氨基酸的一般代谢（来自37度医学网）
2012-06-13 23:07:34   来源：37度医学网   作者：  评论：0 点击：

5.尿素的生成

　　尿素循环的最后一步反应是由精氨酸酶(arginase)催化精氨酸水解生成尿素并再生鸟氨酸，鸟氨酸再进入线粒体参与另一轮循环。

　　尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键。(3个ATP水解生成2个ADP，2个 Pi，1个AMP和PPi)。从尿素循环底物水平上，能量的消耗大于恢复。由L－谷氨酸脱氢酶催化脱氨和延胡索酸经草酰乙酸再生成天冬氨酸反应中均有 NADH的生成。经线粒体再氧化可生成6个ATP(图7-8)。

图7-8　尿素循环的能量代谢

　　6.尿素循环的调节

　　CPS－I是线粒体内变构酶，其变构激活剂AGA由N乙酰谷氨酸合成酶催化生成，并由特异水解酶水解。肝脏 生成尿素的速度与AGA浓度相关。当氨基酸分解旺盛时，由转氨作用引起谷氨酸浓度升高，增加AGA的合成，从而激活CPS-I，加速氨基甲酰磷酸合成，推 动尿素循环。精氨酸是AGA合成酶的激活剂，因此，临床利用精氨酸治疗高氨血症。

　　(五)高氨血症和氨中毒

　　正常生理情况下，血氨处于较低水平。尿素循环是维持血氨低浓度的关键。当肝功能严重损伤时，尿素循环发生障 碍，血氨浓度升高，称为高氨血症。氨中毒机制尚不清楚。一般认为，氨进入脑组织，可与α酮戊二酸结合成谷氨酸，谷氨酸又与氨进一步结合生成谷氨酰胺，从而 使α酮戊二酸和谷氨酸减少，导致三羧酸循环减弱，从而使脑组织中ATP生成减少。谷氨酸本身为神经递质，且是另一种神经递质γ-氨基丁酸(γ- aminobutyrate,GABA)的前体，其减少亦会影响大脑的正常生理功能，严重时可出现昏迷。

　　二、α-酮酸的代谢

　　氨基酸经联合脱氨或其它方式脱氨所生成的α-酮酸有下述去路。

　　1.生成非必需氨基酸－α－酮酸经联合加氨反应可生成相应的氨基酸。八种必需氨基酸中，除赖氨酸和苏氨酸外其余六种亦可由相应的α-酮酸加氨生成。但和必需氨基酸相对应的α－酮酸不能在体内合成，所以必需氨基酸依赖于食物供应。

　　2.氧化生成CO2和水这是α-酮酸的重要去路之一。由图7?可以看出α-酮酸通过一定的反应途径先转变成丙酮酸、乙酰CoA、或三羧酸循环的中间产物，再经过三羧酸循环彻底氧化分解。三羧酸循环将氨基酸代谢与糖代谢、脂肪代谢紧密联系起来。

图7-9　氨基酸与糖、脂肪的关系

　　3.转变生成糖和酮体　使用四氧嘧啶(alloxan)破坏犬的胰岛β-细胞，建立人工糖尿病犬 的模型。待其体内糖原和脂肪耗尽后，用某种氨基酸饲养，并检查犬尿中糖与酮体的含量。若饲某种氨基酸后尿中排出葡萄糖增多，称此氨基酸为称生糖氨基酸 (glucogenic amino acid)；若尿中酮体含量增多，则称为生酮氨基酸(ketogenic amino acid)。尿中二者都增多者称为生糖兼生酮氨基酸(glucogenic and ketogenic amino acid)。从表7-1中可以看出，凡能生成丙酮酸或三羧酸循环的中间产物的氨基酸均为生糖氨基酸；凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的氨基酸均为生酮氨基 酸；凡能生成丙酮酸或三羧酸循环中间产物同时能生成乙酰CoA或乙酰乙酸者为生糖兼生酮氨基酸。

表7－1　氨基酸和糖、脂肪的共有中间代谢产物

氨基酸简称 共同中间代谢产物 生糖或生酮　 天 草酰乙酸 生糖 丝、甘、丙、羟、脯、半胱、胱、 丙酮酸 生糖 苏 丙酮酸、琥珀酰辅酶A 生糖 色 丙酮酸、乙酰乙酸 生糖兼生酮 谷、组、鸟、精、瓜、脯 α-酮戊二酸 生糖 蛋、　缬 琥珀酰辅酶A 生糖 异亮 琥珀酰辅酶A、乙酰辅酶A 生糖兼生酮 酪、苯丙 乙酰乙酸、延胡索酸 生糖兼生酮 亮 乙酰乙酸 生酮 赖　 乙酰辅酶A、α-酮戊二酸（？） 生糖兼生酮

