非营养物质代谢 优秀课件
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非营养物质代谢尹燕华
CH 2CH2C
O
C H3
N CH 2CH2C
CH 2CH2CH2 C O C CH3 C H3
苯丁酸氮芥异丁酯
CH 2CH2C N
CH 2CH2C
O CH2CH 2CH 2C OH
苯丁酸氮芥
异烟肼
O
苯并芘
异烟酸
肼
O
HO HO
HO HO
苯并芘-7,8-二醇 DHEP-BP
2. 第Ⅱ相反应是结合反应
▪ 催化酶：
葡萄糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl transferases, UGT)
举例：
苯酚
+ UDPGA
OH
COOH
C H
H C
OH HO
C
H
O O
C H
H C
OH
苯β葡糖醛酸苷
+ UDP
人肝UGT基因型及编码酶的特异性
基因类型
UGT1A1 UGT1A4 UGT1A6 UGT1A9 UGT2B7 UGT2B15
X-OH + PAPS X-OSO3H + PAP
举例:
O
O
＋PAPS
HO
雌酮
+PAP
HO 3SO
雌酮硫酸酯
3）谷胱甘肽结合反应是细胞自我保护的重要反应
• 催化这类反应的酶称为谷胱甘肽S-转移酶（glutathione
S-transferase, GST）。
O
O
O
O
HO
SG
O
O
+ GSH GST
ADH是乙醇代谢的调节酶。ALDH2活性低下，是该人 群饮酒后乙醛在体内堆积，引起血管扩张、面部潮红、 心动过速等反应的重要原因。
第14章非营养物质代谢尹燕华
苯甲酸 COSCoA + 甘氨酸
苯甲酰CoA
COSCoA + AMP + PPi
苯甲酰CoA
O C N CH 2 COOH + CoASH
H
苯甲酰甘氨酸
目录
5）甲基化反应是代谢内源化合物的重要反应
•甲基的供体：S - 腺苷甲硫氨酸(SAM)
CONH2
CONH2
甲基转移酶 + S-腺苷甲硫氨酸
+ S-腺苷同型半胱氨酸
举例：
苯酚
OH + UDPGA
COOH
C H
H C
OH HO
C
H
O O
C H
H C
OH
苯β葡糖醛酸苷
+ UDP
目录
人肝UGT基因型及编码酶的特异性
基因类型
UGT1A1 UGT1A4 UGT1A6 UGT1A9 UGT2B7 UGT2B15
特征性底物
胆红素，丁丙诺啡，雌三醇 叔胺，5--孕烷-3-20-二醇，雄固酮 5’-羟色胺 甲状腺素 吗啡，去甲羟基安定，雌三醇，猪脱氧胆酸 雄激素，酚酞
＊以终末微血管为中轴，将肝小叶中的肝细胞分为 三条带：
I 区：肝小叶门周区 III区：肝小叶中央周区 II区：介于I区与III区之间目录Leabharlann 终末微血管中央静脉
Ⅲ Ⅱ Ⅰ
肝门管区
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 中央静脉
肝细胞分带示意图 箭头表示血流方向
肝门管区
肝细胞物质代谢的区域化
I带
III带
I带
III带
葡萄糖的释放 糖原分解 糖异生作用
+ H2N
COOH
CH3 N
CH3
苯甲酰CoA
COSCoA + AMP + PPi
苯甲酰CoA
O C N CH 2 COOH + CoASH
H
苯甲酰甘氨酸
目录
5）甲基化反应是代谢内源化合物的重要反应
•甲基的供体：S - 腺苷甲硫氨酸(SAM)
CONH2
CONH2
甲基转移酶 + S-腺苷甲硫氨酸
+ S-腺苷同型半胱氨酸
举例：
苯酚
OH + UDPGA
COOH
C H
H C
OH HO
C
H
O O
C H
H C
OH
苯β葡糖醛酸苷
+ UDP
目录
人肝UGT基因型及编码酶的特异性
基因类型
UGT1A1 UGT1A4 UGT1A6 UGT1A9 UGT2B7 UGT2B15
特征性底物
胆红素，丁丙诺啡，雌三醇 叔胺，5--孕烷-3-20-二醇，雄固酮 5’-羟色胺 甲状腺素 吗啡，去甲羟基安定，雌三醇，猪脱氧胆酸 雄激素，酚酞
＊以终末微血管为中轴，将肝小叶中的肝细胞分为 三条带：
I 区：肝小叶门周区 III区：肝小叶中央周区 II区：介于I区与III区之间目录Leabharlann 终末微血管中央静脉
Ⅲ Ⅱ Ⅰ
肝门管区
Ⅰ Ⅱ Ⅲ 中央静脉
肝细胞分带示意图 箭头表示血流方向
肝门管区
肝细胞物质代谢的区域化
I带
III带
I带
III带
葡萄糖的释放 糖原分解 糖异生作用
+ H2N
COOH
CH3 N
CH3
非营养物质代谢
入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故 又称为混合功能氧化酶。 产物：羟化物或环氧化物 举例：
N2H
HO
N2H
苯胺
对氨基苯酚
➢意义：加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒 物的水溶性，有利于排泄，而且还参与体内许多 重要物质的羟化过程。
