中国药科大学生物化学课件—09-氨基酸代谢.ppt

目录,上一页,下一页,退出,一、白质的酶促降解,(,消化、吸收,),1,、蛋白质在胃中的酶促水解,2,、肠中蛋白质的水解,消化道内几种蛋白酶的专一性,（,Phe.Tyr.Trp,）,（,Arg.Lys,）,（脂肪族）,胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶,弹性蛋白酶,羧肽酶,胰蛋白酶,氨肽酶,羧肽酶,（,Phe.Trp,）,一、白质的酶促降解,（消化、吸收）,3,、氨基酸的吸收,4,、组织蛋白的降解,氨基酸脱氨脱羧,（二）、氨基酸的分解代谢,介绍共同的分解途径,、脱氨基作用（重点）,定义：,指氨基酸失去氨基的作用，它是机体氨基酸分解代谢的第一个步骤。,方式：,脱氨基作用有以下几种方式：,A,、氧化脱氨基作用。,B,、转氨基作用。,C,、联合脱氨基作用。,D,、脱酰氨基作用和非氧化脱氨。,氧化脱氨基作用,1.,定义：,-,AA,在酶的作用下，氧化生成-酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。,2.,反应通式：,H,NH,2,R-C-COOH,-,-,+,O,2,+H,2,O,R-C-COOH,+,H,2,O,2,+NH,3,AA,氧化酶,O,H,NH,2,R-C-COOH,-,-,AA,氧化酶,R-C-COO,-,NH2,H,2,O,R-C-COOH,O,+,NH,3,FP FPH2,FPH2+O,2,FP+H,2,O,2,3.AA,氧化酶的种类,L-AA,氧化酶：,催化,L-AA,氧化脱氨，体内分布不广泛，最适,pH10,左右，以,FAD,或,FMN,为辅基。,D-AA,氧化酶：,体内分布广泛，以,FAD,为辅基。但体内,D-AA,不多。,L-,谷氨酸脱氢酶：,专一性强，分布广泛（动、植、微生物），活力强，以,NAD+,或,NADP+,为辅酶，反应为可逆反应。,+,NAD(P)H+NH,3,CH,2,-,COOH,CHNH,2,-,CH,2,COOH,-,-,+,NAD(P),+,+H,2,O,谷氨酸,脱氢酶,ATP GTP NADH,变构抑制,ADP GDP,变构激活,CH,2,-,COOH,C=O,-,CH,2,COOH,-,-,谷氨酸,脱氢酶：,体内（正）,体外（反）,（二）,转氨基作用,（氨基移换作用）,1.,定义：,一种,-,氨基酸的氨基在转氨酶的催化下转移到,-,酮酸的酮基位置上，从而生成一种新的氨基酸和一种新的,-,酮酸的作用，又叫氨基移换作用。,2.,一般反应：,O,R,2,-C-COOH,=,R,1,-C-COOH+,NH2,O,R,1,-C-COOH,=,R,2,-C-COOH,-,-,+,H,NH2,H,迄今发现的,转氨酶,都以磷酸吡哆醛（,PLP）,为,辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。,AAR,1,-,酮酸,R,2,P-,吡哆醛,醛亚胺酮亚胺,AAR,2,-,酮酸,R,1,例如,谷氨酸+丙酮酸,-,酮戊二酸 +丙氨酸,天冬氨酸+,-,酮戊二酸,草酰乙酸 +谷氨酸,CH,2,-,COO,-,CH,+,NH,3,COO,-,-,-,CH,2,-,COO,-,CH,2,-,C=O,COO,-,-,-,CH,2,-,COO,-,C=O,COO,-,-,-,CH,2,-,COO,-,CH,2,-,CH,+,NH,3,COO,-,-,-,+,+,3.,转氨酶,定义：,催化转氨基反应的酶称为转氨酶或叫氨基移换酶。,特点：,A,、种类多；,B,、分布极广。,C,、转氨酶催化的反应都是可逆的。,D,、所有转氨酶的辅酶都是磷酸吡哆醛，而且催化的机理相同。,E,、转氨作用,以谷氨酸为中心,A,、能沟通蛋白质与糖的代谢,B,、是氨基酸脱氨的常见方式之一，酶分为广，活性强，种类多。,C,、在氨基酸、蛋白质的生物合成中起重要作用,D,、测定转氨酶活力，有助于肝脏疾病的诊断,4.,转氨作用的意义,1.,概念,2.,类型,a,、转氨酶,与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,b,、,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,转氨基作用,和氧化脱氨基,作用联合进行,的脱氨基作用,方式。,(,三,).,联合脱氨基作用（移换脱氨基作用）,转氨酶与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶,L-,谷氨酸脱氢酶,H,2,0+NAD,+,NH,3,+NADH,-,酮酸,-,氨基酸,-,酮戊二酸,L-,谷氨酸,AA,的,-NH3,借助转氨转移到,-,酮戊二酸上，生成相应的,-,酮酸和谷AA。