標籤: 暫無標籤

蛋白質水解生成的氨基酸在體內的代謝包括兩個方面:一方面主要用以合成機體自身所特有的蛋白質、多肽及其他含氮物質;另一方面可通過脫氨作用,轉氨作用,聯合脫氨或脫羧作用,分解成α-酮酸、胺類及二氧化碳。氨基酸分解所生成的α-酮酸可以轉變成糖、脂類或再合成某些非必需氨基酸,也可以經過三羧酸循環氧化成二氧化碳和水,並放出能量。

1簡介

分解
氨基酸的分解代謝主要在肝臟中進行。
氨基酸的分解代謝一般是先脫去氨基,形成的碳骨架可以被氧化成CO2和H2O,產生ATP ,也可以為糖、脂肪酸的合成提供碳架。

2脫氨基

可在體內大多數組織細胞中進行,主要在肝臟中進行
非氧化脫氨基作用
(大多數在微生物的中進行)
還原脫氨基(嚴格無氧條件下)
水解脫氨基
脫水脫氨基
脫巰基脫氨基
氧化-還原脫氨基
兩個氨基酸互相發生氧化還原反應,生成有機酸、酮酸、氨。
脫醯胺基作用
谷胺醯胺酶:谷胺醯胺+ H2O →谷氨酸+ NH3
天冬醯胺酶:天冬醯胺 + H2O → 天冬氨酸 + NH3
谷胺醯胺酶、天冬醯胺酶廣泛存在於動植物和微生物中
聯合脫氨基
單靠轉氨基作用不能最終脫掉氨基,單靠氧化脫氨基作用也不能滿足機體脫氨基的需要,因為只有Glu脫氫酶活力最高,其餘L-氨基酸氧化酶的活力都低。
機體藉助聯合脫氨基作用可以迅速脫去氨基 。
1、以谷氨酸脫氫酶為中心的聯合脫氨基作用
氨基酸的α-氨基先轉到α-酮戊二酸上,生成相應的α-酮酸和Glu,然後在L-Glu脫氨酶催化下,脫氨基生成α-酮戊二酸,並釋放出氨。以谷氨酸脫氫酶為中心的聯合脫氨基作用
2、通過嘌呤核苷酸循環的聯合脫氨基做用
P 225結構式:次黃嘌呤核苷一磷酸(IMP)、腺苷酸代琥珀酸、腺苷酸
P226 圖16-4通過嘌呤核苷酸循環的聯合脫氨基做用
骨骼肌、心肌、肝臟、腦都是以嘌呤核苷酸循環的方式為主

3脫羧作用

生物體內大部分a.a可進行脫羧作用,生成相應的一級胺。
a.a脫羧酶專一性很強,每一種a.a都有一種脫羧酶,輔酶都是磷酸吡哆醛。
a.a脫羧反應廣泛存在於動、植物和微生物中,有些產物具有重要生理功能,如腦組織中L-Glu脫羧生成r-氨基丁酸,是重要的神經介質。His脫羧生成組胺(又稱組織胺),有降低血壓的作用。Tyr脫羧生成酪胺,有升高血壓的作用。
但大多數胺類對動物有毒,體內有胺氧化酶,能將胺氧化為醛和氨。

