基础生物化学 第八章 氨基酸代谢.ppt
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1、第八章 氨 基 酸 代 谢 Metabolism of Amino Acids,本章重点与难点 重点:了解什么是氮平衡;了解氨基酸合成的碳架来源、分解代谢方式;了解蛋白质水解酶类,明确碳代谢与氮代谢之间的关系。 难点:无机N、S元素转变为有机N、S元素的方式;氨基酸的碳架来源和分解方式。,主要内容,第一节 蛋白质的消化与氮平衡 第二节 氨基酸的分解代谢 第三节 氨基酸的合成代谢,第一节 蛋白质的消化与氮平衡,一、氮源与氨基酸库,NO3 NO2 NH3,N2,有机氮 (氨基酸),肽/蛋白质,合成蛋白质的原料来源是氨基酸,它来源于2条途径:一个是食物中蛋白质的分解,另一个是自身组织中蛋白质的水解。
2、,(1)水解: 水解过程: protein 眎 胨 肽 AA (2) 酶促降解,酸 碱 酶,动物 消化道酶 植物 果实酶 微生物,大多数正分解 有的细菌 真菌 放线菌,酶制剂,二、蛋白质的酶促水解(消化吸收),人体每日须分解一定量的组织蛋白质,并以含氮终产物的形式排出体外。同时,须从食物中摄取一定量的蛋白质,以维持正常生理活动之需。由于食物中的含氮物主要是蛋白质,故可用氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量。 氮平衡 以蛋白质形式摄入的总氮量与排除氮的量相当,基本上没有蛋白质和氨基酸的储存,这种平衡的现象。,(3)氮平衡,氮平衡的意义:可以反映体内蛋白质代谢的慨况。,正氮平衡体内蛋白质的合成量大于分解
3、量,这种 状态如正在成长期的儿童和病后恢复期。 负氮平衡由于长期饥饿或患有消耗性疾病的患者, 造成蛋白的摄入量不足或组织蛋白分解过 盛,是排出的氮量大于摄入的氮量。,第二节 氨基酸的分解代谢,氨基酸代谢概况,食物蛋白质,氨基酸,特殊途径,-酮酸,糖及其代谢中间产物,脂肪及其代谢中间产物,TCA,鸟氨酸循环,NH4+,NH4+,NH3,CO2,H2O,体蛋白,尿素,尿酸,激素,卟啉,尼克酰氨衍生物,肌酸胺,嘧啶,嘌呤,SO4 2 -,(次生物质代谢),CO2,胺,氨基酸的脱氨基作用,1、氧化脱氨基作用,2、转氨基作用,3、联合脱氨基作用,一、氧化脱氨基作用,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-
4、酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型:,氨基酸的氧化脱氨基反应主要由L-氨基酸氧化酶和L-谷 氨酸脱氢酶所催化。 L-氨基酸氧化酶是一种需氧脱氢酶,以FAD或FMN为辅 基,脱下的氢原子交给O2,生成H2O。该酶活性不高,在 各组织器官中分布局限,因此作用不大。 L-谷氨酸脱氢酶是一种不需氧脱氢酶,以NAD+或 NADP+为辅酶,生成的NADH或NADPH可进入呼吸链 进行氧化磷酸化。该酶活性高,分布广泛,因而作用较 大。,二、转氨基作用,1. 定义 在转氨酶(transaminase)的作用下,某一氨基酸去掉-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
5、。,2. 反应式,大多数氨基酸可参与转氨基作用,但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。,体内较为重要的转氨酶有: 丙氨酸氨基转移酶(ALT),又称为谷丙转氨酶(GPT)。催化丙氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高,在肝脏疾病时,可引起血清中ALT活性明显升高。 ALT 丙氨酸 + -酮戊二酸 丙酮酸 + 谷氨酸,3. 转氨酶, 天冬氨酸氨基转移酶(AST),又称为谷草转氨酶(GOT)。催化天冬氨酸与-酮戊二酸之间的氨基移换反应,为可逆反应。该酶在心肌中活性较高,故在心肌疾患时,血清中AST活性明显升高。 AST 天冬氨酸 + -酮戊二酸 草酰乙酸 + 谷氨酸,正常人各
6、组织GOT及GPT活性 (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。,4. 转氨基作用的机制,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛,三、联合脱氨基作用,(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,转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶,L-谷氨酸脱氢酶,H2O+NAD+,NH3+NADH,-酮酸,-氨基酸,-酮戊二酸,L-谷氨酸,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,四、氨基酸的脱羧基作用,氨基酸脱羧酶专一性很强,每一种氨基酸都有一 种脱羧酶,辅酶都是磷酸吡哆醛。 氨基酸脱羧反应广泛存在于动、植物和微生物中 ,有些产物
7、具有重要生理功能,如脑组织中L- Glu脱羧生成r-氨基丁酸,是重要的神经介质。 His脱羧生成组胺(又称组织胺),有降低血压 的作用。Tyr脱羧生成酪胺,有升高血压的作用。 但大多数胺类对动物有毒,体内有胺氧化酶,能 将胺氧化为醛和氨。,(一)-氨基丁酸 (-aminobutyric acid, GABA),GABA是抑制性神经递质,对中枢神经有抑制作用。,(二)牛磺酸(taurine),牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。,(三)组胺 (histamine),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。,(四)5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine
8、, 5-HT),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。,氨是机体正常代谢产物,具有毒性。 体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。 正常人血氨浓度一般不超过 0.6mol/L。,五、氨的代谢去路,(一)血氨的来源与去路,1. 氨的来源, 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源, 胺类的分解也可以产生氨, 肠道吸收的氨, 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺,2. 氨的去路, 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, 合成谷氨酰胺, 生成尿酸,肾小管泌氨,分泌的NH3在酸性条件下生成NH4+,随尿排出。,(二)氨的转运,1. 丙氨酸-葡萄糖循
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