,谷,AA,在谷,AA,脱氢酶下脱,NH3，,生成,-,酮戊二酸和,NH3,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,-,氨基酸,-,酮酸,-,酮戊二酸,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酰琥珀酸,苹果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黄苷酸,(,四,),氨基酸的脱酰胺作用,CH,2,-,CONH,2,CH,2,-,CHNH,3,+,COO,-,-,-,+,H,2,O,CH,2,-,COO,-,CH,2,-,CHNH,3,+,COO,-,-,-,+,NH,3,谷氨酰胺酶,CH,2,-,CONH,2,CHNH,3,+,COO,-,-,-,+,H,2,O,天冬酰胺酶,CH,2,-,COO,-,CHNH,3,+COO,-,-,-,+,NH,3,上述两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中，有相当高的,专一性,。,还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等,（,在微生物中个别,AA,进行,但不普遍）,(,五,),非氧化脱氨,还原脱氨基,(,五,),非氧化脱氨,L-,丝氨酸,CH,2,COO,-,C-NH,3,+,=,-,CH,3,COO,-,C=NH,2,+,-,-,COOH,CH,2,OH,NH,2,-C-H,-,-,COOH,CH,3,C=O,-,-,丝氨酸脱水酶,+,NH,3,丙酮酸,-,H,2,O,+,H,2,O,-,氨基丙烯酸,亚氨基丙酸,脱水脱氨基,(,五,),非氧化脱氨,水解脱氨基,(,五,),非氧化脱氨,脱硫氢基脱氨基,(,五,),非氧化脱氨,脱硫氢基脱氨基,概念,脱羧产物的进一步转化（次生物质代谢,）,氨基酸在脱羧酶的,作用下脱掉羧基生成相,应的一级胺类化合物,的作用。脱羧酶的辅,酶为磷酸吡哆醛。,直接脱羧 胺,羟化脱羧 羟胺,类型,:,脱羧基作用,一般反应式,AA,胺类化合物,脱羧酶,（辅酶为磷酸吡哆醛）,R,1,COOH,H-C-NH,2,-,-,H,R,2,O=C,-,-,+,AA,胺类化合物,脱羧酶,（辅酶为磷酸吡哆醛）,磷酸吡哆醛,R,1,COOH,H-C-N=C,-,-,-,H,-,R,2,醛亚胺,+,H,2,O,R,1,H,H-C-N=C,-,-,-H,-,R,2,CO,2,H,2,O,H,R,2,O=C,-,-,+,R,1,H,H-C-NH,2,-,-,专一性强,谷,AA -,氨基丁酸+,CO,2,天冬,AA -,丙,AA+CO,2,赖,AA,尸胺+,CO,2,鸟,AA,腐胺+,CO,2,丝氨酸 乙醇胺 胆碱 卵磷脂,色氨酸 吲哚丙酮酸 吲哚乙醛 吲哚乙酸,胺类有一定作用，但有些胺类化合物有害（尤其对人），应维持在一定水平，体内胺氧化酶可将多余的胺氧化成醛，进一步氧化成脂肪酸。,RCH,2,NH,2,+O,2,+H,2,O RCHO+H,2,O,2,+NH,3,RCHO+1/2O,2,RCOOH CO,2,+H,2,O,AA,尿素,1氨的去路：,排氨生物：,NH3,转变成酰胺（,Gln），,运到排泄部位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）,以尿酸排出：,将,NH3,转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类）,以尿素排出：,经尿素循环（肝脏）将,NH3,转变为尿素而排出。（哺乳动物）,重新利用合成,AA：,合成酰胺,（高等植物中）,嘧啶环的合成,（核酸代谢）,氨的代谢去路,（难点）,2,、尿素的生成,鸟氨酸循环,（,1,）概念,在排尿动物体内由,NH,3,合成 尿素是在肝脏,中通过一个循环机制完,成的，这一个循环称为,尿素循环。,2,、尿素的生成,鸟氨酸循环,（,2,）,总反应和,过程,NH,3,+CO,2,+3ATP+,天冬氨酸,+2H,2,O,NH,2,-CO-NH,2,+,2ADP+2+,AMP+PPi+,延胡索酸,第一阶段：,CO2,、,NH3,与鸟氨酸作用合,成瓜氨酸,第二阶段：瓜氨酸与天冬氨酸作用产,生精氨酸,第三阶段：生成尿素,尿素循环,氨基酸,谷氨酸,谷氨酸,氨甲酰磷酸,鸟氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,鸟氨酸,精氨酸,延胡索酸,氨基酸,谷氨酸,-,酮戊二酸,天冬氨酸,2ADP+Pi,2ATP+CO,2,+NH,3,+H,2,O,1,细胞溶液,线粒体,NH,2,-C-NH,2,O,尿素,-,酮戊二酸,-,酮戊二酸,H,2,N-C-,P,O,2,3,4,5,氨的代谢去路,（难点）,3,、酰胺的生成,4,、其它含氮化合物的生成,1,、,再氨基化生成氨基酸,2,、,转变成糖或脂肪,生糖氨基酸,生酮氨基酸,3,、,氧化供能生成,CO,2,和,H,2,O,作业：分别写出谷氨酸在体内生成糖和氧化分解成,CO,2,、,H,2,O,的代谢途径，并计算氧化分解时可产生的,ATP,数。