1、物質代謝第 三 章Metabolism第一節糖 代 謝糖(carbohydrates)即碳水化合物，其化學本質為多羥醛或多羥酮類及其衍生物或多聚物。糖的概念糖是人類食物的主要成分，提供能量是其最主要的生理功能。如糖可提供合成某些氨基酸、脂肪、膽固醇、核苷等物質的原料。作為機體組織細胞的組成成分。提供合成體內其他物質的原料。如糖是糖蛋白、蛋白聚糖、糖脂等的組成成分。人類食物中的糖主要有植物淀粉、動物糖原以及麥芽糖、蔗糖、乳糖、葡萄糖等，其中以淀粉為主。消化部位： 主要在小腸，少量在口腔。食物中含有的大量纖維素，因人體內無-糖苷酶而不能對其分解利用，但卻具有刺激腸蠕動等作用，也是維持健康所必需。血

2、糖食物糖消化，吸收肝糖原分解非糖物質糖異生氧化分解CO2 + H2O糖原合成 肝（肌）糖原磷酸戊糖途徑等其它糖脂類、氨基酸合成代謝脂肪、氨基酸血糖的來源和去路主要調節激素降低血糖：胰島素(insulin)升高血糖：胰高血糖素(glucagon)糖皮質激素腎上腺素第一階段：由葡萄糖分解成丙酮酸(pyruvate)，也稱糖酵解途徑。第二階段：由丙酮酸轉變成乳酸。糖酵解分為兩個階段：糖酵解小結糖酵解過程不需氧，快速，但產能少；反應全過程中有三步不可逆的反應：葡萄糖 葡糖-6-磷酸 ATP ADP 己糖激酶 ATP ADP 果糖-6-磷酸 果糖-1,6-二磷酸磷酸果糖激酶-1 ADP ATP 磷酸烯醇

3、式丙酮酸 丙酮酸 丙酮酸激酶 產能的方式和數量方式：底物水平磷酸化 定義：底物分子內部能量重新分布，生成高能鍵，反應中使ADP（或GDP）磷酸化生成ATP （或GTP）的過程。凈生成ATP數量：從葡萄糖開始 2ATP糖酵解的調控是對3個關鍵酶活性的調節，其中6-磷酸果糖激酶-1對調節酵解途徑的流量最重要糖的有氧氧化(aerobic oxidation)指在機體氧供充足時，葡萄糖徹底氧化成H2O和CO2，并釋放出能量的過程。是機體主要供能方式。部位：細胞漿及線粒體（二）糖的有氧氧化1. 反應過程第一階段：糖酵解途徑 第二階段：丙酮酸的氧化脫羧第三階段：檸檬酸循環 Glu（Gn） 氧化磷酸化丙酮酸

4、 乙酰CoACO2NADH+H+ FADH2H2O O ATP ADPTAC循環 胞液線粒體檸檬酸循環(Tricarboxylic Acid Cycle, TAC)也稱為三羧酸循環，這是因為循環反應中的第一個中間產物是一個含三個羧基的檸檬酸。由于Krebs正式提出了檸檬酸循環的學說，故此循環又稱為Krebs循環，它由一連串反應組成。（1） 檸檬酸循環概述反應部位：線粒體CoASHNADH+H+NAD+CO2NAD+NADH+H+CO2GTPGDP+PiFADFADH2NADH+H+NAD+H2OH2OH2OCoASHCoASHH2O檸檬酸合酶順烏頭酸酶異檸檬酸脫氫酶-酮戊二酸脫氫酶復合體琥珀酰

