4个个高能磷酸高能磷酸键合成合成1 1尿素可从体内清除尿素可从体内清除2 2NH3+和和CO2尿素合成途径的前两步尿素合成途径的前两步,即氨甲即氨甲酰磷酸和瓜氨酸的合成是在磷酸和瓜氨酸的合成是在线粒体中完成的粒体中完成的,这样有利于将有利于将NH3+严格控制在格控制在线粒体内粒体内,防止其防止其扩散散进入血液引起氨中毒入血液引起氨中毒尿素循尿素循环中形成的延胡索酸使尿素循中形成的延胡索酸使尿素循环和三和三羧酸循酸循环紧密密联系在一起系在一起.36.37.饲料中蛋白料中蛋白质氨氨微生物自身蛋白微生物自身蛋白上皮上皮细胞吸收胞吸收肝肝脏合成尿素合成尿素血液血液唾液唾液尿素循尿素循环反反刍动物物瘤瘤胃胃发酵酵38.(四四)尿酸的生成和排出尿酸的生成和排出家禽体内氨的去路和哺乳家禽体内氨的去路和哺乳动物有共同之物有共同之处,也有不同。,也有不同。氨在家禽体内也可以合成谷氨氨在家禽体内也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和含胺以及用于其他一些氨基酸和含氮物氮物质的合成,但不能合成尿素,而是把体内大部分的氨通的合成,但不能合成尿素,而是把体内大部分的氨通过合合成尿酸排出体外。成尿酸排出体外。氨氨合成谷氨合成谷氨酰氨、氨基酸、含氮化合物氨、氨基酸、含氮化合物合成合成嘌呤呤分解成尿酸分解成尿酸39.四四 酮酸的代酸的代谢(一)(一)还原氨基化合成非必需氨基酸原氨基化合成非必需氨基酸:由于由于转氨基和氨基和联合脱氨基作用都是可逆的合脱氨基作用都是可逆的过程,因此所有的程,因此所有的-酮酸都可酸都可以通以通过脱氨基作用的逆反脱氨基作用的逆反应氨基化,生成相氨基化,生成相应的氨基酸。的氨基酸。(二)(二)转变成糖和脂成糖和脂类 生糖氨基酸:生糖氨基酸:丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、丝氨酸、氨酸、苏氨酸、天冬氨酸、氨酸、天冬氨酸、天冬天冬酰胺、蛋氨酸、胺、蛋氨酸、缬氨酸、精氨酸、谷氨酸、谷氨氨酸、精氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、胺、脯氨酸脯氨酸 生生酮氨基酸:氨基酸:亮氨酸和亮氨酸和赖氨酸氨酸 生糖兼生生糖兼生酮氨基酸氨基酸:色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸和异色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸和异亮氨酸和亮氨酸和组氨酸。氨酸。氨基酸氨基酸经脱氨基作用之后,大部分生成相脱氨基作用之后,大部分生成相应的的a-酮酸,又称酸,又称为碳骨架碳骨架。这些碳骨架的具体代些碳骨架的具体代谢途径途径虽然各不相同,但都有以下三种去路。然各不相同,但都有以下三种去路。40.-(三)氧化成二氧化碳和水(三)氧化成二氧化碳和水氨基酸脱氨基后氨基酸脱氨基后产生的生的a-酮酸是氨基酸分解供能的主要部分。酸是氨基酸分解供能的主要部分。其中有的直接可以生成乙其中有的直接可以生成乙酰CoA,有的,有的则是三是三羧酸循酸循环的中的中间产物。物。因此都能通因此都能通过循循环最最终彻底氧化分解成二氧化碳和水,并底氧化分解成二氧化碳和水,并释放放出能量。出能量。41.五、氨基酸的脱五、氨基酸的脱羧基作用基作用 氨基酸在脱氨基酸在脱羧酶的催化下,脱去的催化下,脱去羧基基产生生二氧化碳二氧化碳和相和相应的的胺胺,这一一过程称程称为氨基酸脱氨基酸脱羧基作用基作用(decarboxylation)(一一)胺的生成胺的生成组氨酸脱氨酸脱羧变为组胺,谷氨酸脱胺,谷氨酸脱羧变为-氨基丁酸。