11.28 氨基酸代谢2
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11.2 氨基酸的分解代谢
氨基酸的共同分解代谢途径包括脱氨基作 用(α-酮酸+NH4+)和脱羧基作用(胺+CO2)。
11.2.1 氨基酸的脱氨基作用脱氨基作用指氨基酸脱去α-氨基生成相应α-酮酸的过程。1、氧化脱氨基作用 2、转氨基作用 3、联合脱氨基作用 4、非氧化脱氨基作用目录
2、转氨基作用在转氨酶(transaminase)的作用下,某一氨基 酸去掉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。
大多数氨基酸可参与转氨基作用,但赖氨酸、
脯氨酸、羟脯氨酸除外。
转氨作用的机制:转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛
+ α-酮酸
氨基酸
氨基酸
磷酸吡哆醛转氨酶
谷氨酸转氨酶
α-酮酸
磷酸吡哆胺
α-酮戊二酸
大多转氨酶都需要 -酮戊二酸作为氨基受体,从而生成谷氨酸COOH | (CH2)2 | HC-NH2 | COOH谷氨酸 COOH | (CH2)2 | C=O | COOH -酮戊二酸谷丙转氨酶
CH3 | C=O | COOH 丙酮酸
COOH | (CH2)2 | HC-NH2 | COOH谷氨酸
COOH | CH2 | C=O | COOH 草酰乙酸 COOH | CH2 | C -NH2 | COOH 天冬氨酸
CH3 | HC-NH2 | COOH 丙氨酸
COOH | (CH2)2 | C=O | COOH -酮戊二酸谷草转氨酶
转氨基作用
转氨基作用的生理意义转氨基作用不仅是体内多数氨基酸 脱氨基的重要方式,也是机体合成非必 需氨基酸的重要途径。 通过此种方式只转移氨基,并未产 生游离的氨。
3、联合脱氨基作用 定义 两种脱氨基方式的联合作用,使氨 基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。 类型 ① 转氨基偶联氧化脱氨基作用 ② 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环
(1) 转氨基偶联氧化脱氨基作用α-酮戊二酸 L-谷氨酸NH3+NADH+H+L-谷氨酸脱氢酶
L-氨基酸转氨酶
α-酮酸
H2O+NAD+
曾经认为此种方式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。
(2)嘌呤核苷酸循环脱氨基作用心肌、骨骼肌: L-谷氨酸脱氢酶活 性 腺苷酸琥氨 基 酸 α-酮戊 二酸 珀酸合成酶 NH3 次黄苷酸 谷 草 转 氨 酶 腺苷酸 脱氨酶 H2O 转 氨 酶 腺苷酸 琥珀酸 腺苷酸 (AMP) 谷氨酸 α-酮酸
天冬氨酸
草酰乙酸
延胡索酸 苹果酸
4、非氧化脱氨基作用微生物中: 脱水脱氨基 脱硫化氢脱氨基 直接脱氨基
水解脱氨基
5、脱酰胺基作用谷胺酰胺酶:谷胺酰胺+ H2O →谷氨酸+ NH3 天冬酰胺酶:天冬酰胺 + H2O → 天冬氨酸 + NH3 谷胺酰胺、天冬酰胺是动、植物体内氨的储运
形式。因此脱酰胺基作用也是氨基酸代谢的重要反应之一。
11.2.2 氨基酸的脱羧基作用 肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类
不是氨基酸代谢的主要方式 一般脱羧酶的丏一性很高 蛋白质蛋白酶 氨基酸脱羧酶
氨基酸 组氨酸 谷氨酸
伯胺
类+CO2使血管舒张,降 低血压 为神经递质
组胺
γ氨基丁酸
5-磷酸吡哆 醛为辅酶
酪氨酸 天冬氨酸
酪胺
使血压升高 组成泛酸
β丙氨酸
大量胺类物质能引起神经或心血管等系统的功 能紊乱胺类 入肝(单胺氧化酶或 二胺氧化酶) 胺类 相应的醛 相应的脂肪酸 CO2+H2O 解毒