5、CoA合成酶琥珀酸脫氫酶延胡索酸酶蘋果酸脫氫酶GTPGDPATPADP核苷二磷酸激酶小結：檸檬酸循環的概念：指乙酰CoA和草酰乙酸縮合生成檸檬酸，反復的進行脫氫脫羧，又生成草酰乙酸，再重復循環反應的過程。TAC過程的反應部位是線粒體。 循環中有三步是單向不可逆反應，整個循環不可逆向運行。檸檬酸循環的主要特點： TCA循環中有3個關鍵酶檸檬酸合酶異檸檬酸脫氫酶限速酶-酮戊二酸脫氫酶 經過一次檸檬酸循環，消耗一分子乙酰CoA；經四次脫氫，二次脫羧，一次底物水平磷酸化；生成1分子FADH2，3分子NADH+H+，2分子CO2， 1分子GTP。（2）呼吸鏈和氧化磷酸化線粒體內膜中按一定順序排列的一系列

6、具有電子傳遞功能的酶復合體，可通過鏈鎖的氧化還原將代謝物脫下的氫最終傳遞給氧生成水。這一系列酶和輔酶稱為呼吸鏈（respiratory chain），也稱電子傳遞鏈(electron transfer chain)。氧化磷酸化：代謝物脫下的H（H+ + e）經呼吸鏈徹底氧化生成H2O 的同時，釋放的能量用于使ADP偶聯磷酸化生成ATP。NADH+H+ H2O、2.5ATP O H2O、1.5ATP FADH2 O ATP的生成和利用ATP ADP 肌酸 磷酸肌酸 氧化磷酸化 底物水平磷酸化 P P 機械能(肌肉收縮)滲透能(物質主動轉運) 化學能(合成代謝)電能(生物電)熱能(維持體溫)生物體

7、內能量的儲存和利用都以ATP為中心。糖的有氧氧化是機體產能最主要的途徑。它不僅產能效率高，而且由于產生的能量逐步分次釋放，相當一部分形成ATP，所以能量的利用率也高。2. 有氧氧化的生理意義一個葡萄糖有氧氧化總共獲得30或32ATP概念磷酸戊糖途徑(pentose phosphate pathway)是指由葡萄糖生成NADPH+H+及磷酸戊糖的代謝途徑。（三）磷酸戊糖途徑 第一階段：氧化反應1. 磷酸戊糖途徑的基本反應過程反應過程可分為二個階段: 第二階段：非氧化反應 生成磷酸戊糖，NADPH+H+及CO2。包括一系列基團轉移。（二）磷酸戊糖途徑的生理意義在于生成NADPH和5-磷酸核糖2提供

8、NADPH + H+作為供氫體參與多種代謝反應1為核酸的生物合成提供5-磷酸核糖（R-5-P）（1） NADPH + H+是體內許多合成代謝的供氫體；（2） NADPH + H+參與體內羥化反應；（3） NADPH + H+還用于維持谷胱甘肽(glutathione，GSH)的還原狀態。氧化型谷胱甘肽還原型谷胱甘肽 還原型谷胱甘肽是體內重要的抗氧化劑，可以保護一些含-SH基的蛋白質或酶免受氧化劑尤其是過氧化物的損害。在紅細胞中還原型谷胱甘肽更具有重要作用。它可以保護紅細胞膜蛋白的完整性。 糖 原 (glycogen)是動物體內糖的儲存形式之一，是機體能迅速動用的能量儲備。肌肉：肌糖原，180

9、300g，主要供肌肉收縮所需肝臟：肝糖原，70 100g，維持血糖水平糖原的定義：糖原儲存的主要器官及其生理意義：二、糖原的合成與分解1. 葡萄糖單元以-1,4-糖苷鍵形成長鏈。2. 約10個葡萄糖單元處形成分枝，分枝處葡萄糖以-1,6-糖苷鍵連接，分支增加，溶解度增加。糖原的結構特點及其意義：（一）糖原的合成合成部位：糖原的合成(glycogenesis) 指由葡萄糖合成糖原的過程。組織定位：主要在肝臟、肌肉細胞定位：細胞漿小結糖原合酶是關鍵酶共消耗2分子ATP葡萄糖磷酸化UDP葡萄糖的生成以及焦磷酸的水解（二）糖原的分解糖原n+1糖原n + 1-磷酸葡萄糖糖原磷酸化酶(Glycogen p

