生化氨基酸代谢
生化课件第九章 氨基酸代谢
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 C H 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
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸酶
γ-谷氨酰
谷氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶
半胱氨酸 合成酶
ATP
ATP
γ-谷氨酰半胱氨酸
ADP+Pi
(二)γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用
目录
γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)的要点:
✓ 氨基酸的吸收及其向细胞内的转运过 程是通过谷胱甘肽的分解与合成来完成的 ✓ -谷氨酰基转移酶是关键酶,位于细胞 膜上 ✓ 转移1分子氨基酸需消耗3分子ATP
2个氮原子,1个来自氨,1个来自天冬氨酸
• 涉及的氨基酸及其衍生物: 6种
鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、
精氨酸代琥珀酸、 N-乙酰谷氨酸
•限速酶:精氨酸代琥珀酸合成酶
• 耗能: 3个ATP;4个高能磷酸键
•与三羧酸循环的联系物质:延胡索酸
*意义 解除氨毒以保持血氨的低浓度水平
目录
(三)尿素合成的调节
目录
三、 蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败作用(putrefaction) 在消化过程中,有一小部分蛋白质不被消
化,也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌 对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用, 称为蛋白质的腐败作用。
生物化学讲义第七章氨基酸代谢
第七章氨基酸代谢【目的和要求】1、掌握体内氨基酸的来源与去路;氨的来源与去路;掌握氨基酸脱氨基方式及基本过程;2、掌握一碳单位的定义、种类、载体和生物学意义。
3、熟悉必需氨基酸的种类和蛋白质的营养价值与临床应用。
4、了解个别氨基酸代谢,了解氨基酸代谢中某个酶缺陷或活性低时所导致的氨基酸代谢病。
【本章重难点】1氨基酸的来源和去路2.氨的来源和去路3.鸟氨酸循环4.联合脱氨基作用学习内容第一节蛋白质的营养作用第二节氨基酸的一般代谢第三节个别氨基酸的代谢第一节蛋白质的营养作用一氨基酸的来源和去路㈠氨基酸的来源氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
参加体内代谢的氨基酸,除经食物消化吸收来以外,还来自组织蛋白质分解和自身合成。
这些氨基酸混为一体,分布在细胞内液和细胞外液,构成氨基酸代谢库。
体内的氨基酸的来源和去路保持动态平衡,它有三个来源:⒈食物蛋白质经消化吸收进入体内的氨基酸。
组成蛋白质的氨基酸有二十种,其中有8种是人体需要而不能自身合成,必需由食物供给的,称为必需氨基酸。
它们为苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸,苯丙氨酸及蛋氨酸。
其余十二种氨基酸在体内可以合成或依赖必需氨基酸可以合成,称为非必需氨基酸。
食物蛋白质营养价值的高低取决于食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量和比例。
种类齐全、数量大、比例与人体需要越接近,其营养价值越高。
为提高蛋白质的营养价值,把几种营养价值较低的蛋白质混合食用,必需氨基酸相互补充,从而提高氨基酸的利用率,称为蛋白质营养的互补作用。
蛋白质具有高度种属特异性,不能直接输入人体,否则会产生过敏现象。
进入机体前必先在肠道水解成氨基酸,然后吸收入血。
蛋白质的消化作用主要在小肠中进行,由内肽酶(胰蛋白酶、糜蛋白酶及弹性蛋白酶)和外肽酶(羧基肽酶、氨基肽酶)协同作用,水解成氨基酸,水解生成的二肽也可被吸收。
未被吸收的氨基酸及蛋白质在肠道细菌的作用下,进行分解代谢,其代谢过程可产生许多对人体有害的物质(吲哚、酚类、胺类和氨),此过程称为蛋白质的腐败作用。
氨基酸代谢和合成途径的分子生物学和生化特性分析
氨基酸代谢和合成途径的分子生物学和生化特性分析氨基酸是构成生命体系的基本成分,除参与蛋白质合成外,在许多生物学过程中也扮演重要角色,因此氨基酸代谢和合成途径成为分子生物学和生化学领域中的重要研究方向之一。
本文将对氨基酸代谢和合成途径的分子生物学和生化特性进行分析,旨在加深对这一领域的认识。
一、氨基酸代谢途径氨基酸代谢途径分为两类:分解氨基酸的代谢途径和合成氨基酸的代谢途径。
前者将氨基酸分解为NH3和二氧化碳等废物,在细胞中产生ATP等能量,其中包括氨酸循环、天冬酰胺代谢和芳香族氨基酸代谢等。
后者是指将小分子化合物合成氨基酸,成为固定碳源的重要途径,包括磷酸戊糖途径和三羧酸循环等。
