氨基酸代谢二
氨基酸分解代谢
高氨血症常见于先天性氨基酸代谢障碍、肝硬化、重症 肝炎等疾病。
治疗高氨血症的方法包括使用降氨药物、限制蛋白质摄 入、促进氨排泄等，同时需积极治疗原发病。
肝性脑病
肝性脑病是指由于肝功能严重 受损，导致氨代谢异常，引起 中枢神经系统功能紊乱的综合
酶的共价修饰
一些酶在催化过程中会发生共价修饰，如磷酸化、乙酰化 等。这些修饰可以改变酶的活性或调节酶的功能。
激素的调控
01
激素的合成与释放
激素在特定的内分泌细胞中合成，并通过血液或其他途径传输到靶细胞。
激素的合成和释放受到上游激素和营养物质的调节。
02 03
激素与受体结合
激素与靶细胞表面的受体结合，触发一系列信号转导途径，最终影响基 因表达和代谢过程。不同的激素与不同的受体结合，产生不同的生物学 效应。
02 氨基酸分解代谢的过程
氨基酸的活化
总结词
氨基酸的活化是指将游离氨基酸转变为氨基酰-tRNA的过程，是氨基酸分解代谢的起始步骤。
详细描述
在氨基酸的活化过程中，游离氨基酸与特定的tRNA结合，通过氨基酰-tRNA合成酶催化，形成氨基酰tRNA复合物。这个过程需要消耗ATP，为氨基酸提供活化所需的能量。
03 氨基酸分解代谢的调控
酶的调控
酶的激活与抑制
酶的活性受到多种因素的调节，包括激活剂和抑制剂的影 响。某些物质可以促进酶的活性，称为激活剂，而另一些 物质则抑制酶的活性，称为抑制剂。
酶的合成与降解
酶的合成和降解是动态过程，受到基因表达和蛋白质降解 的影响。在某些情况下，增加酶的合成可以促进代谢反应， 而酶的降解则可能降低代谢速率。
征。
1128 氨基酸代谢2
动物体自身能合成的非必 需氨基酸都是生糖氨基酸
非必须氨基酸
蛋白质
氨基酸
所有生酮氨基酸都 是必需氨基酸
必须氨基酸
糖 酮体
由于氨基酸的合成与机体内糖和脂肪等的代谢途径有关， 因此可将氨基酸生物合成相关代谢途径的中间产物，看作 氨基酸生物合成的起始物，并依据此分为六大类型。
目录
（1）α-酮戊二酸衍生类型
基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。 类型 ① 转氨基偶联氧化脱氨基作用 ② 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环
(1) 转氨基偶联氧化脱氨基作用
L-氨基酸
转氨酶
α-酮酸
α-酮戊二酸 L-谷氨酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
H2O+NAD+
曾经认为此种方式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。
过程：通过鸟氨酸循环，先在线粒体中进行， 再在胞液中进行。
耗能：3 个ATP。
尿素是哺乳动物蛋白质代谢的最终产物。尿素 氮占尿中排出总氮量的90%，在蛋白质营养不足 时，可降低至40-50%。
4、以酰胺的形式储存
NH3 ATP ADP + Pi
谷氨酸
谷氨酰胺合成酶
谷氨酰胺
NH3
天冬氨酸
CO2 + NH3 + H2O + 2ATP
糖的代谢 产物
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ
N-乙酰谷氨酸（别构激活剂）
O
H2N C O ~ PO32-
氨基甲酰磷酸
+ 2ADP + Pi
NH2 (CH2)3 CH NH2 COOH
鸟氨酸
NH2
氨基酸的一般代谢
氨基酸的一般代谢食物蛋白经过消化吸收后，以氨基酸的形式通过血液循环运到全身的各组织。
这种来源的氨基酸称为外源性基酸。
机体各组织的蛋白质在组织酶的作用下，也不断地分解成为氨基酸；机体还能合成部分氨基酸(非必需氨基酸)；这两种来源的氨基酸称为内源性氨基酸。
外源性氨基酸和内源性氨基酸彼此之间没有区别，共同构成了机体的氨基酸代谢库(metabolic pool)。
氨基酸代谢库通常以游离氨基酸总量计算，机体没有专一的组织器官储存氨基酸，氨基酸代谢库实际上包括细胞内液、细胞间液和血液中的氨基酸。
氨基酸的主要功能是合成蛋白质，也合成多肽及其他含氮的生理活性物质。
除了维生素之外(维生素PP是个例外)体内的各种含氮物质几种都可由氨基酸转变而成，包括蛋白质、肽类激素、氨基酸衍生物、黑色素、嘌呤碱、嘧啶碱、肌酸、胺类、辅酶或辅基等。
从氨基酸的结构上看，除了侧链R基团不同外，均有α-氨基和α 羧基。
氨基酸在体内的分解代谢实际上就是氨基、羧基和R 基团的代谢。
氨基酸分解代谢的主要途径是脱氨基生成氨ammonia)和相应的α 酮酸；氨基酸的另一条分解途径是脱羧基生成CO2和胺。
胺在体内可经胺氧化酶作用，进一步分解生成氨和相应的醛和酸。
氨对人体来说是有毒的物质，氨在体内主要合成尿素排出体外，还可以合成其它含氮物质(包括非必需氨基酸、谷氨酰胺等)，少量的氨可直接经尿排出。
R 基团部分生成的酮酸可进一步氧化分解生成CO2和水，并提供能量，也可经一定的代谢反应转变生成糖或脂在体内贮存。
由于不同的氨基酸结构不同，因此它们的代谢也有各自的特点。
各组织器官在氨基酸代谢上的作用有所不同，其中以肝脏最为重要。
肝脏蛋白质的更新速度比较快，氨基酸代谢活跃，大部分氨基酸在肝脏进行分解代谢，同时氨的解毒过程主要也在肝脏进行。
分枝氨基酸的分解代谢则主要在肌肉组织中进行。
食物中蛋白质的含量也影响氨基酸的代谢速率。
高蛋白饮食可诱导合成与氨基酸代谢有关的酶系，从而使代谢加快(图7-1)。
生物化学复习要点-氨基酸代谢