10、hosphorylase)1.生成大量的1-磷酸葡萄糖糖原分解 (glycogenolysis ) 指糖原分解成為葡萄糖的過程。1-磷酸葡萄糖6-磷酸葡萄糖磷酸葡萄糖變位酶2. 1-磷酸葡萄糖轉變成6-磷酸葡萄糖3. 6-磷酸葡萄糖水解生成葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶（肝，腎）葡萄糖6-磷酸葡萄糖葡萄糖-6-磷酸酶只存在于肝、腎中，而不存在于肌中。所以只有肝和腎可補充血糖；而肌糖原不能分解成葡萄糖，只能進行糖酵解或有氧氧化。 糖原的合成與分解總圖UDPG焦磷酸化酶 G-1-P UTP UDPG PPi 糖原n+1 UDP G-6-P G 糖原合酶 磷酸葡萄糖變位酶 己糖(葡萄糖)激酶 糖原n Pi

11、 磷酸化酶 葡萄糖-6-磷酸酶（肝） 糖原n 進食后，從腸道吸收的葡萄糖以糖原方式儲存起來，使血糖濃度不會高于正常范圍。當血糖被各組織利用而下降時，肝糖原及時分解，使血糖濃度不會低于正常范圍。（三）糖原合成和分解的生理意義糖異生(gluconeogenesis)是指從非糖化合物轉變為葡萄糖或糖原的過程。部位：原料：概念： 主要在肝、腎細胞的細胞漿及線粒體。主要有乳酸、甘油、生糖氨基酸。三、糖異生（一）基本途徑過程：酵解途徑中有3個由關鍵酶催化的不可逆反應。在糖異生時，須由另外的反應和酶代替。糖異生途徑與酵解途徑大多數反應是共有的、可逆的；GluG-6-PF-6-PF-1,6-2PATPADPA

12、TPADP1,3-二磷酸甘油酸3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸丙酮酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛 NAD+ NADH+H+ ADPATPADPATP磷酸烯醇式丙酮酸酵解途徑與糖異生途徑是方向相反的兩條代謝途徑。如從丙酮酸進行有效的糖異生，就必須抑制酵解途徑，以防止葡萄糖又重新分解成丙酮酸；反之亦然。這種協調主要依賴于對這兩條途徑中的底物循環進行調節。 （二）糖異生的生理意義 1. 維持血糖水平的恒定是糖異生最主要的生理作用空腹或饑餓時，依賴氨基酸、甘油等異生成葡萄糖，以維持血糖水平恒定。正常成人的腦組織不能利用脂酸，主要依賴葡萄糖供給能量；紅細胞沒有線粒體，完全通過糖酵解獲得能量；骨髓、神經等組織由

13、于代謝活躍，經常進行糖酵解。在不進食，并且肝糖原消耗殆盡后，這些糖全部依賴糖異生生成。2. 糖異生是補充或恢復肝糖原儲備的重要途徑進食后，大部分葡萄糖先在肝外細胞中分解為乳酸或丙酮酸等三碳化合物，再進入肝細胞異生為糖原。發生這一變化的原因可能是饑餓造成的代謝性酸中毒造成的。當腎中-酮戊二酸因異生成糖而減少時，可促進谷氨酰胺脫氨生成谷氨酸以及谷氨酸的脫氨反應，腎小管細胞將NH3分泌入管腔中，與原尿中H+結合，降低原尿H+的濃度，有利于排氫保鈉作用的進行，對于防止酸中毒有重要作用。 3. 長期饑餓或禁食時，腎糖異生增強，有利于維持酸堿平衡4. 肌中產生的乳酸運輸至肝進行糖異生形成乳酸循環肌收縮（尤

