最新十一章节蛋白质降解及氨基酸代谢精品课件.ppt

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1、 肠激酶肠激酶胰蛋白酶原胰蛋白酶原 胰蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶原胰凝乳蛋白酶原 胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶原弹性蛋白酶原 弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶原 羧肽酶羧肽酶氨肽酶原氨肽酶原 氨肽酶氨肽酶激活作用依次递减激活作用依次递减一、蛋白质的一、蛋白质的消化消化2 2、小肠消化、小肠消化一、蛋白质的一、蛋白质的消化消化2 2、小肠消化、小肠消化胃液及蛋白质消化产物多肽等胃液及蛋白质消化产物多肽等小肠小肠胃酸胃酸H2CO3肠促胰液肽肠促胰液肽血液血液胰腺胰腺食物中的氨基酸食物中的氨基酸及游离氨基酸及游离氨基酸十二脂肠分泌蛋白酶原十二脂肠分泌蛋白酶原 降低小肠酸性（降低小肠酸性（pH

2、升高）升高）刺激刺激第二节第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败作用蛋白质的消化、吸收与腐败作用二、二、蛋白质的蛋白质的吸收吸收吸收形式：游离氨基酸、二肽；小肠吸收形式：游离氨基酸、二肽；小肠C C吸收吸收 吸收机制：耗能需吸收机制：耗能需NaNa+ +的主动转运：的主动转运： NaNa+ +K K+ +ATPATP酶（酶（NaNa+ +泵）作用。泵）作用。第二节第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败作用蛋白质的消化、吸收与腐败作用三、三、蛋白质的蛋白质的腐败作用腐败作用未被消化吸收的蛋白质及氨基酸在大肠下部受细菌作用，产生胺类、酚类、吲哚未被消化吸收的蛋白质及氨基酸在大肠下部受细菌作用，产生胺类、酚类、

3、吲哚及及H2S、NH3等产物。等产物。 作用方式：作用方式： 1、脱羧基、脱氨基作用：、脱羧基、脱氨基作用： 2、氧化还原及水解等、氧化还原及水解等: Ala 乙胺乙胺+ CO2， Ala 丙酮酸丙酮酸 + NH3鸟氨酸鸟氨酸 腐胺腐胺+ CO2 , Lys 尸胺尸胺, Tyr 酪胺酪胺+ CO2 Trp 吲哚，吲哚， Cys H2S 酚类酚类 + NH3 第二节第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败作用蛋白质的消化、吸收与腐败作用 消化吸收消化吸收 合成合成分解分解肾肾合成合成外源：食物外源：食物prot 内源：自身合成内源：自身合成非必需氨基酸非必需氨基酸 组织组织prot(酶等酶等) 脱羧基脱

4、羧基 脱氨基作用脱氨基作用 排出排出 NH3 胺类胺类 CO2 酮酸酮酸 糖类糖类 尿素尿素 TCA 酮体酮体 四、氨基酸代谢概况四、氨基酸代谢概况体内氨基酸代谢库体内氨基酸代谢库非蛋白含氮化合物非蛋白含氮化合物(嘌呤嘌呤,嘧啶嘧啶,胆碱胆碱,肌酸等肌酸等)(鸟氨酸循环鸟氨酸循环)第二节第二节 蛋白质的消化、吸收与腐败作用蛋白质的消化、吸收与腐败作用第三节第三节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢 P303P303一、脱氨基作用一、脱氨基作用二、脱酰胺基作用二、脱酰胺基作用三、转氨基作用三、转氨基作用四、联合脱氨基作用四、联合脱氨基作用 （二）非氧化脱氨基作用（二）非氧化脱氨基作用 （一）氧化脱

5、氨基作用（一）氧化脱氨基作用五、脱羧基作用五、脱羧基作用（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用P306-307P306-307一、脱氨基作用一、脱氨基作用氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶催化氧化脱氨基作用的酶主要有：催化氧化脱氨基作用的酶主要有：1、L氨基酸氧化酶（二种类型）：氨基酸氧化酶（二种类型）： 一类以一类以FAD为辅基，一类以为辅基，一类以FMN为为 辅基辅基2、D氨基酸氧化酶：以氨基酸氧化酶：以FAD为辅基，催化为辅基，催化DAA氧化脱氨基。氧化脱氨基。3、氧化专一氨基酸的酶：、氧化专一氨基酸的酶： （1）甘氨酸氧化酶（）甘氨酸氧化酶（FAD） （2）D天冬氨酸氧化酶（天冬氨酸氧化酶（F