二、氨基酸合成途径氨基酸合成途径涉及到复杂的化学反应,需要多种特定酶、载体和反应底物参与。
其中,最为广泛的氨基酸合成途径是磷酸甲酰氢酶途径(CMP途径),它是合成非必需氨基酸的主要途径。
CMP途径的反应过程中涉及到多个重要酶,如同型IV甘氨酸酶、同型转移酶等,通过共同作用,最终完成非必需氨基酸的合成。
三、氨基酸代谢和合成途径的调节机制氨基酸代谢和合成途径的调节机制涉及到多种信号通路和分子交互作用。
大多数氨基酸代谢酶在生理剂量下呈现负反馈调节,而氨基酸合成途径则受到正反馈控制。
此外,氨基酸代谢途径和合成途径的开关机制和累积反馈对肝脏糖异生途径的调节也具有重要作用。
四、氨基酸代谢和合成途径与健康的关系氨基酸代谢和合成途径与机体的健康密切相关。
氨基酸代谢紊乱常见于多种代谢性疾病,如糖尿病和肥胖等,而氨基酸合成途径则在脑增龄和贫血治疗中发挥着重要作用。
同时,氨基酸代谢和合成途径的水平也可作为疾病的检测和预测指标,在疾病诊断和治疗中具有重要作用。
五、结论氨基酸代谢和合成途径的分子生物学和生化特性是分子生物学和生化学研究的核心内容之一。
氨基酸代谢途径分为两类:分解氨基酸的代谢途径和合成氨基酸的代谢途径。
氨基酸合成途径中CMP途径是最为广泛的途径,反应需要多种特定酶、载体和反应底物参与。
氨基酸的代谢知识点
氨基酸的代谢知识点氨基酸代谢学习重点考纲提示:1.氨基酸,蛋白质生化2.个别重要氨基酸的代谢一、蛋白质的生理功能及营养作用1.营养必需氨基酸的概念和种类(1)定义:必须由食物供应的氨基酸称为营养必需氨基酸(2)地位:必需氨基酸的种数比(种类,数量,比例)决定蛋白质的生理价值(3)种类:八类——口诀记忆:甲携来一本亮色书(甲硫氨酸,缬氨酸,赖氨酸、异亮氨酸,苯丙氨酸和亮氨酸、色氨酸、苏氨酸)2.氮平衡(1)氮平衡概念:是指氮的摄入量与排出量之间的平衡状态(2)氮平衡分类1)总氮平衡:摄入氮=排出氮,如正常成年人2)正氮平衡:摄入氮排出氮,如生长期的儿童少年,孕妇和恢复期的伤病员3)负氮平衡:苏氨酸缺乏,引起负氮平衡,摄入氮排出氮,如慢性消耗性疾病,组织创伤和饥饿3.氨基酸和蛋白质的生理功能氨基酸是组成蛋白质的基本组成单位,氨基酸的重要生理作用是合成蛋白质,也是核酸、尼克酰胺、儿茶酚胺类激素、甲状腺素及一些神经介质的重要原料。
多余的氨基酸在体内也可以转变成糖类或脂肪,或作为能源物质氧化分解释放能量。
蛋白质是生命的物质基础,维持细胞、组织的生长、更新、修补;参与体内多种重要的生理活动,如催化物质反应、代谢调节、运输物质、机体免疫、肌肉收缩和血液凝固等;作为能源物质氧化供能。
二、蛋白质在肠道的消化、吸收及腐败作用1.蛋白酶在消化中的作用(1)蛋白消化作用:主要靠酶完成(2)胰液中的蛋白酶:外肽酶和内肽酶1)外肽酶:羧基肽酶和氨基肽酶。
想象氨基酸的氨基,羧基在其两端,在外侧,为外肽酶2)内肽酶:胰蛋白酶(能激活其他蛋白酶原的蛋白酶,蛋白质的消化主要靠它完成)、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。
2.氨基酸吸收(1)小肠直接被吸收(2)耗能靠钠需载体的主动转运而吸收:载体主要是中性氨基酸载体(3)-谷氨酰基循环:是氨基酸吸收另一机制3.蛋白质的腐败作用(1)定义:大肠进行,细菌参与,通过氨基酸脱氨基,脱羧基作用完成。
(2)产物1)大多数有害产物:氨类2)少数经肝解毒为无害产物三、氨基酸的一般代谢1.联合脱氨作用(1)定义:脱氨作用和转氨作用联合为联合脱氨作用,是体内脱氨基主要方式,也是体内氨****的主要方式,是合成非必需氨基酸重要途径(2)参与联合脱氨作用的维生素:B6,PP(3)反应特点1)可逆2)互变:氨基酸完成互变,原有的氨基酸脱氨,转变成相应的-酮酸,而作为受氨的-酮酸则因接受氨基而转变成另一种氨基酸。
生化 第七章 氨基酸代谢
生化~ 第七章氨基酸代谢*关键酶γ-谷氨酰基循环(Meister循环)→★γ-谷氨酰基转移酶鸟氨酸循环(尿素循环)→★精氨酸代琥珀酸合成酶*英文GABA →γ -氨基丁酸(★有考过)5-HT →五-羟色胺GOT →谷草转氨酶(在心脏)~ 若超标会心肌梗死GPT →谷丙转氨酶(在肝脏)~ 若超标会急性肝炎SAM →S-腺苷甲硫氨酸(是活性甲基的供体)PAPS →3’-磷酸腺苷5’-磷酸硫酸(是活性硫酸根的供体)UDPG →尿苷二磷酸葡萄糖(是活性葡萄糖的供体)P93UDPGA →尿苷二磷酸α-葡糖醛酸(是活性葡萄糖醛酸的供体)P373*填充转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛(★有考过勿写错字)γ -氨基丁酸(γ-aminobutyric acid, GABA)是由哪种氨基酸生成的~谷氨酸氮平衡:摄入氮=排出氮氨基酸的吸收形式:氨基酸吸收载体、依赖GSH血氨的转运~氨在血液中主要以*两种形式运输:丙氨酸-葡萄糖循环、谷氨酰胺的运氨作用*选择α-酮酸(氨基的受体):丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸(★选择)下列氨基酸中哪些可以生糖?