个别氨基酸代谢（37度医学网）
2012-06-13 23:04:49   来源：37度医学网   作者：  评论：0 点击：

　　(二)半胱氨酸和胱氨酸的代谢

　　1.半胱氨酸和胱氨酸的互变　半胱氨酸含巯基(-SH)，胱氨酸含有二硫键（S-S-），二者可通过氧化还原 而互变。胱氨酸不参与蛋白质的合成，蛋白质中的胱氨酸由半胱氨酸残基氧化脱氢而来。在蛋白质分子中两个半胱氨酸残基间所形成的二硫键对维持蛋白质分子构象 起重要作用。而蛋白分子中半胱氨酸的巯基是许多蛋白质或

酶的活性基团。

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　　2.半胱氨酸分解代谢　人体中半胱氨酸主要通过两条途径降解为丙酮酸。一是加双氧酶催化的直接氧化途径，或称半胱亚磺酸途径，另一是通过转氨的3-巯基丙酮酸途径。

　　3.活性硫酸根代谢　含硫氨基酸经分解代谢可生成H2S，H2S氧化成为硫酸。半胱氨酸巯基亦可先氧化生成亚 磺基，然后再生成硫酸。其中一部分以无机盐形式从尿中排出，一部分经活化生成3′磷酸腺苷-5'-磷酸硫酸(3'- phosphoadenosine5'-phosphosulfate,PAPS)，即活性硫酸根。

　　PAPS的性质活泼，在肝脏的生物转化中有重要作用。例如类固醇激素可与PAPS结合成硫酸酯而被灭活，一些外源性酚类亦可形成硫酸酯而增加其溶解性以利于从尿于排出。此外，PAPS也可参与硫酸角质素及硫酸软骨素等分子中硫酸化氨基多糖的合成。

　　4.谷胱甘肽的合成　谷胱甘肽(glutathiose,rglutamyl cysteinglglycine,GSH)是一种?含γ－酰胺键的三肽，由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成。GSH的合成通过γ－谷氨酰基循环 (γ－glutamyl cycle)，由Meister提出，又称为Meister循环(图7-17)。γ-谷氨酰基循环有双重作用，一是GSH的再合成，二是通过GSH的合成 与分解将外源氨基酸主动转运到细胞内。

图7-17　γ-谷氨酰基循环

　　GSH的合成由γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶(γ-glutamylcystein synthetase)和GSH合成酶(GSH synthetase)所催化。由ATP水解供能。GSH的分解中γ-谷氨酰转肽酶(γ-glutamyl transpeptidase)、γ-谷氨酰环转移酶(γ-gltamyl cyclotransforase)和5氧脯氨酸酶(5oxoprolinase)及一个细胞内肽酶(protease)所催化。

　　GSH在人体解毒、氨基酸转运及代谢中均有重要作用。GSH的活性基团是其半胱氨酸残基上的巯基，GSH有氧化型和还原型两种形式，可以互变。

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　　谷胱甘胱还原酶催化上面反应，辅酶为NADPH，细胞中GSH与GSSG的比例为100：1。GSH可保护某 些蛋白质及酶分子的巯基不被氧化，从而维持其生物活性。如红细胞中含有较多GSH，对保护红细胞膜完整性及促使高铁血红蛋白还原为血红蛋白均有重要作用。 此外，体内产生的过氧化物及自由基，亦可通过含硒的GSH过氧化酶而被清除，如：

　　三、芳香族氨基酸的代谢

　　芳香族氨基酸包括苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸，苯丙氨酸和酪氨酸结构相似，在体内苯丙氨酸可转变成酪氨酶，所以合并在一起讨论。

　　(一)苯丙氨酸和酪氨酸

　　1.苯丙氨酸在体内一般先转变为酪氨酸。由苯丙氨酸羟化酶(phenylalamine hyolroxylase)催化引入羟基完成，其辅酶为四氢生物嘌呤。反应生成的二氢生物喋呤，由二氢叶酸还原酶催化，借助NADPH+H还原为四氢化合物(图7-18)。

图7-18　酪氨酸的生成

　　苯丙氨酸羟化酶所催化反应不可逆，体内酷氨酸不能转变为苯丙氨酸。

　　2.儿茶酚胺与黑色素的合成　酪氨酸经酪氨酸羟化酶(tyrosine hydroxylase)催化生成3，4二羟苯丙氨酸(3,4dihydroxyphenylalanine L－DOPA)(多巴)。此酶也是以四氢生物喋呤为辅酶的加单氧酶，多巴经多巴脱羧酶催化生成多巴胺(dopamine)。多巴胺在多巴胺β－氧化酶 (dopamine βoxidase)催化下使β碳原子羟化，生成去甲肾上腺素(norepinephrine)。而后由SAM提供甲基使去甲肾上腺素甲基化生成肾上腺素 (epinephrine)。多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素统称为儿茶酚胺(catecholamine)。酪氨酸羟化酶是儿茶酚胺合成的限速酶，受终 产物的反馈调节(图7-19)。

