氨基酸代谢

生物氧化 生物氧化：物质在生物体内进行氧化称为生物氧化，主要是指糖，脂肪，蛋白质在体内分解逐步释放能量最终生成二氧化碳和水的过程。 氧化呼吸链（oxidative respitatory chain）：营养物质代谢脱下的成对氢原子以还原当量的形式存在，经过一些列酶和辅酶的催化作用逐步传递最终与氧结合生成水。在线粒体内膜上以一定顺序排列的一些列具有电子传递功能的酶复合体成为ORC。 四种复合体： NADH-泛醌还原酶，将NADH中的氢原子传递给泛醌。 琥珀酸脱氢酶，将电子从琥珀酸转移给泛醌。 泛醌细胞色素还原酶：将前两个复合体募集的还原当量和电子传递给复合体三。 细胞色素C氧化酶。 两条氧化呼吸链 NADH氧化呼吸链：NADH--复合体一---CoQ---复合体三---复合体四--氧气 琥珀酸氧化呼吸链：琥珀酸---复合体2---CoQ---复合体3---复合体4---氧气 两种生成ATP的方式： 底物水平磷酸化：与脱氢反应偶联，将高能代谢物分子中的能量转移给ADP生成ATP的过程 氧化磷酸化（oxidative phosyphorylation）：将代谢物脱下的氢经氧化呼吸链电子传递释放能量，偶联驱动ADP磷酸化生成ATP的过程。 P/O比值：指氧化磷酸化过程中，没消耗1/2mol的氧气生成的ATP的摩尔数/一对电子通过氧化呼吸链传递给氧生成的ATP摩尔数。 NADH氧化呼吸链 比值为2.5，琥珀酸氧化呼吸链比值为1.5 化学渗透假说：电子在电子传递链中传递时驱动质子从线粒体内泵出到线粒体外，产生膜内外质子电化学梯度储存能量。当质子顺浓度梯度回流时驱动ADP生成ATP。 氧化磷酸化抑制剂 呼吸链抑制剂：阻断氧化磷酸化的电子传递过程。CN,CO是阻止电子从cyta3---O2的传递。（城市火灾事故） ：解偶联剂：破坏电子传递过程中建立的质子跨膜电位梯度。二硝基苯酚。 ：ATP合酶抑制剂 ：ADP是调节正常人体内氧化磷酸化速率的重要因素 高能磷酸化合物：水解时有较大自由能释放的磷酸化合物。包括高能磷酸化合物和含有辅酶A的高能硫脂化合物。 胞质中的NADH进入线粒体：需要穿梭机制 脑和骨骼肌：α-磷酸甘油穿梭，1分子葡萄糖生成36分子ATP 肝和心肌：苹果酸--天冬氨酸穿梭，一份子葡萄糖生成38分子ATP 第七章 氨基酸代谢 氮平衡：用来描述体内蛋白质的代谢状况。蛋白质的含氮量平均为16%。 氮的总平衡：摄入氮=排出氮，正常人 氮的正平衡：摄入氮>排出氮，儿童，孕妇以及恢复期的病人 氮的负平衡：摄入氮<排出氮，饥饿，严重烧伤，出血及消耗性疾病患者 营养必须氨基酸（nutritionally essential amino acid）：体内需要但是却不能自己合成必须由食物提供。（甲携来一本亮色书） 非极性脂肪族氨基酸：亮氨酸leu，异亮氨酸ile，缬氨酸val； 极性中性氨基酸：苏氨酸thr，甲硫氨酸met 碱性氨基酸：赖氨酸lys； 芳香族氨基酸：苯丙氨酸phe和色氨酸trp。（和20种必须氨基酸的表格一起背） 蛋白质的腐败（putrefaction）：未被消化的蛋白质和未被吸收的氨基酸在大肠下部受大肠杆菌的分解，称为蛋白质的腐败作用。 脱羧及作用产生胺类：组胺，尸胺，色胺，酪胺和苯乙胺 脱氨基或尿素酶的作用产生氨：有毒，不能有。酸性灌肠，酸性利尿剂。 苯酚，吲哚，甲基吲哚，硫化氢。 