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07-氨基酸-09级五(李)-10上

jjkk 2011-07-14 评分 0 浏览量 0 0 0 0 暂无简介 简介 举报

简介:本文档为《07-氨基酸-09级五(李)-10上ppt》,可适用于自然科学领域,主题内容包含第七章氨基酸代谢ChapterMetabolismofAminoAcids第七章氨基酸代谢ChapterMetabolismofAminoAcids符等。

第七章氨基酸代谢ChapterMetabolismofAminoAcids第七章氨基酸代谢ChapterMetabolismofAminoAcids第一节蛋白质的营养作用SectionNutritionalFunctionofProteins第一节蛋白质的营养作用SectionNutritionalFunctionofProteins、氮平衡掌握氮平衡的概念、必需氨基酸、蛋白质的营养价值掌握必需氨基酸的定义和种类、蛋白质的营养价值掌握蛋白质营养价值的决定因素一、蛋白质营养的重要性维持细胞、组织的生长、更新和修补参与多种重要的生理活动催化(酶)、代谢调节、物质转运(载体)、免疫(抗原及抗体)、运动(肌肉)、等。氧化供能人体每日能量由蛋白质提供。二、蛋白质需要量和营养价值氮平衡(nitrogenbalance)摄入食物的含氮量与排泄物(尿与粪)中含氮量之间的关系。氮的总平衡:摄入氮=排出氮(正常成人)氮的正平衡:摄入氮>排出氮(儿童、孕妇等)氮的负平衡:摄入氮<排出氮(饥饿、消耗性疾病患者)氮平衡的意义:可以反映体内蛋白质代谢的慨况。生理需要量Kg体重的成人每日蛋白质最低分解量:g年世界卫生组织推荐每日蛋白质需要量:成男:gKg体重成女:根据生理变化适当增加(成人每日最低蛋白质需要量:>g)年我国营养学会推荐成人(Kg体重)每日蛋白质需要量:g对于孕妇、乳母、脑力劳动或体力劳动者相应增加蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值(nutritionvalue)蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、量质比。必需氨基酸:指人(和其他脊椎动物)体内需要而又不能自身合成必须由食物供给的氨基酸共有种:Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。essentialaminoacids:theaminoacidsincludingvaline,leucine,isoleucine,threonine,phenylalanine,tryptophanmethionineandlysine,thatcannotbesynthesizedbyhumans(andothervertebrates)andmustbeobtainedfromthediet其余种氨基酸体内可以合成称非必需氨基酸。蛋白质的互补作用指营养价值较低的蛋白质混合食用其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值。例:谷类:赖少色多豆类:赖多色少将二者混合食用,可提高营养价值第二节蛋白质的消化、吸收和腐败第二节蛋白质的消化、吸收和腐败SectionDigestion,AbsorptionandPutrefactionofProteins一、外源性蛋白质消化成氨基酸和寡肽后被吸收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。(一)在胃和肠道蛋白质被消化成氨基酸和寡肽、蛋白质在胃中被水解成多肽和氨基酸胃蛋白酶的最适pH为~对蛋白质肽键的作用特异性较差主要水解由芳香族氨基酸、蛋氨酸和亮氨酸所形成的肽键产物主要为多肽及少量氨基酸。、蛋白质在小肠被水解成小肽和氨基酸小肠是蛋白质消化的主要部位。内肽酶(endopeptidase)水解蛋白质肽链内部的一些肽键如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶。外肽酶(exopeptidase)自肽链的末段开始每次水解一个氨基酸残基如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。