氨基酸代谢一、教学大纲基本要求蛋白质的消化、吸收，氨基酸代谢库，必需氨基酸，氮平衡，氨基酸代谢概论，氨基酸的脱氨基、转氨基、联合脱氨基作用；蛋白质降解，尿素循环，氨基酸合成代谢；氨基酸的脱羧基作用，氨基酸的碳链代谢，氨的排出、转运。
二、本章知识要点（一）氨基酸代谢概述蛋白质作为动物体的主要组成成分，总是在不断地进行着新陈代谢。
而蛋白质的基本组成单位是氨基酸，所以氨基酸代谢是蛋白质代谢的重要内容。
1．蛋白质的消化、吸收（1）蛋白质的消化动物的唾液中虽有少量唾液蛋白质酶能分解蛋白质，但在整个消化过程中，其作用不大。
蛋白质食物主要是在胃和小肠中进行消化的。
胃粘膜主细胞可分泌胃蛋白酶原，胰液能提供胰蛋白酶原、糜蛋白酶原、弹性蛋白酶原和羧基肽酶原，这些酶原激活后可转变成有活性的酶，在这些酶以及动物体所含的氨肽酶、羧肽酶和二肽酶等共同作用下，来完成日粮中蛋白质的消化过程。
（2）蛋白质的吸收在正常情况下，只有氨基酸及少量二肽、三肽能被动物体吸收进入血液。
这种吸收主要在小肠粘膜细胞上进行，肾小管细胞和肌肉细胞也能吸收，这是一个耗能、需氧的主动运输过程。
关于氨基酸吸收的机理，目前仍未完全解决。
A.Meister在1968-1969年，从肾脏研究中，提出关于氨基酸吸收的“γ-谷氨酰基循环”假说，具有一定理论意义。
他认为氨基酸吸收或向各组织、细胞内转移是通过谷胱甘肽起作用，这个过程由六步连续的酶促反应完成。
2．氨基酸的代谢库动物体吸收进入血液的氨基酸与体内游离的氨基酸构成了氨基酸代谢库。
在正常情况下，氨基酸代谢库中的氨基酸维持在一个动态平衡中。
一方面，氨基酸被消耗，或用来合成蛋白质，或合成其它含氮物质，或氧化分解提供能量；另一方面，可由体外吸收、体内合成或体内蛋白质分解所产生的氨基酸补充。
3．必需氨基酸必需AA是指机动物体内不能合成或合成量不足，必须由日粮提供的一类氨基酸，构成天然蛋白质的20种氨基酸中有10种氨基酸是多数动物的必需氨基酸：3种碱性AA（赖AA、精AA、组AA），3种支链AA（亮AA、异亮AA、缬AA），2种芳香AA（苯丙AA、色AA），1种含硫AA（甲硫AA），1种羟基AA（苏AA）。
《生物化学》第七章氨基酸代谢
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负平衡（饥饿、消耗性疾病） <
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《生物化学》第七章氨基酸代谢
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三、蛋白质的生理需要量
最低需要量：30～50g / 天
营养学会推荐：80g / 天
四、蛋白质的营养价值
必需氨基酸（essential amino acid）
概念
种类
营养价值的标准
蛋白质互补
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《生物化学》第七章氨基酸代谢
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《生物化学》第七章氨基酸代谢
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（一）转氨基作用（transamination）
概念、基本过程
在转氨酶的催化下，某一氨基酸的氨基转移 到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基 酸；原来的氨基酸则转变为α-酮酸
反应可逆，平衡常数接近1
大多数氨基酸都可以参与转氨基（赖氨酸、 脯氨酸、羟脯氨酸例外）
第七章 氨基酸代谢
（Amino Acid ism）
Biochemistry Department
《生物化学》 Department of Basic Medical Sciences
多媒体课件试用版
Hangzhou Normal University
Guyisheng
2 第一节 蛋白质的营养作用
主动吸收：消耗ATP
（一）氨基酸吸收载体
载体蛋白（carrier protein）
中性氨基酸载体（为主）
碱性氨基酸载体
酸性氨基酸载体
亚氨基酸和甘氨酸载体
β氨基酸载体
与氨基酸、Na+组成三联体
图示
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《生物化学》第七章氨基酸代谢
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（二）r-谷氨酰基循环（ r- glutamyl cycle）
氨基酸代谢
第十二章 氨基酸代谢第一节 体内氨基酸的来源一、 外源氨基酸（一）蛋白质在胃和肠道被消化被成氨基酸和寡肽1.场所一：胃酶类：胃蛋白酶原、胃酸、胃蛋白酶消化程度：多肽及少量氨基酸2.场所二：小肠酶类：肠激酶、胰液蛋白酶（原）、内/外肽酶 消化程度：氨基酸和小肽——小肠是蛋白质消化的主要部位3.场所三：小肠粘膜细胞内酶类：寡肽酶（例如氨基肽酶及二肽酶等） 消化程度：最终产生氨基酸。
（二）氨基酸的吸收是一个主动转运过程吸收部位：主要在小肠粘膜细胞 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：耗能的主动吸收过程1.方式一：载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP 供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。
