第九章 氨基酸的代谢

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生物化学第九章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢

生物化学第九章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢
细胞溶胶的氨甲酰磷酸合成酶II:用谷氨酸作 为氮的给体,分担着嘧啶生物合成的任务。
线粒体 O
2ATP+CO2+NH3+H2O 1 H2N-C- P
氨甲酰磷酸
2ADP+Pi
谷氨酸
-酮戊
谷氨酸 二酸
-酮戊
鸟氨酸
2
二酸
氨基酸
鸟氨酸
O
NH2尿-C素-NH2
尿素循环
5
瓜氨酸 瓜氨酸
3
氨基酸
-酮戊 二酸
氨基化 非必需氨基酸
合成
糖或脂类
生糖氨基酸:脱氨基后的酮酸在特定 条件下通过糖的异生作用转变为糖。
生酮氨基酸:脱氨基后的酮酸经代 谢产生乙酰CoA则不能再异生为糖,
只能转变为酮体或脂肪酸。
氧化
生糖兼生酮氨基酸:脱氨基后的酮 酸既可异生为糖又可以转变为酮体
CO2 + H2O + ATP
20种氨基酸通过各自途径形成α-酮酸,但最后集中 形成5个中间产物(乙酰CoA、α-酮戊二酸、草酰
乙酸、琥珀酰CoA、延胡索酸)进入TCA
(1) α-酮酸再合成氨基酸
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH
L-谷氨酸脱氢酶
H20+NAD+
α-酮酸
L-谷氨酸
α-酮戊二酸利用氨生成谷氨酸是α-酮酸合成氨基酸主要途径,谷氨酸的 氨基能转到任何一种α-酮酸上面,从而形成各种氨基酸.
(2)生糖和生酮氨基酸种类
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。
氧化脱氨基作用
定义:-AA在酶的作用下,生成-酮酸 和氨,同时伴有脱氢氧化的过程。

第九章氨基酸代谢

第九章氨基酸代谢

5.96
CH3-CH-CH2 CHCOOH
Leu L
CH3
NH2
5.98
二、氨基酸的脱氨基作用
? 脱氨基作用 是指氨基酸脱去氨基生成相 应α-酮酸的过程。
氧化脱氨基
转氨基作用 ?方式
联合脱氨基
*嘌呤核苷酸循环
(一) 氧化脱氨基作用
1. L-谷氨酸脱氢酶广泛 存在于肝、脑、肾等组织中。 2. 其辅酶为 NAD+ 或NADP+。 3. GTP、ATP为其抑制剂; GDP、ADP为其激活剂。
尿素
鸟氨酸
氨基甲酰磷酸
精氨酸
延胡索酸
O2
NO
一氧化氮合酶 (NOS)
精氨酸代 琥珀酸
瓜氨酸
天冬氨酸
对心脑血管方面
NO在感觉传入以及学习记忆等有很重要的作用。先
天性精氨酸代琥珀酸合成酶(裂解酶)缺乏可出现严重
的精神障碍症状。还有研究发现 NO可抑制肿瘤的生长。
(三)高氨血症和氨中毒
1.血氨浓度升高称 高氨血症,此时可引起脑 功能障碍,称 氨中毒。常见于肝功能严重损伤、 尿素合成酶系的遗传缺陷。
1.总氮平衡 摄入氮 = 排出氮(正常成人)。 2.正氮平衡 摄入氮 > 排出氮(儿童、孕妇等 )。 3.负氮平衡 摄入氮 < 排出氮(饥饿、消耗性
疾病患者 )。 4.氮平衡意义 可反映体内蛋白质代谢的慨况。
(二) 需要量
成人每日最低蛋白质需要量为 30~50g,我 国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为 80g。
食物蛋白质
组织 分解 蛋白质
合成
氨基酸 代谢库
尿素 氨
α-酮酸
酮体 氧化供能

Hale Waihona Puke 体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)