6、AD） （3）L谷氨酸脱氢酶（谷氨酸脱氢酶（NAD+或或NADP+）：不需氧脱氢酶）：不需氧脱氢酶 （反应包括（反应包括 脱氢、脱氢、 水解水解 二个步骤）二个步骤）（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用一、脱氨基作用一、脱氨基作用（1） 甘氨酸氧化酶（甘氨酸氧化酶（FAD）：）：（2）D天冬氨酸氧化酶（天冬氨酸氧化酶（FAD）（3）L谷氨酸脱氢酶（谷氨酸脱氢酶（NAD+或或NADP+）：不需氧脱氢酶）：不需氧脱氢酶（一）氧化脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用一、脱氨基作用一、脱氨基作用 谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 味精（谷氨酸钠盐）生产：味精（谷氨酸钠盐）生产：酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 N

7、H3 L谷氨酸脱氢酶催化的反应特点：谷氨酸脱氢酶催化的反应特点：（A）该酶分布广、活性强，真核）该酶分布广、活性强，真核C中多存在于线粒体基质内。中多存在于线粒体基质内。（B）不直接需氧，以）不直接需氧，以NAD+或或NADP+为辅酶。为辅酶。（C）可逆反应，平衡点的移动决定于产物：）可逆反应，平衡点的移动决定于产物：NADH（或（或NADPH） 呼吸链呼吸链 主要作用是催化谷氨酸脱主要作用是催化谷氨酸脱 2H 脱脱 NH3 合成尿素合成尿素 （D） 此酶为此酶为 别别 构构 酶酶，分子量：，分子量：336000，含，含6个相同的亚基。个相同的亚基。 （-） （+）ATP、GTP、NADH ，

8、 ADP、GDP（二）非氧化脱氨基作（二）非氧化脱氨基作用用一、脱氨基作用一、脱氨基作用大多在微生物大多在微生物C 内进行内进行1、还原脱氨基作用、还原脱氨基作用2、水解脱氨基作用、水解脱氨基作用 3、脱水脱氨基作用、脱水脱氨基作用 4、脱硫氢基脱氨基作用、脱硫氢基脱氨基作用 5、氧化还原脱氨基作用、氧化还原脱氨基作用（二）非氧化脱氨基作（二）非氧化脱氨基作用用一、脱氨基作用一、脱氨基作用1、还原脱氨基作用、还原脱氨基作用2、水解脱氨基作用、水解脱氨基作用 （二）非氧化脱氨基作（二）非氧化脱氨基作用用一、脱氨基作用一、脱氨基作用 3、脱水脱氨基作用、脱水脱氨基作用 4、脱硫氢基脱氨基作用、脱硫

9、氢基脱氨基作用分子重排分子重排分子重排分子重排（二）非氧化脱氨基作（二）非氧化脱氨基作用用一、脱氨基作用一、脱氨基作用 5、氧化还原脱氨基作用：、氧化还原脱氨基作用：二、脱酰胺基作用二、脱酰胺基作用三、转氨基作用三、转氨基作用（一）概念（一）概念（二）转氨酶（氨基移换酶）及辅基（磷酸吡哆醛）（二）转氨酶（氨基移换酶）及辅基（磷酸吡哆醛）（三）作用机制（三）作用机制P303-05P303-05（一）概念（一）概念三、转氨基作用三、转氨基作用指指- - 氨基酸和酮酸之间在酶催化下的氨基转移作用氨基酸和酮酸之间在酶催化下的氨基转移作用- - 氨基酸氨基酸1 1- - 酮酸酮酸1 1例：例：转氨酶转氨

10、酶- - 酮酸酮酸2 2- - 氨基酸氨基酸2 2用用15NH2标记实验证明，除标记实验证明，除Gly、Lys、The、Pro等氨等氨基酸外，其余氨基酸均能基酸外，其余氨基酸均能进行进行转氨反应。不同氨基转氨反应。不同氨基酸与酸与- - 酮戊二酸的转氨酮戊二酸的转氨作用作用在氨基酸分解代谢中在氨基酸分解代谢中占有重要地位。占有重要地位。 （二）转氨酶（氨基移换酶）及辅基（磷酸吡哆醛）（二）转氨酶（氨基移换酶）及辅基（磷酸吡哆醛）三、转氨基作用三、转氨基作用例：例： 谷丙转氨酶（谷丙转氨酶（GPTGPT）：主要存在肝）：主要存在肝C C内，内， 谷草转氨酶（谷草转氨酶（GOTGOT）：主要存在心

11、肌）：主要存在心肌C C内，内， 若肝若肝C C或心肌或心肌C C损伤发炎，可使血清损伤发炎，可使血清GPTGPT或或GOT GOT 升高升高 特点特点(体现在体现在5个方面个方面)：1、种类多、分布广，至今已发现、种类多、分布广，至今已发现50多种多种2、大多需、大多需- - 酮戊二酸为氨基受体，以酮戊二酸为氨基受体，以L-L-谷氨酸与谷氨酸与- - 酮戊二酸转氨体系酮戊二酸转氨体系最为重要。最为重要。 4、 动物和高等植物的转氨酶一般催化：动物和高等植物的转氨酶一般催化： L-AA 和和 - - 酮酸酮酸 之间之间的转氨作的转氨作用。用。 3、反应可逆，平衡常数约为、反应可逆，平衡常数约为