4氨的去向

氨對生物機體有毒,特別是高等動物的腦對氨極敏感,血中1%的氨會引起中樞神經中毒,因此,脫去的氨必須排出體外。
氨中毒的機理:腦細胞的線粒體可將氨與α-酮戊二酸作用生成Glu,大量消耗α-酮戊二酸,影響TCA,同時大量消耗NADPH,產生肝昏迷。
氨的去向:
(1)重新利用 合成a.a、核酸。
(2)貯存 Gln,Asn
高等植物將氨基氮以Gln,Asn的形式儲存在體內。
(3)排出體外
排氨動物:水生、海洋動物,以氨的形式排出。
排尿酸動物:鳥類、爬蟲類,以尿酸形式排出。
排尿動物:以尿素形式排出。
氨的排泄
1、直接排氨
排氨動物將氨以Gln形式運至排泄部位,經Gln酶分解,直接釋放NH3。遊離的NH3藉助擴散作用直接排除體外。
2、尿素的生成(尿素循環)
排尿素動物在肝臟中合成尿素的過程稱尿素循環
1932年,Krebs發現,向懸浮有肝切片的緩衝液中,加入鳥氨酸、瓜氨酸、Arg中的任一種,都可促使尿素的合成。
尿素循環途徑(鳥氨酸循環):
(1)、氨甲醯磷酸的生成(氨甲醯磷酸合酶I)
肝細胞液中的a.a經轉氨作用,與α-酮戊二酸生成Glu,Glu進入線粒體基質,經Glu脫氫酶作用脫下氨基,遊離的氨(NH4+)與TCA循環產生的CO2反應生成氨甲醯磷酸。
氨甲醯磷酸是高能化合物,可作為氨甲醯基的供體。
氨甲醯磷酸合酶I:存在於線粒體中,參與尿素的合成。
氨甲醯磷酸合酶II:存在於胞質中,參與尿嘧啶的合成。
N-乙醯Glu激活氨甲醯磷酸合酶I、II
(2)、合成瓜氨酸(鳥氨酸轉氨甲醯酶)
鳥氨酸接受氨甲醯磷酸提供的氨甲醯基,生成瓜氨酸。
鳥氨酸轉氨甲醯酶存在於線粒體中,需要Mg2+作為輔因子。
瓜氨酸形成后就離開線粒體,進入細胞液。
(3)、合成精氨琥珀酸(精氨琥珀酸合酶)
(4)、精氨琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索素酸(精氨琥珀酸裂解酶)
精氨琥珀酸 →精氨酸+ 延胡索素酸
此時Asp的氨基轉移到Arg上。
來自Asp的碳架被保留下來,生成延胡索酸。延胡索素酸可以經蘋果酸、草醯乙酸再生為天冬氨酸,
(5)、精氨酸水解生成鳥氨酸和尿素
尿素形成後由血液運到腎臟隨尿排除。
尿素循環總反應:
NH4+ + CO2 + 3ATP + Asp + 2H2O →尿素+ 2ADP + 2Pi + AMP + Ppi + 延胡索酸
形成一分子尿素可清除2分子氨及一分子CO2 , 消耗4個高能磷酸鍵。
聯合脫-NH2合成尿素是解決-NH2去向的主要途徑。
尿素循環與TCA的關係:草醯乙酸、延胡素酸(聯繫物)。
肝昏迷(血氨升高,使α-酮戊二酸下降,TCA受阻)可加Asp或Arg緩解。
轉變1
Ala、Gly、Ser、Thr、Cys形成丙酮酸的途徑
(1)、Ala 經與α-酮戊二酸轉氨(谷丙轉氨酶)
(2)、Gly先轉變成Ser,再由Ser轉變成丙酮酸。
Gly與Ser的互變是極為靈活的,該反應也是Ser生物合成的重要途徑。
Gly的分解代謝不是以形成乙醯CoA為主要途徑,Gly的重要作用是一碳單位的提供者。
Gly + FH4 + NAD+ → N5,N10-甲烯基FH4 + CO2 + NH4+ + NADH
3)、Ser 脫水、脫氫,生成丙酮酸(絲氨酸脫水酶)
(4)、Thr 有3條途徑
轉氨,生成β-巰基丙酮酸,再脫巰基,生成丙酮酸。
氧化成丙酮酸
加水分解成丙酮酸
轉變3
Arg、His、Gln、Pro、Glu形成α-酮戊二酸的途徑
(1)、Arg
產物:1分子Glu,1分子尿素
(2)、His
產物:1分子Glu,1分子NH3 ,1分子甲亞氨基
(3)、Gln 三條途徑
①.Gln酶: Gln + H2O → Glu + NH3
②.Glu合成酶: . Gln+α-酮戊二酸 + NADPH → 2Glu + NADP+
③.轉醯胺酶:Gln+α-酮戊二酸 → Glu + r-酮谷醯氨酸 → α-酮戊二酸 + NH4+
(4)、Pro
產物:Pro → Glu
Hpro → 丙酮酸 + 丙醛酸
草醯乙酸途徑
Asp和Asn可轉變成草醯乙酸進入TCA,Asn先轉變成Asp(Asn酶),Asp經轉氨作用生成草醯乙酸.
生酮氨基酸
Phe、Tyr、Leu、Lys、Trp。在分解過程中轉變為乙醯乙醯CoA,後者在動物肝臟中可生成乙醯乙酸和β-羥丁酸,因此這5種a.a.稱生酮a.a.
氨基酸與「一碳基團」的代謝
1、一碳基團的載體:四氫葉酸(FH4),S-腺苷蛋氨酸(SAM)
四氫葉酸是一碳基團的主要載體,分子上的N5和N10是結合一碳基團的位置,SAM是體內甲基的重要來源。
2、一碳基團的來源:甘氨酸、組氨酸、絲氨酸、蛋氨酸、色氨酸、半胱氨酸等。
上一篇[四氧嘧啶]    下一篇 [羥胺]

相關評論

同義詞:暫無同義詞