氨基酸的代谢课堂PPT

氨基酸的代谢课堂PPT
(三)联合脱氨基作用 (四)嘌呤核苷酸循环
7
(一) 氧化脱氨基作用
•氧化脱氨基作用是指氨基酸在酶的催化作用下,脱氢氧
化的同时脱去氨的过程。
•部位:肝,肾,脑 •方式:不需氧脱氢 •酶: L-谷氨酸脱氢酶 •反应:
NH2
NAD(P)H+H+ NH
H2O O
CH COOH
C COOH
C COOH + NH3
转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行,从而
使氨基酸脱去氨基并氧化为α-酮酸的过程,称为联 合脱氨基作用。
氨基酸
转氨酶
α-酮戊二酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
α-酮酸
谷氨酸
H2O+NAD+
• 联合脱氨基既是氨基酸脱氨基的主要方式,也是体内 合成非必需氨基酸的主要方式。
• 主要在肝、肾组织进行。
鸟氨酸
瓜氨酸

鸟氨酸 尿素
胞液
瓜氨酸 ATP
AMP + PPi
天冬氨酸
精氨酸
精氨酸代 琥珀酸
草酰乙酸
延胡索酸 苹果酸
α-酮戊 二酸
谷氨酸
氨基酸 α-酮酸
25
反应小结
• 原料:2 分子氨,一个来自于游离氨(氨基甲 酰磷酸),另一个来自天冬氨酸。 • 过程:先在线粒体中进行,再在胞液中进行。 • 耗能:4 个高能磷酸键。
43
谷胱甘肽 :由谷氨酸(Glu)、甘氨酸(Gly)、半
胱氨酸(Cys)构成的三肽。Cys的-SH构成活性基团, 具还原性,可保护蛋白质中的巯基;并可消除过氧化 物、自由基及毒物、药物的毒性。
2GSH
GSSG

氨基酸的代谢学习资料

氨基酸的代谢学习资料

第九章氨基酸的代谢. doc1什么是氮平衡、正氮平衡、负氮平衡?2•什么是联合脱氨基作用,为什么联合脱氨基作用是体内脱去氨基的主要方式?3.为什么转氨基作用常以a 一酮戊二酸为氨基受体?4•各种物质甲基化时,甲基的直接供体是什么?为什么?5.氨基酸在体内能贮存吗?为什么?6.简述体内氨基酸的来源和去路。

7.氨是有毒物质,不能在血液中游离存在,它是如何进行转运的?&氨基酸分解后产生的氨是如何排出体外的?9.氨基酸的碳架是如何进行氧化的?10.什么是必需氨基酸、非必需氨基酸和半必需氨基酸?11.氨基酸是以CO和NH+为前体从头进行合成的吗?如果不是,请解释。

12.当血液中氨浓度升高时,弓|起高氨血症,出现昏迷现象,请解释可能的原因。

13.临床治疗高氨血症,有时会给病人补充适量必需氨基酸相应的酮酸,请解释为什么?14.为什么说葡萄糖一丙氨酸循环是一种经济有效的氨转运方式?15.尿素循环和三羧酸循环是如何联系在一起的?16.在尿素合成途径中,第一步氨甲酰磷酸的合成是在线粒体中进行的,有何生理意义?17.2分子丙氨酸彻底氧化分解并以CO2和尿素的形式排ATP分出,请写出并计算产生的子数。

1.在正常情况下,人体蛋白的合成与分解处于动态平衡。

每天从食物中以蛋白质形式摄入的总氮量与排出的氮量相当,基本上没有氨基酸和蛋白质的贮存,这种收支平衡的现象,称为氮平衡。

正在成长的儿童和病后恢复期的患者,体内蛋白的合成量大于分解量,这时外源氮的摄入量大于排泄量,说明一部分氮被保留在体内构成组织,这种状态称为正氮平衡。

反之,长期饥饿或患有消耗性疾病的患者,由于食物蛋白的摄入量不足或组织蛋白的分解过盛,使排出氮的量大于摄入的氮量,这种状态称为负氮平衡。

2•将转氨基作用和脱氨基作用偶联在一起的脱氨方式。

自然界中L一氨基酸氧化酶活力都很低,显然不能满足机体脱氨的需要,而转氨基作用虽然普遍存在,但又不能最终将氨基脱去,所以各种氨基酸首先在转氨酶的作用下,将氨基转移给a一酮戊二酸,生成谷氨酸,再借助高活性的谷氨酸脱氢酶将氨基脱去。