哪些可以生酮?哪些可以生糖兼生酮?1.生糖氨基酸Gly、Ser、Val、His、Arg、Cys、Pro、Ala、Glu、Gln、Asp、Asn、Thr2.生酮氨基酸Leu、Lys3.生糖兼生酮氨基酸Ile、Phe、Tyr、Trp(6)以下哪个不是一碳单位(1)甲基(2)甲烯基(3)甲炔基(4)甲酰基(5)亚胺甲基(6)CO2 *缺乏会产生的病症酪氨酸酶→★白化病(无黑色素)苯丙氨酸羟化酶→★苯丙酮酸尿症(PKU)(黑色素很少,尿有发霉味)叶酸→巨幼红细胞性贫血多巴胺→帕金森氏病(Parkinson disease)*名解一碳单位(★常考而且必须举例):某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的基团例如:甲基、甲烯基,载体是四氢叶酸(FH4)转氨基作用★:在转氨酶的催化下,某一氨基酸的α-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成α-酮酸。
临床执业医师考试真题解析生化第八单元氨基酸代谢
第八单元氨基酸代谢第一节蛋白质的生理功能及营养作用一、蛋白质与氨基酸的生理功能蛋白质是人体必需的主要营养物质。
蛋白质的分解产物是氨基酸;氨基酸的重要生理功能之一是作为蛋白质、多肽合成的原料,是蛋白质或多肽的基本组成单位。
因此,蛋白质与氨基酸的生理功能既有联系,又有区别。
蛋白质的生理功能:(一)维持组织的生长、更新和修复蛋白质是组织、细胞的重要结构物质,参与组织、细胞的组成。
膳食中必须提供足够质和量的蛋白质,才能维持组织、细胞的生长、更新和修复。
(二)参与多种重要的生理功能人体内有多种功能的蛋白质、多肽,执行多种特殊生理功能,如催化功能(如酶)、调节功能(如激素)、运输功能(如血红蛋白、脂蛋白)、储存功能(如肌红蛋白、铁蛋白)、保护功能(如抗体、补体、凝血酶原)、维持体液胶体渗透压(如清蛋白)等。
(三)氧化供能体内蛋白质、多肽分解成氨基酸后,经脱氨基作用生成的。
酮酸可直接或间接参加三羧酸循环氧化分解。
每克蛋白质在体内氧化分解产生17.19kJ(4.1kcαl)能量,是体内能量来源之一。
一般来说,****每日约有18%的能量来自蛋白质。
因为蛋白质的这种功能可由糖及脂肪代替,所以供能是蛋白质的次要生理功能。
(四)转变为糖类和脂肪。
【助理】1蛋白质的功能可完全由糖或脂类物质代替的是(2005)Α.构成组织B.氧化供能C调节作用D.免疫作用E催化作用答案:B二、必需氨基酸的概念和种类体内需要而不能自身合成、或合成量不能满足机体需要,必须由食物供应的氨基酸称为必需氨基酸。
必需氨基酸包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。
(6~7题共用备选答案)(2003)Α.半胱氨酸B.丝氨酸C.蛋氨酸D.脯氨酸E.鸟氨酸【执业】6.含巯基的氨基酸是答案:Α【执业】7.天然蛋白质中不含有的氨基酸是答案:E【执业】8.下述氨基酸中属于人体必需氨基酸的是(2001)Α.甘氨酸B.组氨酸C.苏氨酸D.脯氨酸E.丝氨酸答案:C第二节蛋白质在肠道的消化、吸收及腐败作用一、蛋白酶在消化中的作用(一)胃液中的蛋白酶胃粘膜主细胞合成并分泌胃蛋白酶原,经胃酸激活生成胃蛋白酶。
生化氨基酸代谢
O OH
NH2 -C-O-P=O + 2ADP + Pi OH
氨基甲酰磷酸
2)瓜氨酸旳合成
NH2 CO~ P
O
NH2 C=O
NH2
NH
(CH2)3 OCT(CH2)3
+ CHNH2
CH-NH2
COOH
COOH
+ H3PO4
氨基甲酰磷酸 鸟氨酸
瓜氨酸
OCT:鸟氨酸氨基甲酰转移酶(线粒体)
3)精氨酸旳合成
精氨酸
尿素
鸟氨酸
线粒体
尿素生成总反应式 2NH3 + CO2 + 3ATP + 2H2O CO(NH2)2 + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi
尿素循环和TCA旳联络(Krebs 双循环)
尿素合成小结
1.原料:2NH3(Asp NH3)、CO2 2.产物:1尿素
3.部位:肝 5.排泄:肾
排氨生物:以NH3形式随水直接排 出体外。(原生动物、线虫和鱼类— —水生动物) 以尿酸排出:将NH3转变为溶解度 较小旳尿酸排出。经过消耗大量能 量而保存体内水分。(陆生爬虫及 鸟类) 以尿素排出:经尿素循环(肝脏) 将NH3转变为尿素而排出。(哺乳 动物) 重新利用合成AA 合成酰胺(高等植物中) 嘧啶环旳合成(核酸代谢)
FPH2+O2
FP+H2O2
• AA氧化酶旳种类
L-AA氧化酶:催化L-AA氧化脱氨,体内分布不广泛,
最适pH10左右,以FAD或FMN为辅基。
D-AA氧化酶:体内分布广泛,以FAD为辅基。但体
内D-AA不多。
L-谷氨酸脱氢酶:专一性强,分布广泛(动、植、微
氨基酸代谢的生物化学过程
氨基酸代谢的生物化学过程氨基酸代谢是生物体内一个重要的生物化学过程。
在人体中,氨基酸代谢主要发生在肝脏中,包括蛋白质的降解和新合成。
在这个过程中,一系列酶参与了氨基酸的转化,将其转化为能量或者供应新的蛋白质合成所需的氨基酸。