12、1，是体内合成非必需氨基酸的重要途径。，是体内合成非必需氨基酸的重要途径。 5 、辅基磷酸吡哆醛与酶蛋白以牢固的共价键形式结合：、辅基磷酸吡哆醛与酶蛋白以牢固的共价键形式结合： 醛亚胺醛亚胺= NH2Lys 酶酶 （P 305 图图30-3）（三）作用机制（三）作用机制三、转氨基作用三、转氨基作用当加入氨基酸底物时，底物替代酶当加入氨基酸底物时，底物替代酶Lys NH2 与磷酸吡哆醛相连，形成与磷酸吡哆醛相连，形成磷酸吡哆醛亚胺。（磷酸吡哆醛亚胺。（P 224 图图16-2） - - 酮酸酮酸 + （PNH2 ）磷酸吡哆胺）磷酸吡哆胺 酮亚胺酮亚胺四、联合脱氨基作用四、联合脱氨基作用通过联合通

13、过联合转氨基作用转氨基作用（转氨酶）（转氨酶）和和氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用（L-谷氨酸脱氢酶）谷氨酸脱氢酶）实现实现联合脱氨基作用联合脱氨基作用主要有二种方式：主要有二种方式：（一）（一）- - 酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸- -转氨体系转氨体系（二）嘌呤核苷酸循环（二）嘌呤核苷酸循环P307P307（一）（一）- - 酮戊二酸酮戊二酸-L-L-谷氨酸谷氨酸- -转氨体系转氨体系四、联合脱氨基作用四、联合脱氨基作用上述参与联合脱氨基作用的转氨体系广泛存在机体内上述参与联合脱氨基作用的转氨体系广泛存在机体内反应要点：反应要点：1 1、NHNH3 3的根本来源是参加反应的第一个氨基酸的

14、根本来源是参加反应的第一个氨基酸NHNH2 2 ，- - 酮戊二酮戊二酸和谷氨酸只起传递氨基的作用；酸和谷氨酸只起传递氨基的作用；2 2、可逆过程，故也是体内合成非必需氨基酸的重要途径；、可逆过程，故也是体内合成非必需氨基酸的重要途径；3 3、生成的、生成的NADHNADH（或（或NADPHNADPH）可进入呼吸链氧化磷酸化产生）可进入呼吸链氧化磷酸化产生3ATP3ATP。（二）嘌呤核苷酸循环（二）嘌呤核苷酸循环四、联合脱氨基作用四、联合脱氨基作用此种联合脱氨基作用是存在于此种联合脱氨基作用是存在于骨骼肌、心肌骨骼肌、心肌等组织等组织C C中另一种脱氨基方式中另一种脱氨基方式嘌呤核苷酸循环是如

15、何进行的呢？嘌呤核苷酸循环是如何进行的呢？ （二）嘌呤核苷酸循环（二）嘌呤核苷酸循环四、联合脱氨基作用四、联合脱氨基作用草酰乙酸草酰乙酸苹果酸苹果酸Glu-KG -KG （二）嘌呤核苷酸循环（二）嘌呤核苷酸循环四、联合脱氨基作用四、联合脱氨基作用（二）嘌呤核苷酸循环（二）嘌呤核苷酸循环四、联合脱氨基作用四、联合脱氨基作用1 1、此循环起始物是、此循环起始物是天冬氨酸，天冬氨酸，生成物是生成物是延胡索酸延胡索酸和和NHNH3 32 2、IMPIMP和和AMPAMP在此循环中起传递氨基的作用，类似在此循环中起传递氨基的作用，类似- - 酮酮戊二酸戊二酸和和 谷氨酸谷氨酸的作用。的作用。3 3、延胡

16、索酸延胡索酸可加水转变成苹果酸，脱氢生成草酰乙酸，可加水转变成苹果酸，脱氢生成草酰乙酸，再接受谷氨酸的氨基即可生成天冬氨酸再接受谷氨酸的氨基即可生成天冬氨酸反应要点反应要点五、脱羧基作用五、脱羧基作用AA CO2 + 胺类胺类 醛醛+ NH3 胺氧化酶胺氧化酶几种氨基酸脱羧基产物的生理功能几种氨基酸脱羧基产物的生理功能几种氨基酸脱羧基产物的生理功能几种氨基酸脱羧基产物的生理功能CO2 1、His组胺组胺（组织胺）可（组织胺）可 血压，血压， 胃液分泌胃液分泌 His脱羧酶（可不需辅酶）脱羧酶（可不需辅酶）酪胺酪胺（ 血压）血压） 4、Trp 2、 TyrTyr脱羧酶脱羧酶CO2 3、LGlu-