图7-19　儿茶酚胺的合成

　　在黑色素细胞中，酪氨酸在酪氨酸酶催化下羟化生成多巴，多巴再经氧化生成多巴醌而进入合成黑色素的途径。所形 成的多巴醌进一步环化和脱羧生成吲哚醌。黑色素即是吲哚醌的聚合物。人体若缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发发“白”，称为白化病 (albinism)(图7-20)。

图7-20　黑色素的生成

　　3.酪氨酸是生糖兼生酮氨基酸　酪氨酸经转氨基作用生成对羟基苯丙酮酸，进一步分解则生成乙酰乙酸和延胡索酸，所以是生糖兼生酮氨基酸。

　　4.代谢障碍　已知在苯丙氨酸和酪氨酸代谢中，有许多代谢性疾患。最重要的是苯丙酮酸尿症(phenyl ketonuria,PKV)，因缺乏苯丙氨酸羟化酶所致。苯丙氨酸不能正常地转变为酪氨酸，体内苯丙氨酸蓄积，并由转氨基作用生成苯丙酮酸(一部分还原 为苯乙酸)并从尿液中排出。苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统有毒性，故本病伴发智力发育障碍。早期发现时可控制饮食中苯丙氨酸含量，有利于智力发育。

　　另一代谢疾患为尿黑酸尿症(alkaptonuria)。酪氨酸在分解代谢中生成中间产物尿黑酸，如尿黑酸氧化酶缺乏，则尿黑酸裂环降解受阻，大量尿黑酸排入尿中，经空气氧化为相应的对醌，后者可聚合为黑的色素。此种代谢性疾患一般无严重后果。

　　此外，巴金森病(Parkinson′s disease)是由于脑生成多巴胺的功能退化所致的一种严重的神经系统疾病。临床常用L多巴治疗，L-多巴本身不能通过血脑屏障无直接疗效，但在相 应组织中脱羧可生成多巴胺达到治疗作用。目前，采用将大脑中植移肾上腺髓质，借此生成多巴胺以弥补脑中多巴胺不足，取得较好疗效。

　　(二)色氨酸的代谢

　　色氨酸是必需氨基酸。大多数蛋白质中含量均较少，机体对其摄取少，分解亦少。除参加蛋白质合成外，还可经氧化脱羧生成5羟色胺(前述)。并可降解产生生糖，生酮成分，此过程中产生一碳单位及尼克酸等。

　　1.色氨酸分解首先在色氨酸-2，3-加双氧酶(tryptophan-2,3-dioxygenase)作 用下将吡酪环打开，生成N-甲酰犬尿氨酸(N-Formylkynurenine)。此酶辅基为铁卟啉，Vit C有保护辅基中Fe2+不被氧化的作用，亦可说Vit C是此酶的激活剂。在甲酰化酶(formamidase)的作用下，甲酰犬尿氨酸脱甲酰基生成甲酸和犬尿氨酸，甲酸可参加一碳单位代谢。而犬尿氨酸则有三 个不同代谢方向。

　　(1)犬尿氨酸主要由犬尿氨酸羟化酶(Rynurenine-3-monoxygenase)催化生成3羟 犬尿氨酸(3-hydroxykynurenine)，而后由犬尿氨酸酶(kynureninase)(以PLP为辅酶)催化水解裂出丙氨酸，并生成了 3-羟邻氨苯甲酸(3-hydroxyanthranilate)，丙氨酸可经转氨生成丙酮酸，而3-羟邻苯甲酸经氧化裂环，脱羧等反应生成α酮乙酸， 进而生成乙酰乙酸。因此，色氨酸为生糖兼生酮氨基酸。

　　(2)少量犬尿氨酸经转氨作用并缩合生成犬尿酸。

　　(3)少量裂解出丙氨酸后生成邻氨苯甲酸。

　　2.尼克酸的生成　色氨酸分解代谢中的3－羟邻氨苯甲酸经3－羟邻氨苯丙酸－3，4，－加双氧酶(3- hydroxyanthranilate-3,4-dioxygenase)催化裂环，可生成尼克酸，是构成NAD(P)+的关键成分。这是体内合成维生 素的一个特例。

　　四、支链氨基酸的代谢

　　支链氨基酸(branchedamino acid,BCAA)包括亮氨酸、异亮氨酸和缬氨酸。三者均为必需氨基酸。分解代谢主要在肌肉组织中进行。它们分属于三类，亮氨酸为生酮氨基酸，缬氨酸为生糖氨基酸，异亮氨酸为生糖兼生酮氨基酸。

　　三种支链氨基酸分解代谢过程均较复杂，一般可分为二阶段。第一阶段，三种氨基酸前三步反应性质相同，产物类似。均为CoA的衍生物，可称为共同反应阶段。第二阶

段则反应各异，经若干步反应，亮氨酸产生乙酰CoA及乙酰乙酰CoA，缬氨酸产生琥珀酸单酰CoA，异亮氨酸产生乙酰CoA及琥珀酸单酰CoA分别纳入生糖或生酮的代谢(图7-21)。?

图7-21　支链氨基酸的分解代谢