14、其是供氧不足時）通過糖酵解生成乳酸。肌內糖異生活性低，所以乳酸通過細胞膜彌散進入血液后，再入肝，在肝內異生為葡萄糖。葡萄糖釋入血液后又可被肌攝取，這就構成了一個循環，此循環稱為乳酸循環，也稱Cori循環。第二節脂 類 代 謝脂肪和類脂總稱為脂類(lipids) ，是一類不溶于水而易溶于有機溶劑并能為機體利用的有機化合物。 三脂酰甘油 (triacylglycerol, TAG)，也稱為甘油三酯 (triglyceride, TG) 膽固醇 (cholesterol, CHOL)膽固醇酯 (cholesterol ester, CE) 磷脂 (phospholipid, PL)糖脂 (glyco

15、lipid)鞘脂 (sphingolipid) 定義:類脂(lipoid)脂肪 (fat)分類含量分布生理功能脂肪 甘油三酯 95脂肪組織、血漿1. 儲能和氧化供能2. 提供必需脂酸3. 促脂溶性維生素吸收4. 熱墊作用5. 保護墊作用6. 構成血漿脂蛋白類脂糖酯、膽固醇及其酯、磷脂5生物膜、神經、血漿1. 維持生物膜的結構和功能2. 膽固醇可轉變成類固醇激素、維生素、膽汁酸等3. 構成血漿脂蛋白脂類的分類、含量、分布及生理功能 *食物中的脂類還可協助脂溶性維生素的吸收甘油三酯 甘油磷脂(phosphoglycerides)膽固醇酯 FA膽固醇 脂類物質的基本構成FAFAFA 甘油 FAFAP

16、iX 甘油 X = 膽堿、水、乙醇胺、絲氨酸、甘油、 肌醇、磷脂酰甘油等 （體內含量最多）脂肪酸的結構和分類脂肪酸（fatty acids，FA）的結構通式為:CH3（CH2）nCOOH高等動植物脂肪酸碳鏈長度一般在1420之間，為偶數碳。 飽和脂酸的碳鏈不含雙鍵 不飽和脂酸的碳鏈含有一個或一個以上雙鍵營養必需脂酸： 亞油酸、亞麻酸、花生四烯酸等多不飽和脂酸是人體不可缺乏的營養素，不能自身合成，需從食物攝取，故稱營養必需脂酸。 它們是前列腺素、血栓烷及白三烯等生理活性物質的前體。 1.脂肪動員 定義 儲存在脂肪細胞中的甘油三酯，被脂肪酶逐步水解為游離脂肪酸及甘油，并釋放入血以供其他組織氧化利用

17、的過程。 （一）甘油三酯的分解代謝 一、甘油三酯的代謝脂解激素能促進脂肪動員的激素，如胰高血糖素、去甲腎上腺素、ACTH 、 TSH等。 抗脂解激素抑制脂肪動員，如胰島素、前列腺素E2、煙酸等。限速酶 激素敏感性甘油三酯脂肪酶 (hormone-sensitive triglyceride lipase , HSL)2. 甘油的代謝肝、腎、腸等組織 3.脂肪酸的氧化組 織：除腦組織外,大多數組織均可進行， 其中肝、肌肉最活躍。亞細胞：細胞漿、線粒體 部 位 （1）活化 * 脂酰CoA合成酶(acyl-CoA synthetase)存在于內質網及線粒體外膜上脂酰CoA合成酶 ATP AMP PP

18、i + CoA-SH 脂肪酸RCHRCH22CHCH22CC-OH OH OO=OO脂酰SCoARCHRCH22CHCH22CCSCoA SCoA OOOO=關鍵酶 （2）轉移肉毒堿脂酰肉毒堿脂酰（3）-氧化脫氫 加水 再脫氫 硫解 脂酰CoA L(+)-羥脂酰CoA酮脂酰CoA脂酰CoA+乙酰CoA 脂酰CoA 脫氫酶反2-烯脂酰CoAL(+)-羥脂酰CoA脫氫酶 NAD+NADH+H+2-烯脂酰CoA 水化酶H2O FADFADH2酮脂酰CoA 硫解酶CoA-SH 目 錄RCH=CHCSCoAO =RCH=CHCSCoAO =O =RCHOHCHCH22CCSCoA SCoA OOOO=R