17、氨基丁酸氨基丁酸（抑制性神经递质）（抑制性神经递质） Glu脱羧酶脱羧酶 色胺色胺（若（若Trp先羟化再脱羧，则生成先羟化再脱羧，则生成5羟色胺羟色胺） Trp脱羧酶脱羧酶 CO2 CO2 (神经递质）神经递质）(5 HT)第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢一、氨基氮的排泄一、氨基氮的排泄二、二、AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢三、生糖氨基酸和生酮氨基酸三、生糖氨基酸和生酮氨基酸一、氨基氮的排泄一、氨基氮的排泄第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢实验表明，给家兔注射实验表明，给家兔注射NH

18、4Cl使血使血NH3 大于大于5mg %，兔即死亡。若，兔即死亡。若人体血人体血NH3 大于大于5mg %时，亦可导致氨中毒时，亦可导致氨中毒（例肝昏迷）。（例肝昏迷）。NH3 脑，脑脑，脑C线粒体内可进行线粒体内可进行以下反应：以下反应： 结果使脑结果使脑C中中- - 酮戊二酸酮戊二酸 ，TCATCA速度速度 ，脑，脑ATPATP生成生成 ，导致脑功能障碍，导致脑功能障碍 昏迷。昏迷。（一）排泄形式（一）排泄形式（二）（二）NHNH3 3的转运的转运（三）尿素形成（鸟氨酸循环）（三）尿素形成（鸟氨酸循环）（一）排泄形式（一）排泄形式第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基

19、氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄 NH3有毒性，如何由组织有毒性，如何由组织C转运转运 血血 肾？肾？ 1 1、排氨、排氨（NHNH3 3）动物：水生或海洋动物等；动物：水生或海洋动物等； （肾）（肾） 2 2、排尿酸动物：鸟类及爬虫类等，将、排尿酸动物：鸟类及爬虫类等，将NHNH3 3 固体尿酸固体尿酸 排出排出 3 3、排尿素动物：陆生动物等，将、排尿素动物：陆生动物等，将 NHNH3 3 尿素尿素 排出排出 （二）（二）NHNH3 3的转运的转运 P309P309第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄

20、之一、氨基氮的排泄1 1、通过、通过谷氨酰胺谷氨酰胺进行进行 2 2、通过、通过葡萄糖葡萄糖 丙氨酸循环丙氨酸循环进行进行谷氨酰胺是一个中性无毒物，其作用体现在三个方面：谷氨酰胺是一个中性无毒物，其作用体现在三个方面： NH3 在血液中的在血液中的运输运输形式形式NH3 在组织在组织C中的中的解毒解毒形式形式NH3 在体内的在体内的储存储存形式形式 (可用于合成其它含氮物可用于合成其它含氮物)谷谷氨氨酰酰胺胺的的形形成成中中间间产产物物是是谷谷氨氨酰酰| |5 5| |磷磷酸酸（中性无毒）（中性无毒） 丙氨酸丙氨酸 葡萄糖葡萄糖（二）（二）NHNH3 3的转运的转运第四节第四节 氨基酸的氨基氮

21、及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄 2 2、通过、通过葡萄糖葡萄糖 丙氨酸循环丙氨酸循环进行进行 P305P305 GPT 丙氨酸丙氨酸 丙酮酸丙酮酸 （骨骼肌）（骨骼肌）（糖酵解）（糖酵解） 丙氨酸丙氨酸 丙酮酸丙酮酸 葡萄糖葡萄糖 （肝）（肝） NH3 尿素尿素 - - 酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 - - 酮戊二酸酮戊二酸 生理意义：经济利用生理意义：经济利用 骨骼肌骨骼肌 NH3 丙氨酸丙氨酸 NH3 尿素尿素 一举两得一举两得 丙酮酸丙酮酸 （血液）（血液） 丙酮酸丙酮酸 （肝）（肝）（血液）（血液）（二）（二）NHNH3 3

22、的转运的转运第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄（二）（二）NHNH3 3的转运的转运第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄（三）尿素形成（鸟氨酸循环）（三）尿素形成（鸟氨酸循环） 一、氨基氮的排泄一、氨基氮的排泄第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄1、反应部位：肝、反应部位：肝C 线粒体及胞液线粒体及胞液4、反应要点、反应要点3、尿素合成的详细步骤、尿

23、素合成的详细步骤2、早期发现：、早期发现：1932年年 Krebs及学生研究鸟氨酸、瓜氨酸、及学生研究鸟氨酸、瓜氨酸、精氨精氨 酸三者关系，提出鸟氨酸循环：酸三者关系，提出鸟氨酸循环：3、尿素合成的详细步骤、尿素合成的详细步骤第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄（1 1）氨甲酰磷酸的形成）氨甲酰磷酸的形成（2 2）瓜氨酸的形成）瓜氨酸的形成（3 3）精氨琥珀酸的形成）精氨琥珀酸的形成（4 4）精氨酸形成）精氨酸形成（5 5）尿素合成）尿素合成（1 1）氨甲酰磷酸的形成）氨甲酰磷酸的形成第四节第四节 氨基酸的氨基氮