首先,氨基酸代谢的第一步是氨基基团的去除,这一过程称为脱氨作用。
脱氨酶是参与脱氨作用的关键酶,它能够催化氨基酸与α-酮酸反应,生成α-酮酸和氨气。
在这个过程中,氨基酸被转化为不同的代谢产物,例如α-酮酸、氨氨基酸和氨基酸。
这些代谢产物可以进一步参与能量代谢或者合成新的蛋白质。
其次,氨基酸的碳骨架可以被进一步代谢,主要通过三羧酸循环进行。
三羧酸循环是细胞内一个重要的代谢通路,能够将氨基酸的碳骨架转化为能量和有机物。
在这个过程中,氨基酸的碳骨架会被氧化分解,生成辅酶A和NADH等还原辅酶,并最终产生ATP。
此外,氨基酸代谢还涉及氨基酸的合成。
在蛋白质合成过程中,氨基酸可以被合成成新的蛋白质。
氨基酸的合成过程往往需要多种酶的参与,例如转氨酶、缬氨酸合成酶等。
这些酶能够催化氨基酸的合成反应,从而满足细胞对新蛋白质的需求。
总的来说,氨基酸代谢是一个复杂而严密的生物化学过程,通过一系列酶的协同作用,将蛋白质分解为氨基酸,进而参与能量代谢或者蛋白质合成。
这个过程的正常进行对维持生物体内稳态至关重要,任何环节的紊乱都可能导致疾病的发生。
因此,对氨基酸代谢过程的深
入研究不仅有助于我们更好地理解生物体内的代谢调控机制,也为相关疾病的防治提供了新的思路和方法。
【316字】。
氨基酸代谢的生化反应途径
氨基酸代谢的生化反应途径氨基酸是构成蛋白质的基本结构单位,同时也是维持生命活动的重要物质之一。
氨基酸代谢是生物体内复杂的生化反应过程,包括氨基酸的吸收、转运、降解和合成等多个环节,这些环节的协调运作保证了生物体内氮元素的平衡和能量的维持。
下面将从氨基酸的结构特点、氨基酸的降解代谢和氨基酸的合成代谢三个方面来讲述氨基酸代谢的生化反应途径。
一、氨基酸的结构特点氨基酸具有一个氨基(-NH2)和一个羧基(-COOH)以及一个侧链(R)的结构,其中氨基和羧基是氨基酸的“脊梁”,侧链则是不同氨基酸的特征。
侧链的不同决定了氨基酸的生物学功能和代谢途径。
氨基酸在生物体内的来源包括膳食和内源性合成两种途径。
二、氨基酸的降解代谢氨基酸的降解代谢是将氨基酸分解为能量物质和尿素的过程,其中前者可供能量和生物合成,后者则为排泄产物。
氨基酸的降解代谢包括以下反应途径:转氨、脱羧、酰化、氨基酸循环等。
1、氨基酸转氨氨基酸转氨是将氨基酸的氨基转移至仿生α-酮酸上形成新的氨基酸和α-酮酸的过程,其中转移后的氨基酸可继续加入氨基酸循环进行进一步代谢。
常见的氨基酸转氨反应包括谷氨酸酸和天门冬酰基转移酶等。
2、氨基酸脱羧氨基酸脱羧是将氨基酸的羧基去除,形成胺和不同的酮酸的过程,其中酮酸可进一步参与到三羧酸循环的代谢过程中。
常见的氨基酸脱羧反应包括天门冬氨酸和丙氨酸脱羧酶等。
3、氨基酸酰化氨基酸酰化是将氨基酸的酸根(羧基)与辅酶A结合,形成酯的过程。
酯化后的氨基酸可参与到脂质代谢和能量代谢等多个方面。
常见的氨基酸酰化反应包括丙氨酸以及谷氨酸的酰基转移酶等。
4、氨基酸循环氨基酸循环是将非极性氨基酸转化为尿素以排泄过多的氮的过程,其中非极性氨基酸在酸性环境下都能成为谷氨酸的先体(谷氨酸-α-酮戊酸)。
常见的施氏循环和天冬氨酸循环。
三、氨基酸的合成代谢氨基酸的合成代谢是将小分子化合物合成为氨基酸的复杂过程。
氨基酸的合成代谢包括以下反应途径:固氮、胱氨酸途径、仿生途径等。
生化-氨基酸代谢知识点整理
生化-氨基酸代谢知识点整理●氨基酸降解●对于大多数氨基酸而言,其降解第一步反应通常是依赖于PLP转氨基●多数氨基酸是通过脱掉氨基形成α-酮酸进行降解的,随后脱掉的氨基可以重新参与新氨基酸的合成、形成酰胺将氨基储存起来、形成铵盐、进入尿素循环;a-酮酸则可以参与脂肪的合成经过葡萄糖异生合成葡萄糖或者进入TCA循环彻底氧化成二氧化碳和水。
●氨基酸降解,是生物体的一种主动行为,是生物体利用氨基酸的又一种方式。
●过程●脱氨作用●氧化脱氨基作用●是以谷氨酸脱氢酶(该酶可用NAD+或者NADP+作为辅因子,该酶催化的反应能够产生NH4+,该酶催化谷氨酸转化为a-酮戊二酸)为主的脱氨方式●谷氨酸脱氢酶广泛存在于不同生物体中的各种细胞和组织中,因此氧化脱氨以及联合脱氨是氨基酸降解的主要方式●转氨基作用●由转氨酶(辅酶磷酸吡哆醛)催化●联合脱氨作用●动物体中,联合脱氨作用(以嘌呤核苷酸循环为核心)是氨基酸降解的主要脱氨方式●联合脱氨是转氨作用、氧化脱氨的结合方式,即在转氨酶的作用下,多数氨基酸将其氨基转移给α-酮戊二酸,产生谷氨酸与相应的酮酸,谷氨酸在谷氨酸脱氢酶的催化下发生氧化脱氨基作用产生α-酮戊二酸和氨离子,氨离子进入尿素循环。
●嘌呤核苷酸循环是指次黄嘌呤核苷酸(IMP)与天冬氨酸反应产生腺苷酰琥珀酸,后者被腺苷酰琥珀酸裂合酶催化产生腺嘌呤核苷酸(AMP)和延胡索酸,而后AMP水解脱氨,形成IMP,IMP继续参与上述反应的过程。
●非氧化脱氨基作用●脱酰胺基作用●脱羧反应●直接脱羧基作用●羟化脱羧基作用●降解产物的去向●氨的代谢转变●重新合成氨基酸●生成谷氨酰胺●生成铵盐●通过鸟氨酸循环生成尿素●鸟氨酸循环(尿素循环)●部位:部分发生在线粒体中,部分发生在细胞质中●参与尿素循环的酶有氨甲酰磷酸合成酶I、鸟氨酸转氨甲酰酶、精氨基琥珀酸合成酶、精氨基琥珀酸裂合酶(也叫精氨琥珀酸酶)和精氨酸酶,生成的脲中1个氮原子来自谷氨酸氧化脱掉的氨,1个氮原子来自天冬氨酸的氨基,碳骨架来自氨甲酰磷酸。