19、COCHCH22CCSCoA SCoA OOOO=CH+ CH 3CCSCoA OOOO=RCCSCoA SCoA OOOO=RCHRCH22CHCH22CCSCoA SCoA OOOO= NADH + H+ FADH2 H2O 呼吸鏈 1.5ATP H2O 呼吸鏈 2.5ATP （4）乙酰CoA氧化磷酸化 檸檬酸循環 乙酰乙酸、-羥丁酸、丙酮三者總稱為酮體(ketone bodies)。代謝定位：生成：肝細胞線粒體利用：肝外組織（心、腎、腦、骨骼肌等）線粒體（4）酮體的生成和利用酮體生成的生理意義酮體是肝臟輸出能源的一種形式。并且酮體可通過血腦屏障，是肌肉、腦組織的重要能源。酮體利用的增加可

20、減少糖的利用，有利于維持血糖水平恒定，節省蛋白質的消耗。酮體中-羥丁酸和乙酰乙酸均為酸性，過度堆積可引起酮癥性酸中毒。肝臟和脂肪組織是合成甘油三酯最活躍的器官 小腸粘膜：利用脂肪消化產物再合成脂肪。合成主要場所（二）甘油三酯的合成代謝 甘油和脂肪酸主要來自于葡萄糖代謝脂肪酸還可來自食物合成原料主要來自糖的轉化。1.-磷酸甘油的合成組 織：肝（主要）、腎、腦、肺、乳腺及脂肪等組織亞細胞：胞液：主要合成16碳的軟脂酸（棕櫚酸）肝線粒體、內質網：碳鏈延長合成部位2. 軟脂酸的合成NADPH的來源: 磷酸戊糖途徑（主要來源）乙酰CoA、ATP、HCO3-、NADPH、Mn2+ 合成原料乙酰CoA的主要

21、來源:乙酰CoA 氨基酸 葡萄糖（主要）酯酰CoA轉移酶 CoA R1COCoA 酯酰CoA 轉移酶 CoA R2COCoA 磷脂酸磷酸酶Pi 酯酰CoA 轉移酶 CoA R3COCoA PiPiCHCH22OO-CHCH22OH OH CHOH CHOH 3 -磷酸甘油PiPiCHCH22OO-CHCH22OH OH CHOH CHOH 3 -磷酸甘油O=PiCHCH22OO-CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOH CHOH 1-酯酰-3 -磷酸甘油OPiCHCH22OO-CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOH CHOH 1-酯酰-3 -磷酸甘油PiCHCH22OO-CHCH22

22、OO-CC-RR1 1 CHOH CHOH PiCHCH22OO-CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOH CHOH 1-酯酰-3 -磷酸甘油O=PiCHCH22OO-CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOCHO-CC-RR2 2 O=磷脂酸O=PiCHCH22OO-CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOCHO-CC-RR2 2 O磷脂酸CHCH22OH OH CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOCHO-CC-RR2 2 O=O=1，2-甘油二酯CHCH22OO-CC-RR3 3 CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOCHO-CC-RR2 2 O=O=O=甘油三酯CHCH

23、22OO-CC-RR3 3 CHCH22OO-CC-RR1 1 CHOCHO-CC-RR2 2 O=OO=甘油三酯3. 甘油三酯的合成甘油磷脂的結構： 功能：含一個極性頭、兩條疏水尾，構成生物膜的磷脂雙分子層。X = 膽堿、水、乙醇胺、 絲氨酸、甘油、肌醇、磷脂酰甘油等 二、磷脂磷脂雙分子層的形成合成原料及輔助因子1. 甘油磷脂的合成脂肪酸、甘油、磷酸鹽、膽堿、絲氨酸、肌醇、ATP、CTP磷脂中甘油的2位通常結合必需脂肪酸（多不飽和脂肪酸，如花生四烯酸）。PLA1 PLA2PLCPLDPLB2PLB1磷脂酶 (phospholipase)2.甘油磷脂的分解分布：廣泛分布于全身各組織中, 大約