,、氨基酸的碳链代谢（,-,酮酸 的代谢去路）,2,、转变成糖及脂肪,氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径,草酰乙酸,磷酸烯醇式酸,-,酮戊二酸,天冬氨酸天冬酰氨,丙酮酸,延胡索酸,琥珀酰,CoA,乙酰,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,谷氨酸,谷氨酰胺,精氨酸,组氨酸,脯氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,缬氨酸,苯丙氨酸,酪氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,缬氨酸,葡萄糖,柠檬酸,氨基酸分解代谢,(,脱氨作用,),小结：,三、氨基酸的合成代谢,（一）、氮的参入,生物体,N,的来源,食物来源的,N,（,食物中的蛋白质和氨基酸）：人和动物的,N,源。,植物中的氮源主要来自于氨、铵盐和硝酸盐。,必需氨基酸的概念,凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。,人的必需氨基酸：,Thr,、,Val,、,Leu,、,Ile,、,Met,、,Lys,、,Phe,、,Trp(His,、,Arg),自然界的氮素循环,硝酸盐,亚硝酸,NH,3,生物固氮,工业固氮,固氮生物,动植物,硝酸盐还原,大气固氮,大气氮素,岩浆源的固定氮,火成岩,反硝化作用,氧化亚氮,蛋白质,入地下水,动植物废物死的有机体,三、氨基酸的合成代谢,（二）、氨基酸的合成,1,、还原氨基化：,2,、转氨作用,3,、氨基酸之间的转化,四、个别氨基酸代谢,（二）、氨基酸的合成,二十种氨基酸的生物合成概况,谷氨酸族,天冬氨酸族,丙氨酸族,丝氨酸族,His,和芳香族,几种氨基酸的关系,-,酮戊二酸,谷,AA,谷氨酰胺,脯,AA,羟脯,AA,鸟,AA,瓜,AA,精,AA,几种氨基酸的关系,草酰乙酸,赖氨酸,苏氨酸,甲硫氨酸,异亮氨酸,天冬酰胺,天冬氨酸,-,天冬氨酸半醛,芳香族氨基酸,的关系,色氨酸,PEP,4-,磷酸赤藓糖,莽草酸,分支酸,预苯酸,酪氨酸,苯丙氨酸,若将,莽草酸,看作,芳香族氨基酸合成的前体，因此芳香族氨基酸合成时相同的一段过程叫,莽草酸途径,一碳基团,在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括,CO,2,），称为一碳基团，一碳基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的生物合成。,一碳基团的转移由相应的一碳基团转移酶催化，,其辅酶,为,FH,4,一碳基团和氨基酸代谢,-,CH=NH,亚氨甲基,H-CO-,甲酰基,-CH,2,OH,甲醇基,-CH=,次甲基CH,2,-,亚甲基,-CH,3,甲基,叶酸,和 四氢叶酸（,FH,4,或,THFA,）,叶酸,四氢叶酸,H,H,10,5,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,N,5,-CHO-FH,4,CH,2,CHO,五、糖、脂、蛋白质代谢的相互关系,相互转变：,三者可互相转变，乙酰,CoA,、丙酮酸是交叉点（关键物质）,、糖 脂：,-,磷酸甘油、乙酰,CoA,、糖蛋白质：丙酮酸、,-,酮戊二酸、草酰乙酸,、脂 蛋白质：乙酰乙酸（酮体）,、蛋白质 脂：生酮氨基酸 乙酰,CoA ,脂，生糖氨基酸可转变成甘油和乙酰,CoA,而合成脂。,相互制约：,三者代谢进行的强度存在相互影响。,如：糖不足 脂蛋白质分解增强，反之亦然；氨基酸的生物合成需要糖、脂代谢提供,-,酮酸，脂肪酸的生物合成需要糖代谢提供乙酰,CoA,。,殊途同归：,三者的分解代谢前面各阶段不同，但最后阶段主要是通过,TCA,循环完成氧化功能，或通过,TCA,中间产物相互转变。,五、糖、脂、蛋白质代谢的相互关系,一碳基团的来源与转变,S-,腺苷蛋氨酸,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,，,N,10,-CH,2,-FH,4,还原酶,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,脱氢酶,环水化酶,丝,氨酸,组氨酸苷氨酸,参与,甲基化,反应,为,胸腺嘧啶,合成提供,甲基,参与,嘌呤,合成,FH,4,FH,4,FH,4,HCOOH,H,2,O,NAD,+,NDAH+H,+,NAD,+,NDAH+H,+,H,+,参与,嘌呤,合成,