2.方式二：γ-谷氨酰基循环（三）未被吸收的蛋白质在肠道细菌作用下发生腐败作用腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚、硫化氢等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质，对机体有一定的营养作用。
组胺和尸胺：降血压；酪胺：升血压；酪胺和苯乙胺：假神经递质（肝性脑病）二、 内源氨基酸（一）蛋白质的降解及其半寿期1.半寿期：蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用t1/2表示。
2. PEST 序列：脯-谷-丝-苏，快速降解标志序列。
（二）真核细胞内有两条主要的蛋白质的降解途径胃蛋白胃蛋白酶 + 多肽碎片胃酸、胃蛋白酶 (十二指肠分泌，胆汁激活)1．外在和长寿蛋白质在溶酶体通过ATP-非依赖途径降解 （1）不依赖ATP （2）利用溶酶体中的组织蛋白酶降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白2．异常和短寿蛋白质在蛋白酶体通过需要ATP 的泛素途径降解 （1）依赖ATP （2）泛素共价地结合于底物蛋白质，蛋白酶体特异性地识别被泛素标记的蛋白质并将其迅速降解，泛素的这种标记作用是非底物特异性的，称为泛素化。
（3）降解异常蛋白和短寿命蛋白 3*.P53蛋白：细胞内的分子警察由这种基因编码的蛋白质是一种转录因子，其控制着细胞周期的启动。
氨基酸代谢
脱水酶
（一）转氨基作用(transamination)
1. 定义
在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨 基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。
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21目 录
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4目 录
• 泛肽
• 76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD) • 普遍存在于真核生物而得名 • 一级结构高度保守
• 泛肽介导的蛋白质降解过程
1. 泛素化(ubiquitination) 泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，
并使其激活。
2. 蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解
磷酸吡哆胺
谷氨酸 α-酮戊二酸
胰蛋白酶原
肠 激 酶 胰凝乳蛋白酶原
六肽 弹性蛋白酶原
胰凝乳蛋白酶
胰蛋白酶
弹性蛋白酶
羧肽酶原
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羧肽酶
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O NH CH C
R1
O NH CH C
R2
O NH CH C
R3
O NH CH C
R4
胃蛋白酶
Pepsin：R1和R2＝ R1=苯丙氨酸Phe,色氨 酸Trp,酪氨酸Tyr; 亮 氨酸Leu以及其它疏水 性氨基酸水解速度较快。
2. 反应式
R’-CH-COOH NH2
R”-C-COOH O
转氨酶
R’-C-COOH
R”-CH-COOH
O
NH2
• 大多数氨基酸可参与转氨基作用，但苏氨酸、
赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。
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氨基酸代谢
α-谷氨酸
COO
NAD++H2O
+
NADH+H++NH4+
(CH2)2
C O
三羧酸 循环
NH3
L-谷氨酸脱氢酶
COO
α-酮戊二酸
α酮戊二酸
• α酮戊二酸大量转化 • NADPH大量消耗 • 三羧酸循环中断，能量供应受阻， 某些敏感器官（如神经、大脑） 功能障碍。 • 表现：语言障碍、视力模糊、昏 迷、死亡。
CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO 磷 酸 吡哆 醛 CH2OPO3H2 HOOC C R1 O NH2 H CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO Schiff碱 CH2OPO3H2 H HOOC C R1 N C H HO Schiff碱 异 构 体 CH3 N CH3 H N C N
四、 α-酮酸的代谢
• (1)合成氨基酸（合成代谢占优势时） • (2)进入三羧酸循环彻底氧化分解! • (3)转化为糖及脂肪 • 生糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊 二酸的AA。 （Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Met Val） • 凡能生成乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的AA均能通过乙酰 CoA转变成脂肪。 （4）转变成酮体 生酮AA：凡能生成乙酰乙酸、-丁酸的AA（ Leu）； 生 糖兼生酮AA （ Ile Phe Tyr Lys Trp）