第09章氨基酸代-yyf谢

第09章氨基酸代-yyf谢
目录
一、外源性蛋白质消化成氨基酸和 寡肽后被吸收
(一)在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽
蛋白质消化的生理意义 由大分子转变为小分子,便于吸收。 消除种属特异性和抗原性,防止过敏、毒 性反应。
目录
1、蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸
胃酸、胃蛋白酶
胃蛋白酶原
胃蛋白酶 + 多肽碎片
(pepsinogen)
目录
小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用
主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用,例如氨 基肽酶(aminopeptidase)及二肽酶(dipeptidase)等, 最终产物为氨基酸。
酶原激活的意义
• 可保护胰组织免受蛋白酶的自身消化作用。 • 保证酶在其特定的部位和环境发挥催化作用。 • 酶原还可视为酶的贮存形式。丙酮酸
COOH (CH2)2 C=O + COOH α -酮戊二酸
CH3 CHNH2 COOH
丙氨酸
COOH
(CH2)2 + CHNH2 COOH 谷氨酸
COOH CH2 C=O
COOH 草酰乙酸
AST
COOH
(CH2)2
C=O
+
COOH
α -酮戊二酸
COOH
CH2 CHNH2 COOH 天冬氨酸
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 酰环化 转移酶
氨基酸 COOH
H2NCH R
COOH
H2NCH R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)

分子生物学氨基酸代谢.ppt

分子生物学氨基酸代谢.ppt
谷草转 氨酶
H2N CH2 P
第九章 氨基酸代谢
COOH H2N CH
CH2 COOH 天冬氨酸?
COOH OC
CH2 COOH
草酰乙酸?
谷丙转氨酶
COOH H2N CH
CH2 CH2 COOH 谷氨酸?
COOH OC
CH2 CH2 COOH a-酮戊二酸
O CH P
谷丙转 氨酶
H2N CH2 P
COOH
精癜彼?
COOH
鸟氨酸

酸 循 环
COOH H2N C N CH
HN
CH2
H2N C O
[CH2 ]3 COOH
HN
鸟氨酸
O H2N C
P2iADP+Pi P
瓜氨酸
CHNH2
[CH2 ]3
COOH
CHNH2
精氨琥珀酸
COOH
瓜氨酸
线粒体
天冬氨酸
AMP+PPi
ATP
第九章 氨基酸代谢
2. 酮酸的去路 (1)合成氨基酸(2)氧化分解(3)生成糖或脂
钼铁蛋白 直接还原氮
供电子体:NADPH 能量供体:ATP
固氮机理:
3 NADPH+ H+
3 NADP+
氧化 铁氧还蛋白
还原
固氮酶
铁蛋 白
6 e-
钼铁蛋白
N2 2 NH3
12 ATP 12 ADP+ Pi
(2)硝酸还原 硝酸还原分为两步,第一步在硝酸还原酶催化下, NO3-还原为NO2-,第二步在亚硝酸还原酶催化下, NO2-还原为NH3
1. 氨的去路 (1)重新合成氨基酸 (2)生成NH4+ (3)生成酰胺 (4)合成其他含氮化合物 (5)形成尿素(鸟氨酸循环)