• 维生素D3羟化成为具有生物学活性的维生素 • 胆汁酸和类固醇激素合成过程中的羟化作用 • 黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成致癌物质
生物转化的对象
➢ 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成 分，又不作为能源物质。
非营养物质
内源性：如激素、神经递质、胺类等 外源性：如食品添加剂、药物、毒物等
生物转化的主要场所
➢ 肝是生物转化的主要器官； (常见微粒体，少量在胞液） ➢ 肾、肺、胃肠道和皮肤也有一定生物转
化功能。
二、生物转化的意义
1.解毒：生物转化可对体内的大部分非营养物质进 行代谢转化，使其生物学活性降低或丧失(灭活)， 或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒)。
2.排毒：通过生物转化作用可增加这些非营养物质 的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。
肝的生物转化作用≠解毒作用（detoxification）
有些物质，通过生物转化、其活性或毒 性反而加强，即不是灭活而是激活。如 芳香烃:苯骈芘(致癌物)是在肝内经过生
➢ MEOS是乙醇-P450单加氧酶，产物是乙醛，仅 在血中乙醇浓度很高时才被诱导而起作用。
➢ 乙醇诱导MEOS不但不能使乙醇氧化产生ATP， 还可增加对氧和NADPH的消耗，而且还可催化 脂质过氧化产生羟乙基自由基，后者可进一步 促进脂质过氧化，引发肝损伤。
（二）还原反应
＊硝基还原酶类 (nitroreductase) ＊偶氮还原酶类 (azoreductase) 还原产物：相应胺类
N2H
HO
N2H
苯胺
对氨基苯酚
➢意义：加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒 物的水溶性，有利于排泄，而且还参与体内许多 重要物质的羟化过程。
• 维生素D3羟化成为具有生物学活性的维生素 • 胆汁酸和类固醇激素合成过程中的羟化作用 • 黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成致癌物质
生物转化的对象
➢ 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成 分，又不作为能源物质。
非营养物质
内源性：如激素、神经递质、胺类等 外源性：如食品添加剂、药物、毒物等
生物转化的主要场所
➢ 肝是生物转化的主要器官； (常见微粒体，少量在胞液） ➢ 肾、肺、胃肠道和皮肤也有一定生物转
化功能。
二、生物转化的意义
1.解毒：生物转化可对体内的大部分非营养物质进 行代谢转化，使其生物学活性降低或丧失(灭活)， 或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒)。
2.排毒：通过生物转化作用可增加这些非营养物质 的水溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。
肝的生物转化作用≠解毒作用（detoxification）
有些物质，通过生物转化、其活性或毒 性反而加强，即不是灭活而是激活。如 芳香烃:苯骈芘(致癌物)是在肝内经过生
➢ MEOS是乙醇-P450单加氧酶，产物是乙醛，仅 在血中乙醇浓度很高时才被诱导而起作用。
➢ 乙醇诱导MEOS不但不能使乙醇氧化产生ATP， 还可增加对氧和NADPH的消耗，而且还可催化 脂质过氧化产生羟乙基自由基，后者可进一步 促进脂质过氧化，引发肝损伤。
（二）还原反应
＊硝基还原酶类 (nitroreductase) ＊偶氮还原酶类 (azoreductase) 还原产物：相应胺类
生物化学杨洋非营养物质代谢ppt完美版
12
（二）线粒体单胺氧化酶系
肝线粒体内，黄素蛋白
催化胺类物质氧化为醛和氨
单氨氧化酶
RCH2NH2 + O2 + H2O
RCHO + NH3 + H2O2
（三）胞液脱氢酶系
醇脱氢酶、醛脱氢酶 胞液，微粒体内
醇 醛酸
乙醇的代谢
乙醇 ADH 乙醛 ALDH 乙酸
14
二、还原反应
❖ 还原酶系：肝细胞微粒体 ❖ 硝基还原酶、偶氮还原酶 ❖ NADPH提供氢 ❖ 产物为胺类物质*
（三）胆汁酸的肠肝循环
1.概念：*
肠道里的胆汁酸约有95%被重吸收，经门静 脉重新回到肝，肝细胞将游离型胆汁酸再合成为 结合型胆汁酸，并同新合成的胆汁酸一起再次排 入肠道，这一过程称为胆汁酸的肠肝循环。
37
胆汁酸的肠肝循环
胆道
2. 肠道重吸收的部位
结合型胆汁酸：回肠主动重吸收 游离型胆汁酸：小肠和大肠被动重吸收
受年龄、性别、疾病、诱导物等影响
生理情况下，大部分胆素原随粪便排出，
最普遍最重要的结合方式
游离型胆汁酸：小肠和大肠被动重吸收
织，因其与弹性蛋白有较高亲和力，使巩
部位或改变清蛋白构象，干扰胆红素的结合
胆酰辅酶A 游离胆汁酸（侧链上的羧基）
氨、胆红素、胺等代谢产物
鹅脱氧胆酰辅酶A