氧化脱氨 转氨基
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
+ + NAD++H2O 酮酸） NH +(A) O（ NADH+H +NH4
氨基酸代谢
Chapter 9 Metabolism of Amino Acids
氨基酸（amino acids)是蛋白质(protein)的基本 组成单位。 氨基酸代谢包括合成代谢和分解代谢。 本章主要讨论氨基酸的分解代谢。
第一节 蛋白质在体内的降解 第一节 蛋白质在体内的降解
COOH
H2N - CH CH2 COOH
天冬氨酸
N - CH CH2 NH (CH ) COOH C
2 3
H2N- CH COOH
精氨酸代琥珀酸
4．精氨酸代琥珀酸的裂解：
在胞液中由精氨酸代琥珀酸裂解酶催化，将精氨酸代琥珀酸裂解生成 精氨酸和延胡索酸。
NH2 C
COOH
精氨酸代琥 珀酸裂解酶
NH2 C NH (CH2)3 H2N- CH COOH
谷氨酰胺的运氨作用
肝外组织细胞 ATP + NH3 ADP + Pi
谷氨酰胺合成酶
glutamic acid
谷氨酰胺酶
glutamine
血液
NH3
肝细胞
H2O
第四节 氨基酸转变为生物活性物质 第四节 氨基酸转变为生物活性物质
一. 形成生物胺类
（一）5-羟色胺的生成：
5-羟色胺（5-hydroxytryptamine,5-HT）是一种重要的神 经递质，且具有强烈的缩血管作用。 5-羟色胺的合成原料是色氨酸(tryptophan)。
二、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸主要通过三种方式脱氨基，即氧化脱氨基，联 合脱氨基和非氧化脱氨基。 在这三种脱氨基作用中，以联合脱氨基作用最为重 要；而非氧化脱氨基作用则主要见于微生物中。
（一）氧化脱氨基作用：
大学动物生物化学氨基酸代谢
第七章氨基酸和核苷酸代谢第一节蛋白质的降解第二节氨基酸的分解代谢第三节核酸的酶促降解第四节核苷酸代谢蛋白质的生理功能1、维持组织细胞的生长、更新和修补组织2、参与多种重要的生理活动3、氧化供能或转化为其它物质（占机体需要量的10-15%）蛋白质的需要量1、氮平衡(nitrogen balance)日摄入氮- 排出氮2、氮的总平衡、正平衡和负平衡3、生理需要量：80g/日（成人）蛋白质的营养价值(nutrition value)1、蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的种类、数量以及必需氨基酸的比例必需氨基酸(essential amino acid)异甲缬亮色苯苏赖（组精）-----(8+2)2、食物蛋白质的互补作用蛋白质营养价值的化学评分1、将氨基酸组成与标准蛋白（鸡蛋或牛奶蛋白）或FAO（世界粮农组织营养委员会）模型进行比较2、蛋白质的生理价值（BV）：指食物蛋白的利用率混合食物蛋白质的互补作用第一节蛋白质降解1、胞内蛋白质的降解2、蛋白质的消化吸收一、胞内蛋白质的降解1、二重功能（1）排除不正常的蛋白质；（2）排除过多的酶和调节因子。
2、降解方式（1）溶酶体降解蛋白质（2）蛋白酶体选择降解泛素化的蛋白质二、机体对外源蛋白质的消化吸收1、胃中的消化（in Stomach）胃蛋白酶或胃酸2、小肠中的消化（in Small Intestine）（1）胰液中的蛋白酶及其作用胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、氨基肽酶、羧基肽酶（2）肠液中和小肠粘膜细胞的消化作用肠激酶、寡肽酶及二肽酶外源性氨基酸和内源性氨基酸1、食物蛋白经消化酶降解－>氨基酸－>血液－>全身各组织2、机体组织蛋白质经组织蛋白酶降解－－>氨基酸机体合成的非必需氨基酸α-氨基酸的功能1、蛋白质的组成单位；作为N原子的来源重新合成其它氨基酸。
2、能量代谢的物质；3、体内重要含氮化合物的前体。
4、细胞对氨基酸的吸收第二节氨基酸分解代谢（主要在肝脏中进行）1、氨基酸的脱氨和脱羧作用2、氨基酸分解产物的代谢3、氨基酸碳骨架的氧化途径4、生糖氨基酸和生酮氨基酸一、AA的脱氨基和脱羧基作用1、脱氨基作用( 氨基移换反应）1、转氨基作用2、氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作用3、联合脱氨基作用①氧化脱氨基作用(有氨生成)L-谷氨酸氧化脱氨基作用②转氨基作用转氨酶（肝脏中产生）的特点GPT：谷丙转氨酶（肝）GOT：谷草转氨酶（心）GPT和GOT分布于各组织细胞内含量不同查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基作用的生理意义非氧化脱氨基作用(大多数在微生物体内进行)③联合脱氨基作用体系1：L-谷氨酸脱氢酶－－谷某转氨酶生理意义体系2嘌呤核苷酸联合脱氨基作用生理意义在肌肉、脑等组织中，L-谷氨酸脱氢酶的活力相对低，而腺苷酸脱氨酶的活力高。
氨基酸的代谢
一、氨基酸代谢的概况∙重点、难点∙第一节蛋白质的营养作用∙第二节蛋白质的消化,吸取∙第三节氨基酸的一般代谢∙第四节个别氨基酸代谢食物蛋白质经过消化吸收后进人体内的氨基酸称为外源性氨基酸。