蛋白水解酶作用示意图肠液中酶原的激活胰蛋白酶(trypsin)肠激酶(enterokinase)胰蛋白酶原弹性蛋白酶(elastase)弹性蛋白酶原糜蛋白酶(chymotrypsin)糜蛋白酶原羧基肽酶(A或B)(carboxypeptidase)羧基肽酶原(A或B)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。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。酶原激活的意义(二)氨基酸通过主动转运过程被吸收吸收部位:主要在小肠吸收形式:氨基酸、寡肽、二肽吸收机制:耗能的主动吸收过程二、蛋白质在肠道发生腐败作用肠道细菌对未被消化的蛋白质及其消化产物所起的作用。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。蛋白质的腐败作用(putrefaction)(一)肠道细菌通过脱羧基作用产生胺类假神经递质(falseneurotransmitter)某些物质结构(如苯乙醇胺β羟酪胺)与神经递质(如儿茶酚胺)结构相似可取代正常神经递质从而影响脑功能称假神经递质。(二)肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨降低肠道pHNH转变为NH以胺盐形式排出可减少氨的吸收这是酸性灌肠的依据。(三)腐败作用产生其它有害物质正常情况下上述有害物质大部分随粪便排出只有小部分被吸收经肝的代谢转变而解毒故不会发生中毒现象。第三节氨基酸的一般代谢第三节氨基酸的一般代谢SectionGeneralMetabolismofAminoAcids、氨基酸的脱氨基作用掌握脱氨基的方式熟悉氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基的重要酶类、α酮酸的代谢掌握α酮酸的代谢去路掌握生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸的种类一、体内蛋白质的转换更新(一)蛋白质以不同的速率进行降解成人每天有~的蛋白质被降解有~被重新利用。一般地t为分钟~天。代谢途径中的关键酶较短。(二)真核细胞内蛋白质的降解ATP非依赖途径溶酶体组织蛋白酶:水解外来蛋白、膜蛋白、长寿蛋白等。ATP依赖途径泛素(ubiquitin):为含AAs的多肽广泛存在于真核细胞,分子量kDa。泛素化的蛋白质易被蛋白酶体降解。蛋白酶体降解异常蛋白和短寿蛋白。氨基酸代谢库食物蛋白经消化吸收的氨基酸(外源性氨基酸)与体内组织蛋白降解产生的氨基酸(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。一、体内蛋白质的转换更新氨基酸代谢库氨基酸代谢概况二、氨基酸的脱氨基作用定义指氨基酸脱去氨基生成相应α酮酸的过程。脱氨基方式氧化脱氨基转氨基作用联合脱氨基非氧化脱氨基(一)转氨基作用(transamination)定义在转氨酶(transaminase)的作用下某一氨基酸的α氨基转移到另一种α酮酸的酮基上生成相应的氨基酸,而原来的氨基酸则变成α酮酸的过程。反应式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。两种重要的转氨酶:转氨酶正常人各组织GOT及GPT活性(单位克湿组织)血清转氨酶活性临床上可作为疾病诊断和预后的指标之一。转氨基作用的机制转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛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。通过此种方式并未产生游离的氨。转氨基作用的生理意义(二)L谷氨酸氧化脱氨基作用存在于肝、脑、肾中辅酶为NAD或NADPGTP、ATP为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂催化酶:L谷氨酸脱氢酶L谷氨酸NHα酮戊二酸NAD(P)NAD(P)HHHO(三)联合脱氨基作用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。