第十章含氮小分子代谢
含氮小分子的代谢-氨基酸PPT课件
• 饲料蛋白质的互补作用
蛋白质的消化与吸收
食物蛋白质水解为氨基酸及小肽后才能被机体吸收、利用。蛋 白质的消化自胃中开始,但主要在小肠中进行。
• 胃中的消化: 胃中消化蛋白质的酶是胃蛋白酶,它由胃蛋白酶原经胃酸激 活而生成。
• 肠中的消化 小肠是蛋白质消化的主要部位。 内肽酶:水解蛋白质肽链内部的一些肽键, 如胰蛋白酶、糜 蛋白酶以及弹性蛋白酶。 外肽酶:水解肽链的氨基末端和羧基末端的肽键,如氨基肽 酶、羧基肽酶。
• 氮平衡实验:测定尿与粪的含氮量及摄氮量可以 反映体蛋白质的代谢概况。
• 氮的总平衡 摄入氮=排出氮 (成年) • 氮的正平衡 摄入氮>排出氮(氮沉积,生长) • 氮的负平衡 摄入氮<排出氮(病理)
11.1.2.2 蛋白质的最低需要量
• 必需氨基酸:一些体内需要而又不能自身合成, 必须由食物或饲料供应的氨基酸。动物体内有 10种氨基酸是:缬氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、 苏氨酸、甲硫氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、和色 氨酸。(组氨酸、精氨酸),(甘氨酸)
ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。 ADP、GDP及某些氨基酸可激活此酶活性。 因此当ATP、GTP不足时,Glu的氧化脱氨会加速进
行,有利于氨基酸分解供能(动物体内有10%的能 量来自氨基酸氧化)。
11.2.2.2 转氨基作用
转氨作用是肝外组织中氨基酸脱氨的重要方式,除Gly、Lys、 Thr、Pro外,其它氨基酸都能参与转氨基作用。
20种氨基酸的碳架可转化成7种物质: 丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、 α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。
最后集中为5种物质进入TCA: 乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、
动物生化---含氮小分子的代谢
尿素合成及意义1.过程:a.关键酶:氨甲酰磷酸合成酶.b.过程:CO2+NH3→氨甲酸磷酸氨甲酸磷酸+鸟氨酸→瓜氨酸瓜氨酸+天冬氨酸→精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸→精氨酸+延胡索酸精氨酸→尿素+鸟氨酸c.耗能:每生成1mol尿素,需水解3molATP中的4个高能磷酸键。
2.意义:形成1mol尿素,可以清除2mol氨和1molCO2。
这样不仅解除了氨对动物机体的毒性,也降低了动物体内由于CO2溶于血液所形成的酸性。
尿酸禽类不能合成尿素,而是把体内大部分的氨合成尿酸排出体外。
α-酮酸的代谢与非必需氨基酸的形成α-酮酸的代谢1.氨基化:所有的α-酮酸也都可以通过脱氨基作用的逆反应而氨基化,生成其相应的氨基酸。
2.转化为糖和脂。
3.氧化供能。
非必需氨基酸的生成只要有氨基供应,由糖的分解代谢生成的α-酮酸可以作为“碳骨架”,通过氨基化反应合成非必需氨基酸。
有时必需氨基酸也参与非必需氨基酸的合成。
个别氨基酸的代谢1.形成激素和神经递质。
2.提供甲基,合成其他含氮化合物。
核苷酸代谢合成1.嘌呤核苷酸的合成:a.从头合成:在磷酸核糖的基础上合成核苷酸。
b.体内游离的嘌呤或嘌呤核苷合成。
1.动物氨基酸代谢中产生游离氨基的反应是A.脱羧B.异构C.缩合D.转氨E.脱氨[答案]E[考点]氨基酸脱氨。
[解题分析]氨基酸的分解代谢分为脱氨和脱羧。
脱氨可将氨基酸分解为α酮酸和游离的氨基。
故选答案E。
B1型题(2~4题共用备选答案)A.琥珀酸B.丙酮酸C.苹果酸D.草酰乙酸E.α酮戊二酸2.接受氨基可直接转化为谷氨酸的是[答案]E[考点]α酮酸的代谢与非必需氨基酸的生成,葡萄糖分解代谢。
[解题分析]非必需氨基酸的生成:只要有氨基供应,由糖的分解代谢生成的α酮酸可以作为“碳骨架”,通过氨基化反应合成非必需氨基酸。
有时必需氨基酸也参与非必需氨基酸的合成。
有氧代谢途径及生理意义:三羧酸循环是糖、脂肪、氨基酸及其他有机物质代谢的联系枢纽。
动物生物化学课件-含氮小分子代谢
Α-酮酸的代谢与非必需氨基酸的生成
