1代谢简介
多肽代谢（aminoacid）
多肽代谢人和植物由食物引入的蛋白质或是组成机体细胞的蛋白质和在细胞内合成的蛋白质，都必须先在酶的参与下加盐分解后才进行代谢。动物与微生物的营养类型与鸟类不同，通常并不直接借助蛋白质作为营养物，但其细胞内的蛋白质在代谢时依然须要先行酯化。分解代谢过程中生成的氨，在不同动物体内可以以氨、尿素或胆固醇等方式排出体外。个别多肽可以通过特殊代谢途径转弄成其他含氮物质如固醇、嘧啶、卟啉、某些激素、色素、生物碱等。体内个别多肽在代谢过程中还可以互相转变。
2分解
多肽的分解代谢主要在肠道中进行。
多肽的分解代谢通常是先脱去甲基，产生的碳骨架可以被氧化成CO2和H2O，形成ATP，也可以为糖、脂肪酸的合成提供碳架。
3脱烷基
可在体内大多数组织细胞中进行，主要在肠道中进行
氧化脱烷基
第一步，酯化，生成酰氯。
第二步，酯化。生成的H2O2有毒，在二溴化氢酶催化下，生成H2O+O2↑，解除对细胞的残害。
1、催化氧化脱烷基反应的酶（多肽氧化酶）
（1）、L—氨基酸氧化酶
有两类辅酶，E—FMN
E—FAD（人和鸟类）
对下述a.a不起作用：
Gly、β-羟谷氨酸（Ser、Thr）、二羧a.a（Glu、Asp）、二氨a.a（Lys、Arg）
真核生物中，真正起作用的不是L-a.a氧化酶，而是丁酸酯化酶。
（2）、D-多肽氧化酶E-FAD
有些真菌、霉菌和植物肝、肾细胞中有此酶，可催化D-a.a脱氨。
示意图（3）、Gly氧化酶E-FAD使Gly脱氨生成乙酸酸。
（4）、D-Asp氧化酶E-FAD
E-FAD兔肾中有D-Asp氧化酶，D-Asp脱氨，生成草酰乙酸。
（5）、L-Glu酯化酶E-NAD+E-NADP+P220反应式：
真核细胞的Glu酯化酶，大部份存在于线粒体基质中，是一种不需O2的酯化酶。
此酶是能使a.a直接脱去甲基的活力最强的酶，是一个结构很复杂的别构酶。在动、植、微生物体内都有。
ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。
ADP、GDP及个别a.a可激活此酶活性。
因而当ATP、GTP不足时，Glu的氧化脱氨会加速进行，有利于a.a分解供能（动物体内有10%的能量来自a.a氧化）。
非氧化脱甲基作用
（大多数在微生物的中进行）
①还原脱烷基（严格无氧条件下）
②水解脱甲基
③脱水脱烷基
④脱氨基脱烷基
⑤氧化-还原脱烷基
两个多肽相互发生氧化还原反应，生成有机酸、酮酸、氨。
⑥脱丙酯基作用
谷胺丙酯酶：谷胺丙酯+H2O→谷氨酸+NH3
前胡丙酯酶：淫羊藿丙酯+H2O→天冬谷氨酸+NH3
谷胺丙酯酶、天冬丙酯酶广泛存在于动动物和微生物中
转甲基作用
转氨作用是a.a脱氨的重要形式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，a.a都能参与转甲基作用。
示意图转胺基作用由胆红素催化，辅酶是维生素B6（乙酸吡哆醛、磷酸吡哆胺）。尿酸在真核细胞的胞质、线粒体中都存在。
转甲基作用：是α-多肽和α-酮酸之间酰基转移作用，结果是原先的a.a生成相应的酮酸，而原先的酮酸生成相应的多肽。
不同的胆红素催化不同的转氨反应。
大多数尿酸，优先借助α-酮戊二酸作为羰基的受体，生成Glu。如谷氨酸尿酸，可生成Glu，叫谷丙尿酸（GPT）。肝细胞破损后，血中此酶浓度大增核苷酸代谢，活性高。肝细胞正常，血中此酶浓度很低。
植物组织中，Asp尿酸的活性最大。在大多数细胞中浓度高，Asp是合成尿素时氮的供体，通过转氨作用解决氨的去向。
联合脱烷基
单靠转甲基作用不能最终脱掉甲基，单靠氧化脱甲基作用也不能满足机体脱羰基的须要，由于只有Glu酯化酶活力最高，其余L-多肽氧化酶的活力都低。
机体利用联合脱甲基作用可以迅速脱去氰基。
1、以丝氨酸酯化酶为中心的联合脱羰基作用