机体各组织的蛋白质分解生成的及机体合成的氨基酸称为内源性氨基酸。
在血液和组织中分布的氨基酸称为氨基酸代谢库(aminoacidmetabolic pool)。
各组织中氨基酸的分布不均匀。
氨基酸的主要功能是合成蛋白质，也参与合成多肽及其它含氮的生理活性物质。
除维生素外，体内的各种含氮物质几乎都可由氨基酸转变而来。
氨基酸在体内代谢的基本情况概括如图。
大部分氨基酸的分解代谢在肝脏进行，氨的解毒过程也主要在肝脏进行。
图8-2 氨基酸代谢库二、氨基酸的脱氨基作用脱氨基作用是指氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成α—酮酸的过程，是体内氨基酸分解代谢的主要途径。
脱氨基作用主要有氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基、嘌呤核苷酸循环和非氧化脱氨基作用。
(一)氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用是指在酶的催化下氨基酸在氧化的同时脱去氨基的过程。
组织中有几种催化氨基酸氧化脱氨的酶，其中以L-谷氨酸脱氢酶最重要。
L-氨基酸氧化酶与D-氨基酸氧化酶虽能催化氨基酸氧化脱氨，但对人体内氨基酸脱氨的意义不大。
1.L-谷氨酸氧化脱氨基作用由 L谷氨酸脱氢酶(L-glutamatedehydrogenase)催化谷氨酸氧化脱氨。
谷氨酸脱氢使辅酶NAD+还原为NADH+H+并生成α-酮戊二酸和氨。
谷氨酸脱氢酶的辅酶为NAD+。
谷氨酸脱氢酶广泛分布于肝、肾、脑等多种细胞中。
此酶活性高、特异性强，是一种不需氧的脱氢酶。
谷氨酸脱氢酶催化的反应是可逆的。
其逆反应为α-酮戊二酸的还原氨基化，在体内营养非必需氨基酸合成过程中起着十分重要的作用。
(二)转氨基作用转氨基作用：在转氨酶(transaminase ansaminase)的催化下，某一氨基酸的a-氨基转移到另一种a-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸；原来的氨基酸则转变成a-酮酸。
氨基酸代谢
第一个反应是泛素C-末端的羧基与泛素活化 酶结合，消耗ATP，将泛素激活。
第二个反应泛素被转移到泛素结合酶的巯基 上；
第三个反应泛素蛋白连接酶识别待降解蛋白 质，并将活化的泛素转移到蛋白质赖氨酸 的侧链氨基上，侧链氨基可连接上下泛素， 形成泛素链。
O
ATP AMP+PPi
O
泛素 C O- + HS-E1
（二）丙酮酸和草酰乙酸通过转氨基作用生成 丙氨酸和天冬氨酸
丙酮酸
或草酰乙酸
谷氨酸
转氨酶
丙氨酸
或天冬氨酸
α － 酮戊二酸
（三）谷氨酰胺合成酶利用谷氨酸和游离氨 合成谷氨酰胺
• 其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸。 （nutritionally non-essential amino acid）
组氨酸和精氨酸虽能在人体内合成，但 合成量不多，长期缺乏也能造成负氮平衡， 可以将这两种氨基酸视为营养半必需氨基酸 （nutritionally semi-essential amino acid）。 酪氨酸在体内需由苯丙氨酸为原料来合成， 半胱氨酸必需以蛋氨酸为原料来合成.
是一个26S蛋白质复合物， 由20S的核心颗粒(core particle, CP)和 19S的调节颗粒(regulatory particle, RP)组成。
核心颗粒
蛋白酶体的核心颗粒是由4个环——2个α环和 2个β环组成的圆柱体。
每个α环由7个α类型的亚基组成，它们位于 圆柱体的顶端。
每个β环由7个β类型的亚基组成，它们位于 圆柱体的中央。
β-羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，它 们可取代儿茶酚胺与脑细胞结合，但不能传递 神经冲动，使大脑发生异常抑制。
CH2NH2 CH2
第八章蛋白质氨基酸代谢
（二）、氨基酸的吸收 ）、氨基酸的吸收
主要在小肠进行， 是一种主动转运过程， 主要在小肠进行 ， 是一种主动转运过程 ， 需由特殊载体 携带。 载体携带 需由特殊 载体 携带 。 转运氨基酸进入细 胞时，同时转运入Na 胞时，同时转运入Na+。
（三）、蛋白质在肠中的腐败 ）、蛋白质在肠中的腐败
主要在大肠中进行，是细菌对蛋白质及其消化 主要在大肠中进行， 产物的分解作用。 产物的分解作用。 腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、 腐败分解作用包括水解、氧化、还原、脱羧、 脱氨、脱巯基等反应。可产生有毒物质， 脱氨、脱巯基等反应。可产生有毒物质，如胺 腐胺、尸胺） 酚类，吲哚类， 类（腐胺、尸胺），酚类，吲哚类，氨及硫化 氢等。 氢等。 这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。 这些有毒物质被吸收后，由肝脏进行解毒。
一、 蛋白质的营养作用 （一）、蛋白质的生理功能 ）、蛋白质的生理功能
1. 是构成组织细胞的重要成分。 是构成组织细胞的重要成分。 参与组织细胞的更新和修补。 2. 参与组织细胞的更新和修补。 参与物质代谢及生理功能的调控。 3. 参与物质代谢及生理功能的调控。 氧化供能。 4. 氧化供能。 其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、 5. 其他功能：如转运、凝血、免疫、记忆、 识别等均与蛋白质有关。 识别等均与蛋白质有关。