α-酮酸都有以下3条去路 一是氨基化 二是转变成糖和脂类
生糖氨基酸,有丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏 氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、甲硫氨酸、缬氨酸、精氨酸、谷 氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和组氨酸;
生酮氨基酸,有亮氨酸和赖氨酸; 兼生氨基酸,包括色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和异亮氨酸
三是通过三羧酸循环彻底氧化分解成CO2和水,同时 释放能量供生理活动需要
个别氨基酸的代谢转变
苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸是甲状腺激素、肾 上腺素和去甲肾上腺素等激素的前体。
甘氨酸,精氨酸和甲硫氨酸参与肌酸、肌酐等的生物 合成。
丝氨酸,色氨酸、甘氨酸、组氨酸和甲硫氨酸是甲基 的供体。
半胱氨酸,甘氨酸和谷氨酸通过“γ-谷氨酰基循环”合成 谷胱甘肽。
糖代谢的分解产物,可以转变成组成蛋白质的非必需氨基酸。 大部分的氨基酸可转变成糖异生途径中的某种中间产物,再沿异生 途径合成糖和糖原。 脂代谢与氨基酸代谢的联系
所有的氨基酸,无论是生糖的、生酮的、还是生糖和生酮兼生 的都可以在动物体内转变成脂肪。在动物体内难以由脂肪酸合成氨 基酸 核苷酸在物质代谢中的作用
色氨酸还是动物体内合成少量维生素B5的原料。
核苷酸的代谢
嘌呤核苷酸的合成代谢 两条途径:
从头合成途径:在磷酸核糖的基础上,以天冬氨酸,甘氨酸,一碳单位 及CO2等小分子物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸
二是补救合成途径: 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反 应过程合成。一般情况下前者是合成的主要途径。
转氨基作用和氧化脱氨基作用两种方式联合起来
脱羧基作用:是氨基酸分解代谢的次要途径
含氮小分子的代谢
合成氨基酸的主要途径
还原氨基化 联合脱氨基
转氨基作用 氨基酸的相互转化
-------
还原氨基化
L-谷氨酸脱氢酶
COOH CH=O
CH2 +NAD(P) H+H++NH3
CH2 COOH
COOH
CHNH2
CH2 +NAD(P) ++H2O
CH2 COOH
谷氨酸形成途径
包括
氨甲酰磷酸形成途径
1.谷氨酸形成途径
(1)L-Glu脱氢酶
-------
COOH
C=O
NAD(P)H+H+ NAD(P)+
CH2 + NH3 CH2 COOH
L-Glu脱氢酶
COOH
CHNH2 CH2 + H2O CH2 COOH
(2)Gln合成酶(为主)
Glu+NH3+ATP
Gln 合成酶
Gln+酮戊二酸+NADPH+H+
Gln+ADP+Pi
谷氨酸合酶
2Glu+NADP+
2.氨甲酰磷酸形成途径
O OH NH2 –C-O~P=O
OH
氨甲酰激酶:NH3+CO2+ATP
氨甲酰磷酸合成酶II:NH3+CO2+2ATP
(二)氨基酸的生物合成
▪ 必需氨基酸
——人体自身不能合成或合成量不足必须通过食物供 给的氨基酸(Ile、Met、Val、Leu、Trp、Phe、Thr、 Lys)。
转氨基作用
概念 ——在转氨酶的作用下,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。
含N小分子代谢
L-谷氨酸脱氢酶主要分布于肝、肾、 脑等组织中,所以此种联合脱氨主要在 肝、肾、脑等组织中进行。
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联合脱氨要点
1)转氨基作用和氧化脱氨基作用相结合 2)两个酶作用(转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶) 3)两个产物(氨和α -酮酸)
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二 氨基酸的脱羧基作用
二 氮平衡
氮平衡是反映动物摄入氮和排出氮 之间的关系,衡量机体蛋白质代谢概 况的指标.
