氨基酸的一般代谢讲稿

氨基酸的一般代谢讲稿（共4篇）

篇1：氨基酸的一般代谢讲稿

第十章 蛋白质的分解代谢 第四节氨基酸的一般代谢

一、氨基酸脱氨基 【目的与要求】 掌握：

1、转氨基的概念、转氨酶的特点、重要的转氨酶及其临床意义

2、氧化脱氨基的概念、L-谷氨酸脱氢酶的特点

3、联合脱氨基的概念、方式及与糖代谢的关系 熟悉：

1、其他非氧化脱氨基的特点 了解：

1、转氨酶辅酶的作用机制

2、嘌呤核苷酸循环的过程 【重点、难点】 重点：

1、转氨基的概念、转氨酶的特点、重要的转氨酶及其临床意义

2、氧化脱氨基的概念、L-谷氨酸脱氢酶的特点

3、联合脱氨基的概念、方式及与糖代谢的关系 难点：

1、联合脱氨基与糖代谢的关系

2、转氨酶辅酶的作用机制

3、嘌呤核苷酸循环的过程 【课时要求】

1课时（40min）【授课内容】

复习氨基酸代谢库的概念以及氨基酸的来源与代谢去路，引出氨基酸的脱氨基作用。

（一）转氨基

1、概念：指在氨基酸转移酶（转氨酶）的催化下，将氨基酸的α-氨基转移到一个α-酮酸的羰基位置上，生成相应的α-酮酸和一个新的α-氨基酸的过程。

2、转氨酶具有的特点：（1）活性高、分布广

（2）所催化的反应只发生氨基转移不产生游离氨

（3）发生的反应最终将氨基转移到α-酮戊二酸的羰基生成谷氨酸（4）转氨酶的辅酶为维生素B6的活性形式：磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺（5）不能使赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸发生转氨基

3、重要的转氨酶

（1）天冬氨酸转氨酶（AST / GOT），AST在心肌细胞内活性最高，血清AST的升高，有助于急性心肌梗死的诊断。

（2）丙氨酸转氨酶（ALT / GPT），ALT在肝细胞中的活性最高；血ALT升高，有助于急性肝炎等肝细胞受损疾病的辅助诊断。

故临床上常用AST和ALT作为疾病的诊断和预后的指标。

4、生理意义

（1）其逆反应合成非必需氨基酸

（2）AST和ALT作为疾病的诊断和预后的指标。

（二）氧化脱氨基

1、概念：指在酶的催化下，氨基酸氧化脱氢、水解脱氨基，生成氨和α-酮酸，反应在线粒体中进行。

2、L-谷氨酸脱氢酶具有以下特点：

（1）分布广，活性强（除肌组织外）；它只能催化L-谷氨酸氧化脱氨基，生成氨和α-酮戊二酸

（2）是以NAD+或NADP+为辅酶的不需氧脱氢酶，产生的NADH可通过氧化磷酸化推动合成2.5个ATP（3）反应可逆，逆反应合成谷氨酸

（4）是变构酶，激活剂：ADP；抑制剂：ATP、GTP

3、生理意义

（1）逆反应合成谷氨酸

（2）NADH可通过氧化磷酸化推动合成2.5个ATP

（三）联合脱氨基

1、概念：氨基酸的转氨基作用与谷氨酸氧化脱氨基作用的结合，被称作联合脱氨基作用，即氨基酸将氨基转移给α-酮戊二酸，生成谷氨酸，谷氨酸再氧化脱氢生成氨。

2、联合脱氨基的特点

（1）是体内氨基酸脱氨的主要方式，此反应过程可逆

（2）由于L-谷氨酸脱氢酶在肌肉组织中活性低，故在肌肉组织中主要以嘌呤核苷酸循环脱氨基。

3、生理意义

（1）逆反应可生成谷氨酸、延胡索酸、草酰乙酸

（四）其他非氧化脱氨基

其他非氧化脱氨基主要是微生物的脱氨基方式，在人体内发生较少。【小结】

1、转氨基的概念、转氨酶的特点、重要的转氨酶AST、ALT，生理意义

2、氧化脱氨基的概念、L-谷氨酸脱氢酶的特点

3、联合脱氨基概念、生理意义 【思考题】

1、体内重要的转氨酶有哪两种？其催化反应及组织分布特点是什么？有何临床意义？

2、体内主要的脱氨基方式是什么？试写出反应过程？

篇2：氨基酸的一般代谢讲稿

临床执业医师：个别氨基酸的代谢

(1)氨基酸的脱羧基作用

部分氨基酸在特异的氨基酸脱羧酶催化下进行脱羧反应，生成相应的胺。除组氨酸脱羧酶不需辅酶，其他脱羧酶均以磷酸吡哆醛为辅酶。氨基酸脱羧基后生成的胺虽然含量不高，但具有重要的生理功能。下列几种重要胺类为：