真核细胞内蛋白质的两条降解途径 溶酶体：ATP-非依赖途径 蛋白酶体：ATP-依赖途径 氨基酸代谢库（metabolic pool）：外源性氨基酸和内源性氨基酸混合在一起在机体各处参与代谢，称为氨基酸代谢库。 氨基酸的代谢： 转氨基作用：在转氨酶的作用下，α-氨基酸的氨基转移给α-酮酸，生成相对应的α-酮酸和另外一种氨基酸。是机体合成非必需氨基酸的重要途径。 除赖氨酸，苏氨酸，脯氨酸和羟脯氨酸，其他氨基酸均能发生转氨基作用。 转氨酶：即氨基转移酶。以谷丙转氨酶（GPT)和谷草转氨酶（GOT）为代表。 GPT:谷氨酸+丙酮酸——————α-酮戊二酸+丙氨酸 肝中多 GOT：谷氨酸+草酰乙酸——————α-酮戊二酸+天冬氨酸。 心肌中多 临床意义：急性肝炎血清中GPT剧增，心肌梗死患者血清中GOT剧增。 辅酶：维生素B6的磷酸吡哆醛（作用是转氨基）。 肝，肾，脑：L-谷氨酸脱氢酶催化脱去氨基。 氨基酸+α-酮戊二酸------L-谷氨酸-----亚谷氨酸----α-酮戊二酸（转氨基加脱氨基作用） L-谷氨酸是哺乳动物体内唯一能以高速率进行氧化脱氨反应的氨基酸 L-谷氨酸脱氢酶：脱去谷氨酸的氨基变成酮戊二酸和氨。是唯一既能用NAD又能用NADP的酶 联合脱氨基作用：转氨基作用+谷氨酸脱氨基作用 心肌，骨骼肌：嘌呤核苷酸循环。 其中将生成延胡索酸：进入三羧酸循环。 以上氨基酸代谢所生成的最后的产物是α-酮酸和NH3。 Α-酮酸的去路： 氧化供能 经氨基化生成营养非必需氨基酸 变成生糖氨基酸，生酮氨基酸，生糖兼生酮氨基酸。 生糖兼生酮氨基酸（一两色素本来老）：异亮氨酸，亮氨酸，色氨酸，苏氨酸，苯丙氨酸，赖氨酸，酪氨酸。 生酮氨基酸：亮氨酸和赖氨酸 生糖氨基酸：除上面七种其他均为生糖氨基酸 氨在体内的代谢：要掌握氨的来源，在体内的转运和氨的去路。 氨的来源：（1）氨基酸的脱氨和胺类分解（2）蛋白质/氨基酸在肠道的腐败作用：酸性灌肠。（3）肾小管上皮细胞分泌：谷氨酰胺（谷氨酸+NH3） 酸性利尿剂 氨的转运：丙氨酸和谷氨酰胺两种方式。（Ala,Gln） 肌肉到肝：丙氨酸-葡萄糖循环。肌肉中氨基酸和丙酮酸作用生成丙氨酸，丙氨酸经血液到达肝脏进行联合脱氨基作用生成丙酮酸和氨，氨进入尿素循环。P191生理意义：通过丙酮酸-葡萄糖循环，肌肉中的氨以无毒的方式转运到肝然后变为丙酮酸和氨。丙酮酸可以经糖异生生成葡萄糖，运回肌肉再次生成丙酮酸，而氨在肝内合成尿素。 肌肉，脑到肝，肾：谷氨酰胺。生理意义：谷氨酰胺是氨的解毒产物；是氨的储存和运输方式（氨中毒，服用谷氨酸盐）；提供酰胺基使天冬氨酸变成天冬酰胺。 氨的去路：鸟氨酸循环即尿素循环。 尿素合成的部位：肝 尿素的两个氨的来源：一是氨提供，另外是天冬氨酸提供。 合成步骤： 氨，二氧化碳，ATP缩合生成氨基甲酰磷酸。需要镁离子和N-乙酰谷氨酸存在。 氨基甲酰磷酸与鸟氨酸在鸟氨酸氨基甲酰转移酶作用下生成瓜氨酸。（瓜氨酸合成后由线粒体转入胞液） 瓜氨酸+天冬氨酸=====精氨酸代琥珀酸。天冬氨酸提供了尿素分子的第二个氮原子。 精氨酸代琥珀酸裂解====精氨酸+延胡索酸，延胡索酸进入三羧酸循环生成草酰乙酸，经谷草转氨酶生成天冬氨酸。 精氨酸水解释放尿素并再生成鸟氨酸。 限速酶是：CPS-1，即氨基甲酰磷酸合成酶，受AGA（N-乙酰谷氨酸）的激活;精氨酸代琥珀酸合成酶。 