24、分布在腦、神經組織；肝、腎、腸等內臟、皮膚、脂肪組織中也較多；肌肉組織含量較低；腎上腺、卵巢等合成類固醇激素的腺體含量較高。存在形式：游離膽固醇、膽固醇酯三、膽固醇的代謝 膽固醇(cholesterol)結構：環戊烷多氫菲動物膽固醇(27碳)組織定位：除成熟紅細胞外，幾乎全身各組織均可合成，以肝、小腸為主。細胞定位：胞質、光面內質網膜1. 膽固醇的合成代謝1分子膽固醇18乙酰CoA + 36ATP + 16(NADPH+H+)葡萄糖有氧氧化磷酸戊糖途徑乙酰CoA和NADPH是膽固醇合成基本原料2. 膽固醇的代謝轉變與排泄膽固醇的母核環戊烷多氫菲在體內不能被降解，但側鏈可被氧化、還原或降解，實現

25、膽固醇的轉化。 膽固醇可轉變為膽汁酸 膽固醇可轉變為類固醇激素 膽固醇可轉變為維生素D3（一）血脂血漿所含脂類統稱血脂，包括：甘油三酯、磷脂、膽固醇及其酯以及游離脂肪酸。外源性從食物中攝取 內源性肝、脂肪細胞及其他組織合成后釋放入血定義：來源：四、血脂及血漿脂蛋白電泳法血脂與血漿中的蛋白質結合，以脂蛋白(lipoprotein)形式而運輸。 CM 前 （二）血漿脂蛋白1. 血漿脂蛋白的分類超速離心法：CM、VLDL、LDL、HDL乳糜微粒chylomicron ( CM)極低密度脂蛋白very low density lipoprotein (VLDL)低密度脂蛋白low density li

26、poprotein (LDL)高密度脂蛋白high density lipoprotein (HDL)CMVLDLLDLHDL密度0.950.951.0061.0061.0631.0631.210組成脂類含TG最多， 8090%含TG 5070%含膽固醇及其酯最多，4050%含脂類50%蛋白質最少, 1%510%2025%最多，約50%載脂蛋白組成apoB48、E A、A A、C C、CapoB100、C、C C、 EapoB100apo A、 A合成部位小腸黏膜細胞 肝細胞 血漿 肝、腸、血漿 功能轉運外源性甘油三酯及膽固醇 轉運內源性甘油三酯及膽固醇 轉運內源性膽固醇 逆向轉運膽固醇 2.

27、 血漿脂蛋白的組成第三節氨基酸代謝（一）蛋白質的生理功能1. 維持細胞組織的生長、更新和修補2. 參與體內多種重要的生理活動催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運動（肌肉）、物質轉運（載體）、凝血（凝血系統）等。每克蛋白質在體內氧化分解可釋放17.19kJ (4.1 kCal)的能量，人體每日18%能量由蛋白質提供。 3. 氧化供能一、蛋白質的營養功能（二）蛋白質的需要量和營養價值1. 氮平衡(nitrogen balance)指每日攝入食物的含氮量與排泄物(糞便和尿液)中的含氮量之間的關系。 氮總平衡：攝入氮 = 排出氮（正常成人）氮正平衡：攝入氮 排出氮（兒童、孕婦、恢復 期病人）氮負平衡：攝

28、入氮 排出氮（饑餓、嚴重燒傷 、出血、消耗性疾病患者） 蛋白質的需要量成人每日蛋白質最低生理需要量為30g-50g，我國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為80g。2. 蛋白質的需要量和營養價值營養必需氨基酸(essential amino acid)指體內需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。 蛋白質的營養價值(nutrition value)蛋白質的營養價值是指人體對食物蛋白中的氨基酸的利用率，取決于必需氨基酸的數量、種類、量質比。 蛋白質的互補作用指營養價值較低的蛋白質混合食用，其必需氨基酸可以互相補充而提高