①γ-氨基丁酸(GABA)：由L-谷氨酸脱羧酶催化谷氨酸脱羧基生成，此酶在脑、肾中的活性很高，所以脑中GABA含量较多。GABA是抑制性神经递质，对中枢神经系统有抑制作用。

②组胺：由组氨酸在组氨酸脱羧酶催化下脱羧基产生。组胺在体内分布广泛，乳腺、肺、肝、肌组织及胃粘膜含量较高。组胺具有强烈的扩张血管功能，增加血管通透性，使血压下降;也是胃液分泌刺激剂。

③5-羟色胺(5-HT)：除神经组织外，还存在于胃肠道、血小板及乳腺细胞中。作为神经递质具有抑制作用;在外周组织具有收缩血管的功能。

④牛磺酸：牛磺酸是结合胆汁酸的组成成分。现发现脑组织中具有较多的牛磺酸。

⑤多胺：某些氨基酸脱羧基可产生多胺类物质。精脒和精胺属多胺类，它是调节细胞生长的重要物质。

(2)一碳单位的概念、来源、载体和意义

某些氨基酸在分解代谢过程中可以产生含有一个碳原子的基团，称为一碳单位。体内的一碳单位有：甲基、甲烯基、甲炔基、甲酰基和亚氨甲基。一碳单位不能游离存在，常与四氢叶酸结合而转运和参加代谢。一碳单位主要来源于丝氨酸、甘氨酸、组氨酸和色氨酸。

例题：体内转运一碳单位的载体是

A.叶酸B.生物素C.维生素B12 D.四氢叶酸E.S腺苷甲硫氨酸

答案：D

(3)甲硫氨酸循环

在甲硫氨酸腺苷转移酶的催化下，甲硫氨酸与ATP作用，生成S腺苷甲硫氨酸(SAM)。SAM中的.甲基十分活泼，称活性甲基，SAM称活性甲硫氨酸。SAM在甲基转移酶的催化下，可将甲基转移给另一物质，使甲基化，SAM即变为S腺苷同型半胱氨酸。同型半胱氨酸由N5-甲基四氢叶酸供给甲基，生成甲硫氨酸。此即甲硫氨酸循环。SAM是体内最重要的甲基供体。

(4)苯丙氨酸和酪氨酸代谢

在体内有下述代谢过程：

苯丙氨酸羟化酶酪氨酸羟化酶甲基化

苯丙氨酸酪氨酸多巴多巴胺去甲肾上腺素肾上腺素

上述反应生成的多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚胺，是脑内重要的神经递质或肾上腺髓质激素。酪氨酸羟化酶是合成儿茶酚胺的限速酶。酪氨酸另一代谢途径是生成黑色素，其合成的关键酶为酪氨酸酶;缺乏此酶可引起白化病。缺乏苯丙氨酸羟化酶时，会出现苯酮酸尿症。尿黑酸分解代谢酶先天缺陷时，可出现黑酸尿症。

例题：参与一碳单位代谢的维生素是：

A维生素B1 B维生素B6 C维生素PP D叶酸E泛酸

篇3：氨基酸的一般代谢讲稿

1 材料与方法

1.1 实验动物

从广东省医学动物研究中心购入8周龄c57BL/6雌雄小鼠各16只,放置于小鼠代谢笼里,12 h(07∶00~19∶00)光照时间,其余的12 h处于黑暗环境中,培养室的温度控制在23~25℃。实验动物许可证号为SYXK(粤)2015-0068,动物实验的所有关联的规则都依照由美国国家研究院颁布及美国国立卫生研究院出版的指南的规定实行。

1.2 Toluene暴露吸入

将32只小鼠随机分为4组,每组8只:雄性对照组(Toluene:0 ppm)、雌性对照组(Toluene:0 ppm)、雄性暴露组(Toluene:2 500 ppm)、雌性暴露组(Toluene:2 500 ppm)。通过吸入Toluene的方式进行暴露处理,对照组吸入同等流量的空气。实验周期为7 d,每天暴露2 h。每天收集24 h的尿液样本,并在第7天暴露结束后24 h内处死小鼠,摘取小鼠的肝脏和肺组织,组织样本置于液氮中速冻后置于-80℃中保管。