R’-CH(NH2)COOH R”R -COCOOH
R’-COCOOH -
R”R -CH(NH2)COOH
较为重要的转氨酶有： 较为重要的转氨酶有： trans⑴ 丙氨酸氨基转移酶 （ alanine transaminase,ALT ） ， 又 称 为 谷 丙 转 氨 酶 GPT） 催化丙氨酸与α （ GPT ） 。 催化丙氨酸与 α- 酮戊二酸之 间的氨基移换反应， 为可逆反应。 间的氨基移换反应 ， 为可逆反应 。 该酶 在肝脏中活性较高， 肝脏疾病时 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活性明显升高 引起血清中ALT活性明显升高。
氨基酸代谢PPT课件
（四）尿素生成的调节
高蛋白膳食 合成↑ 1. 食物蛋白质的影响
低蛋白膳食 合成↓ 2. CPS-Ⅰ的调节：AGA、精氨酸为其激活剂 3. 尿素生成酶系的调节：
目录
正常成人肝尿素合成酶的相对活性
酶
相对活性
氨基甲酰磷酸合成酶 鸟氨酸氨基甲酰转移酶 精氨酸代琥珀酸合成酶 精氨酸代琥珀酸裂解酶 精氨酸酶
氨基酸代谢
目录
第一节
氨基酸的分解代谢
目录
细胞外 细胞膜
细胞内
COOH
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H 2N C H R
COOH
H 2N CH R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
② 依赖泛素(ubiquitin)的降解过程 • 依赖ATP • 降解异常蛋白和短寿命蛋白
目录
泛素
泛素广泛存在于古细菌和所有的真核生物，但不存在于 真细菌。
它由76个氨基酸残基组成，是一种高度保守的蛋白质。 在三维结构上，泛素则是一个结构紧密的球蛋白，但其
C-端四肽序列（Leu-Arg-Gly-Gly）离开蛋白主体伸向水 相，这有助于它与其它蛋白质形成异肽键。 泛素本身并不降解蛋白质，它仅仅是给降解的靶蛋白打 上标记，降解过程由26S蛋白酶体执行。 泛素是一种热激蛋白
在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨 基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。
目录
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。
氨基酸代谢
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。
3、联合脱氨基作用
由于转氨并不能最后脱掉氨基，氧化脱氨 中只有谷氨酸脱氢酶活力高，转氨基和氧化 脱氨联合在一起才能迅速脱氨。 • AA的α- NH3借助转氨转移到α-酮戊二酸上， 生成相应的α-酮酸和谷AA。
5'
N N N R
5'
P
P
（二）氨基酸的脱羧基作用
AA
脱羧酶
专一性强
胺类化合物
（辅酶为磷酸吡哆醛）
谷AA 天冬AA 赖AA 鸟AA
丝氨酸 乙醇胺 胆碱
γ-氨基丁酸+CO2 β-丙AA+CO2 尸胺+ CO2 腐胺+ CO2
卵磷脂
色氨酸
吲哚丙酮酸
吲哚乙醛
吲哚乙酸
胺类有一定的生理作用，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。
Phe Tyr
琥 酰 珀 -CoA Ile M e t Se r Thr Val
3 再合成AA
COO
COO
L-谷氨酸脱氢酶
NH4 +
(CH2)2
C O
(CH2)2 HC
+ NH3
NADH+H
NAD++H2O
COO
α-酮戊二酸
COO
α-谷氨酸
（五）氨基酸与一碳单位
概念：含一个碳原子的基团
种类：甲基(methyl)、甲烯基(methylene、 甲炔基(methenyl)、甲酰基(formyl)及亚氨 甲基(formimino)
氨基酸代谢
第三节 氨基酸的生物合成
一、NH3的合成 二、NH3的同化 三、氨基酸的合成（一般合成）
NO3 -
NO2 -
N2
还原
固氮作用
含N化合物
NH3
NH3的同化
氨甲酰磷酸和Glu
Aa
自然界的氮素循环
大气固氮
大气氮素
岩浆源的 固定氮
工业固氮
固氮生物
动植物
b) NAD（P）H—亚硝酸还原酶
NO2 - + 3 NAD(P)H + 5 H+ → NH4+ + 3 NAD(P)+ + 2 H2O
二、NH3的同化
1、谷氨酸的形成途径 2、氨甲酰磷酸的生成
1. 谷氨酸合成酶循环（植物为主）
2.氨甲酰磷酸的形成
三、氨基酸的合成（一般合成）
原料：
NH3，主要由Glu提供（通过转氨作 用）
乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
天冬氨酸 天冬酰氨
草酰乙酸
苯丙氨酸 酪氨酸
天冬氨酸
异亮氨酸 甲硫氨酸
缬氨酸
延胡索酸 琥珀酰CoA
柠檬酸 -酮戊二酸
谷氨酸 谷氨酰胺
精氨酸 组氨酸 脯氨酸
氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径
3）转变成糖和脂肪
生糖氨基酸：在体内可以转化成糖的氨 基酸。
生酮氨基酸：在体内可以转变成酮体的 氨基酸：Leu
