《生物化学》含氮小分子物质的代谢

R4
R5
C-末端
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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
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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
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四、氨 的 代 谢
Metabolism of Ammonia
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（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
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➢ 羟化脱羧基作用
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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
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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)。
（2）转氨酶与嘌呤核苷酸循环联合脱氨基
部位：在骨骼肌、心肌、大脑中
次黄嘌呤核苷酸（IMP）
α-氨基酸转氨酶α-酮戊二酸
天冬氨酸
转氨酶
腺苷酸代琥珀
酸合成酶
α-酮酸
谷氨酸
草酰乙酸
腺苷酸代琥珀酸
腺苷酸代琥 珀酸裂解酶
① ③ 代 琥②下⑤并⑥成琥珀④和生通天水谷⑦草A珀酸延成过冬腺解氨M酰酸胡延天转氨苷重酸P乙合索胡冬氨酸经酸新与酸成酸索氨基与腺代生草酶酸酸作I苷琥成酰M作经用酸珀I乙PM用T生脱在酸酸CP下成氨GA裂在生T循谷酶解谷P成环氨催和生草腺重酸化腺成转苷新，苷A氨酸生M酸酶代P作用
COOH ATP、GTP
ADP、 GDP COOH
COOH
CH2 CH2 CHNH2
L-谷氨酸脱氢酶
CH2 +H2O CCHN2 H-H2O
CH2 CH2 + NH3 CO
COOH NAD + L-谷 氨 酸(NADP+)
NADH+H + (NADPH+H
+)
COOH
COOH α -酮戊二酸
要点：
氨肽酶
aminopeptidase
羧肽酶
carboxypeptidase
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氨肽酶：专一性地从肽链的氨基端水解肽键 羧肽酶：专一性地从肽链的羧基端水解肽键
氨肽酶
HHO H N+ C C
H R1
HHO HHO
NCC NCC
R2
R3
N末端
羧肽酶
HHO HHO N C C N C C O-
COOH COOH
转氨酶
R1 CO + COOH
R2 CHNH2 COOH
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要点：
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① 反应可逆。
② 体内除Lys、Pro和羟脯氨酸外，大多 数氨基酸都可进行转氨基作用。
③ 转氨酶均以磷酸吡哆醛为辅酶。磷酸吡 哆醛是VB6的衍生物。反应中起传递氨 基的作用。
Asp
α-酮戊二酸
AST
草酰乙酸
Glu
正常情况下，谷草转氨酶（GOT）在血清中的活性很低，心 肌中活性最高。当心肌组织受损时，大量的GOT逸入血液， 造成血清中GOT活性升高。如心肌梗塞时，血清中的GOT活 性明显上升。
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正常人各组织GOT及GPT活性 (单位/克湿组织)
氨肽酶
（Phe.Tyr.Trp）
（Arg.Lys）
羧羧肽肽酶酶
（脂肪族）
胃蛋白酶
胰凝乳 弹性蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白酶
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二、细胞内蛋白质降解
胞内蛋白质降解的意义
系统
胞内蛋白质降解系统：溶酶系统和泛素
蛋白质降解的泛素途径
ATP AMP+PPi
ubiquitin E1-SH
转氨基作用机制
体内重要的转氨酶
① 丙氨酸氨基转移酶/谷丙转氨酶（alanine amino-
transferase, ALT或glutamic pyruvic transaminase,
GPT），催化丙氨酸（Ala）、α-酮戊二酸与丙酮酸、谷
氨酸（Glu）之间的可逆转化。
Ala
α-酮戊二酸
ALT
• 转氨基 • 氧化脱氨基 • 联合脱氨基 • 非氧化脱氨基 • 脱酰胺基作用
1. 转氨基作用（transamination）
• 在转氨酶(transaminase)的作用下，某一种氨基酸 的-氨基转移到另一种-酮酸的-碳上，生成相应 的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成-酮酸。
R1
R2
CHNH2 + C O
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① 反应可逆。 ② L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为
NAD+或NADP+。 ③ 此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。 ④ 此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。
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3. 联合脱氨基作用
• 在转氨基作用和氧化脱氨基作用的联合作 用下，使各种氨基酸脱下氨基的过程。它 是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式。
R1
R2
CHNH2 + C O
COOH COOH
转氨酶
R1
R2
第 八 章 C O + CHNH2
COOH COOH
含氮小分子物质的代谢
氨基酸代谢
Amino Acid Metabolism
内容提要：
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第一节 蛋白质的营养作用（概述） 第二节 蛋白质的酶促降解 第三节 氨基酸的一般代谢 第四节 氨的同化及氨基酸的生物合成
组织
GOT GPT
பைடு நூலகம்
心
156000 7100
肝
142000 44000
骨骼肌 肾
99000 91000
4800 19000
组织 胰腺
脾 肺 血清
GOT 28000 14000 10000
20
GPT 2000 1200 700
16
•血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和 预防的指标之一。
2. L-谷氨酸氧化脱氨基作用
蛋白质的最低需要量常因畜禽的品种和生 理状态等差异而有所不同。