氨基酸代谢的分子机制
氨基酸代谢的分子机制氨基酸代谢是维持生命活动不可缺少的一项生化作用。
氨基酸代谢的分子机制是指体内氨基酸代谢途径中所涉及的分子反应路径和调节机制,由于代谢途径十分复杂,涉及的分子反应链条和分子机制也十分繁琐。
1、重要氨基酸代谢途径体内的氨基酸主要来源分为两类,一类是由外源性摄取,另一类是由蛋白质降解产生。
在体内,氨基酸经过各种代谢途径的反应转化,最终可转化为能量和生物分子。
最为重要的氨基酸代谢途径有以下几种:(1) 转氨作用:在该作用中,体内氨基酸通过转移氨基转化为另一种氨基酸或酮酸。
该作用通过氨基酸转龙氨酸酶、谷氨酰胺酰基转移酶等酶催化完成。
(2) 尿素循环:尿素循环是体内排泄氮的主要途径,它包括多个转化反应,其中最重要的反应是由鸟氨酸和谷氨酰胺转化为尿素。
(3) 糖异生途径:当人体的糖原和葡萄糖储备不足,肝脏可以通过糖异生途径将氨基酸转化为葡萄糖,以供能量消耗之用。
2、重要氨基酸代谢调节机制氨基酸代谢调节机制可以说是氨基酸代谢的灵魂所在。
在维持生命活动的过程中,体内氨基酸不仅需要被分解和合成,还需要受到谨慎的调节,以维持其稳定的水平和正确的比例。
(1) 基因表达调节:氨基酸代谢中的许多关键酶是由特定的基因决定的,因此,基因表达的调节可以直接影响氨基酸代谢的过程。
例如,饥饿状态下体内的蛋白酶活性升高,进而导致蛋白分解增加,通过基因表达调节,可以调控体内蛋白酶的表达水平,从而达到维持氨基酸稳定的目的。
(2) 酶活性调节:氨基酸代谢中的酶活性调节可以分为两类:糖原酶和非糖原酶。
糖原酶是指能够催化氨基酸和葡萄糖转化为糖元的酶,非糖原酶则包括肝脏中用于转化氨基酸的入口酶等。
在两种酶的调节过程中,激酶和磷酸酶的作用至关重要。
(3) 激素调节:激素调节是恒定体内氨基酸代谢的重要途径。
举例而言,肾上腺素可以通过刺激空腹饥饿激素的分泌,进而对氨基酸代谢行程运行调节。
综上所述,氨基酸代谢的分子机制是维持体内氨基酸代谢过程正常运作的最为重要的机制之一。
氨基酸代谢生化课件
NH 2 (CH 2)3 HC NH2 COOH
鸟氨酸
NH 2 CO NH (CH 2)3 HC NH 2 COOH
瓜氨酸
NH 2 C NH NH (CH 2)3 HC NH2 COOH
精氨酸
肝中鸟氨酸循环合成尿素的详细步骤
1、 NH3、CO2和ATP缩合生成氨基甲酰磷酸 ➢ 反应在线粒体中进行,消耗两个高能磷酸键
尿 素 生 成 的 过 程 由 Hans Krebs 和 Kurt Henseleit 提出,称为鸟氨酸循环,又称尿素 循环(urea cycle)。
部位:肝细胞的线粒体和胞液
尿素的合成-鸟氨酸循环
胞液
尿素
线粒体
鸟氨酸
+NH3 + CO2
精氨酸酶
-H2O 瓜氨酸
+H2O
-H2O +NH3
精氨酸
NH 2 CO NH 2
蛋白质的营养价值
——取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少 必需氨基酸:机体不能合成、必需从食物中摄取 甲 硫、色、赖、缬、异亮、亮、苯丙、苏氨酸
非必需氨基酸:体内可合成的氨基酸
半必需氨基酸:合成量不能满足需要 组氨酸和精氨酸
蛋白质生理价值= 100×氮的保留量/氮的吸收量
被消化吸收的食物或饲料蛋白质经代谢转化 为组织蛋白的利用率。
嘌呤核苷酸循环
肌肉中的脱氨基反应
氨基酸→谷氨酸→天冬氨酸→腺苷酸代琥珀酸 →腺嘌呤核苷酸(AMP) → NH3
氨基酸的脱羧基作用
脱羧基作用(decarboxylation)
R
H C NH2 COOH
氨基酸
氨基酸脱羧酶 磷酸吡哆醛
RCH2NH2 + CO2
氨基酸代谢名词解释
氨基酸代谢名词解释氨基酸代谢是指在体内一系列生化反应过程中,氨基酸分子被分解或重新利用的过程。
在这个过程中,氨基酸分子的结构和功能发生改变,从而产生了新的生物效应。
以下是氨基酸代谢中的一些重要名词和概念:1. 氨基酸脱氨基作用 (Alanine Deamination):是指将氨基酸分子中的氨基 (NH2) 脱掉的过程,通常发生在细胞内,是氨基酸代谢中的第一步。
脱氨基作用有多种方式,其中以联合脱氨基作用 (combined amino acid degradation) 最为重要。
2. 氧化脱氨基作用 (Oxidative Deamination):是指将氨基酸分子中的氨基 (NH2) 脱掉的过程,通常发生在细胞内。
氧化脱氨基作用可以通过多种途径进行,其中最常见的是α-酮酸途径。
3. 转氨作用 (Transamination):是指将氨基酸分子中的氨基 (NH2) 转移到另一个氨基酸分子上的过程,通常发生在细胞内。
转氨作用可以导致氨基酸分子结构的变化,从而产生新的生物效应。
4. 氨基转移作用 (Aminotransferase):是指将氨基酸分子中的氨基 (NH2) 转移到另一个氨基酸分子上的过程,通常发生在细胞内。
氨基转移作用是氨基酸代谢中的重要组成部分,可以导致氨基酸分子结构的变化,从而产生新的生物效应。