1.3小鼠尿中马尿酸(HA)和硫代巴比妥酸反应产物(TBARS)浓度的检测

尿中HA用改良Ogata方法通过高压液相色谱(HPLC)进行测定。取小鼠尿液150μl放入0.6 ml试管中,使用Labnet C2500-R-230V微型高速冷冻离心机(24×1.5 ml角转子)以10 000 r/min离心5 min,提取上层液。用于分离HA的Column为250 mm×4.6 mm shodex C18-10B液相Column(Shoko,Japan),移动相为acetonitrile-water-acetic acid(10/89/1,V/V/V),流速为1 ml/min。UV检测波长为232 nm。尿中HA浓度,用24 h肌酐(Cr)浓度校正,单位为g/g。

测定尿中TBARS浓度评价脂质过氧化程度。50μl尿中加入0.05%butylated dydroxytoluene(BHT)50μl、0.112 5 mol/L(HNO3)150μl和42 mmol/L thiobarbituric acid(TBA)150μl,在95℃中加热1 h后4℃中冷却5 min。添加n-Butanol 300μl混合10 s后,以10 000 r/min离心5 min,提取上层液放入洁净vial中。尿液样本和标准品各10μl用HPLC(Pump SIL10Avpmodel,Shimadzu;上样处理装置Autochro-2000 model,Younglin)分析。150 mm×4.6 mm TSK Gel ODS-80TM为液相column,移动相利用potassium di hydrogen phosphate(KH2PO4)缓冲液-methanol-acetonitrile(60∶25∶15,V/V/V),流速维持1 ml/min。荧光检测仪波长为515nm和553nm。尿中TBARS浓度用24h Cr校正,单位以μmol/gCr表示。

1.4利用酶联免疫吸附测定(ELISA)方法检测小鼠尿中8-羟脱氧鸟苷(8-OHd G)浓度

用8-OHd G浓度评价DNA氧化性损伤程度。尿中8-OHd G浓度利用8-OHd GELISA kit进行检测,尿中8-OHd G浓度以24 h Cr校正,单位以μg/g表示。试剂盒购于美国OXIS公司,操作方法按照说明书的标准操作规范进行。

1.5 CYP2E1表达量分析

将已经摘取的小鼠部分肺或肝组织,利用高速粉碎转头制成匀浆,利用easy-blue(Intron,韩国)溶液分离RNA,溶解于处理diethl pyrocarbonate(DEPC)的蒸馏水中,在65℃下培养变性10 min后,通过实时(Real-time)PCR方法进行精确定量。将1μg RNA添加到包含oligo d T primer,20 mmol/l DTT及逆转录酶的Maxine RT premix(Intron)中,在45℃下反应60 min,合成c DNA,在-20℃中保管,用于实验。利用SYBR GreenⅡ试剂,通过购置标准品进行梯度稀释后绘制标准曲线,用于定量CYP2E1基因表达水平。

1.6统计学分析

采用SPSS 17.0统计软件分析。用Student t-test分析比较暴露组、对照组及不同性别小鼠间尿中HA、8-OHd G、TBARS浓度差异。用Mann-Whitney鉴定法比较两组小鼠CYP2E1表达水平。用Pearson相关分析和Spearman相关分析评价尿中HA和8-OHd G,TBARS浓度、CYP2E1表达水平相互关联性。

2 结果

2.1 不同组别小鼠间相关检测指标及相关代谢基因表达量分析

暴露组雌、雄小鼠尿中Toluene代谢产物HA浓度均高于同性别对照组。而雌鼠尿中HA浓度明显高于雄鼠,差异有统计学意义。在进行Cr校正后,雌鼠HA值仍高于雄鼠,但差异并无统计学意义。见表1。

相同性别暴露组和对照组间尿中TBARS浓度无明显差异。但不同性别间却存在明显差异,无论是暴露组还是对照组,雌鼠尿中TBARS浓度均较雄鼠显著增高,差异有统计学意义。见表1。

暴露组雌、雄小鼠尿中8-OHd G浓度均高于同性别对照组。暴露组和对照组中雌鼠8-OHd G均明显高于雄鼠,差异有统计学意义,存在明显的性别差异。见表1。

暴露组小鼠肺及肝组织中CYP2E1表达量均高于同性别对照组。以雄性对照组肺组织中CYP2E1 m RNA表达量为基准,雌鼠对照组低于基准值,雄鼠暴露组高出基准值65.6倍和雌鼠暴露组为57.7倍,但不同性别暴露组间差异无统计学意义。以雄性对照组肝组织中CYP2E1 m RNA表达量为基准,雌鼠对照组高于基准值40.7倍,雄鼠暴露组为19.8倍和雌鼠暴露组199.9倍,其中不同性别暴露组间差异有统计学意义(P<0.01)。见表2。