24、及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄3 3、尿素合成、尿素合成回尿素合成回尿素合成氨甲酰磷酸合酶氨甲酰磷酸合酶NH3 + CO2 + 2ATP A、此酶为调节酶，、此酶为调节酶，AGA为其正调节物（别构激活剂）；为其正调节物（别构激活剂）；B、反应基本不可逆，生成的氨甲酰磷酸为高能化合物；、反应基本不可逆，生成的氨甲酰磷酸为高能化合物；C、此酶存在于线粒体内，胞液中有、此酶存在于线粒体内，胞液中有 氨甲酰磷酸合酶氨甲酰磷酸合酶（参与嘧啶的合（参与嘧啶的合成）。成）。 N-乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（AGA）（+ +）氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸（2 2

25、）瓜氨酸的形成）瓜氨酸的形成第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄3 3、尿素合成、尿素合成鸟氨酸转氨甲酰酶鸟氨酸转氨甲酰酶（线粒体）需（线粒体）需Mg2+激活。激活。（ 常和常和氨甲酰磷酸合酶氨甲酰磷酸合酶形成复合物形成复合物）回尿素合成回尿素合成（3 3）精氨琥珀酸的形成）精氨琥珀酸的形成第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄3 3、尿素合成、尿素合成瓜氨酸形成后即离开线粒体进入（胞液）瓜氨酸形成后即离开线粒体进入（胞液）精氨琥珀酸

26、合成酶精氨琥珀酸合成酶天冬氨酸天冬氨酸 + ATP AMP+Pi回尿素合成回尿素合成（4 4）精氨酸形成）精氨酸形成第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄3 3、尿素合成、尿素合成精氨琥珀酸裂解酶精氨琥珀酸裂解酶回尿素合成回尿素合成（5 5）尿素合成）尿素合成第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄3 3、尿素合成、尿素合成精氨酸水解成尿素和鸟氨酸精氨酸水解成尿素和鸟氨酸精氨酸酶精氨酸酶Mg2+尿素合成总结尿素合成总结第四节第四节 氨基酸

27、的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄氨甲酰磷酸合酶氨甲酰磷酸合酶NH3 + CO2 + 2ATP N-乙酰谷氨酸（乙酰谷氨酸（AGA）（+ +）氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸瓜氨酸瓜氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸转氨鸟氨酸转氨甲酰酶甲酰酶精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸合成酶精氨精氨琥珀酸琥珀酸天冬氨酸天冬氨酸 + ATP AMP+Pi精氨琥珀精氨琥珀酸裂解酶酸裂解酶精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸精氨酸酶精氨酸酶尿素尿素回尿素合成回尿素合成4、反应要点、反应要点第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排

28、泄之一、氨基氮的排泄（1 1）共需）共需5 5个酶的催化：个酶的催化：一合一转、一合一裂、精氨酸酶一合一转、一合一裂、精氨酸酶 （氨甲酰磷酸合成酶（氨甲酰磷酸合成酶是调节酶）；是调节酶）； （精氨琥珀酸合成酶活性低，此反应为限速步骤）（精氨琥珀酸合成酶活性低，此反应为限速步骤）（2 2）尿素形成（反应）部位：）尿素形成（反应）部位： 第第: : 线粒体内；第线粒体内；第、: : 胞液中。胞液中。 尿素尿素 血血 排泄部位排泄部位 （3 3）尿素）尿素 H H2 2 NCON H NCON H2 2中二个中二个NHNH2 2基分别来自基分别来自GluGlu、Asp Asp 或其它或其它AA AA

29、 所以合成所以合成1 1分子尿素可清除分子尿素可清除2 2 NH NH3 3 + CO+ CO2 2（4 4）反应中共消耗）反应中共消耗3 3分子分子ATPATP的四个高能磷酸键的四个高能磷酸键 第第(1)(1)步步: : 2 ATP2 ATP，第，第(3)(3)步步: : 1 ATP1 ATP（生成（生成1 AMP+PPi1 AMP+PPi） 按消耗按消耗 4 ATP4 ATP计算计算: :合成尿素分子中每个合成尿素分子中每个N HN H2 2 : : 平均消耗平均消耗 2 ATP. 2 ATP. 例例: : Glu Glu 氧化分解为氧化分解为COCO2 2、H H2 2O O和尿素时，净

30、产生的和尿素时，净产生的ATPATP数？数？ NHNH3 3 尿素尿素 - KG TCA NADH - KG TCA NADH 空空第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之一、氨基氮的排泄之一、氨基氮的排泄二、二、AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢 P314P314第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢20种氨基酸的氧化分解途径各异，但它们最后都集中形成种氨基酸的氧化分解途径各异，但它们最后都集中形成5种产物进入种产物进入TCA而彻底氧化为

