氨基酸代谢

氨基酸代谢病是遗传性氨基酸代谢缺陷疾病的总称，是由于基因突变，引起蛋白质分子在结构和功能上发生改变，导致机体的生化反应和代谢出现异常，反应底物或中间代谢产物在体内大量蓄积，引起一系列临床表现的一大类疾病。

氨基酸代谢

• 氨基酸代谢概述
  • 氮平衡
    • 负氮平衡：摄入量<排出量，消耗性疾病、饥饿
    • 总氮平衡：摄入量=排出量，正常成人
    • 正氮平衡：摄入量>排出量，儿童，孕妇，病后恢复
    • 反映体内氨基酸代谢概况
  • 体内氨基酸的来源
    • 机体从食物蛋白质获取氨基酸
      • 必需氨基酸（婴儿还有精氨酸、组氨酸）、半必需氨基酸（酪氨酸、半胱氨酸）、非必需氨基酸
      • 食物蛋白营养价值的高低主要取决于其必需氨基酸含量高低及种类和比例是否与人体需要一致
      • 食物蛋白质在胃和肠道被消化成氨基酸和寡肽
        • 分类
          • 胃中的消化：产物为多肽和少量氨基酸
            • 胃蛋白酶的凝乳左右使停留时间延长， 利于乳汁中蛋白质消化水解
          • 小肠中的消化：产物为寡肽和大量氨基酸
            • 胰酶：消化蛋白质的主要酶，分为内肽酶和外肽酶
              • • 内肽酶
                  • 胰蛋白酶(分解碱性氨基酸)
                  • 糜蛋白酶(分解芳香族氨基酸)
                  • 弹性蛋白酶(分解脂肪族氨基酸)
                • 外肽酶
                  • 分解末端肽键
        • 意义：大变小，便吸收 消除种属特异性和抗原性，避免过敏和毒性反应
      • 氨基酸通过主动转运过程被吸收
        • 吸收部位：主要为小肠
        • 吸收形式：氨基酸，寡肽，二肽
        • 吸收机制：主动吸收
      • 蛋白质在肠道发生腐败作用
        • 概念：少量未被消化的食物蛋白和未被吸收的消化产物，在大肠下部受肠道细菌作用进行分解
        • 肠道细菌通过氨基酸作用产生胺类，经肝代谢转化为无毒形式排出体外
          • 病例：肝性脑病的假神经递质
        • 肠道细菌通过脱氨基或尿素酶的作用产生氨
          • 酸性灌肠依据：降低肠道pH，使得氨以铵盐的形式排出，减少氨的吸收
        • 有害物质大部分随粪便排出， 少部分被吸收的经肝的代谢转变而排毒
    • 组织蛋白分解
    • 机体利用α-酮酸和氨合成非必需氨基酸
  • 氨基酸库的三条去路
    • 合成组织蛋白
    • 一般代谢
      • α-酮酸
        • 氧化供能
        • 合成糖，脂类
        • 合成非必需氨基酸
      • 氨
        • 合成尿素
        • 合成其他含氮化合物
    • 特殊代谢
      • 脱羧基代谢
      • 一碳代谢
      • 含硫氨基酸代谢
      • 芳香族氨基酸代谢
      • 支链氨基酸代谢
      • 合成其他活性物质
• 氨基酸氮的代谢
  • 定义：氨基酸脱去氨基生成相应的α-酮酸和氨的过程
  • 脱氨基作用
    • 1、转氨基
      • 转氨基作用由转氨酶催化完成（以谷氨酸的转氨酶最为重要）
        • 转氨基作用定义
          • 在转氨基作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，另一种α-酮酸得到氨基生成相应的氨基酸的过程
        • 转氨酶分类
          • 谷丙转氨酶GPT（丙氨酸氨基转移酶ALT）
            • 肝脏疾病时升高
          • 谷草转氨酶GOT（天冬氨酸氨基转移酶AST）
            • 心肌疾病时升高
        • 转氨酶具有相同的辅酶（磷酸吡哆醛VitB6）和作用机制
        • 赖氨酸，脯氨酸，羟脯氨酸不可参与转氨基作用
    • 2、氧化脱氨基
      • L-谷氨酸是唯一能高速氧化脱氨的氨基酸
      • 反应步骤：1、脱氢（需要酶）2、水解（不需要酶）
      • 最终可产生游离的氨
    • 3、联合脱氨基作用