(一)氮的总平衡 (二)氮的正平衡 (三)氮的负平衡
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(一)氮的总平衡 摄入N = 排出N (正常成年动物) (二)氮的正平衡 摄入N > 排出N
(幼畜、孕畜、疾病恢复期的动物) (三)氮的负平衡 摄入N < 排出N
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3.氧化分解生成CO2和水(供能)
α -酮酸进一步可进入三羧酸循环氧化
分解生成CO2和水.这是α -酮酸的重要分 解途径之一。是氨基酸供能的途径.
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第四节 非必需氨基酸的合成
1) 由α -酮酸氨基化生成 2) 其他氨基酸转化
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(一) 甲硫氨酸代谢
1) S-腺苷蛋氨酸(SAM)。SAM中的甲基是 高度活化的,称活性甲基,SAM称为活性 蛋氨酸
2)SAM可在不同甲基转移酶的催化下,将 甲基转移给各种甲接受体而形成许多甲 基化合物,如肾上腺素、胆碱、甜菜碱、 肉毒碱、肌酸.
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氨基酸在脱羧酶的作用下,脱去羧基 生成CO2和相应的胺.很多胺具有重要 的生理作用.
生物化学名词解释
第一章绪论概念:生物化学:在分子水平研究生命体的化学本质及其生命活动过程中化学变化规律第二章生命的化学特征概念:自由能:自发过程中能用于作功的能量。
第三章蛋白质概念:两性离子:在同一氨基酸分子中既有氨基正离子又有羧基负离子。
必需氨基酸:机体内不能合成,必需从外界摄取的氨基酸.等电点:氨基酸氨基和羧基的解离度相等,氨基酸分子所带净电荷为零时溶液的pH值。
蛋白质的一级结构:蛋白质多肽链中氨基酸的排列顺序。
蛋白质的二级结构:多肽链沿着肽链主链规则或周期性折叠。
结构域:蛋白质多肽链在超二级结构基础上进一步卷曲折叠成几个相对独立的近似球形的组装体。
超二级结构:蛋白质分子中相邻的二级结构构象单元组合在一起成的有规则的在空间能辨认的二级结构组合体。
蛋白质的三级结构:在二级结构的基础上进一步以不规则的方式卷曲折叠形成的空间结构。
蛋白质的四级结构:由两条或两条以上的多肽链组成,多肽链之间以次级建相互作用形成的特定空间结构。
蛋白质的变性:在某些理化因素的作用下,维持蛋白质空间结构的次级键被破坏,空间结构发生改变而一级结构不变,使生物学活性丧失。
蛋白质的复性:变性了的蛋白质在一定条件下可以重建其天然构象,恢复生物学活性。
蛋白质的沉淀作用:蛋白质分子表面水膜被破坏,电荷被中和,蛋白质溶解度降低而沉淀。
电泳:蛋白质分子在电场中泳动的现象。
沉降系数:一种蛋白质分子在单位离心力场里的沉降速度为恒定值,被称为沉降系数。
第四章核酸化学概念:核酸的一级结构:四种核苷酸沿多核苷酸链的排列顺序。
核酸的变性:高温、酸、碱等破坏核酸的氢键,使有规律的双螺旋变成无规律的“线团”。
核酸的复性:变性DNA经退火重新恢复双螺旋结构。
增色效应:变性核酸紫外吸收值增加。
减色效应:复性核酸紫外吸收值恢复原有水平。
Tm值:核酸热变性的温度,即紫外吸收值增加达最大增加量一半时的温度。
第五章碳水化合物糖类: 糖类使多羟基醛或酮及其缩聚物和衍生物的总称。
糖原: 糖原是由葡萄糖组成的非常大的有分支的高分子化合物,是动物体内葡萄糖的储藏形式。
第九、十、十一章 含氮化合物代谢
第九、十、十一章含氮化合物代谢一、知识要点蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物,它们共同决定和参与多种多样的生命活动。