31、而彻底氧化为CO2和和H2O。（。（P315 图图30-13）二、二、AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢（一）形成（一）形成乙酰辅酶乙酰辅酶A的途径的途径（二）形成（二）形成- - 酮戊二酸酮戊二酸途径途径（三）形成（三）形成琥珀酰琥珀酰CoACoA途径途径( (四四) ) 形成形成延胡索酸延胡索酸途径：（途径：（PhePhe、TyrTyr）(P318 (P318 图图30-1730-17、30-18)30-18)（五）形成（五）形成草酰乙酸草酰

32、乙酸途径：途径：(Asn(Asn、Asp) (P329 Asp) (P329 图图30-31)30-31)Thr 、 Cys 、 Gly、 Ser、 AlaPhe 、Tyr 、 Leu 、Lys 、 TrpArgArg、 HisHis、 ProPro、 GlnGln、GluGluMetMet、IleIle、ValVal（一）形成乙酰辅酶（一）形成乙酰辅酶A A的途径的途径第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢1 1、丙酮酸丙酮酸 乙酰辅酶乙酰辅酶A A2 2、乙酰乙酰辅酶、乙酰乙酰辅酶A A

33、乙酰辅酶乙酰辅酶A A 包括包括5个氨基酸：个氨基酸：Thr 、 Cys 、 Gly、 Ser、 AlaSerSer、CysCys形成丙酮酸的过程形成丙酮酸的过程非氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作用 3、脱水脱氨基作用、脱水脱氨基作用 4、脱硫氢基脱氨基作用、脱硫氢基脱氨基作用分子重排分子重排分子重排分子重排（一）形成乙酰辅酶（一）形成乙酰辅酶A A的途径的途径第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢2 2、乙酰乙酰辅酶、乙酰乙酰辅酶A A 乙酰辅酶乙酰辅酶A A 包括包括5个氨基酸：个氨基酸：Ph

34、e 、Tyr ( (见见P319P319图图30-18)30-18) 、Leu ( (见见P320P320图图30-19)30-19) 、Lys ( (见见P321P321图图30-20)30-20) 、 Trp ( (见见P322P322图图30-21)30-21)参见参见P318 P318 图图30-1730-17PhePheTyrTyrLeuLeuLysLysTrpTrp乙酰乙酸乙酰乙酸- - 酮己二酸酮己二酸乙酰乙酰辅酶乙酰乙酰辅酶A A乙酰辅酶乙酰辅酶A AP318 P318 图图30-1730-17（一）形成乙酰辅酶（一）形成乙酰辅酶A A的途径的途径第四节第四节 氨基酸的氨基氮及

35、碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢（一）形成乙酰辅酶（一）形成乙酰辅酶A A的途径的途径第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢 乙酰乙酰辅酶乙酰乙酰辅酶A 注：二个氧化酶注：二个氧化酶 先天缺乏即为分子病：高先天缺乏即为分子病：高TyrTyr血症、尿黑酸症血症、尿黑酸症 Phe TyrPhe Tyr（为不可逆反应）（为不可逆反应）（二）形成（二）形成- - 酮戊二酸途径酮戊二酸途径第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的

36、进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进一步代谢 包括包括5个氨基酸：个氨基酸： ArgArg( (见见P324P324图图30-24)30-24)、 HisHis( (见见P324P324图图30-25)30-25)、 ProPro( (见见P325P325图图30-26)30-26)、 GlnGln、GluGluP323 P323 图图30-2330-23（三）形成琥珀酰（三）形成琥珀酰CoACoA途径途径第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之二：之二： AAAA碳骨架的进一步代谢碳骨架的进

37、一步代谢 包括包括3个氨基酸：个氨基酸： MetMet、IleIle、Val Val ( (见见P327P327、328 328 图图30-2830-28、2929、30)30)P326 P326 图图30-2730-27三、生糖氨基酸和生酮氨基酸三、生糖氨基酸和生酮氨基酸第四节第四节 氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢氨基酸的氨基氮及碳骨架的进一步代谢之三：生糖氨基酸和生酮氨基酸之三：生糖氨基酸和生酮氨基酸1 1、生酮氨基酸、生酮氨基酸2. 2. 生酮兼生糖氨基酸生酮兼生糖氨基酸3 3、生糖氨基酸、生糖氨基酸PhePhe、TyrTyr、TrpTrpLeuLeu、LysLys1515种种第五节

38、第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物（P329P329）一、氨基酸与一碳单位一、氨基酸与一碳单位二、氨基酸与生物活性物质二、氨基酸与生物活性物质（一）一碳单位定义及形式（一）一碳单位定义及形式（二）一碳单位载体与活化形式（二）一碳单位载体与活化形式（三）氨基酸与一碳单位（三）氨基酸与一碳单位（二）（二）TrpTrp与生物活性物质与生物活性物质（三）肌酸与磷酸肌酸（三）肌酸与磷酸肌酸（四）多胺化合物（四）多胺化合物（一）（一）TyrTyr与生物活性物质与生物活性物质（一）一碳单位定义及形式（一）一碳单位定义及形式第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物之