芳香胺、胺、氨基酸、磺胺药
游粪便排出
催化脂溶性物质接受分子氧中的一个氧原子，掺入底物，生成羟基化合物、环氧化合物及其它含氧化合物，而另一分子氧原子被
NADPH还原为水分子苯巴比妥安眠药可诱导加单氧酶合成（耐药）
胆固醇
7- α羟胆固醇
游离型胆汁酸：小肠和大肠被动重吸收
（二）线粒体单胺氧化酶系
肝线粒体内，黄素蛋白
催化胺类物质氧化为醛和氨
单氨氧化酶
RCH2NH2 + O2 + H2O
RCHO + NH3 + H2O2
（三）胞液脱氢酶系
醇脱氢酶、醛脱氢酶 胞液，微粒体内
醇 醛酸
乙醇的代谢
乙醇 ADH 乙醛 ALDH 乙酸
14
二、还原反应
❖ 还原酶系：肝细胞微粒体 ❖ 硝基还原酶、偶氮还原酶 ❖ NADPH提供氢 ❖ 产物为胺类物质*
（三）胆汁酸的肠肝循环
1.概念：*
肠道里的胆汁酸约有95%被重吸收，经门静 脉重新回到肝，肝细胞将游离型胆汁酸再合成为 结合型胆汁酸，并同新合成的胆汁酸一起再次排 入肠道，这一过程称为胆汁酸的肠肝循环。
37
胆汁酸的肠肝循环
胆道
2. 肠道重吸收的部位
结合型胆汁酸：回肠主动重吸收 游离型胆汁酸：小肠和大肠被动重吸收
受年龄、性别、疾病、诱导物等影响
生理情况下，大部分胆素原随粪便排出，
最普遍最重要的结合方式
游离型胆汁酸：小肠和大肠被动重吸收
织，因其与弹性蛋白有较高亲和力，使巩
部位或改变清蛋白构象，干扰胆红素的结合
胆酰辅酶A 游离胆汁酸（侧链上的羧基）
氨、胆红素、胺等代谢产物
鹅脱氧胆酰辅酶A
芳香胺、胺、氨基酸、磺胺药
游粪便排出
催化脂溶性物质接受分子氧中的一个氧原子，掺入底物，生成羟基化合物、环氧化合物及其它含氧化合物，而另一分子氧原子被
NADPH还原为水分子苯巴比妥安眠药可诱导加单氧酶合成（耐药）
胆固醇
7- α羟胆固醇
游离型胆汁酸：小肠和大肠被动重吸收
生物化学 非营养物质代谢 图文
胆囊胆汁
1.026～1.032 5.5～7.7 80～86 14～20 0.5～1.1 1～4 1.5～10 0.2～1.5 1.8～4.7 0.2～0.9 0.2～0.5
二、胆汁酸的种类
胆汁酸(bile acids)的概念
3. 乙酰化是含胺非营养物质的重要转化反应
乙酰基供体 乙酰辅酶A
催化酶（胞质）
乙酰转移酶
磺胺 苯胺
OCNHNH 2
+ CH3CO ~ CoA
N 异烟肼
乙酰辅酶A
乙酰基 转移酶
O CNHNHCOCH 3 + HS-CoA
N 乙酰异烟肼
辅酶A
4. 谷胱甘肽结合反应
催化酶（胞质） 谷胱甘肽S－转移酶
致癌物 环境污染物 抗肿瘤药物 内源性活性物质 氧化修饰产物
ADH与MEOS之间的比较
ADH
MEOS
肝细胞定位
胞液
底物与辅酶 对乙醇的Km值
乙醇、 NAD+
2mmol/L
乙醇的诱导作用
无
与乙醇氧化相关的 氧化磷酸化
能量变化
释放能量
微粒体
乙醇、NADPH、 O2
8.6mmol/L
有
耗能
东方人ALDH的三种基因型及表型
正常纯 合子
无活性 纯合子
杂合子
45
正常具有 ALDH活性
生物化学
√
1
第一篇 生物分子结构与功能 第一章 蛋白质的结构与功能
第 二章 核酸 的结构 与功 能
第 三章
酶
第 五章 维生 素与无 机盐 （自学 ）
√
2
第 六章
糖 代谢
第二篇 物质代谢及其调节 第七章 第 八章
非营养物质代谢s课件
谢性疾病。
神经性疾病
02
某些非营养物质代谢异常可能影响神经系统的正常功能，如帕
金森病、阿尔茨海默病等。
免疫性疾病
03
非营养物质代谢与免疫系统的正常功能密切相关，异常代谢可
能引发自身免疫性疾病。
对药物作用的影响
药物吸收与分布
非营养物质代谢影响药物 的吸收和在体内的分布， 从而影响药物疗效。
药物转化与排泄
来源
03
环境
生产和生活活动
消费品
非营养物质主要来自环境，如空气、水、 土壤和食物中的污染物。
工业生产、农业活动、交通等产生大量的 非营养物质。
化妆品、清洁剂、家具等消费品中含有的 化学物质。
摄入量与摄入方式
摄入量
不同个体和地区的非营养物质摄入量 存在差异。
摄入方式
非营养物质可通过吸入、食入和皮肤 接触等方式进入人体。
饮食量
摄入的食物量也会影响非营养物质代谢。过饱或过饿都可能导致代谢异 常。
03
饮食频率
饮食频率对非营养物质代谢也有影响，频繁进食可以促进代谢，而长时
间禁食可能导致代谢减缓。
运动调节
有氧运动
有氧运动可以提高非营养物质代谢速率，如跑步、游泳等。
力量训练
力量训练可以增加肌肉量，从而提高非营养物质代谢速率。
柔韧性训练
柔韧性训练可以改善关节活动度，从而影响非营养物质代谢。
药物调节
药物种类
某些药物可以直接或间接影响非营养物质代谢， 如抗生素、降糖药等。
药物剂量
药物剂量对非营养物质代谢的影响非常大，剂量 过小或过大都可能导致代谢异常。
药物使用频率
长时间或频繁使用药物也可能影响非营养物质代 谢。
11非营养物质代谢
肝是生物转化最重要器官，但在肺、肾、胃肠道 和皮肤也有一定生物转化功能 。
目录
二、肝的生物转化作用不等于解毒作用
＊生物转化的意义
