《生物化学》氨基酸代谢
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蛋白质分解和氨基酸代谢1.氨基酸代谢库:食物蛋白经消化吸收产生的氨基酸(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)混合在一起,存在于细胞内液、血液、其他体液中,总称为氨基酸代谢库。
来源、去路:2.三种主要脱氨基形式:L-谷氨酸脱氢酶氧化脱氨基作用:谷氨酸在L-谷氨酸脱氢酶作用下生成α-酮戊二酸,可逆反应。
不需氧脱氢酶,辅酶:NAD+,NADP+ 。
变构激活剂-ADP,GDP、变构抑制剂-ATP GTP 。
转氨基作用:在转氨酶的作用下,α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的位置上,生成相应的氨基酸,原来的氨基酸则转变为α-酮酸。
体内合成非必需氨基酸的重要途径。
联合脱氨基作用:转氨基作用和谷氨酸的氧化脱氨基作用偶联的过程。
体内主要的脱氨基方式、体内合成非必需氨基酸的重要途径。
3.转氨酶:丙氨酸氨基转移酶(ALT):催化 Glu+丙酮酸生成α-酮戊二酸+Ala。
肝细胞内酶,肝损伤时ALT升高。
天冬氨酸氨基转移酶(AST):催化 Glu+草酰乙酸生成α-酮戊二酸+Asp。
心肌细胞内酶心肌损伤时AST升高。
生理功能:判断肝、心功能是否正常。
辅酶:磷酸吡哆醛。
4.血液中氨的运输方式:谷氨酰胺:氨的暂时储存形式和运输形式。
脑和肌肉中氨与谷氨酸反应生成谷氨酰胺。
血液把谷氨酰胺运输到肝和肾,最后以尿素和铵盐的形式排出。
葡萄糖-丙氨酸循环:NH3的另一种运输形式和暂时储存形式。
肌肉中氨以丙氨酸形式运输到肝,肝为肌肉提供葡萄糖。
谷氨酰胺的作用:氨的暂时储存形式和运输形式也是机体解除氨毒的方式之一,临床上补充谷氨酸盐以降低氨浓度。
肝:把氨合成尿素,排出体外。
肾:把氨合成铵盐,排出体外。
5.鸟氨酸循环:尿素在体内合成的全过程。
(1)氨基甲酰磷酸的合成:由肝细胞线粒体中的氨基甲酰磷酸合成酶I催化合成氨基甲酰磷酸。
需有ATP提供能量。
氨基甲酰磷酸合成酶为别构酶,需要N-乙酰谷氨酸(AGA)。
而AGA是在乙酰CoA和谷氨酸在AGA合成酶催化下形成。
第七章氨基酸代谢【目的和要求】1、掌握体内氨基酸的来源与去路;氨的来源与去路;掌握氨基酸脱氨基方式及基本过程;2、掌握一碳单位的定义、种类、载体和生物学意义。
3、熟悉必需氨基酸的种类和蛋白质的营养价值与临床应用。
4、了解个别氨基酸代谢,了解氨基酸代谢中某个酶缺陷或活性低时所导致的氨基酸代谢病。
【本章重难点】1氨基酸的来源和去路2.氨的来源和去路3.鸟氨酸循环4.联合脱氨基作用学习内容第一节蛋白质的营养作用第二节氨基酸的一般代谢第三节个别氨基酸的代谢第一节蛋白质的营养作用一氨基酸的来源和去路㈠氨基酸的来源氨基酸是蛋白质的基本组成单位。
参加体内代谢的氨基酸,除经食物消化吸收来以外,还来自组织蛋白质分解和自身合成。
这些氨基酸混为一体,分布在细胞内液和细胞外液,构成氨基酸代谢库。
体内的氨基酸的来源和去路保持动态平衡,它有三个来源:⒈食物蛋白质经消化吸收进入体内的氨基酸。
组成蛋白质的氨基酸有二十种,其中有8种是人体需要而不能自身合成,必需由食物供给的,称为必需氨基酸。
它们为苏氨酸、色氨酸、缬氨酸、赖氨酸、亮氨酸、异亮氨酸,苯丙氨酸及蛋氨酸。
其余十二种氨基酸在体内可以合成或依赖必需氨基酸可以合成,称为非必需氨基酸。