39、一：氨基酸与一碳单位之一：氨基酸与一碳单位 1 1、定义：含一个碳原子的基团（除、定义：含一个碳原子的基团（除COCO2 2） 2 2、形式：、形式：CH3、 CH2、 =CH、 CHO、CH=NH、 CH2OH（甲基）（亚甲基）（次甲基）（甲酰基）（亚氨甲基）（羟甲基）（甲基）（亚甲基）（次甲基）（甲酰基）（亚氨甲基）（羟甲基）（二）一碳单位载体与活化形式（二）一碳单位载体与活化形式第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物之一：氨基酸与一碳单位之一：氨基酸与一碳单位1 1、载体：四氢叶酸（、载体：四氢叶酸（FHFH4 4） N N5 5、N N10 10 位为携带部位。

40、位为携带部位。2 2、活化形式：、活化形式：（1 1）N5CH3 FH4； （2）N5,N10CH2FH4； （3）N10CHO.FH4；（4）N5CH=NHFH4； （5）N5,N10=CHFH4；（6 6）S S腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸(SAM) P330 P330 图图30-3230-32（三）（三） 氨基酸与一碳单位氨基酸与一碳单位第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物之一：氨基酸与一碳单位之一：氨基酸与一碳单位 (三三) 氨基酸与一碳单位氨基酸与一碳单位: Ser转羟甲基酶转羟甲基酶 (1) L- Ser + FH4 Gly 乙醛酸乙醛酸 HCOOH N5,N

41、10 CH2FH4 (2) FH4 (3) Thr 乙醛乙醛 N5,N10=CHFH4+H2O (4) His NHis N亚氨甲酰谷氨酸亚氨甲酰谷氨酸 谷氨酸谷氨酸 NH3 FH4 N5CH=NHFH4(5) Trp Trp 甲醛甲醛 甲酸甲酸 N N1010 CHO.FHCHO.FH4 4 FH4(6) Met + ATP S腺苷甲硫氨酸腺苷甲硫氨酸 高半胱氨酸高半胱氨酸 CH3 S腺苷腺苷 FH4 N N5 5CHCH3 3 FHFH4 4（一）（一）TyrTyr与生物活性物质与生物活性物质（合成过程见（合成过程见P333P333图）图）第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生

42、的重要化合物之二：氨基酸与生物活性物质之二：氨基酸与生物活性物质 CO2 羟化酶羟化酶 SAM Tyr Tyr 多巴多巴 多巴胺多巴胺 去甲肾上腺素去甲肾上腺素 肾上腺素肾上腺素 I I2 2 多巴醌多巴醌 黑色素黑色素 甲状腺素甲状腺素 酪胺酪胺 延胡索酸延胡索酸 乙酰乙酸乙酰乙酸 （二）（二）TrpTrp与生物活性物质与生物活性物质第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物之二：氨基酸与生物活性物质之二：氨基酸与生物活性物质 吲哚丙酮酸吲哚丙酮酸 吲哚乙酸（植物生长激素）吲哚乙酸（植物生长激素） Trp 5-Trp 5-羟色氨酸羟色氨酸 5-5-羟色胺羟色胺 （5-HT

43、5-HT） 5-5-羟吲哚乙酸羟吲哚乙酸 （5-HIAA) 5-HIAA) O O2 2 甲醛甲醛 甲酸（甲酸（1C1C） 一碳单位（一碳单位（N N1010-CHOFH-CHOFH4 4） 色胺色胺 H H2 2O O 犬尿犬尿AA Ala AA Ala 丙酮酸丙酮酸 乙酰乙酰COA COA H H2 2O O 约约3% 3% 尼克酸尼克酸 NADNAD+ +、NADPNADP+ + 3- 3-羟邻氨基苯甲酸羟邻氨基苯甲酸 95% 95% 乙酰乙酰乙酰乙酰COACOA（4C4C）Trp Trp 羟化酶羟化酶脱羧酶脱羧酶（三）肌酸与磷酸肌酸（三）肌酸与磷酸肌酸（合成过程见（合成过程见P334P

44、334图图30-3730-37）第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物之二：氨基酸与生物活性物质之二：氨基酸与生物活性物质（三）肌酸与磷酸肌酸：（三）肌酸与磷酸肌酸： Gly 鸟氨酸鸟氨酸 Arg Arg 胍基乙酸胍基乙酸脒基本转移酶脒基本转移酶 第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物之二：氨基酸与生物活性物质之二：氨基酸与生物活性物质（四）多胺化合物（四）多胺化合物第五节第五节 由氨基酸衍生的重要化合物由氨基酸衍生的重要化合物之二：氨基酸与生物活性物质之二：氨基酸与生物活性物质第六节第六节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成一、概述一、概述二、脂

