1代謝簡介
多肽代謝（aminoacid）
多肽代謝人和植物由食物引入的蛋白質或是組成機體細胞的蛋白質和在細胞內合成的蛋白質，都必須先在酶的參與下加鹽分解后才進行代謝。動物與微生物的營養類型與鳥類不同，通常并不直接借助蛋白質作為營養物，但其細胞內的蛋白質在代謝時依然須要先行酯化。分解代謝過程中生成的氨，在不同動物體內可以以氨、尿素或膽固醇等方式排出體外。個別多肽可以通過特殊代謝途徑轉弄成其他含氮物質如固醇、嘧啶、卟啉、某些激素、色素、生物堿等。體內個別多肽在代謝過程中還可以互相轉變。
2分解
多肽的分解代謝主要在腸道中進行。
多肽的分解代謝通常是先脫去甲基，產生的碳骨架可以被氧化成CO2和H2O，形成ATP，也可以為糖、脂肪酸的合成提供碳架。
3脫烷基
可在體內大多數組織細胞中進行，主要在腸道中進行
氧化脫烷基
第一步，酯化，生成酰氯。
第二步，酯化。生成的H2O2有毒，在二溴化氫酶催化下，生成H2O+O2↑，解除對細胞的殘害。
1、催化氧化脫烷基反應的酶（多肽氧化酶）
（1）、L—氨基酸氧化酶
有兩類輔酶，E—FMN
E—FAD（人和鳥類）
對下述a.a不起作用：
Gly、β-羥谷氨酸（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、腎細胞中有此酶，可催化D-a.a脫氨。
示意圖（3）、Gly氧化酶E-FAD使Gly脫氨生成乙酸酸。
（4）、D-Asp氧化酶E-FAD
E-FAD兔腎中有D-Asp氧化酶，D-Asp脫氨，生成草酰乙酸。
（5）、L-Glu酯化酶E-NAD+E-NADP+P220反應式：
真核細胞的Glu酯化酶，大部份存在于線粒體基質中，是一種不需O2的酯化酶。
此酶是能使a.a直接脫去甲基的活力最強的酶，是一個結構很復雜的別構酶。在動、植、微生物體內都有。
ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。
ADP、GDP及個別a.a可激活此酶活性。
因而當ATP、GTP不足時，Glu的氧化脫氨會加速進行，有利于a.a分解供能（動物體內有10%的能量來自a.a氧化）。
非氧化脫甲基作用
（大多數在微生物的中進行）
①還原脫烷基（嚴格無氧條件下）
②水解脫甲基
③脫水脫烷基
④脫氨基脫烷基
⑤氧化-還原脫烷基
兩個多肽相互發生氧化還原反應，生成有機酸、酮酸、氨。
⑥脫丙酯基作用
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、天冬丙酯酶廣泛存在于動動物和微生物中
轉甲基作用
轉氨作用是a.a脫氨的重要形式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，a.a都能參與轉甲基作用。
示意圖轉胺基作用由膽紅素催化，輔酶是維生素B6（乙酸吡哆醛、磷酸吡哆胺）。尿酸在真核細胞的胞質、線粒體中都存在。
轉甲基作用：是α-多肽和α-酮酸之間酰基轉移作用，結果是原先的a.a生成相應的酮酸，而原先的酮酸生成相應的多肽。
不同的膽紅素催化不同的轉氨反應。
大多數尿酸，優先借助α-酮戊二酸作為羰基的受體，生成Glu。如谷氨酸尿酸，可生成Glu，叫谷丙尿酸（GPT）。肝細胞破損后，血中此酶濃度大增核苷酸代謝，活性高。肝細胞正常，血中此酶濃度很低。
植物組織中，Asp尿酸的活性最大。在大多數細胞中濃度高，Asp是合成尿素時氮的供體，通過轉氨作用解決氨的去向。
聯合脫烷基
單靠轉甲基作用不能最終脫掉甲基，單靠氧化脫甲基作用也不能滿足機體脫羰基的須要，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。
機體利用聯合脫甲基作用可以迅速脫去氰基。
1、以絲氨酸酯化酶為中心的聯合脫羰基作用