在自然界的氮素循环中,大气是氮的主要储库,微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨,在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮,进而参与蛋白质和核酸的合成。
(一)蛋白质和氨基酸的酶促降解在蛋白质分解过程中,蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。
氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物(如卟啉、激素等),也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量,脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。
(二)氨基酸的生物合成转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。
转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶,谷氨酸是主要的氨基供体,氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。
不同的氨基酸生物合成途径各不相同,但它们都有一个共同的特征,就是所有氨基酸都不是以CO2和NH3为起始原料从头合成的,而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。
不同生物合成氨基酸的能力不同,植物和大部分微生物能合成全部20种氨基酸,而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸,机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸,人有八种必需氨基酸,它们是:Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile和Met。
(三)核酸的酶促降解核酸通过核酸酶降解成核苷酸,核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。
戊糖参与糖代谢,嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸,尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。
其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。
植物体内嘌呤代谢途径与动物相似,但产生的尿囊酸不是被排出体外,而是经运输并贮藏起来,被重新利用。
嘧啶的降解过程比较复杂。
胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶,尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸,两者经脱氨后转变成相应的酮酸,进入TCA循环进行分解和转化。
10.含氮小分子
NH 3 + NA DH + H
+
(CH 2) 2 COOH L-谷氨酸
ห้องสมุดไป่ตู้
转氨作用
氧化脱氨基作用
是转氨基作用和氧化脱氨基作用联合反应。是肝肾等组织中氨基酸 脱氨的主要途径,其逆反应也是非必需氨基酸合成的途径。
(四)嘌呤核苷酸循环(purine nucleotide cycle)
指骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸脱氨基作用方式
(二)一碳基团的载体
---------四氢叶酸
FH4是一碳单位的运载体,携带甲基的部位是在 N5,N10 位
N
5
H N
CH2 HN
10
H N
5
N
N
5 +
CH2 N
10
N H2C
N, N
5 10
CH2 N
10
HC
N, N
5 10
一碳单位
四氢叶酸
甲炔四氢叶酸
甲烯四氢叶酸
H N
5
H N
5
H N
5
N CH2 H H C N 10 O 5 10 N, N 甲 酰 四 氢 叶 酸
一、一碳基团的代谢
一碳基团的定义及存在形式 1、 定义:某些氨基酸在分解代 谢过程中产生的含有一个碳 原子的基团(不包括羧基), 称为一碳单位(one carbon unit)。是氨基酸的代谢产 物,是合成嘌呤和嘧啶核苷 酸的原料。
2 存在形式
1)亚氨甲基(-CH=NH,formimino-) 2)甲酰基(-CHO,formyl-) 3)羟甲基(-CH2OH,hydroxymethyl-) 4)甲烯基(-CH2-,methylene) 5)甲炔基或次甲基(-CH=,methenyl-) 6)甲基(-CH3- methyl- )
《生物化学》含氮小分子物质的代谢
R4
R5
C-末端
生物化学 Biochemistry
蛋白酶(肽链内切酶)
肽链内切酶广泛地分布于各种生物中
• 植物:木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶等。 • 动物:胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等。
✓ 具有专一性的肽链内切酶,常用于蛋白质一 级结构测定
生物化学 Biochemistry
消化道内几种蛋白酶的专一性
琥珀酰CoA CO2
异亮氨酸 蛋氨酸 丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸
生物化学 Biochemistry
四、氨 的 代 谢
Metabolism of Ammonia
生物化学 Biochemistry
(一)氨的去路
1.重新合成氨基酸 2.合成谷氨酰胺(体内运输氨和储存氨的方式) 3.形成NH4+(以胺盐形式排出体外) 4.合成其他含氮物质 5.合成无毒的尿素(哺乳动物氨的主要去路)
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。
2、类型: 直接脱羧 羟化脱羧
胺 羟胺
3、脱羧产物的进一步转化(次生物质代谢)
➢ 直接脱羧基作用
生物化学 Biochemistry
➢ 羟化脱羧基作用
生物化学 Biochemistry
酪氨酸
CO2
多巴
多巴胺
(1)转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶联合脱氨基
部位:在肝脏、肾脏中
生物化学 Biochemistry
由于肌肉、心脏中的L-谷氨酸脱氢酶 活性较弱,发生在肌肉、心脏、大脑 中的脱氨基反应是另外一种特殊的联 合脱氨基作用,叫做嘌呤核苷酸循环 (purine nucleotide cycle)。
含氮化合物代谢
人工干预下的氮循环
人类通过农业活动、工业生产等方式 影响氮的循环,导致氮污染和环境问 题。
氮的转化
有机氮化合物的转化
有机氮化合物在生物体内经过一系列酶促反应被分解和转化 。
无机氮化合物的转化
无机氮化合物如氨、硝酸盐等在微生物的作用下发生转化, 参与氮的循环。
含氮化合物代谢
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
