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
1. 微粒体依赖P450的加单氧酶系：
其中最重要的是依赖P450的加单氧酶。
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
※基本特点 能直接激活氧分子，其中一个氧原子加
硝基化合物多见于食品防腐剂、工业试剂等。
偶氮化合物常见于食品色素、化妆品、纺织与印刷 工业等。有些可能是前致癌物。
这些化合物分别在微粒体硝基还原酶和偶氮 还原酶的催化下，从NADH或NADPH接受氢，还 原生成相应的胺类.
苯肟
（三）水解反应
肝细胞的胞液与内质网中含有多种水解 酶类，主要有酯酶、酰胺酶和糖苷酶，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。
乙酰水杨酸的生物转化过程：
（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。
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)
经生物转化才形成终致癌物的还有 杂环化合物:如1-氧-4-硝基喹啉 脂肪族化合物：如芥子气。 有机卤化物及无机化合物： 砷化物等。 微生物产生的化学致癌物:黄曲霉毒素B1
生物转化反应的特点
➢连续性: 一种物质在体内的转化往往同时或先后发生 多种反应，产生多种产物。 ➢多样性: 同一种或同一类物质在体内也可进行多种不 同反应。 ➢解毒与致毒的双重性: 一种物质经过一定的转化后， 其毒性可能减弱（解毒）, 也可能增强（致毒）。
催化酶：硫酸转移酶 (sulfate transferase)
举例：
O
O
HO
雌酮
＋PAPS
HO 3SO
+PAP 雌酮硫酸酯
3.乙酰基化是某些含胺非营养物质的重要转化方式
主要转化对象：芳香胺类
催化酶：乙酰基转移酶(acetyltransferase)
4.谷胱甘肽结合是细胞应对亲电子性异源物的重要防 御反应 结合对象：卤代、环氧化物 催化酶：谷胱甘肽S-转移酶(glutathione Stransferase, GST)
2NAD+
2NADH + 2H+
UDPG脱氢酶
* 催化酶 葡萄糖醛酸基转移酶 (UDP-glucuronyl
transferases, UGT)
举例：
苯酚
COOH
+ UDPGA
OH
C H
H
C OH
HO CO OC H NhomakorabeaH C
H OH
苯β葡糖醛酸苷
+ UDP
2.硫酸结合也是常见的结合反应
硫酸供体：3´-磷酸腺苷-5´-磷酸硫酸( PAPS)
三、肝的生物转化包括两相反应
➢ 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，使其某些基团转化 或分解，理化性质改变，即可顺利排出体外。
• 有些物质即使经过第一相反应后，极性改变不 大，必须与某些极性更强的物质结合, 即第二相 反应，才能最终排出。
（一）氧化反应——最多见的生物转化反应
醛脱氢酶(aldehyde dehydrogenase, ALDH)催化醛类生成酸。
乙醇在体内醇脱氢酶转化为乙醛， 后者再由醛脱氢酶转化为乙酸。
当体内缺乏醛脱氢酶或者其活性低时， 乙醇转化为乙醛后无法进一步转化为乙 酸。乙醛可以引起血管扩张、面部潮红、 脉搏加快等现象。
肝微粒体乙醇氧化系统（MEOS）
非营养物质代谢
主要内容
• 第一节 生物转化作用 • 第二节 胆汁与胆汁酸的代谢 • 第三节 血红素的生物合成 • 第四节 胆色素的代谢与黄疸
第一节 生物转化作用
Biotransformation Function
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)。
2. 线粒体单胺氧化酶系
单胺氧化酶( monoamine oxidase, MAO)
存在部位：线粒体内
催化的反应 催化胺类氧化脱氨基生成相应的醛
RCH2NH2+O2+H2O2
RCHO+NH3+H2O
3. 醇脱氢酶及醛脱氢酶系
存在部位：胞液中 催化的反应
醇脱氢酶(alcohol dehydrogenase, ADH) 催化醇类氧化成醛。