多肽的α-羥基先轉入α-酮戊二酸上，生成相應的α-酮酸和Glu，之后在L-Glu脫氨酶催化下，脫甲基生成α-酮戊二酸，并釋放出氨。以絲氨酸酯化酶為中心的聯合脫甲基作用
2、通過固醇核酸循環的聯合脫烷基做用
P225結構式：次黃固醇核苷一乙酸（IMP）、腺苷酸代琥珀酸、腺苷酸
P226圖16-4通過固醇核酸循環的聯合脫烷基做用
骨骼肌、心肌、肝臟、腦都是以固醇核酸循環的形式為主
4脫羧作用
生物體內大部份a.a可進行脫羧作用，生成相應的一級胺。
a.a脫羧酶專情性很強，每一種a.a都有一種脫羧酶，輔酶都是乙酸吡哆醛。
a.a脫羧反應廣泛存在于動、植物和微生物中，有些產物具有重要生理功能，如腦組織中L-Glu脫羧生成r-甲基甲酸，是重要的神經介質。His脫羧生成固醇（又稱組織胺），有增加血糖的作用。Tyr脫羧生成酪胺，有下降血糖的作用。
但大多數脂類對植物有毒核苷酸代謝，體內有胺氧化酶，能將胺氧化為醛和氨。
5氨的去向
氨對生物機體有毒，非常是高等植物的腦對氨極敏感，血中1%的氨會導致中樞神經中毒，因而，脫去的氨必須排出體外。
氨中毒的機理：腦細胞的線粒體可將氨與α-酮戊二酸作用生成Glu，大量消耗α-酮戊二酸，影響TCA，同時大量消耗NADPH，形成肝暈厥。
氨的去向：
（1）重新借助合成a.a、核酸。
（2）儲存Gln，Asn
高等動物將甲基氮以Gln，Asn的方式儲存在體內。
（3）排出體外
排氨植物：水生、海洋植物，以氨的方式排出。
排血糖植物：動物、爬蟲類，以膽固醇方式排出。
排便植物：以尿素方式排出。
氨的轉運
（肝外→肝臟）
1、Gln轉運Gln合成酶、Gln酶（在肝中分解Gln）
Gln合成酶，催化Glu與氨結合，生成Gln。
Gln中性無毒，易透過細胞膜，是氨的主要運輸方式。
Gln經血液步入肝中，經Gln酶分解，生成Glu和NH3。
2、丙氨酸轉運（Glc-Ala循環）
胸肌可借助Ala將氨運至腸道，這一過程稱Glc-Ala循環。
谷氨酸在PH7時接近中性，不帶電荷，經血液運到胰臟
在胸肌中，糖酵解提供乙醇酸，在肝中，乙醇酸又可生成Glc。
胸肌運動形成大量的氨和乙醇酸，二者都要運回肺臟，而以Ala的方式運送，一舉兩得。
氨的排尿
1、直接排氨
排氨植物將氨以Gln方式運至排尿部位，經Gln酶分解，直接釋放NH3。游離的NH3利用擴散作用直接排除體外。
2、尿素的生成（尿素循環）
排尿素植物在腎臟中合成尿素的過程稱尿素循環
1932年，Krebs發覺，向飄浮有肝切塊的緩沖液中，加入鳥谷氨酸、瓜谷氨酸、Arg中的任一種，都可促進尿素的合成。
尿素循環途徑（鳥丙氨酸循環）：
（1）、氨甲酰乙酸的生成（氨甲酰乙酸合酶I）
肝細胞液中的a.a經轉氨作用，與α-酮戊二酸生成Glu，Glu步入線粒體基質，經Glu酯化酶作用脫下羰基，游離的氨（NH4+）與TCA循環形成的CO2反應生成氨甲酰乙酸。
氨甲酰乙酸是高能化合物，可作為氨甲氨基的供體。
氨甲酰乙酸合酶I：存在于線粒體中，參與尿素的合成。
氨甲酰乙酸合酶II：存在于胞質中，參與尿吡啶的合成。
N-甲基Glu激活氨甲酰乙酸合酶I、II
（2）、合成瓜谷氨酸（鳥谷氨酸轉氨甲酰酶）
鳥谷氨酸接受氨甲酰乙酸提供的氨甲羥基，生成瓜谷氨酸。
鳥谷氨酸轉氨甲酰酶存在于線粒體中，須要Mg2+作為輔因子。
瓜谷氨酸產生后就離開線粒體，步入細胞液。
（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+細辛素酸
此時Asp的甲基轉移到Arg上。
來自Asp的碳架被保留出來，生成細辛酸。細辛素酸可以經蘋果酸、草酰乙酸再生為桑寄生谷氨酸，
（5）、精谷氨酸酯化生成鳥谷氨酸和尿素
尿素產生后由血液運到心臟隨尿排除。
尿素循環總反應：
NH4++CO2+3ATP+Asp+2H2O→尿素+2ADP+2Pi+AMP+Ppi+細辛酸