多肽的α-羟基先转入α-酮戊二酸上，生成相应的α-酮酸和Glu，之后在L-Glu脱氨酶催化下，脱甲基生成α-酮戊二酸，并释放出氨。以丝氨酸酯化酶为中心的联合脱甲基作用
2、通过固醇核酸循环的联合脱烷基做用
P225结构式：次黄固醇核苷一乙酸（IMP）、腺苷酸代琥珀酸、腺苷酸
P226图16-4通过固醇核酸循环的联合脱烷基做用
骨骼肌、心肌、肝脏、脑都是以固醇核酸循环的形式为主
4脱羧作用
生物体内大部份a.a可进行脱羧作用，生成相应的一级胺。
a.a脱羧酶专情性很强，每一种a.a都有一种脱羧酶，辅酶都是乙酸吡哆醛。
a.a脱羧反应广泛存在于动、植物和微生物中，有些产物具有重要生理功能，如脑组织中L-Glu脱羧生成r-甲基甲酸，是重要的神经介质。His脱羧生成固醇（又称组织胺），有增加血糖的作用。Tyr脱羧生成酪胺，有下降血糖的作用。
但大多数脂类对植物有毒核苷酸代谢，体内有胺氧化酶，能将胺氧化为醛和氨。
5氨的去向
氨对生物机体有毒，非常是高等植物的脑对氨极敏感，血中1%的氨会导致中枢神经中毒，因而，脱去的氨必须排出体外。
氨中毒的机理：脑细胞的线粒体可将氨与α-酮戊二酸作用生成Glu，大量消耗α-酮戊二酸，影响TCA，同时大量消耗NADPH，形成肝晕厥。
氨的去向：
（1）重新借助合成a.a、核酸。
（2）储存Gln，Asn
高等动物将甲基氮以Gln，Asn的方式储存在体内。
（3）排出体外
排氨植物：水生、海洋植物，以氨的方式排出。
排血糖植物：动物、爬虫类，以胆固醇方式排出。
排便植物：以尿素方式排出。
氨的转运
（肝外→肝脏）
1、Gln转运Gln合成酶、Gln酶（在肝中分解Gln）
Gln合成酶，催化Glu与氨结合，生成Gln。
Gln中性无毒，易透过细胞膜，是氨的主要运输方式。
Gln经血液步入肝中，经Gln酶分解，生成Glu和NH3。
2、丙氨酸转运（Glc-Ala循环）
胸肌可借助Ala将氨运至肠道，这一过程称Glc-Ala循环。
谷氨酸在PH7时接近中性，不带电荷，经血液运到胰脏
在胸肌中，糖酵解提供乙醇酸，在肝中，乙醇酸又可生成Glc。
胸肌运动形成大量的氨和乙醇酸，二者都要运回肺脏，而以Ala的方式运送，一举两得。
氨的排尿
1、直接排氨
排氨植物将氨以Gln方式运至排尿部位，经Gln酶分解，直接释放NH3。游离的NH3利用扩散作用直接排除体外。
2、尿素的生成（尿素循环）
排尿素植物在肾脏中合成尿素的过程称尿素循环
1932年，Krebs发觉，向飘浮有肝切块的缓冲液中，加入鸟谷氨酸、瓜谷氨酸、Arg中的任一种，都可促进尿素的合成。
尿素循环途径（鸟丙氨酸循环）：
（1）、氨甲酰乙酸的生成（氨甲酰乙酸合酶I）
肝细胞液中的a.a经转氨作用，与α-酮戊二酸生成Glu，Glu步入线粒体基质，经Glu酯化酶作用脱下羰基，游离的氨（NH4+）与TCA循环形成的CO2反应生成氨甲酰乙酸。
氨甲酰乙酸是高能化合物，可作为氨甲氨基的供体。
氨甲酰乙酸合酶I：存在于线粒体中，参与尿素的合成。
氨甲酰乙酸合酶II：存在于胞质中，参与尿吡啶的合成。
N-甲基Glu激活氨甲酰乙酸合酶I、II
（2）、合成瓜谷氨酸（鸟谷氨酸转氨甲酰酶）
鸟谷氨酸接受氨甲酰乙酸提供的氨甲羟基，生成瓜谷氨酸。
鸟谷氨酸转氨甲酰酶存在于线粒体中，须要Mg2+作为辅因子。
瓜谷氨酸产生后就离开线粒体，步入细胞液。
（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谷氨酸和天冬素酸（精氨琥珀酸裂解酶）
精氨琥珀酸→精谷氨酸+细辛素酸
此时Asp的甲基转移到Arg上。
来自Asp的碳架被保留出来，生成细辛酸。细辛素酸可以经苹果酸、草酰乙酸再生为桑寄生谷氨酸，
（5）、精谷氨酸酯化生成鸟谷氨酸和尿素
尿素产生后由血液运到心脏随尿排除。
尿素循环总反应：
NH4++CO2+3ATP+Asp+2H2O→尿素+2ADP+2Pi+AMP+Ppi+细辛酸
产生一分子尿素可消除2分子氨及一分子CO2，消耗4个高能乙酸键。