对体内的非营养物质(xenobiotics)进行转化，使 其灭活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)；更为重要的 是可使这些物质的溶解度增加，易于排出体外。
•胆汁的成分： 胆汁酸盐（bile salts）、无机盐、粘蛋白、 磷脂、胆色素、胆固醇、多种酶类
目录
两种胆汁的百分组成和部分性质
比重 pH 水 固体成分 无机盐 粘蛋白 胆汁酸盐 胆色素 总脂类 胆固醇 磷脂
肝胆汁
1.0091.013 7.18.5 9697 34 0.20.9 0.10.9 0.52 0.050.17 0.10.5 0.050.17 0.050.08
CO+ OCo HASH+ATP
苯甲酸 COSC +甘o氨A酸
苯甲酰CoA
COS+ CAM oPA+PPi
苯甲酰CoA
O C N C2 H COO+C HoASH
H
苯甲酰甘氨酸
目录
四、生物转化作用受许多因素的影响
（一）年龄、性别、营养、疾病及遗传等因素 对生物转化产生明显影响
➢ 年龄对生物转化作用的影响很明显; ➢ 某些生物转化反应有明显的性别差异; ➢ 营养状况对生物转化作用亦产生影响; ➢ 疾病尤其严重肝病也可明显影响生物转化作用; ➢ 遗传因素亦可显著影响生物转化酶的活性。
CH 2CHO
CH 2COOH
H3CO
MAO OC3H
OC3H
H3CO
OC3H H3CO
OC3H
OC3H
目录
二、肝的生物转化作用不等于解毒作用
＊生物转化的意义
对体内的非营养物质(xenobiotics)进行转化，使 其灭活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)；更为重要的 是可使这些物质的溶解度增加，易于排出体外。
•胆汁的成分： 胆汁酸盐（bile salts）、无机盐、粘蛋白、 磷脂、胆色素、胆固醇、多种酶类
目录
两种胆汁的百分组成和部分性质
比重 pH 水 固体成分 无机盐 粘蛋白 胆汁酸盐 胆色素 总脂类 胆固醇 磷脂
肝胆汁
1.0091.013 7.18.5 9697 34 0.20.9 0.10.9 0.52 0.050.17 0.10.5 0.050.17 0.050.08
CO+ OCo HASH+ATP
苯甲酸 COSC +甘o氨A酸
苯甲酰CoA
COS+ CAM oPA+PPi
苯甲酰CoA
O C N C2 H COO+C HoASH
H
苯甲酰甘氨酸
目录
四、生物转化作用受许多因素的影响
（一）年龄、性别、营养、疾病及遗传等因素 对生物转化产生明显影响
➢ 年龄对生物转化作用的影响很明显; ➢ 某些生物转化反应有明显的性别差异; ➢ 营养状况对生物转化作用亦产生影响; ➢ 疾病尤其严重肝病也可明显影响生物转化作用; ➢ 遗传因素亦可显著影响生物转化酶的活性。
CH 2CHO
CH 2COOH
H3CO
MAO OC3H
OC3H
H3CO
OC3H H3CO
OC3H
OC3H
非营养物质代谢2课件
目录
肝在调节机体胆固醇代谢平衡上起中心作用 ➢ 肝是合成胆固醇最活跃的器官，是血浆胆固醇 的主要来源； ➢ 胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径； ➢ 肝也是体内胆固醇的主要排泄器官； ➢ 肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
目录
三、肝的蛋白质合成及分解代谢 均非常活跃
肝在人体蛋白质合成、分解和氨基酸 代谢中起重要作用。
目录
一、肝的生物转化作用是机体重要 的保护机制
（一）生物转化的概念
机体对内、外源性的非营养物质进行代 谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于 通过胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转 化(biotransformation)。
目录
生物转化的对象
➢ 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成 分，又不作为能源物质。
OH
酚类
葡糖醛酸或硫酸结合物
O环氧化Biblioteka （致癌物）水化酶 水化谷胱甘肽-S-环氧化物
GSH
转移酶
H OH H OH
二氢二醇衍生物
SG OH
谷胱甘肽结合物
２.单胺氧化酶类氧化脂肪族和芳香族胺类
➢单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)存在 于线粒体内。
➢催化的反应：催化胺类物质氧化脱氨基生成相 ●应的醛类。
➢这 些 化 合 物 分 别 在 微 粒 体 硝 基 还 原 酶 (nitroreductase)和偶氮还原酶(azoreductase)的 催化下，从NADH或NADPH接受氢，还原生 成相应的胺类。
目录
目录
（三）酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物转化的 主要水解酶