5. 氨基酸合成 (Alanine Synthesis):是指将氨 (NH3) 转化为氨基 (NH2) 的过程,通常发生在细胞内。
氨基酸合成是氨基酸代谢中的重要环节,可以维持体内氨基酸平衡,并对机体具有重要意义。
6. 氨基酸分解 (Alanine Degradation):是指将氨基酸分子中的氨基 (NH2)脱掉的过程,通常发生在细胞内。
氨基酸分解是氨基酸代谢中的第一步,可以通过多种方式进行,其中最常见的是氧化脱氨基作用和联合脱氨基作用。
总之,氨基酸代谢是体内生化反应过程中的重要组成部分,可以导致氨基酸分子结构的变化,从而产生新的生物效应。
氨基酸代谢的调控及其相关疾病研究
氨基酸代谢的调控及其相关疾病研究氨基酸代谢是人体内调节生长和维生所必需的重要生化反应之一。
氨基酸代谢中也涉及着各种酶和代谢通路的复杂调控。
在这篇文章中,我们将探讨氨基酸代谢在生理上的重要性以及它在某些疾病中的角色,以及当前研究领域中的最新进展。
氨基酸代谢的生理作用人体吸收到的蛋白质经过消化后,其中的氨基酸分子会在肝脏和各个细胞内进行代谢反应。
氨基酸代谢是人体在新陈代谢过程中非常重要的一环,涉及到生长发育、能量生成、体内氮平衡维持等许多生理过程。
当我们食用的蛋白质不足时,肌肉中存储的氨基酸将会被利用起来,供给人体所需,这样就保证了身体生长发育所必需的氨基酸供应。
在身体代谢过程中,氨基酸也会被分解出来,最终被氧化成为能量。
代表性的例子是谷氨酸环中的氨基酸代谢,它在肝脏中的转化可以生成尿素来排泄体内多余的氮。
此外,氨基酸代谢还可以提供糖原合成物,通过反向生物合成途径可以生成多种生物活性分子,例如神经递质、心血管系统中的抗凝剂等。
氨基酸代谢与代谢性疾病许多代谢性疾病如肝性脑病、肥胖症、2型糖尿病等也与氨基酸代谢的紊乱有关。
例如,2型糖尿病患者由于胰岛素的缺乏或抵抗导致胰岛素抑制酶和氨基酸转运蛋白调节异常,导致血糖水平无法稳定维持。
在肝性脑病中,羟色胺、谷氨酸等氨基酸超标,而其他某些氨基酸则因合成受到抑制而降低。
这些异常的氨基酸浓度损害了神经递质的代谢和合成,促进脑内毒素的累积,并引起病人的认知处理障碍。
因此,在研究氨基酸代谢时,我们不仅要尝试寻找哪些氨基酸浓度异常影响代谢性疾病,还需要理解细胞哪些酶或基因修饰发生了变化,从而产生了这些异常。
氨基酸代谢的调控如何调节氨基酸代谢是生物化学研究领域经典的问题之一。
氨基酸代谢通路中包括多个酶、酶受体、激酶和小分子配体,通过这些分子的相互协同控制,人体内的氨基酸代谢才能正常进行。
例如,在体内氨基酸水平过高的情况下,组胺就会被生成并发挥生物学活性,进一步负反馈抑制降低氨基酸的抑制和生产,这样就能平衡体内氨基酸的使用,维持健康状态。
生化课件 氨基酸代谢
山西医科大学教案单位:基础医学院教研室:生物化学任课教师姓名:程牛亮课程名称:生物化学授课时间:2004-2005学年第一学期讲授内容注解第一节蛋白质的营养作用引入新课 5`一、蛋白质营养的重要性 5`二、蛋白质的需要量和营养价值 20`讲述氮平衡的概念及氮平衡三种情况;必需氨基酸的概念及种类。
第二节蛋白质的消化、吸收与腐败一、蛋白质的消化 25`蛋白酶在消化中的作用:食物蛋白质的消化自胃中开始,主要在小肠进行。
胃蛋白酶、胰蛋白酶等是蛋白质消化的主要酶,它们一般均由无活性的酶原经激活而成。
各种蛋白水解酶对肽键作用的专一性不同,通过各种蛋白酶的协同作用,生成氨基酸及二肽后方可被吸收。
(一)胃中的消化胃蛋白酶特点:1.由胃蛋白酶原经胃酸激活而生成,胃蛋白酶也能激活胃蛋白酶原转变为胃蛋白酶,称为自身激活作用;2.最适pH为1.5-2;3.对蛋白质肽键作用的特异性较差;分解产物为多肽和少量氨基酸;4.对乳中酪蛋白有凝乳作用。
(二)小肠中的消化蛋白质在小肠中的消化主要靠胰酶来完成,胰液中的蛋白酶分2类:内肽酶(水解蛋白肽链内部的一些肽键如胰蛋白酶,靡蛋白酶,弹性蛋白酶)和外肽酶(从肽链的羧基末端开始,每次水解掉一个氨基酸残基;如羧基肽酶A羧基肽酶B)二、氨基酸的吸收15`氨基酸的吸收主要在小肠进行,可通过肠粘膜细胞膜上的氨基酸载体,也可通过γ-谷氨酰基循环吸收氨基酸。
人体内有四种氨基酸载体即中性氨基酸载体、碱性氨基酸载体、酸性氨基酸载体和亚氨基酸与甘氨酸载体;γ-谷氨酰基循环是氨基酸吸收的一种方式,通过谷胱甘肽的代谢来完成,包括多种酶催化多种反应,其中γ-谷氨酰基转移酶位于细胞膜上,是该循环的关键酶。
三、蛋白质的腐败作用15`在蛋白质消化过程中,有一部分蛋白质不被消化,也有一小部分消化产物不被吸收。
肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物所起的作用,称为腐败作用。
大多数腐败作用产物对人体有害,例如胺类、氨、苯酚、吲哚及硫化氢等,但也可以产生少量脂肪酸及维生素等有用物质。
生物化学-生化知识点_第三章 氨基酸分解代谢 (30章).
第三章氨基酸分解代谢下册P299 30章细胞总是不断地从氨基酸合成蛋白质,又把蛋白质降解为氨基酸,由此可排除不正常蛋白质,排除积累过多的酶和“调节蛋白”,使细胞代谢得以正常进行。
对正常蛋白质细胞也要进行有选择的降解。
