2.物质代谢及其调节(3) |
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http://www.sina.com.cn 2005/11/13 21:03 文都教育 |
2、转运 1)丙氨酸-葡萄糖循环 (肌肉) (血液)(肝) 肌肉蛋白质 葡萄糖 葡萄糖 葡萄糖 尿素 氨基酸糖糖尿素循环 分异 NH3 解 生 NH3 谷氨酸 丙酮酸 丙酮酸 谷氨酸 转氨酶 转氨酶 α-酮戊二酸 丙氨酸 丙氨酸 丙氨酸 α-酮戊二酸 2)谷氨酰胺的运氨作用 谷氨酰胺主要从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。氨与谷氨酰胺在谷氨酰胺合成酶催化下生成谷氨酰胺,由血液输送到肝或肾,经谷氨酰胺酶水解成谷氨酸和氨。 可以认为,谷氨酰胺既是氨的解毒产物,也是氨的储存及运输形式。 三、氨基酸的脱氨基作用 1、转氨基作用 转氨酶催化某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上,生成相应的氨基酸;原来的氨基酸则转变成α-酮酸。既是氨基酸的分解代谢过程,也是体内某些氨基酸合成的重要途径。除赖氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸外,体内大多数氨基酸可以参与转氨基作用。如: 谷氨酸+丙酮酸 谷丙转氨酶(ALT) α-酮戊二酸+丙氨酸 谷氨酸+草酰乙酸 谷草转氨酶(AST)α-酮戊二酸+天冬氨酸 转氨酶的辅酶是维生素B6的磷酸酯,即磷酸吡哆醛。 2、L-谷氨酸氧化脱氨基作用 L-谷氨酸 L-谷氨酸脱氢酶 α-酮戊二酸+NH3 NADH 3、联合脱氨基作用 氨基酸 α-酮戊二酸 NH3+NADH 转氨酶谷氨酸脱氢酶 α-酮酸 谷氨酸 NAD+ 4、嘌呤核苷酸循环 上述联合脱氨基作用主要在肝、肾等组织中进行。骨骼肌和心肌中主要通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基。 氨基酸 α-酮戊二酸 天冬氨酸 次黄嘌呤核苷酸 NH3 GTP(IMP) 腺苷酸代琥珀酸 腺嘌呤核苷酸 (AMP) 延胡索酸 α-酮酸 L-谷氨酸 草酰乙酸 苹果酸 5、氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸可以转变成糖及脂类,在体内可以转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸;能转变成酮体者称为生酮氨基酸;二者兼有者称为生糖兼生酮氨基酸。只要记住生酮氨基酸包括:亮、赖;生糖兼生酮氨基酸包括异亮、苏、色、酪、苯丙;其余为生糖氨基酸。 四、氨基酸的脱羧基作用 1、L-谷氨酸 L-谷氨酸脱羧酶 γ-氨基丁酸(GABA) GABA为抑制性神经递质。 2、L-半胱氨酸 磺酸丙氨酸 磺酸丙氨酸脱羧酶 牛磺酸 牛磺酸是结合型胆汁酸的组成成分。 3、L-组氨酸 组氨酸脱羧酶 组胺 组胺是一种强烈的血管舒张剂,并能增加毛细血管的通透性。 4、色氨酸 色氨酸羟化酶 5-羟色氨酸 5-羟色氨酸脱羧酶 5-羟色胺(5-HT) 脑内的5-羟色胺可作为神经递质,具有抑制作用;在外周组织,有收缩血管作用。 5、L-鸟氨酸 鸟氨酸脱羧酶 腐胺 精脒 精胺 脱羧基SAM 脱羧基SAM 精脒与精胺是调节细胞生长的重要物质。合称为多胺类物质。 五、一碳单位 一碳单位来源于组、色、甘、丝,体内的一碳单位有:甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基及亚氨甲基,CO2不属于一碳单位。 四氢叶酸是一碳单位代谢的辅酶。 主要生理功用是作为合成嘌呤及嘧啶的原料。如N10-CHO-FH4与N5,H10=CH-FH4分别提供嘌呤合成时C2与C8的来源;N5,N10-CH2-FH4提供胸苷酸合成时甲基的来源。由此可见,一碳单位将氨基酸与核酸代谢密切联系起来。 六、芳香族氨基酸(色、酪、苯丙)的代谢 1、 苯丙氨酸 苯丙氨酸羟化酶 酪氨酸 黑色素细胞的酪氨酸酶 多巴 酪氨酸羟化酶 多巴 黑色素 多巴脱羧酶 多巴胺 SAM 去甲肾上腺素 儿茶酚胺 肾上腺素 苯酮酸尿症:当苯丙氨酸羟化酶先天性缺乏时,苯丙氨酸不能转变为酪氨酸,体内苯丙氨酸蓄积,并经转氨基作用生成苯丙酮酸,再进一步转变成苯乙酸等衍生物。