產生一分子尿素可消除2分子氨及一分子CO2，消耗4個高能乙酸鍵。
聯合脫-NH2合成尿素是解決-NH2去向的主要途徑。
尿素循環與TCA的關系：草酰乙酸、延胡素酸（聯系物）。
肝昏厥（血氨下降，使α-酮戊二酸升高，TCA遇阻）可加Asp或Arg減緩。
生成膽紅素
（見核酸代謝）
膽固醇（包括尿素）也是固醇代謝的終產物。
6AA去向
20種aa有三種去路
（1）烷基化還原成多肽。
（2）氧化成CO2和水（TCA）。
（3）生糖、生脂。
20種a.a的碳架可轉化成7種物質：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。
它們最后集中為5種物質步入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的途徑
轉變1
Ala、Gly、Ser、Thr、Cys產生乙醇酸的途徑
（1）、Ala經與α-酮戊二酸轉氨（谷丙尿酸）
（2）、Gly先轉弄成Ser，再由Ser轉弄成乙醇酸。
Gly與Ser的互變是極為靈活的，該反應也是Ser生物合成的重要途徑。
Gly的分解代謝不是以產生甲基CoA為主要途徑，Gly的重要作用是一碳單位的提供者。
Gly+FH4+NAD+→N5,N10-甲烯基FH4+CO2+NH4++NADH
（3）、Ser脫水、脫氫，生成乙醛酸（氨酸脫水酶）
（4）、Thr有3條途徑
①轉氨，生成β-羥基乙酸酸，再脫氨基，生成乙酸酸。
②氧化成乙醛酸
③加水分解成乙醇酸
轉變2
（1）、Phe→Tyr→乙酰胺基、Tyr分解為甲基芐基CoA和五味子酸的途徑
（2）、Tyr
產物：1個甲基芐基CoA（可轉化成2個甲基CoA。），1個細辛酸，1個CO2，
（3）、Leu
產物：1個甲基CoA，1個甲基芐基CoA，相當于3個甲基CoA。
反應中先脫1個CO2，后又加1個CO2，C原子不變。
（4）、Lys
產物：1個甲基芐基CoA，2個CO2。
在反應途中轉氨：a.氧化脫氨，b.轉氨
（5）、TrpP
產物：1個甲基芐基CoA，1個甲基CoA，4個CO2，1個硫醇。
轉變3
Arg、His、Gln、Pro、Glu產生α-酮戊二酸的途徑
（1）、Arg
產物：1分子Glu，1分子尿素
（2）、His
產物：1分子Glu，1分子NH3,1分子甲亞甲基
（3）、Gln三條途徑
①.Gln酶：Gln+H2O→Glu+NH3
②.Glu合成酶：.Gln+α-酮戊二酸+NADPH→2Glu+NADP+
③.轉丙酯酶：Gln+α-酮戊二酸→Glu+r-酮谷酰丙氨酸→α-酮戊二酸+NH4+
（4）、Pro
產物：Pro→Glu
Hpro→丙酮酸+丙醛酸
琥珀酰CoA途徑
Met、Ile、Val轉弄成琥珀酰CoA
（1）、Met
給出1個羥基，將-SH轉給Ser（生成Cys），形成一個琥珀酰CoA
（2）、Ile
形成一個甲基CoA和一個琥珀酰CoA
（3）、Val
草酰乙酸途徑
Asp和Asn可轉弄成草酰乙酸步入TAC，Asn先轉弄成Asp（Asn酶），Asp經轉氨作用生成草酰乙酸.
細辛酸途徑
Phe、Tyr可生成細辛酸
7生酮多肽
Phe、Tyr、Leu、Lys、Trp。在分解過程中轉變為甲基芐基CoA，前者在植物胰臟中可生成甲基硫醇和β-羥丁酸，因而這5種a.a.稱生酮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.都稱為生糖a.a，它們都能生成Glc。
而Phe、Tyr是生酮兼生糖a.a。
多肽與“一碳側鏈”的代謝
1、一碳側鏈的載體：四氫福施福（FH4），S-腺苷甘氨酸（SAM）
四氫福施福是一碳絡合物的主要載體，分子上的N5和N10是結合一碳絡合物的位置，SAM是體內酰基的重要來源。
2、一碳絡合物的來源：吡啶、組氨酸、絲氨酸、蛋氨酸、色谷氨酸、半胱谷氨酸等。