➢肝细胞的胞液与内质网中含有多种水解酶类， 主 要 有 酯 酶 (esterases) 、 酰 胺 酶 (amidase) 和 糖 苷 酶 (glucosidase) ， 分 别 水 解 酯 键 、 酰 胺 键 和 糖苷键类化合物，以减低或消除其生物活性。 这些水解产物通常还需进一步反应，以利排出 体外。
肝在调节机体胆固醇代谢平衡上起中心作用 ➢ 肝是合成胆固醇最活跃的器官，是血浆胆固醇 的主要来源； ➢ 胆汁酸的生成是肝降解胆固醇的最重要途径； ➢ 肝也是体内胆固醇的主要排泄器官； ➢ 肝对胆固醇的酯化也具有重要作用。
目录
三、肝的蛋白质合成及分解代谢 均非常活跃
肝在人体蛋白质合成、分解和氨基酸 代谢中起重要作用。
目录
一、肝的生物转化作用是机体重要 的保护机制
（一）生物转化的概念
机体对内、外源性的非营养物质进行代 谢转变，使其水溶性提高，极性增强，易于 通过胆汁或尿液排出体外的过程称为生物转 化(biotransformation)。
目录
生物转化的对象
➢ 非营养物质: 既不作为构建组织细胞的成 分，又不作为能源物质。
OH
酚类
葡糖醛酸或硫酸结合物
O环氧化Biblioteka （致癌物）水化酶 水化谷胱甘肽-S-环氧化物
GSH
转移酶
H OH H OH
二氢二醇衍生物
SG OH
谷胱甘肽结合物
２.单胺氧化酶类氧化脂肪族和芳香族胺类
➢单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)存在 于线粒体内。
➢催化的反应：催化胺类物质氧化脱氨基生成相 ●应的醛类。
➢这 些 化 合 物 分 别 在 微 粒 体 硝 基 还 原 酶 (nitroreductase)和偶氮还原酶(azoreductase)的 催化下，从NADH或NADPH接受氢，还原生 成相应的胺类。
目录
目录
（三）酯酶、酰胺酶和糖苷酶是生物转化的 主要水解酶
➢肝细胞的胞液与内质网中含有多种水解酶类， 主 要 有 酯 酶 (esterases) 、 酰 胺 酶 (amidase) 和 糖 苷 酶 (glucosidase) ， 分 别 水 解 酯 键 、 酰 胺 键 和 糖苷键类化合物，以减低或消除其生物活性。 这些水解产物通常还需进一步反应，以利排出 体外。
非营养物质代谢
结合胆汁酸(conjugated bile acid)
.
目录
游离胆汁酸
OH
12
3
HO
H
7 OH
12
COOH 24
例：胆酸
COOH
3
7
例：鹅脱氧胆酸
HO
H
OH
.
目录
结合胆汁酸
OH
12
3
HO
H
7 OH
OH
12
3
HO
H
7 OH
CONHCH2CH2SO3H 例：牛磺胆酸
CONHCH2COOH 例：甘氨胆酸
.
目录
二、生物转化反应的主要类型
❖ 概述 第一相反应：氧化、还原、水解反应 第二相反应：结合反应
* 有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。
* 物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第 二相反应，才最终排出。
.
目录
目录
目录
产物：羟化物或环氧化物 举例：
+ S-腺 苷 同 型 半 胱 氨 酸
+
N
N
尼克酰胺
C3H
N-甲基尼克酰胺
.
目录
三、影响生物转化作用的因素
• 影响因素：年龄、性别、疾病、诱导物、
抑制物等
• 意义：指导用药
.
目录
第二节 胆汁与胆汁酸的代谢
Metabolism of Bile and Bile Acids
.
目录
一、胆汁
胆道系统 肝分泌 (肝胆汁)
外源性：如药物、毒物等
.
目录
＊生物转化的主要场所 肝是主要器官，但在肺、肾、胃肠道和皮肤
.
目录
游离胆汁酸
OH
12
3
HO
H
7 OH
12
COOH 24
例：胆酸
COOH
3
7
例：鹅脱氧胆酸
HO
H
OH
.
目录
结合胆汁酸
OH
12
3
HO
H
7 OH
OH
12
3
HO
H
7 OH
CONHCH2CH2SO3H 例：牛磺胆酸
CONHCH2COOH 例：甘氨胆酸
.
目录
二、生物转化反应的主要类型
❖ 概述 第一相反应：氧化、还原、水解反应 第二相反应：结合反应
* 有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。
* 物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第 二相反应，才最终排出。
.
目录
目录
目录
产物：羟化物或环氧化物 举例：
+ S-腺 苷 同 型 半 胱 氨 酸
+
N
N
尼克酰胺
C3H
N-甲基尼克酰胺
.
目录
三、影响生物转化作用的因素
• 影响因素：年龄、性别、疾病、诱导物、
抑制物等
• 意义：指导用药
.
目录
第二节 胆汁与胆汁酸的代谢
Metabolism of Bile and Bile Acids
.
目录
一、胆汁
胆道系统 肝分泌 (肝胆汁)
外源性：如药物、毒物等
.