此时尿中出现大量苯丙酮酸等代谢产物,称为苯酮酸尿症。 白化病:人体缺乏酪氨酸酶,黑色素合成障碍,皮肤、毛发等发白,称为白化病。 2、色氨酸 1)生成5-羟色胺 2)生成一碳单位 3)可分解产生尼克酸,这是体内合成维生素的特例。 七、含硫氨基酸(甲硫、半胱、胱)代谢 1、甲硫氨酸 S-腺苷甲硫氨酸(SAM) ATP PPi SAM中的甲基为活性甲基,通过转甲基作用可以生成多种含甲基的重要生理活性物质。SAM是体内最重要的甲基直接供给体。 2、甲硫氨酸循环 甲硫氨酸 SAM 甲基转移酶 S-腺苷同型半胱氨酸 RH RCH3 甲硫氨酸合成酶 同型半胱氨酸 FH4 N5-CH3-FH4 N5-CH3-FH4可看成体内甲基的间接供体,甲硫氨酸合成酶辅酶为维生素B12。 3、肌酸的合成 肌酸以甘氨酸为骨架,由精氨酸提供脒基,SAM供给甲基而合成。在肌酸激酶催化下,肌酸转变成磷酸肌酸,并储存ATP的高能磷酸键。 4、体内硫酸根主要来源于半胱氨酸,一部分以无机盐形式随尿排出,另一部分则经ATP活化成活性硫酸根,即3'-磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(PAPS)。 八、氨基酸衍生的重要含氮化合物 化合物氨基酸前体 嘌呤碱天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸 嘧啶碱天冬氨酸 血红素、细胞色素甘氨酸 肌酸、磷酸肌酸甘氨酸、精氨酸、蛋氨酸 尼克酸色氨酸 儿茶酚胺类苯丙氨酸、酪氨酸 甲状腺素酪氨酸 黑色素苯丙氨酸、酪氨酸 精胺、精脒蛋氨酸、鸟氨酸 九、尿素的生成 线粒体 NH3+CO2+H2O 2*ATP 氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CSP-Ⅰ) 2*ADP N-酰谷氨酸(AGA),Mg++ 氨基甲酰磷酸 Pi胞液 鸟氨酸 瓜氨酸 ATP 瓜氨酸 天冬氨酸 α-酮戊二酸 氨基酸 AMP ASS 鸟氨酸 精氨酸代琥珀酸 草酰乙酸 谷氨酸 α-酮酸 尿素 苹果酸 精氨酸 延胡索酸 ASS:精氨酸代琥珀酸合成酶 尿素分子中的2个氮原子,1个来自氨,另1个来自天冬氨酸,而天冬氨酸又可由其他氨基酸通过转氨基作用而生成。 线粒体中以氨为氮源,通过CSP-Ⅰ合成氨甲酰磷酸,并进一步合成尿素;在胞液中以 谷氨酰胺为氮源,通过CSP-Ⅱ,催化合成氨基甲酰磷酸,并进一步参与嘧啶的合成。CSP-Ⅰ的活性可用为肝细胞分化程度的指标之一;CSP-Ⅱ的活性可作为细胞增殖程度的指标之一。 氨基甲酰磷酸的生成是尿素合成的重要步骤。AGA是CSP-Ⅰ的变构激动剂,精氨酸是AGA合成酶的激活剂。 第三章核苷酸代谢 一、嘌呤核苷酸代谢 1、合成原料 CO2 甘氨酸 C6N7 天冬氨酸 N1 C5 甲酰基(一碳单位)C2 C4 C8 甲酰基(一碳单位) N3 N9 谷氨酰胺 2、合成过程 1)从头合成: 5-磷酸核糖 PRPP合成酶 磷酸核糖焦磷酸 PRPP酰胺转移酶 5-磷酸核糖胺 ATP AMP (PRPP) ATP AMP 次黄嘌呤核苷酸 (IMP) GTP GMP 黄嘌呤核苷酸 (XMP) 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的,而不是首先单独合成嘌呤碱然后再与磷酸核糖结合而成的。 2)补救合成: 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应过程,合成嘌呤核苷酸。生理意义为:一方面在于可以节省从头合成时能量和一些氨基酸的消耗;另一方面,体内某些组织器官,如脑、骨髓等由于缺乏从头合成的酶体系,只能进行补救合成。 3、脱氧核苷酸的生成 脱氧核苷酸的生成是在二磷酸核苷水平上,由核糖核苷酸还原酶催化,核糖核苷酸C2上的羟基被氢取代生成。 4、分解产物 AMP 次黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤 黄嘌呤氧化酶 尿酸 GMP 鸟嘌呤 人体内嘌呤碱最终分解生成尿酸,随尿排出体外。 痛风症患者血中尿酸含量升高。临床上常用别嘌呤醇治疗痛风症,这是因为别嘌呤醇与 次黄嘌呤结构类似,可抑制黄嘌呤氧化酶,从而抑制尿酸的生成。 5、抗代谢物 |