氨基酸代谢

介绍氨基酸和合成和分解代谢

分解代谢

草酰乙酸途径

只有Asp和Asn,通过简单的脱酰胺和转氨解决

α-酮戊二酸途径

有Gln,Gln,Arg,His,Pro

Glu,Gln很简单，和Asp一样

剩下三个都是先变成谷氨酸再去处理氨基

脯氨酸的氨基是亚氨基，处于环状结构中，所以不能被转氨酶催化。它被脯氨酸脱氢酶（PRODH）催化，形成5-羧基二氢吡咯（Δ1-pyrroline-5-carboxylate，P5C），P5C与谷氨酸-γ-半醛是互变异构，后者被醛脱氢酶（P5CDH，编码基因为ALDH4A1）氧化成谷氨酸。

说的通俗点，先脱氢产生双键，双键会自发断裂产生半醛谷氨酸（半醛就是有羧酸有醛），之后将醛氧化成羧基就可以了

精氨酸需要尿素循环，先产生鸟氨酸，过量后之后被转氨酶（OAT）脱去侧链氨基变成半醛谷氨酸，再氧化就可以了

组氨酸被组氨酸氨基裂解酶（histidine ammonia-lyase，HAL）催化，脱去氨基形成尿刊酸。HAL也叫组氨酸酶（histidase）。尿刊酸水合、开环生成N-甲亚氨基谷氨酸，然后把甲亚氨基转给四氢叶酸，就转化成谷氨酸了。催化这一步的酶是谷氨酸甲亚氨基转移酶（glutamate formiminotransferase，也叫formimidoyltransferase cyclodeaminase，FTCD）。甲亚氨基四氢叶酸用于碱基合成，这是组氨酸的一个重要作用

注意，第一个酶是裂解酶，不是氧化酶

这里的甲亚氨基四氢叶酸会在之后会通过环化脱氨酶除去氨，产生游离氨

5-CH=NH-THF  →  5,10-CH=THF  +  NH₃

琥珀酸辅酶A途径

有Thr,Met,Val,Ile

这就是所谓的VOMIT途径，O就是奇数脂肪酸，V,M,I,T就是那四个氨基酸

首先是Thr，它有三条分解途径：LTA途径，TDG途径，cTDH途径，通俗点，就是直接裂解，先氧化再裂解和产生丙酰辅酶A，第三条（cTDH）在人体内就是主要途径

首先是在苏氨酸脱水酶催化下脱水脱氨，产生α-酮丁酸，然后脱氢脱羧，生成丙酰辅酶A，进入丙酸代谢

这里的脱水脱氨并非氧化脱氨，而是一种在单独的脱水酶，在狗和啮齿动物中也可以催化丝氨酸脱水，但在人体中未观察到此活性

Met是甲基供体，这也是其代谢开端，首先被ATP活化产生SAM，由MAT催化，该反应会将所有磷酸放出

SAM是甲基供体，转甲基后水解出来就成了高半胱氨酸，也就是同型半胱氨酸（Hcy），其先和丝氨酸合成胱硫醚（Hcy-S-Cys)，然后在硫的另一端降解，S就转给了丝氨酸形成半胱氨酸，所以半胱氨酸也就被合成出来，不算必需氨基酸，而高半胱氨酸则产生 α-酮丁酸，这和苏氨酸就一致了

另外，Hcy也可以从叶酸得到甲基变回去，这就是甲硫氨酸循环，这个过程依赖B12，这个过程中，四氢叶酸上的甲基最后会变成SAM中，前者甲基直接链接在氮原子上，亲电性不够，而后者因为有一个硫带正电荷可以极化上面三个甲基基团，使得转移的的甲基高度亲电，活性更高，所以叶酸是一些嘌呤嘧啶合成原料，而SAM则是各类甲基化来源，这也是为什么B12缺乏会导致恶性贫血，因为Hcy积累，四氢叶酸再生受阻

Ile和Val比较简单，都是先脱氨再脱羧，生成脂酰辅酶A

Ile脱氨脱羧后，经过类似β-氧化的过程生成乙酰辅酶A和丙酰辅酶A。缬氨酸生成的是异丁酰辅酶A，脱氢、水化后再水解，生成3-羟基异丁酸，氧化为甲基丙二酰辅酶A，再变位生成琥珀酰辅酶A。

说通俗点，一个直接裂开，一个则是将一个碳氧化成羧基形成丙二酰辅酶A

Leu同为支链氨基酸同理，需要的转氨酶都是支链氨基酸转氨酶（BCAT）脱羧都是支链α-酮酸脱氢酶（BCKD），但Leu最后生成是乙酰辅酶A和乙酰乙酸，被算到另一个途径了，乙酰辅酶A在通过三羧酸循环到达糖异生节点草酰乙酸前先要放出两个二氧化碳，相当于先+2再-2，虽然不是同一个2但的确算是无法异生，这也是为什么Leu是严格生酮氨基酸了

丙酮酸途径

这个途径有五个，Ala,Gly,Ser,Thr,Cys，这五个基本结构简单分子较小

首先就是Thr，前面所说的LTA途径，就是通过苏氨酸醛缩酶（LTA）催化，将其裂解未甘氨酸和乙醛，这是鸟类的主要途径，另一个TDG途径，通过苏氨酸脱氢酶（TDG）催化苏氨酸生成2-氨基-3-氧代丁酸，就是侧链的羟基变酮基，之后 被2-氨基-3-酮丁酸辅酶A连接酶（Kbl）裂解生成乙酰辅酶A和甘氨酸

Ser可以被脱水酶脱水脱氨生成丙酮酸，但如前文所说，人体无此活性，所以主要靠丝氨酸羟甲基转移酶（SHMT）催化，脱水并将甲基给叶酸，最终产生甘氨酸，这个阶段是可逆的，也是gly主要产生途径，所以gly不是必须氨基酸

gly可见其是一个代谢节点，它可以参与嘌呤等的合成

它的主要降解途径是甘氨酸裂解酶复合物（glycine cleavage complex，GCC）催化脱羧，也叫甘氨酸脱羧酶，生成亚甲基四氢叶酸，二氧化碳和氨

次要代谢途径是氧化脱羧形成乙醛酸，在变成甲酸或草酸

第三个途径就上上述的，甘氨酸变成丝氨酸