生物化学9第九章 氨基酸代谢

生物化学9第九章 氨基酸代谢
残基,如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。
蛋白水解酶作用示意图
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
氨基酸 +
二肽酶 氨基酸
⑵小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸 ——在小肠黏膜细胞中进行
主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用, 例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽 酶(dipeptidase)等, 最终产生氨基酸。
(四)氨基酸的吸收
主要在小肠进行,是一种主动转运过程, 需由特殊载体蛋白携带。
转运氨基酸或小肽进入细胞时,同时转 运入Na+,三者形成三联体。
Na+借Na+泵排出细胞外,消耗ATP。 此吸收过程存在于小肠黏膜细胞,肾小
管细胞和肌细胞等细胞膜上。
七种类型的载体蛋白:
中性氨基酸载体
β
酸性氨基酸载体
碱性氨基酸载体
(五)未被吸收的蛋白质被肠道细菌代谢
蛋白质的腐败作用(putrefaction)
在消化过程中,有一小部分蛋白质未被消化或虽 经消化、但未被吸收,进入肠道。
肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物的代谢叫 蛋白质的腐败作用。
腐败作用的产物大多有害,如胺、氨、苯酚、吲哚等; 也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的 物质。
H2O
(CH2)2 COOH NAD(P)+ (CH2)2 COOH
L-谷氨酸
O
C COOH + NH3
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
L-谷氨酸脱氢酶 L-谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸氧化脱氨基
酶存在于肝、脑、肾中,催化反应可逆。 一般情况下,反应偏向于谷氨酸合成。
(二)丙酮酸和草酰乙酸通过转氨基作用生成 丙氨酸和天冬氨酸

生物化学第九章氨基酸代谢

生物化学第九章氨基酸代谢

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPS-Ⅰ)
+
N-乙酰谷氨酸,Mg2
COOH
CH3C-NH-CH O (CH2)2 COOH
氨基甲酰磷酸
2. 瓜氨酸的合成 (在线粒体中进行)
NH2
NH2 (CH2)3 CH NH2
C
NH2
O
+
C
O
鸟氨酸氨基甲酰转移酶
NH (CH2)3
COOH
O ~PO32-
H3PO4
CH
NH2
二、蛋白质的营养价值和需要量
(一)氮平衡:
指每天N的摄入量和排出量的关系,它能反映体 内蛋白质代谢的概况。
氮平衡有三种情况:
1、氮的总平衡:摄入N量=排出N量,正常成人属此情况
2、氮的正平衡:摄入N量>排出N量,儿童、孕妇、恢复期病人
3、氮的负平衡:摄入N量<排出N量,如饥饿、消耗性疾病患者
(二)生理需要量:
γ-谷氨酰 氨基酸 氨基酸
COOH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
COOH NH CH R
H2NCH R
COOH H2NCH R
氨基酸
C O
γ -谷 氨酰 基转 移酶
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
(关键酶)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
二肽 5-氧脯氨酸 5-氧脯 酶 氨酸酶 半胱氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi ATP
转氨基和嘌呤核苷酸循环偶联
(一)转氨基作用(transamination) 1. 定义
在转氨酶 (transaminase) 的作用下,某一氨 基酸脱去α-氨基生成相应的α-酮酸,而另一种α酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。
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1.核苷磷酸解酶催化的反应如下。

核糖—1'一磷酸十碱基=核苷+磷酸或
脱氧核糖一1'一磷酸十碱基=脱氧核苷十磷酸,这些反应的平衡常数大约为1。

1)同位素示踪法证明,胸腺嘧啶掺人到DNA分子中涉及到核苷磷酸解酶催化的反应,而脱氧腺苷或脱氧鸟苷的存在将促进胸腺嘧啶进人DNA分子中,为什么?
2)在不能进行IMP从头合成的细胞中,次黄嘌呤核苷可用于合成IMP,但由于次黄嘌呤激酶的缺乏,只能经间接的补救合成途径,请写出其主要的反应步骤。

2.别嘌呤醇为什么可用于治疗“痛风症”?
3.嘌呤和嘧啶核苷酸“补救合成途径”的特征是什么?
4.脱氧核苷酸是如何合成的?
5.为什么6'一巯基嘌呤、氨甲蝶呤和氨基蝶呤可抑制核苷酸的生物合成?
6.许多多维制剂含有烟酰胺,大多数哺乳类动物细胞中含有一种酶可使烟酰胺直接转变为NAD+,从烟酰胺形成NAD+所需要的其他物质是什么?
7.患有I型遗传性乳清酸尿症的婴儿体内缺乏乳清酸磷酸核糖转移酶和乳清酸核苷酸脱羧酶。