类型转氨基与氧化脱氨基联合定义转氨基与嘌呤核苷酸循环联合转氨基与氧化脱氨基联合此种方式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。转氨基与嘌呤核苷酸循环联合此种方式主要在肌肉组织进行。GTP三、α酮酸的代谢(一)经氨基化生成非必需氨基酸(二)转变成糖及脂类(三)氧化供能α酮酸在体内可通过TAC和氧化磷酸化彻底氧化为HO和CO同时生成ATP。琥珀酰CoA延胡索酸草酰乙酸α酮戊二酸柠檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖α磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA酮体COCO氨基酸、糖及脂肪代谢的联系TAC第四节氨的代谢第四节氨的代谢SectionMetabolismofAmmonia、氨的来源与去路掌握脱氨的来源与去路、氨的转运掌握丙氨酸葡萄糖循环的途径掌握谷氨酰胺与谷氨酸之间的互变、谷氨酰胺在氨转运中的意义、尿素的生成掌握鸟氨酸循环的途径熟悉尿素生成的调节、高血氨症和氨中毒熟悉高血氨症形成的生化机理氨是机体正常代谢产物具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒。正常人血氨浓度一般不超过μmolL。一、血氨的来源与去路血氨的来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,胺类的分解也可以产生氨肠道吸收的氨肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺血氨的去路在肝内合成尿素这是最主要的去路合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成谷氨酰胺肾小管泌氨分泌的NH在酸性条件下生成NH随尿排出。氨ammonia氨ammonia尿酸uricacid尿素urea各类动物的排氨方式肾小管上皮细胞泌氨二、氨的转运丙氨酸葡萄糖循环(alanineglucosecycle)谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用反应过程在脑、肌肉合成谷氨酰胺运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸从而进行解毒。天冬酰胺酶治疗白血病的机理天冬酰胺酶可使白血病细胞的天冬酰胺减少阻止白血病细胞的蛋白质生物合成从而抑制白血病细胞的增殖。三、尿素的生成(一)生成部位主要在肝细胞的线粒体及胞液中。(二)生成过程尿素生成的过程称为鸟氨酸循环(orinithinecycle)或尿素循环(ureacycle)因该循环由HansKrebs和KurtHenseleit提出,所以又称KrebsHenseleit循环。HansAldolfKrebs()theNobellaureate实验依据:*#*#氨基甲酰磷酸的合成反应在线粒体中进行反应由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(carbamoylphosphatesynthetaseⅠ,CPSⅠ)催化。N乙酰谷氨酸为其激活剂反应消耗分子ATP。瓜氨酸的合成(线粒体)鸟氨酸氨基甲酰转移酶HPO氨基甲酰磷酸氨甲酰基由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithinecarbamoyltransferase,OCT)催化OCT常与CPSⅠ构成复合体。反应在线粒体中进行瓜氨酸生成后进入胞液。精氨酸的合成反应在胞液中进行。天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸延胡索酸精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸脒基精氨酸水解生成尿素反应在胞液中进行尿素鸟氨酸精氨酸HO鸟氨酸循环线粒体胞液(三)反应小结原料:分子氨一个来自于游离氨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:个ATP个高能磷酸键。