目录
＊生物转化的主要场所 肝是主要器官，但在肺、肾、胃肠道和皮肤
大学课程第十一章 非营养物质代谢课件
乙酰水杨酸的生物转化过程：
目录
目录
（四）结合反应是生物转化第二相反应
结合对象： 凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物
或激素等均可发生结合反应。 结合物：
葡糖醛酸、硫酸、乙酰基、谷胱甘肽、 甲基、甘氨酸等物质或基团。
目录
1.葡糖醛酸结合是最重要、最普遍的结 合反应
葡糖醛酸基的直接供体
——尿苷二磷酸葡糖醛酸(UDPGA)
目录
二、生物转化的意义
➢生物转化可对体内的大部分非营养物质进行代 谢转化，使其生物学活性降低或丧失(灭活)， 或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒)。
➢通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水 溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。
肝的生物转化作用≠解毒作用（detoxification） （苯丙芘、环磷酰胺、水合氯醛等）
硫酸供体：3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸( PAPS)
产物：羟化物或环氧化物 举例：
NH 2
HO
NH 2
苯胺
对氨基苯酚
目录
意义：加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒物的水 溶性，有利于排泄，而且还参与体内许多重要物质的羟 化过程。
• 维生素D3羟化成为具有生物学活性的维生素 1, 25,(OH)2D3
• 胆汁酸和类固醇激素合成过程中的羟化作用
• 黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成致癌物质
目录
ADH与MEOS之间的比较
ADH
肝细胞内定位
胞液
底物与辅酶
乙醇、NAD+
对乙醇的 Km值 2mmol/L
乙醇的诱导作用 无
与乙醇氧化相关的 氧化磷酸化释能 能量变化
MEOS 微粒体 乙醇、NADPH、O2 8.6mmol/L 有 耗能
目录
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（四）结合反应是生物转化第二相反应
结合对象： 凡含有羟基、羧基或氨基的药物、毒物
或激素等均可发生结合反应。 结合物：
葡糖醛酸、硫酸、乙酰基、谷胱甘肽、 甲基、甘氨酸等物质或基团。
目录
1.葡糖醛酸结合是最重要、最普遍的结 合反应
葡糖醛酸基的直接供体
——尿苷二磷酸葡糖醛酸(UDPGA)
目录
二、生物转化的意义
➢生物转化可对体内的大部分非营养物质进行代 谢转化，使其生物学活性降低或丧失(灭活)， 或使有毒物质的毒性减低或消除(解毒)。
➢通过生物转化作用可增加这些非营养物质的水 溶性和极性，从而易于从胆汁或尿液中排出。
肝的生物转化作用≠解毒作用（detoxification） （苯丙芘、环磷酰胺、水合氯醛等）
硫酸供体：3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸( PAPS)
产物：羟化物或环氧化物 举例：
NH 2
HO
NH 2
苯胺
对氨基苯酚
目录
意义：加单氧酶系的羟化作用不仅增加药物或毒物的水 溶性，有利于排泄，而且还参与体内许多重要物质的羟 化过程。
• 维生素D3羟化成为具有生物学活性的维生素 1, 25,(OH)2D3
• 胆汁酸和类固醇激素合成过程中的羟化作用
• 黄曲霉素B1经加单氧酶作用生成致癌物质
目录
ADH与MEOS之间的比较
ADH
肝细胞内定位
胞液
底物与辅酶
乙醇、NAD+
对乙醇的 Km值 2mmol/L
乙醇的诱导作用 无
与乙醇氧化相关的 氧化磷酸化释能 能量变化
MEOS 微粒体 乙醇、NADPH、O2 8.6mmol/L 有 耗能
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非营养物质代谢 优秀课件
目录
第十一章
非营养物质代谢
Metabolism of the Nonnutritive Substance
目录
第一节 生物转化作用
Biotransformation
目录
一、体内非营养物质有内源性和外源性两类
＊生物转化的定义 一些非营养物质在体内的代谢转变过
程称为生物转化 (biotransformation) 。
谷胱甘肽结合物
目录
• 迄今已鉴定出30余种人类编码CYP的基因。 • 按氨基酸序列同源性在40%以上分类，可将人肝细胞
P450 分 为 5 个 家 族 ： CYP1 、 CYP2 、 CYP3 、 CYP7 和 CYP27。 • 在同一家族中，按氨基酸序列同源性在55%60%，又 可进一步分为A、B、C等亚族。 • 对异生素进行生物转化的主要CYP是CYP1、CYP2和 CYP3。其中又以微粒体CYP3A4、CYP2C9、CYP1A2 和CYP2E1的含量最多。
硫酸基转移酶
活性硫酸（PAPS）
谷胱甘肽S-转移酶 谷胱甘肽（GSH）
乙酰基转移酶
乙酰CoA
酰基转移酶
甘氨酸
甲基转移酶
S-腺苷甲硫氨酸 （SAM）
内质网 线粒体 胞液或线粒体
内质网 内质网 胞液或内质网
内质网 胞液 胞液与内质网 胞液 线粒体 胞液与内质网
目录
（一）氧化反应是最多见的生物转化第一相反应
目录
ADH是乙醇代谢的关键酶。ALDH2活性低下，是 该人群饮酒后乙醛在体内堆积，引起血管扩张、面部潮 红、心动过速等反应的重要原因。
长期饮用乙醇可使肝内质网增殖。大量的乙醇可 稳定内质网内CYP2E1的活性和增加其mRNA的含量， 即 启 动 微 粒 体 乙 醇 氧 化 系 统 (microsomal ethanol oxidizing system, MEOS)。CYP2E1不但在氧化乙醇时 消耗ADPH和氧，而且还催化脂质过氧化，产生羟乙基 自由基。后者可进一步促进脂质过氧化和肝损伤。
目录
黄曲霉素是致肝癌的重要危险因子 ——黄曲霉素B1经CYP作用生成的黄曲霉素2,3-环氧 化物可与DNA分子中鸟嘌呤结合，引起DNA突变。