45、肪族二、脂肪族AAAA生物合成途径生物合成途径三、芳香族三、芳香族AAAA及组氨酸的生物合成途径及组氨酸的生物合成途径四、氨基酸合成的调控四、氨基酸合成的调控五、五、2020种氨基酸合成简图种氨基酸合成简图一、概述一、概述第六节第六节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成之一：概述之一：概述 不同生物合成氨基酸的能力不同，能够合成氨基酸的种类也不不同生物合成氨基酸的能力不同，能够合成氨基酸的种类也不相同，故对人及大多数动物有必需相同，故对人及大多数动物有必需AAAA和非必需和非必需AAAA之说。但高等植物之说。但高等植物（可利用氨或硝酸作为氮源）和某些微生物（例大肠杆菌）可合成（可利用氨或硝酸作为

46、氮源）和某些微生物（例大肠杆菌）可合成自己所需的全部自己所需的全部AAAA。 氨基酸合成的研究，大多以微生物为材料，不仅取材方便，且氨基酸合成的研究，大多以微生物为材料，不仅取材方便，且容易将遗传和生物化学技术结合起来，应用遗传突变技术可获得在容易将遗传和生物化学技术结合起来，应用遗传突变技术可获得在合成合成AAAA方面具有各种特点的遗传突变株，基本阐明了构成蛋白质方面具有各种特点的遗传突变株，基本阐明了构成蛋白质2020种种AAAA的生物合成途径。的生物合成途径。例：例： 一、概述一、概述第六节第六节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成之一：概述之一：概述 突变株微生物的同一种氨基酸正常合成路

47、线突变株微生物的同一种氨基酸正常合成路线在发生变异的步骤受阻，通过对积累中间产物在发生变异的步骤受阻，通过对积累中间产物C C的测定，即可判断某种氨基酸（的测定，即可判断某种氨基酸（F F）的一个中间）的一个中间代谢环节。（可删除）代谢环节。（可删除） 不同的不同的AAAA合成途径各异，但许多合成途径各异，但许多AAAA的合成与的合成与机体的几个中心代谢环节有密切的关系。如：糖机体的几个中心代谢环节有密切的关系。如：糖酵解、磷酸戊糖途径、三羧酸循环等，可以其中酵解、磷酸戊糖途径、三羧酸循环等，可以其中5 5种以上的中间产物作为前体。种以上的中间产物作为前体。 如：如：脂肪族脂肪族AA生物合成途

48、径可归为生物合成途径可归为4种类型种类型 芳香族芳香族AA和组氨酸的生物合成简介和组氨酸的生物合成简介脂肪族脂肪族AA生物合成途径的生物合成途径的4种类型种类型第六节第六节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成之一：概述之一：概述1、 酮戊二酸衍生类型：酮戊二酸衍生类型：Glu、Gln、Pro、Arg、Lys (蕈类和眼虫蕈类和眼虫)2、 草酰乙酸衍生类型：草酰乙酸衍生类型：Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys（细菌和植物（细菌和植物)）3、 丙酮酸衍生类型：丙酮酸衍生类型：Ala、Val、Leu（还需乙酰（还需乙酰CoA参与）参与）4、 3-磷酸甘油酸衍生类型：磷酸甘油酸衍生类型：Se

49、r、Cys、Gly芳香族芳香族AA和组氨酸的生物合成简介和组氨酸的生物合成简介1 1、芳香族、芳香族AAAA： PhePhe、TyrTyr、Trp Trp 赤藓糖赤藓糖-4-4-磷酸磷酸 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 磷酸烯醇式丙酮酸（磷酸烯醇式丙酮酸（PEPPEP） 糖酵解糖酵解2、His合成：合成： （ATP） 磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径 5-磷酸核糖磷酸核糖 5-磷酸核糖焦磷酸（磷酸核糖焦磷酸（PRPP） His二、脂肪族二、脂肪族AAAA生物合成途径生物合成途径第六节第六节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成之二：脂肪族之二：脂肪族AAAA生物合成途径生物合成途径1、酮戊二酸衍生类型酮戊二酸衍

50、生类型 谷氨酸类型：（掌握：谷氨酸类型：（掌握：Glu、Gln的合成）的合成）2、草酰乙酸衍生类型、草酰乙酸衍生类型天冬氨酸类型：（掌握：天冬氨酸类型：（掌握：Asp、 Asn的合成）的合成）3、 丙酮酸衍生类型丙酮酸衍生类型4、 3-磷酸甘油酸衍生类型磷酸甘油酸衍生类型也称谷氨酸族也称谷氨酸族AA，包括，包括Glu、Gln、Pro、Arg、Lys也称也称天冬氨酸族，包括天冬氨酸族，包括Asp、Asn、Met、Thr 、Lys 、Ile也称丙酮酸族也称丙酮酸族AA，包括，包括Ala、Val、Leu也称丝氨酸族也称丝氨酸族AA，包括，包括Ser、Cys、GlyP34P343 31、酮戊二酸衍生类