(四)尿素生成的调节食物蛋白质的影响高蛋白膳食合成低蛋白膳食合成CO+NH+HO+ATP氨基甲酰磷酸+ADP+Pi精氨酸AGA乙酰CoA+谷氨酸AGA合成酶CPSⅠ()()CPSⅠ的调节:AGA、精氨酸为其激活剂 两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较尿素生成酶系的调节:肝细胞再生时活性(五)高氨血症和氨中毒血氨浓度升高称高氨血症(hyperammonemia)常见于肝功能严重损伤时尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。高氨血症时可引起脑功能障碍称氨中毒(ammoniapoisoning)。TAC脑供能不足脑内α酮戊二酸氨中毒的可能机制第五节个别氨基酸的代谢第五节个别氨基酸的代谢SectionMetabolismofSomeOtherAminoAcids、氨基酸的脱羧基作用熟悉某些氨基酸脱羧基作用的产物及其生理作用、一碳单位代谢掌握一碳单位的定义和种类、转运载体、来源、互变、生理功能熟悉一碳单位代谢障碍与疾病、某些抗生素及抗肿瘤药物作用的生化机制、含硫氨基酸的代谢掌握甲硫氨酸与转甲基作用、甲基供体、甲硫氨酸循环、活性硫酸根熟悉与肌酸代谢有关的生理与临床意义、芳香族氨基酸的代谢熟悉儿茶酚胺类化合物的来源熟悉引起白化病、尿黑酸症、苯酮酸尿症的原因(酶缺陷)了解色氨酸的转化产物、支链氨基酸的代谢了解支链氨基酸的转化产物一、氨基酸脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)胺的氧化(一)γ氨基丁酸(γaminobutyricacid,GABA)GABA是抑制性神经递质对中枢神经有抑制作用。磷酸吡哆醛(二)牛磺酸(taurine)牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。(三)组胺(histamine)组胺是强烈的血管舒张剂可增加毛细血管的通透性还可刺激胃蛋白酶及胃酸的分泌。(四)羟色胺(hydroxytryptamine,HT)HT在脑内作为神经递质起抑制作用在外周组织有收缩血管的作用。(五)多胺(polyamines)鸟氨酸腐胺S腺苷甲硫氨酸(SAM)脱羧基SAM鸟氨酸脱羧酶COSAM脱羧酶CO精脒(spermidine)丙胺转移酶'甲基硫腺苷精胺(spermine)多胺是调节细胞生长的重要物质。在生长旺盛的组织(如胚胎、再生肝、肿瘤组织)含量较高其限速酶鸟氨酸脱羧酶活性较强。二、一碳单位的代谢定义(一)概述一碳单位一碳基团某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团。一碳单位包括甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基和亚氨甲基。onecarbonunitonecarbongrouporganicgroups,includingmethyl(CH),methylene(CH),methenyl(CH=),formyl(CHO)andformimino(CH=NH)groups,eachcontainingonlyonecarbonatomgeneratedthroughcatabolismsofsomeaminoacids种类甲基(methyl)CH甲烯基(methylene)CH甲炔基(methenyl)CH=甲酰基(formyl)CHO亚氨甲基(formimino)CH=NH(二)四氢叶酸是一碳单位的载体FH的生成F:叶酸(folicacid)FH:二氢叶酸(dihydrofolicacid)FH:四氢叶酸(tetrahydrofolicacid)FH携带一碳单位的形式(一碳单位通常是结合在FH分子的N、N位上)NCHFHN、NCHFHN、N=CHFHNCHOFHNCH=NHFH一碳单位主要来源于氨基酸代谢(三)一碳单位与氨基酸代谢(四)一碳单位的互相转变NCHOFHN,N=CHFHN,NCHFHNCHFHNCH=NHFHHHONADPHHNADPNADHHNADNHHOHHNHNH一碳单位的互相转变(五)一碳单位的生理功能作为合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来叶酸缺乏FH一碳单位代谢障碍与临床一碳单位转运障碍核酸合成障碍细胞分裂障碍巨幼红细胞性贫血叶酸三、含硫氨基酸的代谢胱氨酸甲硫氨酸半胱氨酸(一)甲硫氨酸的代谢甲硫氨酸与转甲基作用腺苷转移酶PPiPi甲硫氨酸ATPS腺苷甲硫氨酸(Sadenosylmethionine,SAM)甲基转移酶RHRHCH腺苷SAMS腺苷同型半胱氨酸同型半胱氨酸SAM为体内甲基的直接供体体内有多种物质需要SAM提供甲基经甲基化后生成甲基化合物。