氨基酸代谢
详述哺乳动物氨基酸的分解代谢过程
详述哺乳动物氨基酸的分解代谢过程
哺乳动物氨基酸的分解代谢是指在生物体内，氨基酸被分解为α-酮
戊二酸、丙酮酸以及部分能量和有机酸的产生。
氨基酸是组成蛋白质的基
本单位，其分解代谢过程发生在细胞质和线粒体。
氨基酸的分解代谢主要经历以下几个过程：氨基团转移、α-氧酸分解、丙酮酸分解、蹲素分解。
α-氧酸分解是指分解出α-酮戊二酸和其他产物。
α-酮戊二酸是一
个重要的代谢中间产物，可通过一些途径进入TCA循环供能。
α-酮戊二
酸分解的产物还包括能量、有机酸以及其他氨基酸。
丙酮酸分解是指丙酮酸与其中一种氨基酸（甲硡胺或赤名胺）反应后，生成氨代丙酮酸和一种酮置。
氨代丙酮酸可进入TCA循环供能，而酮置则
可进一步代谢为乙酸，并进入脂肪合成途径。
腺嘌呤与氨基酸都可以在氨基酸代谢中被分解。
脱氨作用是指腺嘌呤
通过一系列反应后，释放出氨基基团和一个碳链。
同样，氨基酸在腺嘌呤
代谢途径中也可发生脱氨作用。
除了以上过程外，氨基酸的代谢还包括氨青霉素酸途径（氨基酸发生
转化生成新的氨基酸）、支链氨基酸和芳香族氨基酸的氧酸转化（使支链
氨基酸和芳香族氨基酸能够代谢）等。
总的来说，哺乳动物氨基酸的分解代谢过程是一个复杂的过程，涉及
多个酶的参与以及多种代谢途径的相互作用。
这一过程不仅能够提供能量，还能提供有机酸和其他重要代谢产物，对于维持生物体的正常生理功能至
关重要。
氨基酸的一般代谢
COOH CH2 C=O
COOH
COOH
谷氨酸
草酰乙酸
AST
COOH COOH
(CH2)2 C=O
+
Байду номын сангаас
CH2 CHNH2
COOH
COOH
α -酮戊二酸 天冬氨酸
2. 各种转氨酶都具有相同的辅基和作用机制
• 转氨酶的辅基：维生素B6的磷酸酯，即磷酸吡哆醛 • 作用机制
（二）L-谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸氧化脱氨基
内源性氨基酸与外源性氨基酸共同分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库
（二）氨基酸代谢概况
食物蛋白质
尿素
氨
酮体
α -酮酸
氧化供能
组织蛋白质
体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)
分解 合成
氨基酸 代谢库
脱羧基作用
糖
胺类
其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)
三、氨基酸分解代谢首先脱氨基
（一）氨基酸通过转氨基作用脱去氨基
第二节
氨基酸的一般代谢
（General Metabolism of Amino Acids）
一、体内蛋白质分解生成氨基酸
• 成人体内的蛋白质每天约有1%～2%被降解 • 蛋白质降解产生的氨基酸，大约70%～80%被重新利用合成新的蛋白质
（一）蛋白质以不同的速率进行降解
蛋白质的半寿期（half-life)：蛋白质浓度减少到开始值50%所需要的时间
H2O2 FMN
O2 FMNH2
R
+H2O
R
NH4+
四、氨基酸碳链骨架可进行转换或分解
（一）α-酮酸可彻底氧化分解并提供能量 （二）α-酮酸经氨基化生成营养非必需氨基酸 （三）α -酮酸可转变成糖和脂类化合物
氨基酸分解代谢