蛋白质降解为氨基酸后氨基酸会继续进行分解代谢。
§3.1 氨基酸分解代谢(P303):氨基酸的分解代谢总是先脱去氨基。
脱氨基的方式,不同生物不完全相同。
氧化脱氨基作用普遍存在于动植物中,非氧化脱氨基作用主要见于微生物。
陆生脊椎动物将脱下的氨基合成尿素,脱氨后的氨基酸碳骨架进行氧化分解,形成能进入柠檬酸循环的化合物,最后氧化成CO2和H2 O。
(一)氨基酸的脱氨基作用:绝大多数氨基酸脱氨基出自转氨基作用,氨基酸与α-酮戊二酸在氨基转移酶作用下发生氨基酸脱氨同时生成Glu(也有的转到草酰乙酸上生成Asp)。
(1)氨基转移反应分两步进行:1.氨基酸先将氨基转移到酶分子的辅酶磷酸吡哆醛(PLP)上,自身形成α-酮酸,PLP则形成磷酸吡哆胺(PMP)。
2.PMP的氨基转移到α-酮戊二酸(或草酰乙酸)上,生成Glu(或Asp),PLP恢复。
详细机制可见P305 图30-3。
(2)转氨酶:已发现有50种以上的转氨酶,大多数需要α-酮戊二酸为氨基受体。
1.丙氨酸转氨酶(ALT),又称谷丙转氨酶(G..P.T),主要存在于肝细胞浆中,用于诊断肝病。
2.天冬氨酸转氨酶(AST),又称谷草转氨酶(G..O.T),在心、肝中含量丰富,可用于测定心肌梗死,肝病。
人体转氨酶以ALT和AST活力最高。
(二)氧化脱氨基作用在氧化脱氨基作用中以谷氨酸脱氢酶活性最高,该酶以NAD(P)+为辅酶,使Glu 经氧化作用,脱2H,再水解脱去氨基,生成α-酮戊二酸,如P306 图30-4所示。
谷氨酸脱氢酶由6个相同的亚基构成,分子量为33万,是变构调节酶,被GTP和ATP抑制,被ADP激活。
活性受底物及产物浓度左右。
(三)联合脱氨基作用氨基酸脱氨基重要方式是联合脱氨基作用。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
--
COOH
丝氨酸脱水酶
C=O +NH3
CH2
CH3 CH3 丙酮酸
C-NH3+ C=NH2+ COO- COO- 亚氨基丙酸
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
▪由解氨酶催化
CH2-CHNH2-COOH
PAL
CH=CH-COOH +NH3
(OH)
L-苯丙氨酸 (酪氨酸)
(OH)
反式肉桂酸 (反式香豆酸)
单宁等次生物 辅酶Q
小 结
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
脱氨基作用
• 氧化脱氨作用 • 转氨基作用 • 联合脱氨基作用(两个内容) • 非氧化脱氨
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
(二)氨在生物体(动物)内的转运
P-吡哆醛
AAR2
α-酮酸R2
醛亚胺—— 酮亚胺
α-酮酸R1
▪ 例如
谷丙转氨酶(GPT)——肝脏中
谷氨酸 + 丙酮酸
α-酮戊二酸 + 丙氨酸
谷草转氨酶(GOT)——心脏中
天冬氨酸 + α-酮戊二酸
草酰乙酸 +谷氨酸
-----------
COO-
CH2 + CHNH+3 COO-
COO-
CH2 CH2 C=O COO-
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
(一 )脱氨基作用
• 定义:氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用。 • 脱氨基作用包括:氧化脱氨基作用
转氨基作用 联合脱氨基作用 非氧化脱氨基作用
1、氧化脱氨基作用资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
• 定义:-AA在酶的作用下,氧化生成-酮酸并 产生氨的过程。
---
NN R-P
腺苷酸代琥珀酸
COOH
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
CH2 N H-C-H
COOH
NN
腺苷酸代琥珀酸裂解酶
NN
腺苷酸代R琥- P珀酸HOOHCCCCHOO+HN
NH2 N
N N
R-P
延胡索酸 腺嘌呤核苷酸
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
N NH2 N NN R-
腺苷酸脱氨酶 P +H2O
L-AA氧化酶:催化L-AA氧化脱氨,体内分布不广泛,
最适pH10左右,以FAD或FMN为辅基。
D-AA氧化酶:体内分布广泛,以FAD为辅基。但体
内D-AA不多。
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。
-------
COOH CHNH2
谷氨酸 脱氢酶
COOCH2 + C=O COO-
COO-
CH2 CH2 CHNH+3 COO-
3、联合脱氨基作用(动物组织主要采取的方式) 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
(1)转氨基和氧化脱氨基联合脱氨
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。