2.2 各指标间相关性分析

在HA和8-OHd G正相关性分析中,对照组中雌鼠组相关系数(r=0.19)高于雄鼠(r=0.03),无统计学意义。暴露组中雄鼠组处于正相关(r=0.30,P=0.156);而雌鼠却显示出负相关,随HA排出增加却出现8-OHd G浓度减少(r=-0.61,P<0.01)。呈现出明显的性别差异。见表3。

在HA和TBARS浓度间的相关性分析中,对照组均未显示两者间的相关性,而暴露组却出现类似于HA和8-OHd G的相互关系,雌鼠呈反向相关(r=-0.35,P=0.07),雄鼠为正向相关(r=0.07),但各相关系数均无统计学意义。

分析尿中8-OHd G和TBARS浓度之间相关性,雄鼠组对照组、暴露组均呈负相关而雌鼠组均为正相关,尤其雌鼠对照组中显示两者之间差异有统计学意义(r=0.75,P<0.01)。

3 讨论

Toluene通过呼吸和皮肤吸入到体内后被细胞色素P450 s同工酶(含CYP2E1、CYP1A1/2、CYP2A1、CYP2B1/2、CYP2C6、CYP2C11等)代谢为苯甲醇,再经乙醇脱氢酶/乙醛脱氢酶体系(ADH)/ALDH)氧化成苯甲酸,最终和甘氨酸结合以HA形式从尿中排除[6]。被吸收的一部分Toluene代谢为甲酚后与氢氧基结合变成甲基氢醌(methylhydroquinone,MHQ),MHQ被氧化后形成甲基苯醌(methylbenzoquinone,MBQ)。MHQ和MBQ是致癌物质苯的代谢产物氢醌(HQ)和苯醌(BQ)的诱导体,可导致DNA氧化损伤[7]。

Toluene代谢受性别、年龄、体重、妊娠及其他疾病等生理因素的影响。据类似于Toluene性能的苯生理-药代动力学(physiological-based pharmacokinetics PBPK)在环境、职业暴露研究中,苯在体内吸收量女性高于男性,表明女性对苯的血/气分配系数和代谢速度高于男性,这与女性的体脂肪多于男性有关[8]。KIM等[9,10]进行的流行病学调查中也显示,苯和Toluene尿中代谢产物浓度女性高于男性。由此认为,Toluene代谢中也存在受生理学因素影响的性别差异,类似苯代谢。

Toluene代谢的性别差异参与代谢的酶表达程度及酶活力有较大的关系。代谢酶表达程度和活力状态力会影响代谢过程中诱发的活性氧(reactive oxygen species,ROS)导致的DNA氧化损伤[11,12]。ROS可导致DNA氧化、脂质过氧化、蛋白质损伤等多种体内损伤,并在各种疾病、老化、致癌过程中起重要作用[13]。8-OHd G生成后,不经其他代谢,直接从尿中排除,作为体内DNA氧化损伤的生物指标,已被广泛应用[14,15]。

研究中我们观察到Toluene暴露吸入小鼠肝组织的CYP2E1表达量显示性别差异。尤其是对照组雌鼠CYP2E1表达较雄鼠高约40倍,这意味着雌鼠CYP2E1表达基础水平就较雄鼠高,这与女性激素(estrogen)和它的代谢产物增加CYP酶表达的研究结果相符合[16]。虽然暴露组雌鼠肝组织中CYP2E1表达较雄鼠高,但Toluene代谢产物尿中HA浓度性别差异却无明显意义。KAWAMOTO等[5]以接触Toluene的男性工人作为研究对象,得到类似的结果,即观察到ALDH2和CYP1A1遗传因子多态性的尿中HA浓度差异,而没有随CYP2E1遗传因子的尿中HA浓度差异。这些提示CYP2E1酶在Toluene代谢中起重要作用,但对HA形成无决定性作用。

研究报道CYP2E1酶主要参与异型生物质的代谢活性化,产生SOD,引起体内脂质过氧化[17,18],如表达增加,将便体内氧化损伤增加[19,20]。本次研究发现,小鼠肝组织中CYP2E1表达与氧化损伤指标8-OHd G浓度具有相同的表象,也可以确认肝组织中CYP2E1表达量和尿中8-OHd G、TBARS浓度之间的正相关关系,尤其对照组与暴露组雌鼠CYP2E1表达量和8-OHd G均高于对照组的雄鼠。这提示代谢酶表达的性别差异亦影响体内氧化损伤,说明不同性别对致癌物质的易感性有明显差异。