ERA
• 氮的来源和循环 • 含氮化合物的合成与分解 • 含氮化合物的代谢途径 • 含氮化合物的生理功能 • 含氮化合物的代谢异常与疾病 • 含氮化合物的应用
目录
CONTENTS
01
氮的来源和循环
BIG DATA EMPOWERS TO CREATE A NEW
其他含氮化合物代谢异常与疾病
总结词
其他含氮化合物如肌酐、尿素等代谢异常也 可能与某些疾病有关。
详细描述
肌酐和尿素等含氮化合物是人体内蛋白质代 谢的产物。这些化合物的代谢异常可能提示 肾脏功能受损。例如,肾功能不全或肾衰竭 时,肌酐和尿素等含氮化合物的排泄受阻, 导致其在体内积累,引发一系列症状。因此 ,监测这些含氮化合物的水平对于评估肾脏
尿素循环对于维持氮平衡和酸碱平衡具有重要意义,同时也有助于消 除氨对人体的毒性作用。
氨基酸代谢途径
氨基酸代谢途径是含氮化合物 代谢的重要环节之一,主要涉
及蛋白质的分解和合成。
氨基酸代谢途径包括脱氨基、 转氨基、氨基酸氧化等反应, 这些反应在肝脏和肾脏中进行
。
通过氨基酸代谢途径,人体可 以将蛋白质分解为氨基酸并进 一步代谢,同时也可以将氨基 酸合成为蛋白质。
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《动物生物化学》授课内容内容备注第十章含氮小分子代谢含氮类有机分子的种类很多,其中最主要的是氨基酸和核酸分子。
先谈几个概念。
1、蛋白质生物学价值指饲料蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率。
不同来源的蛋白质其氨基酸的组成有所不同,被机体的利用率也不同,但组合在一起则可以大大提高蛋白质互补利用率。
2、氮平衡蛋白氮是机体中最主要的含氮分子,主要影响机体的氮平衡。
氮平衡指机体对氮的总摄入与总排出间的动态平衡。
当机体处于饥饿、营养不良等状态时则为负氮平衡;生长期及孕期个体等则多为正氮平衡,即摄入氮量大于排出量。
3、必需氨基酸指生物个体不能自主合成或合成量不能满足机体代谢之需要的氨基酸。
高等动物对20种氨基酸的需求比较全面的,其中的一部分可以自主合成,但另一部分则必需由食物或体内消化道微生物提供(约8—10种),不同物种、不同的发育阶段对各种氨基酸的需求也有很大的不同。
特别注意: 雏鸡对甘氨酸的需求。
氨基酸是蛋白质的基本结构单元。
其来源有两:内源性体蛋白水解外源性饲料蛋白的吸收分解氨基酸功能:①促进蛋白合成、细胞生长、发育;②促进合成或转化为一些重要含氮化合物,如H、碱基、血红素等;③分解氧化后可直接转化为糖、脂肪等,以提供能量或贮存能量。
11.1 氨基酸代谢一、脱氨基及代谢课程编号:10100500这种反应主要在肝、肾中进行。
途径有三种:氧化脱氨、转氨、联合脱氨。
(1)氧化脱氨由三种氧化酶催化,先生成脱氢的亚胺化物,再自发分解成α酮酸和氨。
但因作用强弱、分布、专一性等差异而意义不大。
L—氨基酸氧化酶以FMN为辅酶,除天冬、谷、丝、苏外均可作用,但作用弱,分布局限。
D—氨基酸氧化酶以FAD为辅酶,活性强,分布广,但天然AA多数为 L型。
L—谷脱氢酶以NAD为辅酶,活性强,分布广,专一性强,反应可逆。
仅对谷氨酸有效。
GTP/ATP 为酶的抑制剂, ADP/GDP 为激活剂。
(2)转氨作用将一种氨基酸的氨基转移到α酮酸上,形成另一种氨基酸和α酮酸,称为转氨作用。
催化酶为转氨酶,有多种,反应可逆,无游离氨产生。
转氨酶以磷酸吡哆醛(VB6)为辅基,体内主要的两种为谷丙转氨酶(GPT),谷草转氨酶(GOT)。
主要分布肝、心等组织,活性强,分布广。
血清转氨酶活性比肝转氨酶低。
当血转氨活性增强时,说明肝组织受损而有大量转氨酶进入血液。
故以此诊断肝功能。
(3)联合脱氨将上述两种脱氨联合才能正真脱氨。