高氨血症常见于先天性氨基酸代谢障碍、肝硬化、重症 肝炎等疾病。
治疗高氨血症的方法包括使用降氨药物、限制蛋白质摄 入、促进氨排泄等，同时需积极治疗原发病。
肝性脑病
肝性脑病是指由于肝功能严重 受损，导致氨代谢异常，引起 中枢神经系统功能紊乱的综合
酶的共价修饰
一些酶在催化过程中会发生共价修饰，如磷酸化、乙酰化 等。这些修饰可以改变酶的活性或调节酶的功能。
激素的调控
01
激素的合成与释放
激素在特定的内分泌细胞中合成，并通过血液或其他途径传输到靶细胞。
激素的合成和释放受到上游激素和营养物质的调节。
02 03
激素与受体结合
激素与靶细胞表面的受体结合，触发一系列信号转导途径，最终影响基 因表达和代谢过程。不同的激素与不同的受体结合，产生不同的生物学 效应。
02 氨基酸分解代谢的过程
氨基酸的活化
总结词
氨基酸的活化是指将游离氨基酸转变为氨基酰-tRNA的过程，是氨基酸分解代谢的起始步骤。
详细描述
在氨基酸的活化过程中，游离氨基酸与特定的tRNA结合，通过氨基酰-tRNA合成酶催化，形成氨基酰tRNA复合物。这个过程需要消耗ATP，为氨基酸提供活化所需的能量。
03 氨基酸分解代谢的调控
酶的调控
酶的激活与抑制
酶的活性受到多种因素的调节，包括激活剂和抑制剂的影 响。某些物质可以促进酶的活性，称为激活剂，而另一些 物质则抑制酶的活性，称为抑制剂。
酶的合成与降解
酶的合成和降解是动态过程，受到基因表达和蛋白质降解 的影响。在某些情况下，增加酶的合成可以促进代谢反应， 而酶的降解则可能降低代谢速率。
征。
氨基酸的一般代谢
总反应式：
2NH3+CO2+3ATP+3H2O
尿素 鸟氨酸 精氨酸酶 H2O 精氨酸
尿素+2ATP+AMP+2Pi+PPi
NH3 + CO2
H2O 瓜氨酸
H2O
NH 3
NH2 + CO2 + H2O 线粒体 2ATP 2ADP+Pi 氨基甲酰磷酸 Pi 瓜氨酸 N-乙酰谷氨酸
胞液
鸟氨酸
瓜氨酸 鸟氨酸循环 鸟氨酸 尿素 H2O 精氨酸 ATP AMP+PPi 精氨酸代琥珀酸
天冬氨酸
α- 酮戊二酸
氨基酸
草酰乙酸
谷氨酸
α- 酮酸
苹果酸 延胡索酸
⑷ 鸟氨酸循环的特点： ① 尿素分子中的２个氮原子，一个来自氨， 另一个来自天冬氨酸，而天冬氨酸又可 由其它氨基酸通过转氨基作用而生成。 ② 尿素合成是一个耗能的过程，合成１分子
尿素需要消耗4个高能磷酸键。
⑸ 氨的其它去路
① 在肾小管细胞中，谷氨酰胺在谷氨酰胺 酶的作用下脱氨基，氨基与尿液中的H+ 结合，然后以胺盐的形式由尿排除。 ② 参与合成非必需氨基酸。 ③ 参与核酸中碱基的合成。
4．高血氨症和氨中毒
正常生理情况下，血氯的来源与去路保持动 态平衡，血氨浓度处于较低的水平。氨在肝脏中 合成尿素是维持这种平衡的关键。 当肝功能严重损伤时，尿素合成发生障碍， 血氨浓度升高，称为高血氨症。 一般认为，氨进入脑组织．可与脑中的α酮戊二酸结合生成谷氨酸，氨也可与脑中的谷氨 酸进一步结合生成谷氨酰胺。因此，脑中氨的增 加可以使脑细胞中的α一酮戊二酸减少，导致三 羧酸循环减弱，从而使脑组织中ATP生成减少， 引起大脑功能障碍，严重时可发生昏迷，这就是 肝昏迷氨中毒学说的基础。
氨基酸代谢
第十二章 氨基酸代谢第一节 体内氨基酸的来源一、 外源氨基酸（一）蛋白质在胃和肠道被消化被成氨基酸和寡肽1.场所一：胃酶类：胃蛋白酶原、胃酸、胃蛋白酶消化程度：多肽及少量氨基酸2.场所二：小肠酶类：肠激酶、胰液蛋白酶（原）、内/外肽酶 消化程度：氨基酸和小肽——小肠是蛋白质消化的主要部位3.场所三：小肠粘膜细胞内酶类：寡肽酶（例如氨基肽酶及二肽酶等） 消化程度：最终产生氨基酸。