除了代谢酶表达和活性状态的差异,性激素、DNA修复能力及抗氧化酶影响力均是不同性别对致癌物质易感性差异的因素。有研究提示,非小细胞肺癌患者正常组织的h OGG1活力女性低于男性[21]。本研究中各脂质氧化及氧化损伤指标的差异性也与性激素、DNA修复及抗氧化防御体系差异性有关。

本研究动物例数较少,导致统计效能较低。其次,与Toluene代谢相关代谢酶只针对CYP2E1表达量进行分析。

Toluene作为环境致癌物质,广泛存在与生活及工作环境中。通过动物实验证实在Toluene体内代谢及相关代谢酶水平存在明显的性别差异,而这种差异将导致女性对致癌物质的易感性更高。当然,针对以上结论需要更进一步的研究才能够取得更加确实的结果。

篇4：氨基酸的一般代谢讲稿

本工作通过优化液相色谱和质谱条件, 建立了直接测定水中10种氨基甲酸酯类农药及其代谢物的分析方法。该方法满足水环境安全监测中对氨基甲酸酯类农药的快速检测要求。

1 实验部分

1.1试剂和仪器

10种氨基甲酸酯类农药 (杀线威、灭虫威、灭多威、3-羟基克百威、涕灭威、残杀威、克百威、甲奈威、涕灭威亚砜、涕灭威砜) 及其代谢物的混合标准液:质量浓度100 mg/L, 以V (水) ∶V (乙腈) =5 ∶95的溶液稀释备用;甲酸、乙氰:色谱纯;醋酸铵:分析纯;纯净水:杭州娃哈哈饮水厂。

串联四极杆液质联用仪:美国沃特斯公司。

1.2色谱条件

C18色谱柱 (1.7μm ×2.1 mm×50 mm) , 柱温40 ℃, 样品室温度4 ℃, 流动相A为浓度10 mmol/L 的醋酸铵-水混合液, 流动相B为浓度10 mmol/L的醋酸铵-乙氰混合液, 流量0.3 mL/min, 分析时间10 min;进样量10 μL, 液相色谱流动相梯度 (质量分数, %) 条件见表1。

1.3质谱条件

电喷雾离子源 (ESI+) , 毛细管电压3.2 kV, 离子源温度110 ℃, 脱溶剂温度350 ℃, 脱溶剂流量500 L/h, 碰撞气流量0.30 mL/min。

2 结果与讨论

2.1质谱分析参数的确定

当10种氨基甲酸酯类农药及其代谢物的标准溶液质量浓度为1 mg/L时, 氨基甲酸酯类农药及其代谢物的质谱分析参数见表2。

2.2方法的标准曲线和检出限

方法的标准曲线和检出限见表3。由表3可见, 10种氨基甲酸酯类农药及其代谢物在质量浓度为0.5 ～1 000.0 μg/L范围内与离子对峰面积呈良好的线性关系, 方法检出限为0.1～5.0 μg/L。以克百威为例, 试样无需富集、浓缩和衍生化等预处理措施, 最低检测浓度可达0.1 μg/L, 完全满足GB5749—2006《生活饮用水卫生标准》中的限值要求。而GB5749—2006规定的测定呋喃丹的高效液相色谱法, 需至少富集200 mL水样, 并进行柱后衍生, 方法的检出限仅为0.125 μg/L。

注:S为各氨基甲酸酯类农药及其代谢物的离子对峰面积;ρ为测定液中各氨基甲酸酯类农药及其代谢物的质量浓度, μg/L。

2.3方法的回收率和精密度

按照本方法对某水库的地表水进行测定, 未检测出10种氨基甲酸酯类农药及其代谢物, 分别在该批实际地表水试样中加入氨基甲酸酯类农药及其代谢物混标, 使水样中加标浓度分别为10 μg/L和50 μg/L, 水样经过0.2 μm过滤头过滤后测定, 考察方法的回收率 (n=6) 和精密度, 实验结果见表4。

由表4可见, 方法的平均回收率为91%～103%, 相对标准偏差为2%～5%。

3 结论

a) 建立了超高效液相色谱-质谱法直接测定水中10种氨基甲酸酯类农药及其代谢物的分析方法, 水样无需富集, 过滤后可直接进样测定。