29、營養價值。（一）蛋白質的消化二、蛋白質的消化、吸收與腐敗作用 蛋白質在胃中被水解成多肽和氨基酸 蛋白質的消化主要在小腸中進行胰酶是消化蛋白質的主要酶，最適pH為7.0左右，包括胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶和羧基酞酶（A、B），催化蛋白質水解成氨基酸和小肽。（二）蛋白質的吸收 吸收部位：主要在小腸 吸收形式：氨基酸、寡肽、二肽 吸收機制：耗能的主動吸收過程（三）蛋白質的腐敗作用殘剩的蛋白質及未被吸收的氨基酸，在結腸下部受細菌作用進行發酵和腐敗，該過程稱為蛋白質腐敗作用（putrefaction）。腐敗作用的產物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等；也可產生少量的脂肪酸及維生素等可被機體利用的物質。

30、 蛋白質的腐敗作用(putrefaction)腐敗作用產物大部分隨糞便排出，只有一小部分被吸收，經肝臟解毒，不會發生中毒現象。攝入富含纖維的食物可以幫助腐敗作用產物的排出。氨基酸代謝概況三、氨基酸的一般代謝（一）氨基酸的脫氨基作用 脫氨基作用指氨基酸脫去-氨基生成相應-酮酸的過程。1. 氧化脫氨基 存在于肝、腦、腎中 輔酶為 NAD+ 或NADP+催化酶： L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸NH3-酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)

31、2COOHCOOH+OC(CH2)2COOHCOOH+亞谷氨酸2.轉氨基作用轉氨基作用(transamination)在轉氨酶(transaminase)的催化下， -氨基酸與-酮酸進行氨基和酮基的相互交換，使原來的-氨基酸轉變為相應的-酮酸，而原來的-酮酸轉變為相應的氨基酸的過程。正常人各組織中ALT及AST 活性 (單位/克濕組織)血清轉氨酶活性，臨床上可作為疾病診斷和預后的指標之一。組 織 ALT AST組 織 ALT AST 肝 44000 142000胰 腺 2000 28000 腎 19000 91000 脾 1200 14000 心 7100 156000 肺 700 10000

32、 骨骼肌 4800 99000血清 16 20 轉氨基作用不僅是體內多數氨基酸脫氨基的重要方式，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。 通過此種方式并未產生游離的氨。 轉氨基作用的生理意義 聯合脫氨基作用 兩種脫氨基方式的聯合作用，使氨基酸脫下-氨基生成-酮酸，并真正脫去氨基的過程。 定義3.聯合脫氨基作用 轉氨基偶聯氧化脫氨基作用 氨基酸 谷氨酸 -酮酸 -酮戊二酸 H2O+NAD+轉氨酶 NH3+NADH+H+L-谷氨酸脫氫酶 此種方式是氨基酸脫氨基的主要途徑，也是體內合成非必需氨基酸的主要途徑。 嘌呤核苷酸循環是骨骼肌和心肌中的脫氨方式氨基酸脫氨基后生成的-酮酸(-keto acid）主要

33、有三條代謝去路。3. 氧化供能1. 合成非必需氨基酸2. 轉變成糖和脂肪（二）-酮酸的代謝根據-酮酸的去路，氨基酸可分為生糖氨基酸、生酮氨基酸和生糖兼生酮氨基酸。琥珀酰CoA 延胡索酸草酰乙酸-酮戊二酸檸檬酸乙酰CoA丙酮酸PEP磷酸丙糖葡萄糖或糖原糖-磷酸甘油脂肪酸脂肪甘油三酯乙酰乙酰CoA丙氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸異亮氨酸 蛋氨酸絲氨酸 蘇氨酸 纈氨酸酮體亮氨酸 賴氨酸酪氨酸 色氨酸苯丙氨酸 蘇氨酸 谷氨酸精氨酸 谷氨酰胺組氨酸 纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯系T A C 血氨（blood ammonia) 體內代謝產生的