NH2
O
R1-C-COOH +R2-C-COOH
H
-= =
O
NH2
R1-C-COOH +R2-C-COOH
H
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛(PLP)为辅基,它 与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。
实验证明,除Lys、Thr外,其余氨基酸均可参加转氨 基作用,并各有其特异的转氨酶。
AAR1
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
次黄嘌呤 核苷酸
NH3
腺苷酸 代琥珀
腺苷酸 脱氨酶
酸
H2O
腺嘌呤
草酰 乙酸
延胡索酸 核苷酸
苹果酸
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
COOH O
H
-
C C
H2 -N
H
2
+
N
N
N N
COOH
R-P
天冬氨酸 次黄嘌呤核苷酸
COOH
CH2 N H-C-H
腺苷酸代琥珀酸合成酶
N
COOH
N
GTP GDP + Pi
COOH 体内(正)
C=O
CH2 +NAD(P)++H2O
CH2
谷氨酸 ATP GTP NADH变构
COOH 脱氢酶:抑制
ADP GDP变构激活
CH2 +NAD(P)H+NH3
CH2 体外(反)
COOH
• 2、转氨基作用
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
• 指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用, α-AA 的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮 基上,结果原来的AA生成相应的酮酸,而原来 的酮酸则形成相应的氨基酸。
肌肉组织中(谷氨酸脱氢酶活性弱)的另一种氨 基酸脱氨基作用,肝有90%嘌呤核苷酸循环联合 脱氨
氨基酸 α-酮戊二酸
天冬氨酸 IMP NH3
腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸脱氨酶
α-酮酸 谷氨酸
草酰乙酸
延胡索酸 AMP H2O
苹果酸
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
α-氨基酸
α-酮 戊二酸
谷氨酸
α-酮酸
天冬 氨酸
α- AA
转氨酶
α-酮酸
α-酮戊二酸
Glu
NAD(P)H+H+
Glu脱氢酶
NAD(P)+
•AA的α- NH3借助转氨作用转移到α-酮戊二酸上,生成 相应的α-酮酸和Glu。
•Glu在Glu脱氢酶下脱NH3 ,生成α-酮戊二酸和NH3
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
(2)以嘌呤核苷酸循环的方式进行联合脱氨
胃腺 壁细胞 主细胞 胃粘膜
胃泌素
酶原颗粒
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
一、蛋白质的酶促降解
肽酶
末端
蛋白酶 肽链内部
{ 羧基末端 羧肽酶 一个AA或二肽 氨基末端 氨肽酶
含AA较少的肽链
蛋白质 蛋白酶 小片段 肽酶 氨基酸
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
二、氨基酸的分解代谢
• 脱氨基作用 • 脱羧基作用 • 氨基酸分解产物的代谢
• 反应通式:
H
AA氧化
R-C-COOH +O2+H2O酶
R-C-COOH +H2O2+NH3
NH2
O
H
AA氧化
R-C-COOH 酶
R-C-COO- H2O
NH2
FP FPH2 NH2
R-C-COOH O
ห้องสมุดไป่ตู้
+NH3
FPH2+O2
FP+H2O2
• AA氧化酶的种类 资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
OH N
N
N
N + NH3
R- P
腺嘌呤核苷酸 (AMP)
次黄嘌呤核苷酸 (IMP)
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
4、 非氧化脱氨
• 还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。 (在微生物中个别AA进行,但不普遍)
COOH NH2-C-H L-丝氨酸 CH2OH
α-氨基丙烯酸
--
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
氨基酸在动物体内的分解代谢概述
TCA的Asp, 精氨琥珀酸旁路
资料仅供参考,不当之处,请联系改正。
排氨动物,包括大多 数水生动物,硬骨鱼, 蝌蚪等
排尿素动物:大多数陆生 脊椎动物,还有鲨鱼
排尿酸动物,鸟类 和爬行类
食物中蛋白的降解和吸收资料仅供参考,不当之处,请联系改正。