（二）氨基酸的吸收是一个主动转运过程吸收部位：主要在小肠粘膜细胞 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收机制：耗能的主动吸收过程1.方式一：载体蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，由ATP 供能将氨基酸、Na+转入细胞内，Na+再由钠泵排出细胞。
2.方式二：γ-谷氨酰基循环（三）未被吸收的蛋白质在肠道细菌作用下发生腐败作用腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚、硫化氢等；也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的物质，对机体有一定的营养作用。
组胺和尸胺：降血压；酪胺：升血压；酪胺和苯乙胺：假神经递质（肝性脑病）二、 内源氨基酸（一）蛋白质的降解及其半寿期1.半寿期：蛋白质降低其原浓度一半所需要的时间，用t1/2表示。
2. PEST 序列：脯-谷-丝-苏，快速降解标志序列。
（二）真核细胞内有两条主要的蛋白质的降解途径胃蛋白胃蛋白酶 + 多肽碎片胃酸、胃蛋白酶 (十二指肠分泌，胆汁激活)1．外在和长寿蛋白质在溶酶体通过ATP-非依赖途径降解 （1）不依赖ATP （2）利用溶酶体中的组织蛋白酶降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白2．异常和短寿蛋白质在蛋白酶体通过需要ATP 的泛素途径降解 （1）依赖ATP （2）泛素共价地结合于底物蛋白质，蛋白酶体特异性地识别被泛素标记的蛋白质并将其迅速降解，泛素的这种标记作用是非底物特异性的，称为泛素化。
（3）降解异常蛋白和短寿命蛋白 3*.P53蛋白：细胞内的分子警察由这种基因编码的蛋白质是一种转录因子，其控制着细胞周期的启动。
氨基酸的生物化学功能与代谢途径
氨基酸的生物化学功能与代谢途径氨基酸是构成蛋白质的基本单元，同时也是许多生物分子中的重要组成部分。
除了作为蛋白质合成的原料，氨基酸还具有多种生物化学功能和代谢途径。
本文将围绕氨基酸的生物化学功能和代谢途径展开讨论。
一、氨基酸作为蛋白质合成的原料蛋白质是生物体内最重要的有机物，对生命活动起着重要的调控和催化作用。
氨基酸是蛋白质的基本组成单元，通过肽键连接形成多肽链，再进一步折叠形成功能性的蛋白质。
不同的氨基酸序列和折叠方式决定了蛋白质的结构和功能。
二、氨基酸的生物化学功能1. 氨基酸作为代谢途径的中间产物：氨基酸通过与其他化合物发生反应，参与到生物体的多种代谢途径中。
例如，丝氨酸通过甲硫氨酸形成，参与到硫氨酸和甲硫氨酸代谢途径中。
2. 氨基酸作为信号分子：某些氨基酸具有信号传导的功能，例如谷氨酸是中枢神经系统的主要兴奋性神经递质，参与神经传递的过程。
3. 氨基酸作为合成其他生物分子的前体：氨基酸可以通过一系列的代谢反应转化为其他生物分子的前体。
例如，苏氨酸可以转化为脯氨酸，继而合成出嘌呤和嘧啶等核苷酸。
三、氨基酸代谢途径1. 氨基酸降解代谢：氨基酸在生物体内会经历降解代谢的过程，形成能量物质、酮体和其他代谢产物。