氨基丁酸。组胺和胺和-氨基丁酸是体内重要的生物活性物氨基丁酸是体内重要的生物活性物质。42.(二二)胺的氧化胺的氧化43.44.第三第三节 某些氨基酸的特殊代某些氨基酸的特殊代谢由于各种氨基酸的由于各种氨基酸的侧链基基团不同,因此它不同,因此它们有各自特异的代有各自特异的代谢过程,并形程,并形成不同的成不同的产物,物,这就是氨基酸的特殊代就是氨基酸的特殊代谢。一、一碳基一、一碳基团的代的代谢氨基酸与体内某些化合物如氨基酸与体内某些化合物如嘌呤、呤、嘧啶、肌酸、胆碱等的生物合成、肌酸、胆碱等的生物合成时,常,常借某些氨基酸供借某些氨基酸供给一个碳原子的化学基一个碳原子的化学基团来完成。来完成。一碳基一碳基团:将参与生物合成、可以将参与生物合成、可以转移一个碳原子的化学基移一个碳原子的化学基团称称为一碳基一碳基团或叫一碳或叫一碳单位。(主要是体内某些氨基酸和位。(主要是体内某些氨基酸和嘌呤、呤、嘧啶、肌酸、胆碱的、肌酸、胆碱的生物合成)生物合成)(一)一碳基(一)一碳基团的来源的来源体内氨基酸上可利用的一碳基体内氨基酸上可利用的一碳基团主要形式有:主要形式有:45.46.(二)一碳基(二)一碳基团代代谢的的辅酶四四氢叶酸叶酸S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸47.48.(三)(三)49.蛋氨酸、半胱氨酸和胱氨酸蛋氨酸、半胱氨酸和胱氨酸蛋氨酸与一碳基蛋氨酸与一碳基团代代谢关系密切关系密切半胱氨酸和胱氨酸可半胱氨酸和胱氨酸可转变为牛磺酸、活性硫酸及谷胱甘牛磺酸、活性硫酸及谷胱甘肽等。等。二、含硫氨基酸的代二、含硫氨基酸的代谢50.(一)蛋氨酸代(一)蛋氨酸代谢S-腺苷蛋氨酸是体内最重要的甲基供腺苷蛋氨酸是体内最重要的甲基供体,能体,能为50余种物余种物质提供甲基,包提供甲基,包括生物大分子核酸和蛋白括生物大分子核酸和蛋白质,满足体足体内广泛内广泛进行的甲基化反行的甲基化反应。一些从体外一些从体外进入的非入的非营养物养物质或体内或体内代代谢产生的活性物生的活性物质,经甲基化可消甲基化可消除其毒性或活性。除其毒性或活性。51.(二)半胱氨酸与胱氨酸的代(二)半胱氨酸与胱氨酸的代谢1.1.半胱氨酸与胱氨酸的互半胱氨酸与胱氨酸的互变52.2.硫酸根的代硫酸根的代谢硫酸根硫酸根随随 尿尿 排排 出出3-3-磷酸腺苷磷酸腺苷-5-5-磷磷酰硫酸硫酸 PAPSPAPSPAPS分子比分子比较活活泼,它可使某些物,它可使某些物质形成硫酸形成硫酸酯,如某些固醇如某些固醇类激素可形成硫酸激素可形成硫酸酯而被而被灭活,其硫酸活,其硫酸酯来源即来源即为PAPS;又如又如PAPS可使可使软骨等骨等组织中的多糖形成硫酸中的多糖形成硫酸酯,骨,骨组织中的硫酸中的硫酸软骨骨质就是含有就是含有许多硫酸根的多糖;多硫酸根的多糖;硫酸硫酸软骨骨质形成不良形成不良时可可发生骨生骨质疾病。疾病。含硫氨基酸分解都可含硫氨基酸分解都可产生硫酸根。生硫酸根。半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源。半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源。活性硫酸根活性硫酸根53.