成人每日的蛋白质最低需要量为30-50g。
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（三）蛋白质的营养价值
蛋白质的营养价值是指饲料蛋白质被动物机体 合成组织蛋白质的利用率。
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• 不同蛋白质的营养价值不同，因为它们所含有的必 需氨基酸的种类和数量有所差别。 • 必需氨基酸（essential amino acid）是指动物 体内不能合成或合成量不足，不能满足机体生理活 动需要，必须由日粮提供的一类氨基酸。 • 非必需氨基酸（nonessential amino acid）是 指动物自身能够合成，不需要由日粮提供的氨基酸。
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动物机体中一些胺类的来源及功能
三、-酮酸的代谢
氨基酸
NH3 α -酮酸
合成非必需氨基酸 转变成糖和脂肪
氧化供能
脱掉氨基后的-酮酸可转变成：
-酮戊二酸 琥珀酰 CoA 延胡索酸
三羧酸循环中间产物
草酰乙酸
PEP
葡萄糖
丙酮酸 乙酰CoA
脂肪酸
乙酰乙酰 CoA
酮体
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氨基酸的来源和去路
肝
NH3
尿素
食物蛋白质 消化吸收
脱氨基作用
酮体
分解 组织蛋白质
合成 体内合成的
氨基酸代谢库 转变
α -酮酸 脱羧基作用
氧化供能 糖
非必需氨基酸
其他含氮化合物 CO2 胺类
一、氨基酸的脱氨基作用
在酶的催化下，氨基酸脱去氨基的作用称 为脱氨基作用（deamination），包括：
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第一节
蛋白质的营养作用
Nutritional Function of Proteins
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一、蛋白质的生物学功能
1. 作为生物催化剂—酶 2. 细胞组织构成—结构蛋白如微管蛋白、膜蛋白等 3. 激素功能—胰岛素、促甲肾上腺素等 4. 运动功能—肌动蛋白、纤毛蛋白等 5. 防御功能—抗体、干扰素等 6. 运输功能—血红蛋白结合运输氧 7. 信息传递—膜上受体蛋白、酪氨酸→多巴胺（神经递质） 8. 调节作用—转录因子、细胞周期蛋白等 9. 储存功能—种子贮藏蛋白、血浆白蛋白 10. 糖蛋白—肌体保护、载体、信号识别
甘油三酯
脂肪
氨
磷酸丙糖
基 酸
α-磷酸甘油
脂肪酸
PEP
、 糖 及 脂 肪
丙氨酸 半胱氨酸
丝氨酸 苏氨酸 色氨酸
丙酮酸
异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸
乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
酮体
亮氨酸 赖氨酸
代 谢
草酰乙酸
柠檬酸
酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
的
天冬氨酸
联
天冬酰胺
TCA
CO2
系
延胡索酸
α-酮戊二酸
谷氨酸
苯丙氨酸 酪氨酸
➢ 脱氨基作用→α-酮酸的代谢 ➢ 脱羧基作用→氨的代谢
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氨基酸代谢库
• 食物蛋白质经消化吸收产生的氨基酸（外 源性氨基酸）与体内组织蛋白质降解生成 的氨基酸以及其它物质经代谢转变而来的 氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布 于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢 库（metabolic pool）。
• 生糖氨基酸：在体内能转变成糖的氨基酸。 • 生酮氨基酸：在体内能转变成酮体的氨基酸。
有Leu（亮）和Lys（赖）。 • 生糖兼生酮氨基酸：既能转变成糖也能转变
成酮体的氨基酸。有Ile（异亮）、Phe（苯 丙）、Tyr（酪）、Trp（色）、Thr（苏）。
氨基酸碳链骨架的代谢走向
糖 葡萄糖或糖原
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二、蛋白质的需要量
（一）氮平衡（nitrogen balance）
• 了解从食物中摄入的蛋白质是否满足需要，可 根据氮平衡来确定。
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（二）蛋白质的最低需要量
为了维持其氮的总平衡，每日必须摄入的 蛋白质的量，称为蛋白质的最低需要量。
必需氨基酸
人体营养需要，而又不能自身合成的必需氨基酸 共8种：
Val(缬)、Ile(异亮)、Leu(亮)、Phe(苯丙)、 Met(蛋)、Trp(色)、Thr(苏)、Lys(赖)。
蛋白质的互补作用
合理混合食用营养价值较低的蛋白质，使食 物中必需氨基酸可以互相补充，从而提高营养价 值。
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（二）尿素的生成
• 是体内解除氨毒的主要方式。肝脏合成的尿素进入 血液，再由血液运输到肾脏，从尿中排出，是哺乳 动物体内氨的主要去路。
• 鸟氨酸循环又叫尿素循环。
E1-S-
E2-SH E1-SH
E2-S-
E1：泛素激活酶
E2：泛素载体蛋白
E3：泛素-蛋白质连接酶
E3 E2-SH
19S调节亚基
ATP 20S蛋白酶体
多泛素化蛋白 ATP
去折叠 水解
26S蛋白酶体
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第三节
氨基酸的一般代谢
General Metabolism of Amino Acid
丙酮酸
Glu
正常情况下，谷丙转A氨sp酶（GPT）α在-酮血清戊中二的酸活性很低，肝中
活性最高。当肝组织受损时，大量的GPT逸入血液，造成血清
中GPT活性升高。如急性肝炎时A，ST血清中的GPT活性明显上升。
Ala
α-酮戊二酸
② t天ra冬ns氨fe酸ra氨se基, 转AS移T酶或/g谷lu草ta转m氨icA酶oLx（Taalos-paacrettaitcetaramnisnaom-inase, G谷O氨T酸）（，G催lu化）丙天之冬酮间氨酸的酸转（化A。sp）、αG-l酮u 戊二酸与草酰乙酸、
苹果酸
延胡索酸
腺苷酸 （AMP）
4. 非氧化脱氨基作用
➢ 主要在微生物中进行。 （1）还原脱氨基作用
（2）脱水脱氨基作用
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（3）裂解脱氨基作用
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5. 脱酰胺基作用
二、氨基酸的脱羧基作用
1、概念
第二节
蛋白质的酶促降解
Enzyme Digestion of Proteins
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蛋白质的酶促降解
一、水解蛋白质的酶的种类和专一性
肽酶
内肽酶
endopeptidase
外肽酶
exopeptidase
蛋白酶 水解肽链内部肽键，对形成肽
proteinase 键的氨基酸残基有一定专一性