O
O
O
O
NADPH+H+ + O2
O O
O
H2N
NH
N
O
O
O
N
N+
OH O
O
P450
O
O
OC3H
黄曲霉素B1
O
O
OC3H
N
HN
2,3-环氧黄曲霉素 H2N N N
目录
酶类
参与肝生物转化作用的酶类
辅酶或结合物
细胞内定位
第一相反应
氧化酶类
单加氧酶系 胺氧化酶
NADPH+H+、O2、细胞色素P450 黄素辅酶
脱氢酶类
NAD+
还原酶类
硝基还原酶 NADH+H+或NADPH+H+
偶氮还原酶 NADH+H+或NADPH+H+
水解酶类
第二相反应
葡糖醛酸基转移酶 活性葡糖醛酸（UDPGA）
＊生物转化的对象 内源性：如激素、胺类等
非营养物质 外源性：如药物、毒物等
目录
＊生物转化的主要场所
肝是生物转化最重要器官，但在肺、肾、胃肠道 和皮肤也有一定生物转化功能 。
目录
二、肝的生物转化作用不等于解毒作用
＊生物转化的意义
对体内的非营养物质(xenobiotics)进行转化，使 其灭活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)；更为重要的 是可使这些物质的溶解度增加，易于排出体外。
CH 2CHO
CH 2COOH
H3CO
MAO OC3H
OC3H
H3CO
OC3H H3CO
OC3H
OC3H
OC3H
麦斯卡林
3,4,5-三甲氧 基苯乙醛
3,4,5-三甲氧 基苯乙酸
目录
目录
3. 醇脱氢酶和醛脱氢酶将乙醇氧化生成乙酸 n 存在部位：胞液中 n 催化的反应：
•醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase, ADH)催化醇类氧化成醛。 CH3CH2OH + NAD+ CH3CHO + NADH + H+ •醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)催化醛类生成酸。 CH3CHO + NAD+ + H2O CH3COOH + NADH +H+
目录
目录
n 产物：羟化物或环氧化物 n 举例：
N2H
苯胺
HO
N2H
对氨基苯酚
目录
多环芳烃的生 物转化过程
多芳香烃
加单氧酶系 加氧
非酶促反应 分子重排
OH
酚类
葡糖醛酸或硫酸结合物
O
环氧化物 （致癌物）
水化酶 水化
谷 胱 甘 肽 -S -环 氧 化 物
GSH
转移酶
H OH H OH
二氢二醇衍生物
SG OH
1. 加单氧酶是氧化非营养物质最重要的酶 存在部位：微粒体内(滑面内质网) 组成：Cyt P450，NADPH+H+，NADPH-细胞色素 P450还原酶 催化的基本反应： RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O
目录
n基本特点： 能直接激活氧分子，其中一个氧原子加
入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故 又称为混合功能氧化酶。
O
O
OC3H
环曲霉素与DNA的 结合产物
DNA-鸟嘌呤
目录
2. 单胺氧化酶氧化脂肪族和芳香族胺类
•单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO) n 存在部位：线粒体内 n 催化的反应：
RCH2NH2+O2+H2O2 胺类物质
RCHO+NH3+H2O 相应的醛
目录
CH 2CH 2NH 2 NH3 + H2O2
还原产物：相应胺类
•硝基还原酶(nitroreductase) :
NO 2
NO
NHOH NH 2
硝基苯
亚硝基苯 羟氨苯
氨基苯
目录
•偶氮还原酶(azoreductase) :
目录
ADH与MEOS之间的比较
肝细胞内定位
ADH 胞液
底物与辅酶
乙醇、NAD+
对乙醇的 Km值 2mmol/L
乙醇的诱导作用 无与乙来自氧化相关的 氧化磷酸化释能 能量变化
MEOS 微粒体 乙醇、NADPH、O2
8.6mmol/L 有 耗能
目录
（二）硝基还原酶和偶氮还原酶是第一相 反应的主要还原酶
※ 肝的生物转化作用≠解毒作用（detoxification）
目录
三、肝的生物转化作用包括两相反应
❖ 概述 第一相反应：氧化、还原、水解反应 第二相反应：结合反应
* 有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。
* 物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第 二相反应，才最终排出。
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第十一章
非营养物质代谢
Metabolism of the Nonnutritive Substance
目录
第一节 生物转化作用
Biotransformation
目录
一、体内非营养物质有内源性和外源性两类
＊生物转化的定义 一些非营养物质在体内的代谢转变过
程称为生物转化 (biotransformation) 。
谷胱甘肽结合物
目录
• 迄今已鉴定出30余种人类编码CYP的基因。 • 按氨基酸序列同源性在40%以上分类，可将人肝细胞
P450 分 为 5 个 家 族 ： CYP1 、 CYP2 、 CYP3 、 CYP7 和 CYP27。 • 在同一家族中，按氨基酸序列同源性在55%60%，又 可进一步分为A、B、C等亚族。 • 对异生素进行生物转化的主要CYP是CYP1、CYP2和 CYP3。其中又以微粒体CYP3A4、CYP2C9、CYP1A2 和CYP2E1的含量最多。
硫酸基转移酶
活性硫酸（PAPS）
谷胱甘肽S-转移酶 谷胱甘肽（GSH）
乙酰基转移酶
乙酰CoA
酰基转移酶
甘氨酸
甲基转移酶
S-腺苷甲硫氨酸 （SAM）
内质网 线粒体 胞液或线粒体
内质网 内质网 胞液或内质网
内质网 胞液 胞液与内质网 胞液 线粒体 胞液与内质网
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（一）氧化反应是最多见的生物转化第一相反应