(三三)谷胱甘谷胱甘肽的合成的合成谷胱甘谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸所是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸所组成的三成的三肽。54.三、酪氨酸与苯丙氨酸的代三、酪氨酸与苯丙氨酸的代谢(一)酪氨酸与苯丙氨酸的(一)酪氨酸与苯丙氨酸的联系系苯丙氨酸是必需氨基酸,代苯丙氨酸是必需氨基酸,代谢中可中可生成生成酮体,也略生糖。体,也略生糖。苯丙氨酸可苯丙氨酸可转变为酪氨酸,酪氨酸,这也是也是它主要的代它主要的代谢途径,反之不行。途径,反之不行。55.(二)酪氨酸的(二)酪氨酸的转变和分解和分解1.酪氨酸在体内可酪氨酸在体内可转变为一些激素,如一些激素,如肾上腺素和甲状腺素等。上腺素和甲状腺素等。2.56.(三)黑色素的合成(三)黑色素的合成黑色素是毛、皮、眼球等黑色素是毛、皮、眼球等组织的色素,酪氨酸也是合成黑色素的原料。的色素,酪氨酸也是合成黑色素的原料。(二(二羟苯丙氨酸)苯丙氨酸)黑色素合成以后,再与蛋白黑色素合成以后,再与蛋白质结合,合,生成黑色素生成黑色素颗粒。此种和色素粒。此种和色素颗粒含粒含量愈多,量愈多,则毛、皮、眼球等毛、皮、眼球等组织的的颜色愈深。色愈深。57.四四 肌酸和肌酸和肌肌酐的合成的合成肝肝脏肾脏肌酸是由甘氨酸、精氨肌酸是由甘氨酸、精氨酸及蛋氨酸等三种氨基酸及蛋氨酸等三种氨基酸在体内合成的一种物酸在体内合成的一种物质,所以肌酸的代,所以肌酸的代谢实际就是就是这些氨基酸代些氨基酸代谢的一种特的一种特别途径。肌酸途径。肌酸主要分布在肌肉主要分布在肌肉组织中,中,特特别是骨骼肌是骨骼肌组织中。中。58.第四第四节 糖、脂肪、蛋白糖、脂肪、蛋白质和核酸代和核酸代谢之之间的关系的关系1.1.糖和脂肪可以互相糖和脂肪可以互相转变糖糖二二羟丙丙酮磷酸磷酸乙乙酰CoA甘油甘油-3-磷酸磷酸长链脂肪酸脂肪酸脂脂 肪肪59.脂脂 肪肪甘甘 油油长链脂肪酸脂肪酸乙乙酰CoA甘油甘油醛-3-磷酸磷酸草草酰乙酸乙酸糖糖二二羟丙丙酮磷酸磷酸糖异生糖异生60.2.2.糖代糖代谢与蛋白与蛋白质代代谢通通过TCA循循环相互沟通相互沟通糖糖丙丙酮酸酸草草酰乙酸乙酸-酮戊二酸戊二酸丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酸谷氨酸蛋白蛋白质61.蛋白蛋白质丙丙酮酸酸草草酰乙酸乙酸-酮戊二酸戊二酸氨基酸氨基酸糖异生糖异生糖糖62.3.3.蛋白蛋白质与脂肪的与脂肪的转化化蛋白蛋白质生生酮氨基酸氨基酸乙乙酰乙酸乙酸(酮 体体)乙乙酰CoA脂肪脂肪63.脂肪脂肪乙乙酰CoACoA-酮戊二酸戊二酸草草酰乙酸乙酸谷氨酸谷氨酸蛋白蛋白质64.4.4.糖、脂肪、蛋白糖、脂肪、蛋白质与核酸代与核酸代谢的关系的关系核核 酸酸ATP磷酸戊糖通路磷酸戊糖通路磷酸戊糖磷酸戊糖甘氨酸、天冬氨酸、谷氨甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、甲酸和氨胺、甲酸和氨嘌呤、呤、嘧啶核酸核酸降解降解产物物糖代糖代谢65.66.小小 结氮平衡氮平衡必需氨基酸必需氨基酸氨基酸的一般代氨基酸的一般代谢(氨基酸脱氨基作用;氨的代(氨基酸脱氨基作用;氨的代谢;酮酸酸的代的代谢;氨基酸的脱;氨基酸的脱羧基作用)基作用)某些氨基酸的特殊代某些氨基酸的特殊代谢糖、脂肪和蛋白糖、脂肪和蛋白质代代谢之之间的关系的关系67.THANK YOUSUCCESS2024/2/27 周二周二68.
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