食物蛋白质营养价值的高低取决于食物蛋白质所含必需氨基酸的种类、数量和比例。
种类齐全、数量大、比例与人体需要越接近,其营养价值越高。
为提高蛋白质的营养价值,把几种营养价值较低的蛋白质混合食用,必需氨基酸相互补充,从而提高氨基酸的利用率,称为蛋白质营养的互补作用。
蛋白质具有高度种属特异性,不能直接输入人体,否则会产生过敏现象。
进入机体前必先在肠道水解成氨基酸,然后吸收入血。
蛋白质的消化作用主要在小肠中进行,由内肽酶(胰蛋白酶、糜蛋白酶及弹性蛋白酶)和外肽酶(羧基肽酶、氨基肽酶)协同作用,水解成氨基酸,水解生成的二肽也可被吸收。
未被吸收的氨基酸及蛋白质在肠道细菌的作用下,进行分解代谢,其代谢过程可产生许多对人体有害的物质(吲哚、酚类、胺类和氨),此过程称为蛋白质的腐败作用。
生物化学中的氨基酸代谢是什么在生物化学的广袤领域中,氨基酸代谢是一个至关重要的环节。
它就像是一座精巧复杂的工厂,各种化学反应有条不紊地进行着,将氨基酸这一基本的“原材料”转化为生命活动所需的能量、物质和信息。
那么,究竟什么是氨基酸代谢呢?让我们一起揭开它神秘的面纱。
首先,我们要明白氨基酸在生命中的重要地位。
氨基酸是构成蛋白质的基本单位,而蛋白质是生命活动的执行者。
从肌肉的收缩到酶的催化作用,从抗体的免疫防御到激素的信号传递,几乎所有的生命过程都离不开蛋白质的参与。
因此,氨基酸的代谢对于维持生命的正常运转具有不可替代的作用。
氨基酸代谢主要包括两个方面:氨基酸的合成与分解。
氨基酸的合成是一个复杂而精妙的过程。
在生物体内,有一些氨基酸可以通过从头合成途径产生。
比如说,人体可以利用简单的前体物质,如二氧化碳、氨、丙酮酸等,经过一系列的酶促反应,合成非必需氨基酸。
这些非必需氨基酸是指人体自身能够合成,不一定需要从食物中摄取的氨基酸。
然而,还有一些氨基酸,被称为必需氨基酸,人体无法自行合成,必须从食物中获取。
这些必需氨基酸包括赖氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、甲硫氨酸、苏氨酸、异亮氨酸、亮氨酸和缬氨酸。
与合成相对应的是氨基酸的分解。
当蛋白质被分解或者细胞需要能量时,氨基酸就会被分解代谢。
这个过程通常始于脱氨基作用。
简单来说,就是将氨基酸分子中的氨基脱去,生成相应的α酮酸和氨。
脱氨基的方式有多种,其中转氨基作用是比较常见的一种。
在转氨基作用中,一个氨基酸的氨基转移到一个α酮酸上,生成新的氨基酸和新的α酮酸。
另一种重要的脱氨基方式是联合脱氨基作用,它是转氨基作用和氧化脱氨基作用的联合,能够更有效地脱去氨基。
脱氨基产生的氨是一种有毒物质,需要及时处理。
在肝脏中,氨可以通过鸟氨酸循环转化为尿素,然后通过尿液排出体外。
这个过程对于维持体内氨的平衡和防止氨中毒至关重要。
氨基酸分解产生的α酮酸则有多种去向。
一方面,它们可以通过三羧酸循环彻底氧化分解,产生能量。
第八章氨基酸代谢教学要求(一)掌握内容1. 氨基酸脱氨基作用方式:转氨基作用、氧化脱氨基作用、联合脱氨基作用。
2. 氨的来源和去路;氨的转运过程;丙氨酸-葡萄糖循环。
3. 尿素生成鸟氨酸循环的过程、部位及调节。
(二)熟悉内容1. 氮平衡及必需氨基酸的概念、蛋白质的生理功能。
2. 蛋白质消化中各种酶的作用及γ-谷氨酰基循环。
3. 氨基酸脱羧基作用及生成的生理活性物质。
4. 一碳单位的概念、载体及生理功能。
5. 熟悉活性甲基的形式。
(三)了解内容1. 蛋白质的腐败作用及腐败产物。
2. 甲硫氨酸循环和肌酸合成。
3. 苯丙氨酸和酪氨酸生成的生理活性物质。