不少甲基化合物是重要的生理活性物质。甲硫氨酸循环(methioninecycle)肌酸的合成肌酸(creatine)和磷酸肌酸(creatinephosphate)是能量储存、利用的重要化合物。肝是合成肌酸的主要器官。肌酸以甘氨酸为骨架由精氨酸提供脒基SAM提供甲基而合成。肌酸在肌酸激酶(CPK)的作用下转变为磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物为肌酸酐(creatinine)。瓜基脒基尿中肌酸酐排出量十分恒定。严重肾病时血中肌酸酐浓度体内储能的一种形式。在肌肉、脑组织中含量较高。CPK有三种同工酶:MM型(骨骼肌)MB型(心肌)BB型(脑组织)心肌梗塞时血中MB型且变化较早特异性好。(二)半胱氨酸与胱氨酸的代谢半胱氨酸与胱氨酸的互变硫酸根的代谢含硫氨基酸分解可产生硫酸根半胱氨酸是主要来源。PAPS为活性硫酸是体内硫酸基的供体ATP四、芳香族氨基酸的代谢(一)苯丙氨酸和酪氨酸的代谢此反应为苯丙氨酸的主要代谢途径。儿茶酚胺(catecholamine)与黑色素(melanin)的合成黑色素的合成酪氨酸酶氧化脱羧酪氨酸酶氧化酪氨酸酶缺乏白化病(albinism)脱羧酪氨酸的分解代谢体内代谢尿黑酸的酶先天缺陷时尿黑酸分解受阻可出现尿黑酸症。乙酰乙酸尿黑酸氧化酶尿黑酸氧化酶缺乏尿黑酸症homogentisateoxidase是一种遗传代谢病。因体内苯丙氨酸羟化酶缺陷苯丙氨酸不能正常转变为酪氨酸苯丙氨酸经转氨基作用生成苯丙酮酸、苯乙酸等并从尿中排出形成苯酮酸尿症。tyrosinePhenylaninehydroxylasePhenylketonuria苯酮酸尿症(phenylketonuria,PKU)苯丙酮酸的生成苯丙氨酸羟化酶苯丙氨酸羟化酶缺乏苯酮酸尿症转氨酶HT色氨酸犬尿酸黄尿酸乙酰乙酰CoA甲酰犬尿酸原犬尿酸原羟犬尿酸原丙氨酸+羟邻氨苯甲酸尼克酸邻氨苯甲酸+丙氨酸丙酮酸葡萄糖酮体吡咯酶(肝)(二)色氨酸代谢(二)色氨酸代谢色氨酸五、支链氨基酸的代谢支链氨基酸氨基酸的重要含氮衍生物NOONADPHHNADP一氧化氮合酶(NOS)精氨酸瓜氨酸一氧化氮练习题A型题.体内甲基化反应主要由下列哪种化合物提供活性甲基?A.S腺苷蛋氨酸B.甲硫氨酸C.胸腺嘧啶D.同型半胱氨酸E.NCHFH.合成尿素的主要组织器官是A.肝脏B.肾脏C.胃D.脾脏E.骨骼肌.转氨酶的辅酶是A.维生素B的磷酸酯B.维生素B的磷酸酯C.维生素B的磷酸酯D.维生素PP的磷酸酯E.维生素B的磷酸酯.在尿素合成中能穿出线粒体进入胞液继续进行反应的代谢物是A.精氨酸B.瓜氨酸C.鸟氨酸D.氨基甲酰磷酸E.精氨酸代琥珀酸.体内氨的主要来源是A.肾脏的谷氨酰胺脱氨作用B.肠道细菌腐败作用所产生的氨被吸收C.尿素的肠肝循环D.氨基酸脱氨基E.体内胺类物质分解形成的氨下列哪组氨基酸都不能在人体内合成?A谷、赖、精   B色、天、甘   C丝、丙、亮D苏、缬、异亮E酪、丙、色肌肉及脑组织中能量的贮存形式是:A、肌酐B、肌酸C、磷酸肌酸D、磷酸烯醇式丙酮酸E、磷脂酰肌醇尿素分子中的两个N原子分别来自:ANH和谷氨酰胺BNH和谷氨酸CNH和天冬氨酸DNH和天冬酰胺E谷氨酰胺和天冬酰胺X型题氨基酸的脱氨基方式有A氧化脱氨基B联合脱氨基C转氨基作用D非氧化脱氨基氨在血液中的运输形式是A丙氨酸B谷氨酸C谷氨酰胺D天冬氨酸填空题氨在血液中主要以和形式运输。体内活性甲基的供体是。体内转运一碳单位的载体是。名词解释必需氨基酸一碳单位转氨基作用问答题简述血氨的来源和去路。氨在血液中是如何运输的?试述尿素循环的步骤(注明反应部位)。丙氨酸谷氨酰胺SAMFH

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