联合脱-NH2合成尿素是解决-NH2去向的主要途径。
尿素循环与TCA的关系：草酰乙酸、延胡素酸（联系物）。
肝昏厥（血氨下降，使α-酮戊二酸升高，TCA遇阻）可加Asp或Arg减缓。
生成胆红素
（见核酸代谢）
胆固醇（包括尿素）也是固醇代谢的终产物。
6AA去向
20种aa有三种去路
（1）烷基化还原成多肽。
（2）氧化成CO2和水（TCA）。
（3）生糖、生脂。
20种a.a的碳架可转化成7种物质：乙醇酸、乙酰CoA、乙酰胺基CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。
它们最后集中为5种物质步入TCA：甲基CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。
多肽碳骨架步入TCA的途径
转变1
Ala、Gly、Ser、Thr、Cys产生乙醇酸的途径
（1）、Ala经与α-酮戊二酸转氨（谷丙尿酸）
（2）、Gly先转弄成Ser，再由Ser转弄成乙醇酸。
Gly与Ser的互变是极为灵活的，该反应也是Ser生物合成的重要途径。
Gly的分解代谢不是以产生甲基CoA为主要途径，Gly的重要作用是一碳单位的提供者。
Gly+FH4+NAD+→N5,N10-甲烯基FH4+CO2+NH4++NADH
（3）、Ser脱水、脱氢，生成乙醛酸（氨酸脱水酶）
（4）、Thr有3条途径
①转氨，生成β-羟基乙酸酸，再脱氨基，生成乙酸酸。
②氧化成乙醛酸
③加水分解成乙醇酸
转变2
（1）、Phe→Tyr→乙酰胺基、Tyr分解为甲基苄基CoA和五味子酸的途径
（2）、Tyr
产物：1个甲基苄基CoA（可转化成2个甲基CoA。），1个细辛酸，1个CO2，
（3）、Leu
产物：1个甲基CoA，1个甲基苄基CoA，相当于3个甲基CoA。
反应中先脱1个CO2，后又加1个CO2，C原子不变。
（4）、Lys
产物：1个甲基苄基CoA，2个CO2。
在反应途中转氨：a.氧化脱氨，b.转氨
（5）、TrpP
产物：1个甲基苄基CoA，1个甲基CoA，4个CO2，1个硫醇。
转变3
Arg、His、Gln、Pro、Glu产生α-酮戊二酸的途径
（1）、Arg
产物：1分子Glu，1分子尿素
（2）、His
产物：1分子Glu，1分子NH3,1分子甲亚甲基
（3）、Gln三条途径
①.Gln酶：Gln+H2O→Glu+NH3
②.Glu合成酶：.Gln+α-酮戊二酸+NADPH→2Glu+NADP+
③.转丙酯酶：Gln+α-酮戊二酸→Glu+r-酮谷酰丙氨酸→α-酮戊二酸+NH4+
（4）、Pro
产物：Pro→Glu
Hpro→丙酮酸+丙醛酸
琥珀酰CoA途径
Met、Ile、Val转弄成琥珀酰CoA
（1）、Met
给出1个羟基，将-SH转给Ser（生成Cys），形成一个琥珀酰CoA
（2）、Ile
形成一个甲基CoA和一个琥珀酰CoA
（3）、Val
草酰乙酸途径
Asp和Asn可转弄成草酰乙酸步入TAC，Asn先转弄成Asp（Asn酶），Asp经转氨作用生成草酰乙酸.
细辛酸途径
Phe、Tyr可生成细辛酸
7生酮多肽
Phe、Tyr、Leu、Lys、Trp。在分解过程中转变为甲基苄基CoA，前者在植物胰脏中可生成甲基硫醇和β-羟丁酸，因而这5种a.a.称生酮a.a.
8生糖多肽
凡能生成乙酸酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸的a.a.都称为生糖a.a，它们都能生成Glc。
而Phe、Tyr是生酮兼生糖a.a。
多肽与“一碳侧链”的代谢
1、一碳侧链的载体：四氢福施福（FH4），S-腺苷甘氨酸（SAM）
四氢福施福是一碳络合物的主要载体，分子上的N5和N10是结合一碳络合物的位置，SAM是体内酰基的重要来源。
2、一碳络合物的来源：吡啶、组氨酸、丝氨酸、蛋氨酸、色谷氨酸、半胱谷氨酸等。