　　亮氨酸为生酮氨基酸，赖氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸为生糖兼生酮氨基酸，其余氨基酸均为生糖氨基酸。三、脱羧基作用

　　部分氨基酸可在氨基酸脱羧酶(decarboxylose)催化下进行脱羧基作用(decarboxylation)，生成相应的胺，脱羧酶的辅酶为磷酸吡哆醛。

　　从量上讲，脱羧基作用不是体内氨基酸分解主要方式，但可生成有重要生理功能的胺。下面列举几种氨基酸脱羧产生的重要胺类物质。

　　1.γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid GABA)

　　GABA由谷氨酸脱羧基生成，催化此反应的酶是谷氨酸脱羧酶。此酶在脑、肾组织中活性很高，所以脑中GABA含量较高。

　　GABA是一种仅见于中枢神经系统的抑制性神经递质，对中枢神经元有普遍性抑制作用。在脊髓，作用于突触前神经末梢，减少兴奋性递质的释放，从而引起突触前抑制，在脑则引起突触后抑制。

　　GABA可在GABA转氨酶(GABA－T)作有下与α－酮戊二酸反应生成琥珀酸r－半醛(succinic acid semialdehyde)，进而氧化生成琥珀酸。

　　神经元胞体和突触的线粒体内含有大量的GABA转氨酶。由此就构成了GABA旁路(图7-10)。它能使α 酮戊二酸经此旁路生成琥珀酸，活跃三羧酸循环，可为脑组织提供约20%的能量。谷氨酸具有兴奋作用，GABA有抑制作用，两者可共同调节神经系统的功能。 临床上对于惊厥和妊娠呕吐的病人常常使用维生素B6治疗，其机理就在于提高脑组织内谷氨酸脱羧酶的活性，使GABA生成增多，增强中枢抑制作用。

图7-10 脑中TCA循环和GAB代谢旁路

　　2.组胺(histamine)

　　由组氨酸脱羧生成。组胺主要由肥大细胞产生并贮存，在乳腺、肺、肝、肌肉及胃粘膜中含量较高。

　　组胺是一种强烈的血管舒张剂，并能增加毛细血管的通透性。可引起血压下降和局部水肿。组胺的释放与过敏反应症状密切相关。组胺可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌，所以常用它作胃分泌功能的研究。

　　3.5羟色胺(5hydroxytryptamine,5HT)

　　色氨酸在脑中首先由色氨酸羟化酶(tryoptophan hydroxylase)催化生成5羟色氨酸(5hydroxytryptophan)，再经脱羧酶作用生成5羟色胺。

　　5－羟色胺在神经组织中有重要的功能，目前已肯定中枢神经系统有5－羟色胺能神经元。5－羟色胺可使大部分交感神经节前神经元兴奋，而使付交感节前神经元抑制。

　　其它组织如小肠、血小板、乳腺细胞中也有5-羟色胺，具有强烈的血管收缩作用。

　　4.牛磺酸(taurine)

　　体内牛磺酸主要由半胱氨酸脱羧生成。半胱氨酸先氧化生成磺酸丙氨酸，再由磺酸丙氨酸脱羧酶催化脱去羧基，生成牛磺酸。牛磺酸是结合胆汁酸的重要组成分。

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　　5.多胺(palyamine)

　　鸟氨酸在鸟氨酸脱羧酶催化下可生成腐胺(putrescine)，S－腺苷蛋氨酸(S－adenosyl methionine SAM)在SAM脱羧酶催化脱羧生成S－腺苷－3－甲硫基丙胺。在精脒合成酶(spormidine synthetase)催化下将S－腺苷－3－甲硫基丙胺的丙基移到腐胺分子上合成精脒(cpermidine)，再在精胺合成酶(spermine symthetase)催化下，再将另一分子S－腺苷－3－甲硫基丙胺的丙胺基转移到精脒分子上，最终合成了精胺(sperrmine)。腐胺、精脒和精 胺总称为多胺或聚胺polyamine)(图7-11)。

图7-11　多胺的生成

　　多胺存在于精液及细胞核糖体中，是调节细胞生长的重要物质，多胺分子带有较多正电荷，能与带负电荷的DNA及 RNA结合，稳定其结构，促进核酸及蛋白质合成的某些环节。在生长旺盛的组织如胚胎、再生肝及癌组织中，多胺含量升高。所以可将利用血或尿中多胺含量作为 肿瘤诊断的辅助指标。