其中生成延胡索酸，可进入三羧酸循环生成草酰乙酸，再在谷草转氨酶作用下生成天冬氨酸进入尿素循环使用。 肝昏迷氨中毒的机制：氨进入脑组织，与脑中的酮戊二酸结合生成谷氨酸或进一步结合生成谷氨酰胺，因子氨的增加使脑中酮戊二酸的量减少，三羧酸循环减弱，大脑功能障碍，严重时引起中毒。 个别氨基酸的代谢： 生成胺类：酶：脱羧酶，辅酶是磷酸吡哆醛。 谷氨酸--γ-氨基丁酸（GABA）；组氨酸----组胺；色氨酸---5--羟色胺 产生一碳单位：概念：某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团，包括甲基，甲烯基等。丝氨酸，甘氨酸，组氨酸和色氨酸，甲硫氨酸（肝胆阻塞死）一碳单位的作用是参与嘌呤，嘧啶的合成。载体是四氢叶酸。 含硫氨基酸之间的互相转化：甲硫氨酸，半胱氨酸和胱氨酸。甲硫氨酸是营养必须氨基酸。巨幼红细胞性贫血是因为甲硫氨酸 甲硫氨酸：S-腺苷甲硫氨酸（SAM），是体内甲基最重要的甲基直接供体。 芳香族氨基酸产生神经递质：苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸。 苯丙氨酸能生成酪氨酸。缺乏苯丙氨酸羟化酶是：苯丙酮酸尿症 酪氨酸能生成儿茶酚胺（肾上腺素，去甲肾上腺素和多巴胺）和黑色素（缺乏酪氨酸酶是白化病） 高氨血症导致大脑功能障碍的原因是：大量消耗脑的酮戊二酸。 活性甲硫氨酸（SAM）是体内最重要的甲基供体。 γ-谷氨酰基循环：小肠粘膜细胞，肾小管细胞和脑组织吸收氨基酸的循环。 第八章 核苷酸代谢 包括从头合成途径（de novo synthesis）和补救合成途径 从头合成途径：是指利用磷酸核糖，氨基酸，一碳单位和二氧化碳等简单物质，经过一系列酶促反应生成嘌呤核苷酸的过程。 补救合成途径：利用体内有力的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单反应生成嘌呤核苷酸的过程。 从头合成途径的原料：磷酸核糖，氨基酸，一碳单位，二氧化碳。磷酸核糖由磷酸戊糖途径提供，一碳单位由四氢叶酸提供 从头合成的特点是：在磷酸戊糖分子基础上合成嘌呤环，而不是首先合成嘌呤再与磷酸戊糖结合，这个是区别于嘧啶合成。 补救合成的两种酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT），次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HRPRT） 补救合成的生理意义：1.节约能量；2.体内某些组织器官缺乏从头合成的酶只能进行补救合成途径 缺乏HGPRT，患自毁容貌症。 脱氧核苷酸钠的合成实在二磷酸核苷水平上合成的 嘌呤核苷酸的最终产物是：尿酸。痛风症：患者血中尿酸含量增高，当超过一定程度时尿酸盐晶体将堆积在关节，软组织，软骨即及肾，导致关节炎，尿路结石和肾疾病。 当高嘌呤饮食，体内核算大量分解（白血病恶性肿瘤）或者肾疾病时，尿酸排泄障碍导致血中尿酸含量增高。 磺胺类药物：对磺胺类药物敏感的细菌在生长繁殖时，不能直接利用环境中的叶酸，而是在菌体内二氢叶酸合成酶的催化下，以对氨基苯甲酸为底物合成二氢叶酸。二氢叶酸是核苷酸合成过程中的辅酶之一四氢叶酸的前体，磺胺类药物的化学结构与对氨基苯甲酸像是，是二氢叶酸合成酶的竞争性抑制剂，抑制二氢叶酸合成。