b) NAD(P)H——硝酸还原酶以Mo和FAD为辅基、钼黄 蛋白（植、微生物均有）
NO3- + NAD(P)H+H+ → NO2- + NAD(P)+ + H2O
氨基酸分解代谢的主要途径
氨基酸分解代谢的主要途径1. 引言1.1 概述氨基酸是生物体内构建蛋白质的基本单位，同时也是许多重要代谢途径的关键组分。
氨基酸分解代谢是生物体充分利用和回收氨基酸的过程，它在维持氮平衡、能量获取和产生新的有机化合物方面起着至关重要的作用。
1.2 文章结构本文将详细介绍氨基酸分解代谢的主要途径以及其中涉及到的相关反应和酶。
其次，我们还将探讨生物体内氨基酸分解代谢的生理意义和调节机制。
最后，通过总结已有的研究成果，并展望未来的研究方向，旨在深入了解和揭示氨基酸分解代谢在生命活动中的重要性。
1.3 目的本文的目标是系统阐述氨基酸分解代谢的主要途径，并探讨其在生理上扮演的角色以及可能存在的调节机制。
通过对该领域进行深入研究，可以为进一步理解人类健康与疾病之间的关系提供有益信息，并为相关疾病的治疗和预防提供指导。
同时，也有助于揭示生物体在适应不同环境和代谢状态下的复杂调节机制。
2. 氨基酸分解代谢的主要途径2.1 氨基酸概述在生物体内，氨基酸是构成蛋白质的基本单元，同时也是细胞代谢过程中重要的底物之一。
氨基酸分为两类：必需氨基酸和非必需氨基酸。
必需氨基酸是指人体无法合成而必须从外部摄入的氨基酸，非必需氨基酸则是人体可以自行合成的。
当机体需要能量时或者摄入过多的氨基酸时，会启动相应的氨基酸分解代谢途径进行调节。
2.2 主要途径一- 转氨基反应转氨基反应是指将一种氨基团从一个化合物转移到另一个化合物中的化学反应。
在氨基酸分解代谢中，转氨基反应起着重要作用。
这种反应通过转移一个特定的α-氮杂原子团来实现。
其中最常见的是α-甲硫胱醇（DPNH）参与脱羧反应生成α-六亚甲四羧原子团，并通过丙二醛磷缺乏形成常见的α-酮基团。
2.3 主要途径二- 脱羧反应脱羧反应是将氨基酸中的羧基去除，生成相应的酮体或烯醇体。
脱羧反应在氨基酸分解代谢中也是一个重要的途径。
在这个过程中，通过特定酶的催化作用，氨基酸分子中的羧基被氧化或者还原，生成相应的产物。
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尿素＋2ADP＋AMP＋4Pi
尿素循环中Asp通过转氨基作用与多种AA联系； 延胡索酸与三羧酸循环联系。
（三）尿素合成的调节
1.食物蛋白质 urea合成增加
2.CPS－I的调节 为起始限速酶， 受AGA，精氨酸浓度影响（变构激活）
3.尿素合成酶系的调节 启动后限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶（活性最低）
体内氨基酸的代谢概况
食物Pr
消化 吸收
AA代谢库
血液AA
组织Pr
组织AA
分解 合成
Urea NH3
酮体
α－酮酸
供
脱氨基
能
糖
脱羧 基
合 成
非必需AA 胺类
其他含氮碱ຫໍສະໝຸດ §5 个别ＡＡ的代谢ＡＡ通过一些特殊途径生成具有重要生理 意义的含氮化合物
一、氨基酸的脱羧基作用decarboxylation
氨基酸直接或间接脱羧产生胺 （胺 胺氧化酶 醛类 O 羧酸，进一步代谢） 酶：脱羧酶，辅酶都是磷酸吡哆醛
谷氨酰胺合成酶＋ＮＨ３
谷氨酸
谷氨酰胺
谷氨酰胺酶－ＮＨ３ Gln运至肝或肾，水解为Glu和NH３ Gln：氨的解毒产物、氨的储存及运输形式
Gln为合成某些含氮化合物的原料。（如 Asn合成）
白血病细胞不能合成Asn，利用此治疗白血病(加Asn酶减 少原料供给)。
三、尿素urea的合成
（氨在体内的主要去路） ❖ 氨的其他去路： GLn生成； 非必需AA合成
五、支链氨基酸的代谢（骨膈肌）
NO生成： 精氨酸经一氧化氮合酶（NOS）催化生成
表7-3（P205） 氨基酸衍生的重要含氮化合物及功能 小结
思考题： 1.氮平衡及状态及意义？ 2.蛋白质的消化、吸收与腐败过程 *3.体内蛋白质降解途径 **4.联合脱氨基作用两种形式及组织部位特征 *5.α－酮酸的去路 **6.氨的来源、（无毒）转运与去路 7.鸟氨酸循环*、部位*，过程** 8.**γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）、组胺、５－羟色胺、
N5甲基FH4 -CH3
N5N10甲烯FH4 -CH2-
N5N10甲炔FH4 =CH-
N5亚氨甲基FH4
N10甲酰FH4 -CHO
（三）一碳单位生理功用
(1)与嘌呤和嘧啶核苷酸的合成有关（一碳单位将氨基酸与核酸 代谢联系）；
(2)体内许多具有重要生理功能的化合物合成需要甲基化反应， 由Ｓ－腺苷蛋氨酸直接提供甲基；N5-甲基FH4为间接供体， 以供重新合成蛋（甲硫）氨酸。
FH4再生，游离FH4减少→导致核酸合成障碍→影响细胞分裂— 巨幼红细胞贫血；
同型半胱氨酸血中浓度升高，可能是动脉粥样硬化和冠心病 的独立危险因子。
2.肌酸合成（SAM提供甲基）
骨架－Gly 脒基－精氨酸 甲基－SAM
肌酸 肌酸激酶 磷酸肌酸 （心肌/骨骼肌/大脑丰富）
肌酸酐
（尿排）
肌酸激酶有三种同工酶 （两个亚基组成M或B）
§4 氨的代谢
（ＮＨ３）：具毒性，脑尤其敏感
正常人47~65μmol/L
一、体内氨的来源：
(一)AA脱氨：氨的主要来源，
胺类、嘌呤嘧啶的分解也产生氨
(二)肠管吸收：肠管的氨（４ｇ／天）,较多。 肠菌腐败作用产生的氨; (血)尿素扩散入肠管经脲酶分解的氨.