34、氨及消化道吸收的氨進入血液，形成血氨。 氨具有毒性，腦組織對其尤為敏感 正常生理情況下，血氨水平在4765 mol/L。（三）氨的代謝1. 氨的來源 氨基酸脫氨基作用和胺類分解均可產生氨腸道細菌腐敗作用產生氨腎小管上皮細胞分泌的氨主要來自谷氨酰胺蛋白質和氨基酸在腸道細菌作用下產生的氨尿素經腸道細菌尿素酶水解產生的氨 谷氨酰胺谷氨酸 + NH3谷氨酰胺酶H2O（1）谷氨酰胺的運氨作用 反應過程谷氨酰胺是氨的解毒產物，也是氨的儲存及運輸形式。 谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶+ H2O 生理意義2. 氨的轉運 生理意義肌肉中氨以無毒的丙氨酸形式運輸到肝。肝為肌肉

35、提供葡萄糖。（2）丙氨酸-葡萄糖循環尿素生成的過程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，稱為鳥氨酸循環(orinithine cycle)，又稱尿素循環(urea cycle)或Krebs- Henseleit循環。（1）合成尿素3. 氨的去路在肝內合成尿素，這是氨最主要的去路（80%90%）鳥氨酸循環2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨基甲酰磷酸2ATPPi鳥氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸蘋果酸-酮戊 二酸谷氨酸-酮酸精氨酸代 琥珀酸瓜氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鳥氨酸尿素線粒體胞 液反應小結：原料：2 分子氨， 1分子CO2合成1分子尿素消

36、耗的能量來自ATP的分解。（2）谷氨酰胺的合成谷氨酸 + NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶+ H2O（3）合成非必需氨基酸及其他含氮化合物 脫羧基作用(decarboxylation)磷酸吡哆醛（四）個別氨基酸代謝1. 氨基酸脫羧基作用谷氨酸經谷氨酸脫羧酶催化生成-氨基丁酸(-aminobutyric acid, GABA)是腦中的抑制性神經遞質。組氨酸經組氨酸脫羧酶催化生成組胺 (histamine)，是強烈的血管舒張劑。一碳單位的定義 某些氨基酸在分解代謝過程中產生的含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位(one carbon unit)。一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨

37、酸、組氨酸及色胺酸的分解代謝。2. 一碳單位的代謝一碳單位的種類甲基 (methyl) -CH3甲烯基 (methylene) -CH2-甲炔基 (methenyl) -CH=甲酰基 (formyl) -CHO亞胺甲基 (formimino) -CH=NH一碳單位的載體四氫葉酸一碳單位的互相轉變N10CHOFH4N5, N10=CHFH4N5, N10CH2FH4N5CH3FH4N5CH=NHFH4H+H2ONADPH+H+NADP+NADH+H+NAD+NH3一碳單位的主要功能是參與嘌呤、嘧啶的合成N10-CHO-FH4與N5,N10=CH-FH4分別為嘌呤合成提供C2與C8，N5,N10-

38、CH2-FH4為胸腺嘧啶核苷酸合成提供甲基。把氨基酸代謝和核酸代謝聯系起來。第四節核苷酸代謝核苷酸是核酸的基本結構單位。人體內的核苷酸主要由機體細胞自身合成。因此，與氨基酸不同，核苷酸不屬于營養必需物質。 核苷酸的生物功能作為核酸合成的原料（最重要）體內能量的利用形式，如ATP、GTP參與代謝和生理調節，如cAMP、cGMP活化中間代謝物，如UDPG等組成輔酶，如FAD、NAD+等（一）嘌呤核苷酸的合成 利用體內游離的嘌呤或嘌呤核苷，經過簡單的反應過程，合成嘌呤核苷酸。 從頭合成途徑(de novo synthesis) 補救合成途徑(salvage pathway)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質為原料，經過一系列酶促反應，合成嘌呤核苷酸。一、核苷酸的合成代謝 肝是體內從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦、骨髓則無法進行此合成途徑。1. 嘌呤核苷酸的從頭合成途徑 哺乳動物合成部位 合成過程 IMP的合成 AMP和GMP的生成R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下IMP AMP GMPH2N-1-R-5