氨基酸可以被转化为酮体，提供给某些组织维持能量供应。
同时，降解代谢还会产生一些有害物质，如尿素，它通过肾脏排出体外。
2. 氨基酸合成代谢：生物体内的某些氨基酸无法由其他物质合成，需要通过合成代谢途径获得。
例如，人体无法合成的必需氨基酸需要从食物中摄入。
3. 转氨酶途径：氨基酸的代谢涉及到转氨酶的参与。
转氨酶通过将氨基酸中的氨基基团转移到某些接受体上，形成新的氨基酸或代谢产物。
在生物体内，氨基酸的生物化学功能与代谢途径是高度复杂和相互关联的。
不同的氨基酸在代谢途径中发挥着不同的作用。
氨基酸的合成和降解代谢是生物体维持能量供应和物质平衡的重要过程。
氨基酸的生物化学功能则涉及到多种生物分子的合成和信号传导。
《氨基酸代谢》课件
探索氨基酸代谢，了解其重要性和调节机制，以及可能的异常情况。来一起 探索氨基酸在人体中的精彩世界吧！
氨基酸代谢：介绍
氨基酸代谢是指细胞内氨基酸的合成、降解和利用过程。它对维持人体新陈 代谢、生长发育以及调节蛋白质合成有着关键作用。
氨基酸吸收
氨基酸可以通过摄入的食物或者自身合成的方式获得。了解氨基酸在肠道内 的消化和吸收过程，以及吸收机制的调节。
氨基酸的运输
探索氨基酸通过血液运输到细胞的不同途径，以及它们与蛋白质合成之间的 关系。进一步了解氨基酸血液浓度的调节机制。
氨基酸的代谢途径
深入研究氨基酸的氧化代谢、转移代谢以及转化成葡萄糖的过程。了解这些 代谢途径的重要性和相互关系。
氨基酸代谢的调节
探讨激素、酶活性以及正负反馈调节等因素对氨基酸代谢的影响。了解调节 机制对维持代谢平衡的重要性。
氨基酸代谢异常
详细了解不同氨基酸代谢障碍的症状和影响，以及治疗这些异常的方法。探索氨基酸过多或过少对健康的影响。
结论
总结氨基酸代谢对人体健康的重要性，并展望未来氨基酸代谢研究的发展方 向。了解更பைடு நூலகம்关于氨基酸的奥秘，为未来的研究提供启示。
氨基酸代谢库名词解释
氨基酸代谢库名词解释氨基酸代谢库是指人体或其他生物体内存储和调节氨基酸的机制和过程。
氨基酸是构成蛋白质的基本单位，同时也参与体内许多生化反应和代谢过程。
1. 氨基酸：氨基酸是一类有机化合物，它们是蛋白质的基本组成单位，由一个氨基（氮基）和一个羧基（酸基）以及一个侧链组成。
2. 蛋白质合成：氨基酸代谢库参与蛋白质的合成过程。
在细胞内，质体上的核糖体通过翻译机制使mRNA导出的信息指导合成蛋白质。
3. 蛋白质降解：氨基酸代谢库参与蛋白质降解过程。
细胞中的蛋白质会被降解为氨基酸，这些氨基酸可以再次被利用来合成新的蛋白质或参与能量产生。
4. 氨基酸转运：涉及氨基酸的转运过程，将氨基酸从一个细胞或组织向另一个细胞或组织转移，以满足不同部位对氨基酸的需求。
5. 氨基酸羧化：氨基酸的羧基（酸基）发生羧化反应，形成酮酸（α-酮基酸），从而提供能量给细胞。
6. 氨基酸脱羧：氨基酸中的酮酸部分经过脱羧反应，脱羧生成的氨基团进一步代谢，产生尿素等尿素循环中所需的物质。
7. 氨基酸互相转化：有些氨基酸可以通过代谢途径相互转化。
例如，天冬氨酸和α-酮戊二酸可以相互转化，这是一种重要的二氢堆积过程。
8. 氨基酸降解产物：氨基酸经过摄入、合成、降解等过程，最终会产生多种代谢产物，如尿素、脱氧胆酸、酪氨酸等。
9. 氨基酸代谢疾病：氨基酸代谢过程中的一些异常，如氨基酸酮症、苯丙酮尿症等，会导致氨基酸在体内的堆积或缺乏，引发一系列疾病。