教学内容(一)蛋白质的营养作用1. 蛋白质的生理功能2. 蛋白质的需要量和营养价值(二)蛋白质的消化、吸收与腐败1. 蛋白质的消化(1)胃中的消化;(2)小肠内的消化。
2. 氨基酸的吸收(1)主要部位;(2)吸收形式;(3)吸收机制。
3. 白质的腐败作用(1)胺类的生成;(2)氨的生成;(3)其他有害物质的生成。
(三)氨基酸的一般代谢1. 概述(1)细胞蛋白质降解的两条途径;(2)氨基酸代谢库(metabolic pool)。
2. 氨基酸的脱氨基作用(1)转氨基作用;(2)氧化脱氨基作用;(3)联合脱氨基作用。
(4)非氧化脱氨基作用。
3. α-酮酸的代谢(1)经氨基化生成非必需氨基酸;(2)经三羧酸循环氧化供能;(3)转变为糖及脂类。
(四)氨的代谢1. 体内氨的来源(1)氨基酸及胺分解产氨;(2)肠道吸收的氨;(3)肾小管分泌氨。
2. 氨的去路(1)合成尿素排出(主);(2)与谷氨酸合成谷氨酰胺;(3)合成非必需氨基酸及含氮物;(4)经肾脏以铵盐形式排出。
3. 氨的转运(1)丙氨酸-葡萄糖循环;(2)谷氨酰胺(Gln)的运氨作用。
4. 尿素的生成(1)尿素合成的主要器官;(2)尿素合成的鸟氨酸循环;(3)鸟氨酸循环的步骤;(4)尿素合成的调节。
5. 高血氨症和氨中毒(五)个别氨基酸的代谢1. 氨基酸的脱羧基作用(1)γ-氨基丁酸;(2)组胺;(3)牛磺酸;(4)5-羟色胺;(5)多胺。
小节练习第三节氨基酸的一般代谢2015-07-07 71802 0一、体内蛋白质分解生成氨基酸体内的蛋白质处于不断合成与降解的动态平衡。
成人体内的蛋白质每天约有1%~2%被降解,其中主要是骨骼肌中的蛋白质。
蛋白质降解所产生的氨基酸,大约70%~80%又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不同的蛋白质降解速率不同。
蛋白质的降解速率随生理需要而变化,若以高的平均速率降解,标志此组织正在进行主要结构的重建,例如妊娠中的子宫组织或严重饥饿造成的骨骼肌蛋白质的降解。
蛋白质降解的速率用半寿期(half-life,t1/2)表示,半寿期是指将其浓度减少到开始值的50%所需要的时间。
肝中蛋白质的t1/2短的低于30分钟,长的超过150小时,但肝中大部分蛋白质的t1/2为1~8天。
人血浆蛋白质的t1/2约为10天,结缔组织中一些蛋白质的t1/2可达180 天以上,眼晶体蛋白质的t1/2更长。
体内许多关键酶的t1/2都很短,例如胆固醇合成的关键酶HMG-CoA还原酶的t1/2为0.5~2小时。
为了满足生理需要,关键酶的降解既可加速亦可滞后,从而改变酶的含量,进一步改变代谢产物的流量和浓度。
(二)真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径细胞内蛋白质的降解也是通过一系列蛋白酶和肽酶完成的。
蛋白质被蛋白酶水解成肽,然后肽被肽酶降解成游离氨基酸。
1.蛋白质在溶酶体通过ATP非依赖途径被降解溶酶体的主要功能是消化作用,是细胞内的消化器官。
溶酶体含有多种蛋白酶,称为组织蛋白酶(cathepsin)。
这些蛋白酶对所降解的蛋白质选择性较差,主要降解细胞外来的蛋白质、膜蛋白和胞内长寿蛋白质。
蛋白质通过此途径降解,不需要消耗ATP。
2.蛋白质在蛋白酶体通过ATP依赖途径被降解蛋白质通过此途径降解需泛素的参与。
泛素是一种由76个氨基酸组成的小分子蛋白质,因其广泛存在于真核细胞而得名。
泛素介导的蛋白质降解过程是一个复杂的过程。