11.2.3 氨的代谢去路动物体内氨基酸脱下的氨去路有: 铵盐随尿排出
在肝内合成尿素,这是最主要的去路 合成谷氨酰胺或天冬酰胺储存谷氨酸 + NH3 谷氨酰胺合成酶 ATP ADP+Pi 谷氨酰胺
合成非必需氨基酸、嘌呤、嘧啶等
1、氨的排泄方式氨是有毒物质 氨中毒的可能机制正常人血氨浓度低于58.7μmol/L,血氨浓度升
α-酮戊二酸
NH3 NH3 高可致脑组织功能障碍,甚至昏迷或死亡。
降低肠道pH(7.4),NH3转变为NH4+以胺盐 形式排出,可减少氨的吸收,这是高血氨病人酸 性灌肠的依据。 脑 脑内α-酮戊二酸↓
谷氨酸
谷氨酰胺
排泄方式
供 水生动物:排氨 TAC ↓ 能 不 鸟类和某些爬虫类动物:排尿酸 足
人和哺乳类动物:排尿素
2、氨的转运① 氨以谷氨酰胺的形式转运COOH | (CH2)2 | HC-NH2 | COOH谷氨酸
CO -NH2 NH3 ATP ADP + Pi + H2O | (CH2)2 E1 | HC-NH2 E2 | NH3 H2O COOH谷氨酰胺
谷氨酰胺是电中 性的无毒物质, 容易通过细胞膜 迚入血液循环。
E1 谷氨酰胺合成酶( 脑、肝)
E2 谷 氨 酰 胺 酶 ( 肾)
肝:合成尿素 肾:铵盐(尿 氨)形式 排出
意义 —— 谷氨酰胺是氨在体内的利用、贮存和运输形 式,也是体内 (脑) 暂缓氨毒的一种重要方式。
② 氨以丙氨酸的形式转运 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝,肝为肌肉 肌肉 血液 肝 提供葡萄糖。 肌肉 葡蛋白质 糖 酮酸从肌肉带到肝中。 糖 氨基酸糖 异 生 尿素循环脏排泄
萄 葡 通过血液 转运一分子丙氨酸,相当于将一分子氨和一分子丙 葡萄糖 尿素 糖 萄 循环到肾酵 解 途 径
NH3 谷氨酸谷丙转氨酶
NH3谷氨酸转氨酶 α-酮戊 二酸
丙酮酸 丙氨酸
丙酮酸 丙 氨 酸
α-酮戊二酸
丙 氨 酸
丙氨酸-葡萄糖循环
3、尿素的生成机制和鸟氨酸循环尿 素 生成 的 过程 于 1932年由 Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出,称为鸟 氨酸循环(orinithine cycle),又称尿素 循环(urea cycle) 。
鸟氨酸循环的过程分3个阶段:(1) 从鸟氨酸合成瓜氨酸谷氨酸的氧化 脱氨作用
CO2 + NH3 + H2O + 2ATP糖的代谢 产物
氨基甲酰磷酸合成酶ⅠN-乙酰谷氨酸(别构激活剂)
O H2N C O ~ PO32氨基甲酰磷酸
+ 2ADP + Pi
NH2 CNH2NH2
O
NHO2-
(CH2)3 CH NH2
+
C
鸟氨酸转氨甲酰酶
(CH2 )3 CH NH2
O ~PO3
COOH
H3PO4
COOH
鸟氨酸
氨基甲酰磷酸
瓜氨酸
反应在线粒体中进行
(2) 从瓜氨酸合成精氨酸NH C NH (CH 2 )32
NH2
COOH N C H CH2 COOH NH2
OCOOH
C
+NH2
H2N
C CH2
HATP
精氨琥珀酸合成酶Mg2+ H2O
NH (CH2)3
CHCOOH
AMP+PPi
CH
COOHCOOH
瓜氨酸
天冬氨酸
精氨琥珀酸
反应在胞液中进行
NH2 C NH (CH2)3 CH NH2 COOH N
COOH C H CH2 COOH
NH2 C NH NH COOH CH
精氨琥 精氨酸代琥 珀酸裂合酶 珀酸裂解酶
(CH2)3 CH NH2
+
CH HOOC
COOH
精氨琥珀酸
精氨酸转氨基作用
延胡索酸三羧酸 循环
天冬氨酸
草酰乙酸
瓜氨酸 (氨基的供体)
谷氨酸
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