总之，氨基酸代谢库涉及氨基酸的合成、降解、转运以及相关反应和调控过程，对于维持正常生物体的生理功能和代谢平衡具有重要作用。
深入理解氨基酸代谢库的机制和调控方式，能为相关疾病的治疗提供理论依据和手段。
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ALT
α-酮戊二酸 + 天冬氨酸
第二节 氨基酸的一般代谢
（三）联合脱氨基作用
定义：在转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶协同作用下，使氨基酸脱去氨基生成氨 和α-酮酸的过程称为联合脱氨基作用。 • 氨基酸脱氨基的最主要方式
氨基酸 酮酸
酮戊二酸 转氨酶
谷氨酸
NH3 + NADH+H+ L-谷氨酸脱氢酶
H2O + NAD+
第二节 氨基酸的一般代谢
第二节 氨基酸的一般代谢
一、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸 脱氨基作用
氨+α-酮酸
（一）氧化脱氨基作用
定义：氨基酸脱去氨基的同时伴有脱氢氧化反应的过程。
酶：L-谷氨酸脱氢酶
第二节 氨基酸的一般代谢
（二）转氨基作用
定义：在转氨酶的催化下，一种氨基酸的α-氨基转移给另一种α-酮酸，生 成相应的氨基酸，而原来的氨基酸脱去氨基转变成相应α-酮酸的过程。
成人每日最低分解：20g
我国营养学会推荐——
成人每日蛋白质需要量：80g
第一节 蛋白质的营养作用
第一节 蛋白质的营养作用
二、蛋白质的需要量和营养价值
（一）氮平衡
氮平衡：机体每天摄入食物的含氮量（摄入氮）与随尿液和粪便排出去的 含氮物质的含氮量（排出氮）的比例关系。反映机体蛋白质代谢概况。
根据：蛋白质含氮量相对恒定为16%；食物中氮主要来自蛋白质 分类：
• 转氨酶：结合酶；辅酶：磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺（维生素B6的活化形式） • 2种重要的转氨酶：ALT AST
第二节 氨基酸的一般代谢
a. 丙氨酶氨基转移酶（ALT） （肝细胞内最多）
谷氨酸 + 丙酮酸
ALT α-酮戊二酸 + 丙氨酸
b. 天冬氨酶氨基转移酶（AST） （心肌细胞内最多）
谷氨酸 + 草酰乙酸
第一节 蛋白质的营养作用
三、蛋白质的消化、吸收与腐败
（一）蛋白质的消化
• 胃内消化：胃蛋白酶将蛋白质水解为多肽和少量氨基酸。
• 小肠内消化：小肠是蛋白质消化的主要场所。
胃液，胰液
食物Pr.
多种酶
小肠粘膜细胞
寡肽 二肽
AA AA
蛋白酶原
蛋白酶
（二）氨基酸的吸收
第一节 蛋白质的营养作用
吸收部位：主要在小肠。 特点： 耗能的主动转运过程；需要转运氨基酸的载体蛋白
2．丙氨酸转运 丙 氨 酸 － 葡 萄 糖 循 环
第二节 氨基酸的一般代谢
（三）氨的去路
１．合成尿素（主要）
• 部位：肝脏（线粒体+胞液） • 过程：鸟氨酸循环 • 意义：解氨毒，排泄氨
第二节 氨基酸的一般代谢
第二节 氨基酸的一般代谢
2．合成谷氨酰胺 在脑、肌肉等组织，有毒的氨与谷氨酸结合成谷氨酰胺，所 以谷氨酰胺的生成不仅参与蛋白质的生物合成，而且也是体内储氨、运氨及解 除氨毒的重要方式 3．其他代谢途径：氨可使α-酮戊二酸氨基化生成谷氨酸，再与其他α-酮酸转 氨基作用，合成营养非必需氨基酸
第九章 氨基酸代谢
第九章 氨基酸代谢
情景导入：