因而发育迟缓,并伴有贫血及乳清酸尿;治疗多采用口服嘧啶类药物,问选用胞嘧啶、尿嘧啶还是尿嘧啶核苷酸?为什么?
8.在癌症的化学治疗中常使用6一巯基嘌呤。

研究发现,它在体内必须先转变为一种核苷酸后才能发挥作用。

问:
1)6一巯基嘌呤为什么可转变为一种核苷酸?是何种核苷酸?
2)该核苷酸如何抑制嘌呤核苷酸的从头合成途径?
9.抗肿瘤药物羟基脲(HO-HN-CO-NH2)是Fe3+离子的螯合剂,可干扰DNA的合成,羟基脲的靶酶是什么?为什么它可抑制DNA的合成?
10.嘌呤核苷酸的补救合成途径中,N一糖苷键形成所需的能量从何而来?
11.若在 PH 8.0条件下进行电泳,乳清酸核苷酸(OMP)和尿嘧啶核苷酸(UMP)将向哪一电极方向移动?谁移动得快?
12.自由的嘧啶碱乳清酸如何转变为乳清酸核苷酸及尿嘧啶核苷酸?
13.胞苷4位上的环外氨基是如何形成的?
14.dATP可激活T4噬菌体中的核苷酸还原酶,而细菌和哺乳类动物中的该酶对dATP水平十分敏感,为什么?
15.肝葡萄糖一6一磷酸酶缺乏所导致的疾病称为 Von Gierke's综合症。

其主要症状为血尿酸水平升高。

对此病病因的解释有多种,其中之一认为患者(Victims)乳酸水平升高干扰了肾小管中尿酸的分泌,问:
1)为什么该病患者的乳酸水平会升高?为什么乳酸水平升高会干扰尿酸的分泌而引起血尿酸水平升高?
2)用14C标记甘氨酸的第一位碳原子进行研究发现,14C标记的甘氨酸掺人患者尿酸中的量远远高于正常个体,这说明患者体内何种核苷酸合成的速度加快,为什么?
16.20世纪 50年代初期,Rose和 Schweigert用氚标记胞苷的嘧啶碱基,用14C标记胞苷的核糖部分,将标记好的胞苷给动物注射。

经过一定时间后,从动物组织中分离出了自由的带同位素标记的核糖和胞嘧啶;同时还发现分离出的DNA分子中含有带同位素标记的脱氧胞苷酸存在,从这些观察中你可得到什么结论?
17.有些哺乳类动物的淋巴细胞中缺乏腺苷脱氨酶,使细胞的生长和分化受到影响。

但这些细胞中dATP的水平比正常的淋巴细胞中高100倍,问:
1)异常淋巴细胞中的腺苷如何转变为dATP?
2)dATP水平升高为什么影响DNA的合成?
18.F-dUMP和氨甲蝶呤都是重要的抗癌药物,但把F-dUMP和氨甲蝶吟结合用于“癌症”
的治疗并未发现有增效作用,为什么服用氨甲蝶呤可干扰F-dUMP的作用?
19.线粒体氨甲酰磷酸合成酶的缺乏将导致血氨水平升高,问:
l)该酶的缺乏将导致线粒体内氨甲酰磷酸的堆积吗?将促进细胞质中嘧啶核苷酸的合成吗?
2)细胞质中氨甲酰磷酸合成酶的缺乏将导致什么后果?为什么不会导致血氨的升高?对细胞质中缺乏氨甲酰磷酸合成酶的病人应补充什么物质?为什么?
20.现有两种培养基,一种只含有葡萄糖和盐类,一种含有酵母细胞提取物的水解产物,为研究大肠杆菌中核苷酸补救合成途径中的酶,你将选用哪种培养基培养大肠杆菌,为什么?。

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