2020年西医综合考研复习已经开始,新东方在线在此整理了2020考研西医综合备考:【生物化学】氨基酸的一般代谢(2),希望能帮助大家!
生物化学知识:氨基酸的一般代谢
二、氨的去路
1.氨对动物是有毒的
氨在pH7.4时主要以NH4+的形式存在,在兔体内,血氨达到5mg/100mL,兔即死亡,正常人血氨浓度小于60μmol/L,血氨升高会引起脑功能紊乱,出现中毒症状,是肝昏迷发病的重要机制之一。
血氨的去路:①合成尿素(人体80%~90%的氨以尿素形式排出,鸟类和生活在比较干燥环境中的爬虫类以尿酸形式排出,水生动物可直接排出);②合成谷氨酰胺(这是神经组织解氨毒的重要方式,也是氨的储存、运输方式。在植物体内,氨的运输、储存和利用形式是天冬酰胺);③合成非必需氨基酸或其他含氮物(嘌呤或嘧啶碱)。
2.尿素的合成
(1)部位:肝脏线粒体和胞液。
(2)机理:1932年,德国学者Krebs和Hensleit根据实验研究,提出了鸟氨酸循环(ornithine cycle)合成尿素的学说,这比三羧酸循环发现早5年。实验的根据是:将鼠肝切片置于胺盐和重碳酸盐介质中,有氧条件下保温数小时,发现胺盐含量减少,而尿素增多。当加入少量鸟氨酸、瓜氨酸或精氨酸能大大加速尿素的合成。肝脏又含有精氨酸酶,可催化精氨酸水解生成鸟氨酸和尿素。于是一个循环机制就出现。
(3)反应过程:有5步反应,前2步在肝细胞线粒体,其他3步在胞质溶液中进行。尿素循环本身是四步酶促反应组成。
氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPS-Ⅰ)激活氨结合CO2形成氨甲酰磷酸。
鸟氨酸转氨甲酰酶催化氨甲酰磷酸转移到鸟氨酸上生成瓜氨酸。
精氨琥珀酸合成酶催化瓜氨酸与天冬氨酸缩合生成精氨琥珀酸。这是尿素中第2个氮原子的来源。
精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸裂解为精氨酸和延胡索酸(后者可进入三羧酸循环,并转变为草酰乙酸,转氨后又形成天冬氨酸)。
精氨酸酶水解精氨酸生成尿素,并重新产生鸟氨酸,进入第二轮循环。
总反应式:NH3 + HCO3- +天冬氨酸 +3ATP → CO( N H 2)2 + 延胡索酸 + 2ADP+2Pi+AMP+PPi
尿素的合成是一个耗能的过程,循环中使用了4个高能磷酸键(3分子ATP水解为2ADP及Pi、一个AMP和PPi,后者随之水解为Pi)。
尿素循环产生的延胡索酸可进入TCA,精氨酸与甘氨酸缩合形成瓜基乙酸,进而合成肌酸磷酸(肌肉中的一种高能仓库)。
(4)调节:氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ是变构酶,乙酰谷氨酸(AGA)是该酶的激活剂,而精氨酸又是AGA合成酶的激活剂,因此,精氨酸浓度增高时,尿素生成加速。精氨琥珀酸合成酶活性最低,是限速酶。