患者男，58岁，呕血、便血4天，神 志恍惚3天。4天前患者因进食较硬 食物，呕吐咖啡色物约350ml，排出 黑色大便3次/日，速到医院就诊。治 疗过程中患者出现多言多语、躁动不 安、吐词不清、神志恍惚等表现。该 患者肝硬化病史8年，曾因腹水多次 住院治疗。
分解
NH3
分泌
肾小管上皮细胞
（谷氨酰胺的分解）
H+ + NH3 NH3（易吸收）
NH4+ NH4+ （易排除）
减少氨的吸收： 弱酸性透析液结肠透析 酸性利尿药
（二）氨的转运 • 氨运输形式主要有2种：谷氨酰胺和丙氨酸
1．谷氨酰胺转运
第二节 氨基酸的一般代谢
意义：谷氨酰胺既是氨的解毒形式，又是氨的储存和运输形式。
第一节 蛋白质的营养作用
（三）蛋白质的腐败作用
• 定义：肠道细菌对部分未被消化的蛋白质及部分未被吸收的消化产物进行分解 的过程称为腐败作用。产物：氨、胺、其它有害物质。
细菌
未消化的蛋白质 未吸收的消化产物
脱氨
NH3
脱羧
胺
碳链降解
其它有害物质
第九章 氨基酸代谢
第二节 氨基酸的一般代谢
氨基酸代谢概况
第一节 蛋白质的营养作用
• 构成组织细胞的组成成分
• 构成具有重要生理功能的物质 如：酶、激素、抗体、血红蛋白、肌动蛋白等
• 氧化供能
体重 % (湿重)
糖 1～ 2
脂类 10～12
蛋白质 15～18
产能（kJ/g） 17 供能 （%） 50-70
26 20-30
17 15-20
（二）蛋白质的需要量
检查：血氨160μmol/L， ALT220U/L。
诊断：肝性脑病、消血氨、ALT有何临床意义？
2. 消化道出血是肝性脑病发病的诱因吗？ 肝硬化患者在饮食、用药等方面应注
意哪些事项？ 3. 试分析肝性脑病发病的生化机制。
第九章 氨基酸代谢
第一节 蛋白质的营养作用
一、蛋白质的生理功能
• 营养必需氨基酸：机体不能合成必须要通过食物获得的氨基酸，共8种。
苯丙氨酸、蛋氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、赖氨酸、苏氨酸、色氨酸
• 蛋白质的互补作用：将多种营养价值较低的蛋白质食物混合食用，必需氨基酸可 以互相补充，从而提高蛋白质的营养价值，称为食物蛋白质的互补作用。
如：将谷物（富含色氨酸）和豆类（富含赖氨酸）食物混合食用，蛋白质营养价值升高。
（四）嘌呤核苷酸循环
• 嘌呤核苷酸循环：肌肉细胞氨基酸的脱氨基方式
第二节 氨基酸的一般代谢
二、α-酮酸的代谢
• 氧化分解供能 • 经氨基化生成营养非必需氨基酸 • 转变为糖和脂类化合物
第二节 氨基酸的一般代谢
第二节 氨基酸的一般代谢
三、氨的代谢
（一）氨的来源
氨基酸（氨基酸脱氨基作用）
肠道
吸收
（腐败作用；尿素分解）
摄入氮=排出氮 正常成人 摄入氮>排出氮 部分用于合成体内蛋白 (儿童,孕妇,恢复期病人)
摄入氮<排出氮 摄入不足，消耗过量 （饥饿，消耗性疾病）
（三）蛋白质的营养价值
第一节 蛋白质的营养作用
• 蛋白质的营养价值：蛋白质的营养价值的高低取决于蛋白质中所含有的营 养必需氨基酸的种类、数量以及比例关系
（四）高血氨和氨中毒
第二节 氨基酸的一般代谢
• 正常生理情况下，血氨的来源和去路处于动态平衡，血氨的浓度处于较低 水平，肝脏是合成尿素解除氨毒的主要器官，鸟氨酸循环是维持血氨低浓 度的关键。
• 当肝功能严重受损时，尿素合成障碍，血氨浓度升高，称为高氨血症
• 高血氨是肝性脑病的重要生化机制。