ＮＨ３>ＮＨ４＋吸收(入血),
肠管碱性环境中，ＮＨ３生成及吸收均增加。 (三)肾产生（在肾远曲小管上皮细胞内分泌）
（一）γ－氨基丁酸（ＧＡＢＡ）生成
（二）组胺
组胺广泛分布于乳腺、肝、肺、肌肉、胃粘膜等的 肥大细胞中，强烈血管舒张剂。
组胺
（三）５－羟色胺（5-HT）
（四） 多胺 精脒、精胺是调节细胞生长的重要物质。
二、一碳单位产生
一碳单位one carbon unit： 某些AA在分解代谢过程中可以产生
含有一个碳原子的有机基团。
Gln在Gln酶的催化下分解成Glu＋NH3 酸性尿：NH4＋排出；碱性尿：NH3吸收
二、氨的转运
氨在血中以无毒形式运输至肝合成尿素 （一） 丙氨酸－葡萄糖循环
3
4
1 2
肌中的氨以无毒的Ala形式运输至肝，同时，肝为肌提供生成丙酮酸的葡萄糖
(二) 谷氨酰胺的运氨作用
脑、肌肉（1/3）运氨至肝或肾
瓜氨酸合成后经载体转运至 胞液
3) 精氨酸的合成（胞液） 瓜AA＋ASP
合成酶 ATP
精氨酸代琥珀酸
裂解酶
精氨酸 ＋ 延胡索酸
精氨酸中一个Ｎ原 子 由 Asp 提 供 ， Asp 可 由多种转氨基作用产生。
4) 精氨酸水解生成尿素
精氨酸酶
精氨酸
尿素＋鸟氨酸
（进入线粒体内）
2NH3＋CO2＋3ATP＋3H2O
硫酸根去路： 以无机盐形式排出体外； ATP活化生成“活性硫酸” －PAPS
（3’－磷酸腺苷5’－磷酸硫酸）
参与Pr、糖、脂的硫酸化，及固 醇类物质及药物等的生物转化。
四、芳香族AA代谢（Phe、Tyr、Trp）
（一）苯丙氨酸Phe和酪氨酸Tyr的代谢 1.phe羟化生成Tyr
Phe羟化酶
Phe
Tyr
（四）高血氨症与氨中毒
生理情况下，血氨的来源与去路保持动态平衡，血氨 为较低水平。尿素合成是维持此平衡的关键。 高血氨症： 肝功能严重损伤或尿素合成相关酶遗传缺陷时，尿素 合成发生障碍，血氨浓度升高。
肝昏迷氨中毒学说： 氨增加使α－酮戊二酸减少（Glu合成），三羧酸
循环减弱，ATP减少，大脑功能障碍。 Glu，Gln增多渗透压效应，脑水肿。
（反应不可逆！！）
苯丙酮酸
Tyr
2.儿茶酚胺类与黑色素的合成
Tyr的分解代谢
苯酮酸尿症 phe羟化酶缺乏，phe不能生成Tyr，phe堆积，转氨基生成
苯丙酮酸，并进一步转变为苯乙酸等衍生物，尿中出现。对中 枢神经系统有毒。（智障）
（二）色氨酸的代谢 Trp“去路”：5-HT，一碳单位，
分解为乙酰乙酰CoA与丙酮酸， 尼克酸（VitPP）（少）
NH3＋CO2＋H2O＋２ATP CPS-I （ Mg2+,N-乙酰谷氨酸）线粒体中
H２N－COO～PO３２－＋２ADP＋Pi 氨基甲酰磷酸
N-乙酰谷氨酸：乙酰CoA＋Glu，酶别构激活剂
２）瓜氨酸的合成 鸟氨酸＋ 氨基甲酰磷酸 鸟氨酸氨甲酰基 转移酶OCT 瓜氨酸
1)2)步反应在肝细胞线粒体 内进行，均不可逆。
甲基（-CH３）、甲烯基（-CH2-）、 甲炔基（=CH-）、甲酰基（-CHO）、 亚氨甲基（-CH=NH）（CO2不属此类） 以辅酶四氢叶酸（ＦＨ４）作为载体转运并参与 代谢
（一）四氢叶酸为一碳单位运载体
一碳单位结合在FH4上
（二） AA产生一碳单位
来源：丝氨酸、甘氨酸、组氨酸、色氨酸
一碳单位的互变
多胺来源于哪些AA？ 9.**一碳单位及来源、生理功用
10.**甲硫氨酸循环过程及生理意义 11.**何谓活性甲基、活性硫酸？来源？
12.巴金森氏病，白化病，苯丙酮酸尿症与AA代谢的关系
(3)一碳单位代谢障碍或FH4不足－－巨幼红细胞贫血
(4)磺胺药物、抗肿瘤药物通过干扰细菌及恶性肿瘤细胞的叶酸 代谢影响核酸合成发挥药物作用。
三、含硫氨基酸的代谢
甲硫（蛋）氨酸、半胱氨酸、胱氨酸 胱氨酸
甲硫氨酸 半胱氨酸
（一）甲硫氨酸的代谢
1.甲硫氨酸与转甲基作用
SAM (S-腺苷甲硫氨酸)的生成：
肝――尿素合成的主要器官 （一）尿素合成的鸟氨酸循环onithine cycle学说
（尿素循环、Krebs－Henseleit cycle）
通过鸟氨酸循环， 2分子NH3与1分子CO2结合 生成1分子尿素和1分子水
尿素：中性、无毒、
水溶性很强。肾排出。
（二）鸟氨酸循环详细步骤(肝中)：
１）氨基甲酰磷酸的合成
MM型骨骼肌；MB型心肌；BB型脑
磷酸肌酸
肌酸酐 肾排
SAM甲基化作用
（二）半胱氨酸及胱氨酸的代谢
1.胱氨酸与半胱氨酸的互变 2半胱氨酸 胱氨酸
2. 转变为牛磺酸 结合胆汁酸成分；脑中含量较高 PAPS转移也可产生牛磺酸
3.硫酸根的代谢 含 硫 AA 氧 化 分 解 产 生 硫 酸 根 ； Cys为主要来源。
S-adenosyl methionine
－活性甲基
腺苷转移酶
ATP
PPi
+Pi
Met中含有S-甲基，可提供体内许多物质甲基化需要， 但需先生成SAM。
SAM在甲基转移酶作用下，可将甲基转移至另一物 质使其甲基化。
甲硫氨酸
甲硫氨酸
甲硫氨酸循环
意义： N5-CH3-FH4供给甲基生成甲硫氨酸，体内甲基的间接供体； 体内不能合成同型半胱氨酸，必需由食物提供（Met）； 转甲基酶辅酶VitB12，VitB12缺乏影响Met合成，同时影响