神经系统生化

(六）抑制性氨基酸 (inhibitory amino acids)
1. 生物合成
原料：Glu
-氨基丁酸（GABA） Gly
Glu脱羧酶
Ser 过程： Glu
GABA
CO2
羟甲基转移酶
Ser
Gly
2. 灭活 ——— 重新摄取
3. 受体
GABAA
两种
GABAB
三、神经递质与神经系统疾病
1. 生物合成
原料：
-酮戊二酸
Glu Asp
草酰乙酸
• 过程：
-酮戊二酸
氨基酸
转氨酶
Glu
草酰乙酸
-酮酸
氨基酸
转氨酶
Asp
-酮酸
2. 灭活 ——— 重新摄取
3. 受体
NMDA
AMPA
五种
KA
L-AP4
ACPD (亲代谢型）
Ca2+
Glu
Gly
膜外
细胞膜
膜内
NMDA受体
Ca2+
Glu ,Gly: 协同激动剂
智力障碍、惊厥等
（五）遗传性核酸代谢病
病因:
先天性酶缺陷
如：痛风症 （自毁容貌综合症）
原发性病因：
先天性缺乏: 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (HGPRT)
第三节 神经递质及其受体
一、神经递质概述
神经末梢 受体 突触
突触前膜 突触后膜 受体
神经递质 突触后膜
（一） 神经递质的特点
髓鞘
神经末梢 (突触)
第一节 神经组织的化学组成
一、髓鞘的脂类组成
主要：鞘磷脂 其次： 胆固醇 / 甘油磷脂 / 半乳糖苷脂 4 ： 3 ： 2
二 、髓鞘的蛋白质组成
主要：
酸性蛋白 碱性蛋白（18KD, 170AA, pI=10.6 )
碱性蛋白 + 三磷酸肌醇 复合物
肢端麻痹症
抗体
（脱髓鞘病动物模型）
过程：
Tyr
TH
胞液
O2
BH4 （四氢生物蝶呤）
H2O
多巴 脱羧酶 CO2 DA 羟化酶 NA
O2
囊泡
胞液
转甲基酶
SAM（S-腺苷蛋氨酸）
A
2. 灭活
酶解失活 两种方式
单胺氧化酶 (MAO) 儿茶酚氧位甲基转移酶
重新摄取
3. 受体
-受体
1
2
3
NA与A
-受体
D1受体
1
2
3
DA
D2受体
CO2
2. 灭活
重新摄取
两种方式 酶解失活
酶解失活：
MAO 5-HT 5-羟吲哚乙醛 醛脱氢酶
5-羟吲哚乙酸 （5-HIAA)
3. 受体
5-HT1
5-HT1A 5-HT1B 5-HT1C 5-HT1D
三种
5-HT2 5-HT3
(四） 组胺 (histamine, HA) 1. 生物合成
原料：组氨酸( His )
三种
肾上腺素 （epinephrine, E) (adrenaline, A) 多巴胺 (dopamine, DA)
H
HO— HO—
H
H
—C— C — N H DA: R=H NA: R=H, -OH A: R=CH3 , -OH H R
儿茶酚胺
1. 生物合成
原料：
酪氨酸( Tyr ) 限速酶： 酪氨酸羟化酶 （tyrosine hydroxylase, TH）
神经系统生物化学
（Biochemistry in the Nervous System)
本章主要内容
神经组织的化学组成 神经组织的物质代谢 神经递质与受体 神经递质与神经系统疾病
中枢神经系统
（脑、脊髓）
神经系统
外周神经系统
（脑神经、脊神经、 植物性神经和神经节）
树突
胞体 轴突
神 经 元
基本功能单位 大脑皮质 高级神经中枢
第二节 神经组织的物质代谢
一、能量与糖代谢
特wenku.baidu.com：
能量代谢率高 耗氧量大，对缺氧敏感 正常：葡萄糖为主要能源 异常：可利用酮体
主要途径：有氧氧化
己糖激酶：低Km; 高Vmax 主要调节酶：磷酸果糖激酶
二、 脂代谢和核酸代谢
（一）脂代谢
神经鞘磷脂 胆固醇 脑苷脂 磷脂酰乙醇胺 磷脂酰胆碱 磷脂酰肌醇
慢
快
（二） 核酸代谢 特点:
mRNA高
缺乏氨基甲酰磷酸合成酶II 尿苷
ATP ADP
UMP
TMP CMP
三、氨基酸代谢
特点：
有较多游离氨基酸
包括：Glu、Asp、 -氨基丁酸
Gln、牛磺酸等
四、脑物质代谢性疾病
（一）脱支酶缺乏症
低血糖性癫痫发作
（二） 3-磷酸甘油酸激酶缺乏症
溶血性贫血和神经症状
4. 简述 PD 的病因和脑缺血时EAA的毒性
作用。
（三） 鞘脂累积病
鞘磷脂沉积症 先天性缺乏鞘磷脂酶 进行性痴呆、耳聋、惊厥发作
（四）氨基酸代谢病
病因:
先天性酶缺陷
氨基酸转运障碍
神经症状: 智力障碍
惊厥发作 共济失调等 如: 苯丙酮酸尿症
生化机制：
苯丙氨酸羟化酶
苯丙氨酸
转氨酶 苯丙酮酸尿症 苯丙酮酸 苯乙酸 苯乳酸 脑组织
酪氨酸
神经损伤
酶解失活 三种方式 扩散失活 重新摄取
乙酰胆碱酯酶
乙酰胆碱
（AchE )
胆碱 + 乙酸
AchE— OH
有机磷农药 解磷定
AchE— 有机磷酰基
3. 受体
烟碱（nicotine) 受体(N 型)
（化学配体门控离子通道受体）
两类
毒蕈碱(muscarine) 受体(M 型)
（与G-蛋白偶联受体）
(二）儿茶酚胺类 (catecholamine, CA) 去甲肾上腺素 （norepinephrine,NE ) (noradrenaline, NA)
(三） 5-羟色胺 (5-hydroxytryptamine, 5-HT)
血清紧张素（serotonin) 1. 生物合成
原料：
色氨酸( Trp )
限速酶：
色氨酸羟化酶 （tryptophane hydroxylase, TPH）
过程：
Trp
TPH
5-羟色氨酸（5-HTP）
脱羧酶 5-HT
过程:
组氨酸脱羧酶
His
CO2
HA
• 小血管扩张物质 • 促胃蛋白酶与胃酸的分泌 • 过敏时释放↑
2. 灭活 ——— 酶解失活
甲基转移酶 HA
SAM
3-甲基组织胺 MAO
3-甲基咪唑乙酸
3. 受体
H1
三种
H2
H3
(五） 兴奋性氨基酸 (excitatory amino acids, EAA)
抑制性（ -氨基丁酸; Gly)
4. 神经肽类： 阿片肽类 P物质等
二、神经递质的代谢
（一） 乙酰胆碱 (Acetylcholine, Ach)
1. 生物合成
原料：
水解
卵磷脂 重新摄取 葡萄糖 脂肪酸
胆碱
氧化
乙酰CoA
-氧化
过程：
胆碱
乙酰CoA CoA 胆碱乙酰 转移酶
乙酰胆碱
2. 灭活
1. 存在于神经末梢
2. 受刺激时自突触前膜释放，作用于突 触后膜受体 3. 外源给予可出现相同生物效应
4. 药物可阻断效应
5. 存在有効灭活机制
（二）神经递质的分类
1. 胆碱类： 2. 单胺类： 乙酰胆碱 多巴胺、去甲肾上腺素、 肾上腺素、5-羟色胺、 组胺 3. 氨基酸类：兴奋性（Glu; Asp)
（一） 胆碱能递质与重症肌无力
外周神经肌肉接头处胆碱能递质系统病变
发病机制：自身免疫系统疾病
产生乙酰胆碱受体的抗体 肌肉收缩无力
结合
受体 受体功能
（二） 多巴胺递质与帕金森氏病 （Parkinson’s disease, PD)
中枢神经锥体外系器质性病变
病理学特征： 黑质DA能神经元 退行性病变 纹状体DA DA与Ach失平衡
震颤、肌强直、动作减少
（三）GABA递质与癫痫（epilepsy)
特征: 惊厥发作
发病机制：
黑质、纹状体、杏仁核内GABA EAA
(四）EAA递质与缺血性脑损伤 EAA毒性作用
脑缺血 EAA 激活NMDAR Ca2+内流
神经损伤
复习题
1. 神经组织物质代谢有哪些特点？
2. 苯丙酮酸尿症发病的生化机制是什么？ 3. 试述 Ach、CA、兴奋性与抑制性氨基酸 递质的合成过程、主要灭活方式和受体类 型。