      • 定义：转氨基作用和脱氨基两种方式的联合作用， 使氨基酸脱下α-氨基（变为氨）生成α-酮酸的过程
      • 分类
        • 转氨基偶联氧化脱氨基作用
        • 转氨基偶联嘌呤核苷酸循环
  • 氨的安全转运和解毒
    • 氨在血液中主要是以丙氨酸及谷氨酰胺两种形式运输
    • 丙氨酸-葡萄糖循环（肌肉）
      • 过程
      • 意义
        • 肌肉中的氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝
        • 肝为肌肉提供葡萄糖
    • 谷氨酰胺运氨（脑、肌肉）
      • 过程
      • 意义
        • 谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式
  • 氨的主要去路（肝脏合成尿素）
    • 尿素循环（鸟氨酸循环）
      • 过程
        • 1、NH3、CO2、ATP缩合生成氨基甲酰磷酸（线粒体）
          • 关键酶：氨基甲酰磷酸合成酶
        • 2、氨基甲酰磷酸与鸟氨酸反应生成瓜氨酸（线粒体）
        • 3、瓜氨酸与天冬氨酸反应生成精氨酸代琥珀酸（胞液）
          • 限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶
        • 4、精氨酸代琥珀酸的裂解（胞液）
        • 5、精氨酸水解成尿素和鸟氨酸（胞液）
      • 要点
        • 场所：肝脏（先线粒体，后胞液）
        • 原料：2分子氨，一个来自游离氨（氨基甲酰磷酸），一个来自天冬氨酸
        • 产物：尿素
        • 关键酶：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ；精氨酸代琥珀酸合成酶
        • 耗能：三个ATP，四个高能磷酸键
    • 尿素合成障碍可引起高血氨症、氨中毒
• 氨基酸碳链骨架代谢
  • 脱氨基生成α-酮酸去路
    • 彻底氧化分解供能
    • 氨基化生成非必需氨基酸
    • 转变成糖、脂类
      • 生糖氨基酸：大多数
      • 生酮氨基酸：亮、赖氨酸
      • 生糖兼生酮氨基酸：异亮、苯丙、酪、色、苏氨酸
• 氨基酸代谢转换产物
  • 氨基酸的脱羧基作用
  • 一碳单位的代谢
    • 定义
      • 概念：某些氨基酸（丝、色、组、甘）在分解代谢中 产生的含有一个碳原子的活性基团
      • 种类：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基、亚胺甲基
      • 载体：四氢叶酸
    • 氨基酸生成一碳单位且可互相转变
    • 功能
      • 嘌呤和嘧啶的合成原料
      • 联系氨基酸代谢和核酸代谢
  • 含硫氨基酸的代谢
    • 含硫氨基酸的代谢是相互联系的
    • 甲硫氨酸的代谢
      • 甲硫氨酸循环是甲硫氨酸代谢的主要途径，其中生成的S-腺苷甲硫氨酸（SAM）是体内最主要的活性甲基供体。
    • 半胱氨酸的代谢
      • 半胱氨基酸可转变牛磺酸(牛磺酸是胆汁酸的组成成分之一)、硫转变成活性硫酸（PAPS)
  • 芳香族氨基酸的代谢
    • 苯丙氨酸
      • 苯丙氨酸经苯丙氨酸羟化酶作用生成酪氨酸
    • 酪氨酸
      • 代谢途径
        • 转变成多巴、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素
        • 在色素细胞中生成黑色素。酪氨酸酶缺乏黑色素合成障碍引起白化病
        • 酪氨酸进一步分解，参与糖和脂肪代谢
    • 色氨酸
      • 由色氨酸通过羟化酶催化羟化，脱羧酶催化脱羧生成5-羟色胺
  • 其他一些氨基酸的代谢
• 血氨浓度<60μmol/L
  • 去路
    • 肝合成尿素排出体外
    • 合成谷氨酰胺等非必需氨基酸
    • 合成非蛋白含氮化合物
    • 形成铵盐从肾排出体外
  • 来源
    • 氨基酸脱氨类的分解
    • 肠道蛋白质腐败 肠道尿素分解
    • 肾脏谷氨酰胺分解