这是体内脱氨的主要方式。
是非必需性氨基酸合成的主要途径,发生肝、肾组织。
因此多数生物体内(包括植物)谷氨酸的总量水平总是高于其他氨基酸水平。
(4)脱氨产物代谢(A)氨代谢氨可用来合成氨基酸、核酸等;可用来构成渗透压;对有些生物又是有毒的。
故不同生物有其特殊的代谢调节机制。
氨去处有三:①合成谷氨酰胺,是氨运输、贮存的无毒方式;②形成尿素(哺乳类)、尿酸(禽类)等,为排泄形式;③形成氨的水合物,是海洋鱼类体内高渗透压的主要构成成份。
(a)酰氨代谢谷氨酰胺可作为体内无毒性的氨的存在形式,具有脂溶性,参与其他代谢合成作用;另外产生的分子氨又形成离子铵,还可以调节体内的酸碱平衡。
(b)尿素合成鸟氨酸循环,此反应主要在肝细胞进行,称Krebs循环。
特点:消耗1CO2+1NH3+4A TP+天冬氨酸的一个氨基,产延胡索酸可进入TCA循环。
注:家禽不能合成尿素,而是合成尿酸(氨被转化成嘌呤碱基,再转化成尿酸),白色、水溶性小、易析出。
(B)α酮酸代谢脱氨后生成,主要去处有:①合成氨基酸(转氨、脱氨反应的逆反应);②转化为糖、脂肪:丙酮酸、草酰乙酸、α酮戊二酸等可经糖异生转化成糖、或转化成酮体、脂肪等;③彻底氧化,物质进入TAC循环可彻底氧化。
二、脱羧基及代谢1、脱羧基在氨基酸代谢中属次级途径,主要是用来产生一些特殊胺分子。
氨基酸脱羧酶磷酸吡哆醛胺+ CO2除组氨酸脱羧酶没有辅基外,其他脱羧酶均有辅基。
酶的专一性强,只作用于L型氨基酸,生成的胺有的有生理活性,有的有毒性。
2、脱羧产物代谢主要产物是胺和CO2胺以胺氧化酶催化生成醛和氨,醛被氧化成酸,再被氧化成CO2和水等CO2 从呼吸排出,或参与合成反应。
三、非必需氨基酸代谢主要合成方式有二:α酮酸的氨基化(联合脱氨的逆反应);α酮酸的转氨作用(两种不同氨基酸的相互转化,由转氨酶催化)。
11.3 个别氨基酸代谢除前面所述氨基酸的共同代谢途径外,因R基团不同,各氨基酸还具有其他重要代谢方式。
一、一碳基团代谢亚甲基、甲基、次甲基、甲酰基、甲羟基等均存在于氨基酸分子中,并作为一碳基团供体,用来合成其他物质或氨基酸。
一碳基团不能游离,只能与载体共存,载体称为一碳载体。
主要有两类:四氢叶酸、S—腺苷蛋氨酸。
前者是重要的辅酶,后者是一碳基团代谢的中间过渡态,也是一碳供体。
意义:①是合成碱基的原料——甲基供体;②是各种代谢物质甲基化的主要来源;某些药物可控制干扰甲基供体的合成,阻碍代谢进行,进而影响细胞生长。
以此治疗或抗菌、抗肿瘤(如氨甲基喋呤抗癌药、磺胺类抗菌药等)。
甲硫氨酸重要的甲基供体S—腺苷蛋氨酸(SAM)的前体物。
其分解与合成存在一个循环:甲硫氨酸循环动物体内这种循环水平较低,仍需从食物中大量获得。
特别对高生产性动物,如蛋鸡等就需添加一定量Met来补充,产蛋能力和质量才会有保证。
二、芳香族氨基酸代谢1、色氨酸代谢必需氨基酸,脱氨后形成5—羟色按;氧化后形成甲酰尿氨酸原,是生糖或生酮氨基酸(衍生氨基酸);色氨酸的最终代谢产物为吲哚酸,从尿排出。
注意:5—羟色胺是一种极重要的升血压物质(对血管壁平滑肌有很强的刺激收缩作用);还是重要的神经递质(与乙酰胆碱功能相似)。
2、酪氨酸代谢酪氨酸与苯丙氨酸可以相互转化,是多种激素和生物活性物质的前体物。
酪氨酸可转变成甲状腺素(与体内基础代谢、产热代谢、水盐代谢等有关)、黑色素(与体色、组织器官色有关)、多巴胺(与神经递质、局部组织代谢及过敏物合成有关)、肾上腺素和去甲肾上腺素(与心血管功能、应激反应有关)等。
多巴胺、肾上腺素和去甲肾上腺素统称儿茶酚胺类物质。
是重要的体液调节激素。
茶叶中含有大量的茶多酚,对神经系统有重要的激动(兴奋)作用,这与它们和多巴胺类神经刺激因子的分子结构相似有关。
3、谷胱甘肽(GSH)这是具有极重要生物多功能的活性小肽。