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ADH是乙醇代谢的关键酶。ALDH2活性低下，是 该人群饮酒后乙醛在体内堆积，引起血管扩张、面部潮 红、心动过速等反应的重要原因。
长期饮用乙醇可使肝内质网增殖。大量的乙醇可 稳定内质网内CYP2E1的活性和增加其mRNA的含量， 即 启 动 微 粒 体 乙 醇 氧 化 系 统 (microsomal ethanol oxidizing system, MEOS)。CYP2E1不但在氧化乙醇时 消耗ADPH和氧，而且还催化脂质过氧化，产生羟乙基 自由基。后者可进一步促进脂质过氧化和肝损伤。
目录
黄曲霉素是致肝癌的重要危险因子 ——黄曲霉素B1经CYP作用生成的黄曲霉素2,3-环氧 化物可与DNA分子中鸟嘌呤结合，引起DNA突变。
O
O
O
O
NADPH+H+ + O2
O O
O
H2N
NH
N
O
O
O
N
N+
OH O
O
P450
O
O
OC3H
黄曲霉素B1
O
O
OC3H
N
HN
2,3-环氧黄曲霉素 H2N N N
目录
酶类
参与肝生物转化作用的酶类
辅酶或结合物
细胞内定位
第一相反应
氧化酶类
单加氧酶系 胺氧化酶
NADPH+H+、O2、细胞色素P450 黄素辅酶
脱氢酶类
NAD+
还原酶类
硝基还原酶 NADH+H+或NADPH+H+
偶氮还原酶 NADH+H+或NADPH+H+
水解酶类
第二相反应
葡糖醛酸基转移酶 活性葡糖醛酸（UDPGA）
＊生物转化的对象 内源性：如激素、胺类等
非营养物质 外源性：如药物、毒物等
目录
＊生物转化的主要场所
肝是生物转化最重要器官，但在肺、肾、胃肠道 和皮肤也有一定生物转化功能 。
目录
二、肝的生物转化作用不等于解毒作用
＊生物转化的意义
对体内的非营养物质(xenobiotics)进行转化，使 其灭活 (inactivate)，或解毒(detoxicate)；更为重要的 是可使这些物质的溶解度增加，易于排出体外。
CH 2CHO
CH 2COOH
H3CO
MAO OC3H
OC3H
H3CO
OC3H H3CO
OC3H
OC3H
OC3H
麦斯卡林
3,4,5-三甲氧 基苯乙醛
3,4,5-三甲氧 基苯乙酸
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目录
3. 醇脱氢酶和醛脱氢酶将乙醇氧化生成乙酸 n 存在部位：胞液中 n 催化的反应：
•醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase, ADH)催化醇类氧化成醛。 CH3CH2OH + NAD+ CH3CHO + NADH + H+ •醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)催化醛类生成酸。 CH3CHO + NAD+ + H2O CH3COOH + NADH +H+
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n 产物：羟化物或环氧化物 n 举例：
N2H
苯胺
HO
N2H
对氨基苯酚
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多环芳烃的生 物转化过程
多芳香烃
加单氧酶系 加氧
非酶促反应 分子重排
OH
酚类
葡糖醛酸或硫酸结合物
O
环氧化物 （致癌物）
水化酶 水化
谷 胱 甘 肽 -S -环 氧 化 物
GSH
转移酶
H OH H OH
二氢二醇衍生物
SG OH
1. 加单氧酶是氧化非营养物质最重要的酶 存在部位：微粒体内(滑面内质网) 组成：Cyt P450，NADPH+H+，NADPH-细胞色素 P450还原酶 催化的基本反应： RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O
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n基本特点： 能直接激活氧分子，其中一个氧原子加
入底物分子中，另一氧原子被还原为水，故 又称为混合功能氧化酶。
O
O
OC3H
环曲霉素与DNA的 结合产物
DNA-鸟嘌呤
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2. 单胺氧化酶氧化脂肪族和芳香族胺类
•单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO) n 存在部位：线粒体内 n 催化的反应：
RCH2NH2+O2+H2O2 胺类物质
RCHO+NH3+H2O 相应的醛
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CH 2CH 2NH 2 NH3 + H2O2
还原产物：相应胺类
•硝基还原酶(nitroreductase) :
NO 2
NO
NHOH NH 2
硝基苯
亚硝基苯 羟氨苯
氨基苯
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•偶氮还原酶(azoreductase) :
目录
ADH与MEOS之间的比较
肝细胞内定位
ADH 胞液
底物与辅酶
乙醇、NAD+
对乙醇的 Km值 2mmol/L
乙醇的诱导作用 无与乙来自氧化相关的 氧化磷酸化释能 能量变化
MEOS 微粒体 乙醇、NADPH、O2
8.6mmol/L 有 耗能
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（二）硝基还原酶和偶氮还原酶是第一相 反应的主要还原酶
※ 肝的生物转化作用≠解毒作用（detoxification）
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三、肝的生物转化作用包括两相反应
❖ 概述 第一相反应：氧化、还原、水解反应 第二相反应：结合反应
* 有些物质经过第一相反应即可顺利排出体外。
* 物质即使经过第一相反应后，极性改变仍不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第 二相反应，才最终排出。