它的合成无需RNA编码,由两种合成酶自主完成。
GSH的功能:协助机体对游离氨基酸的吸收。
其合成过程与氨基酸吸收构成一个循环。
由“γ—谷氨酰基转移酶”控制循环的速度。
GSH的活性位点在半胱氨酸的巯基(SH—)上。
它的氧化型与还原型的催化酶为GSH还原酶,以NADP+为辅酶。
GSH具有复杂的生物活性作用:转移药物(用与吸收)、转移毒素(用与代谢中间产物解毒)、消除过氧化物(用与抗氧化)、修复损伤(用与抗衰老)等。
11.4 核苷酸代谢一、核苷酸合成核苷、核苷酸吸收进入体内,多数不能用来直接成合自已的核物质,动物主要靠各种小分子原料从头合成(以内源性合成为主)。
多数由小分子原料合成称“从头合成途径”,少数利用外源碱基等的合成称为“补救合成途径”。
1、嘌呤核苷酸合成:(特点)①以5—磷酸核糖为起始物,逐步合成碱基环,形成产物次黄嘌呤IMP(共11步);②合成一分子IMP,消耗6A TP、2Gln、2甲酰-FH4、Gly、Asp、CO2、5磷酸核糖;第一步反应产物为PRPP,由PRPP合成酶催化,受嘌呤核苷酸的反馈抑制;此为调控位点。
③在一磷酸核苷酸基础上再转化成其他核苷酸。
④补救合成利用现成的碱基进行磷酸化,合成核苷酸(肝细胞)。
主要的三种酶均受产物的反馈抑制作用。
2、嘧啶核苷酸合成(特点)①由Gln与HCO-3消耗2A TP合成的氨甲酰磷酸,是在细胞质中完成的;其合成酶与尿素合成中的氨甲酰合成酶同功,但后者在线粒体中,为酶Ⅰ,此为酶Ⅱ。
酶Ⅱ受A TP、PRPP的激活,受高浓度UTP、CTP抑制。
此步为调控位点。
②先合成嘧啶环,后与磷酸核糖结合(共5步)先产生UMP。
③每合成一分子UMP,消耗2A TP,产1NADH,净产1A TP;消耗Gln、Asp。
④在三磷酸核苷酸基础上,转化为其他核苷酸。
⑤补救合成(CMP不能由此合成)3、脱氧核糖核酸合成脱氧核酸由二磷酸核苷酸还原生成,催化的酶包括二磷酸核苷酸还原酶、硫氧还原蛋白、氧化还原蛋白还原酶等形成复合酶系。
XDP 二磷酸核苷酸还原酶系dXDP磷酸KE dXTPNADPH NADP+ H2O A TP ADP但此酶的专一性不强,可催化ADP、GDP、UDP转化成脱氧型。
dTMP可由dUMP甲基化形成,催化的酶为胸腺核苷酸合成酶,并由亚甲基FH4供甲基。
(在一磷酸基础上转化)二、核苷酸分解天然核酸常与蛋白复合存在,酸性条件下才分离,但酸性对核酸的分解能力小,而碱性条件下的酶才能降解。
能水解核酸的酶称为核酸酶。
依底物不同,可分核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶;依水解的位置不同,可分为内切酶、外切酶。
核酸核酸酶核苷酸核苷酸酶核苷核苷酶碱基磷酸二酯酶磷酸单酯酶磷酸核糖1、嘌呤分解主要由腺、鸟嘌呤酶催化水解、脱氨生成次黄嘌呤反应。
A/G 嘌呤酶次黄嘌呤→黄嘌呤→尿酸→→→尿素脲酶NH3 + CO2 + H2O人等部分动物不含嘌呤酶,不能直接分解腺嘌呤,则可在腺苷或腺苷酸水平上脱氨生成次黄核苷等,然后再分解成次黄嘌呤,继续分解。
另外人类缺脲酶,则生成的尿素就直接排出体外;而鸟类、昆虫类则不能分解尿酸,则尿酸就是其主要排泄产物。
2、密啶分解C 脱NH3 U 脱氢脱水脱NH3 脱羧β丙氨酸T 脱氢脱水脱NH3 脱羧β氨基异丙酸产物氨基酸可继续分解:转氨、氧化、脱羧;形成中间产物乙酰CoA、琥珀酰CoA等则进入TAC 循环;产生的NH3、CO2和部分β氨基酸可从尿中排出。
本章主要内容:蛋白质的营养作用氨基酸的氧化分解代谢氨的代谢α-酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成个别氨基酸代谢核苷酸的合成代谢核苷酸的分解代谢。