生物化學(xué)與分子生物學(xué)/芳香族氨基酸的代謝
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芳香族氨基酸包括苯丙氨酸，酪氨酸和色氨酸，苯丙氨酸和酪氨酸結(jié)構(gòu)相似，在體內(nèi)苯丙氨酸可轉(zhuǎn)變成酪氨酶，所以合并在一起討論。
(一)苯丙氨酸和酪氨酸
1.苯丙氨酸在體內(nèi)一般先轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?。?a href="/w/%E8%8B%AF%E4%B8%99%E6%B0%A8%E9%85%B8%E7%BE%9F%E5%8C%96%E9%85%B6" title="苯丙氨酸羥化酶">苯丙氨酸羥化酶(phenylalamine hyolroxylase)催化引入羥基完成，其輔酶為四氫生物嘌呤。反應(yīng)生成的二氫生物喋呤，由二氫葉酸還原酶催化，借助NADPH+H還原為四氫化合物(圖7-18)。
圖7-18 酪氨酸的生成
苯丙氨酸羥化酶所催化反應(yīng)不可逆，體內(nèi)酷氨酸不能轉(zhuǎn)變?yōu)楸奖彼帷?/p>
2.兒茶酚胺與黑色素的合成 酪氨酸經(jīng)酪氨酸羥化酶(tyrosine hydroxylase)催化生成3，4二羥苯丙氨酸(3,4dihydroxyphenylalanineL－DOPA)(多巴)。此酶也是以四氫生物喋呤為輔酶的加單氧酶，多巴經(jīng)多巴脫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碳原子羥化，生成去甲腎上腺素(norepinephrine)。而后由SAM提供甲基使去甲腎上腺素甲基化生成腎上腺素(epinephrine)。多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素統(tǒng)稱為兒茶酚胺(catecholamine)。酪氨酸羥化酶是兒茶酚胺合成的限速酶，受終產(chǎn)物的反饋調(diào)節(jié)(圖7-19)。
兒茶酚胺的合成"/>
圖7-19 兒茶酚胺的合成
在黑色素細(xì)胞中，酪氨酸在酪氨酸酶催化下羥化生成多巴，多巴再經(jīng)氧化生成多巴醌而進(jìn)入合成黑色素的途徑。所形成的多巴醌進(jìn)一步環(huán)化和脫羧生成吲哚醌。黑色素即是吲哚醌的聚合物。人體若缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障礙，皮膚、毛發(fā)發(fā)“白”，稱為白化病(albinism)(圖7-20)。
圖7-20 黑色素的生成
3.酪氨酸是生糖兼生酮氨基酸 酪氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨基作用生成對(duì)羥基苯丙酮酸，進(jìn)一步分解則生成乙酰乙酸和延胡索酸，所以是生糖兼生酮氨基酸。
4.代謝障礙 已知在苯丙氨酸和酪氨酸代謝中，有許多代謝性疾患。最重要的是苯丙酮酸尿癥(phenylketonuria,PKV)，因缺乏苯丙氨酸羥化酶所致。苯丙氨酸不能正常地轉(zhuǎn)變?yōu)槔野彼?，體內(nèi)苯丙氨酸蓄積，并由轉(zhuǎn)氨基作用生成苯丙酮酸(一部分還原為苯乙酸)并從尿液中排出。苯丙酮酸的堆積對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)有毒性，故本病伴發(fā)智力發(fā)育障礙。早期發(fā)現(xiàn)時(shí)可控制飲食中苯丙氨酸含量，有利于智力發(fā)育。
另一代謝疾患為尿黑酸尿癥(alkaptonuria)。酪氨酸在分解代謝中生成中間產(chǎn)物尿黑酸，如尿黑酸氧化酶缺乏，則尿黑酸裂環(huán)降解受阻，大量尿黑酸排入尿中，經(jīng)空氣氧化為相應(yīng)的對(duì)醌，后者可聚合為黑的色素。此種代謝性疾患一般無(wú)嚴(yán)重后果。
此外，巴金森病(Parkinson′sdisease)是由于腦生成多巴胺的功能退化所致的一種嚴(yán)重的神經(jīng)系統(tǒng)疾病。臨床常用L多巴治療，L-多巴本身不能通過(guò)血腦屏障無(wú)直接療效，但在相應(yīng)組織中脫羧可生成多巴胺達(dá)到治療作用。目前，采用將大腦中植移腎上腺髓質(zhì)，借此生成多巴胺以彌補(bǔ)腦中多巴胺不足，取得較好療效。
(二)色氨酸的代謝
色氨酸是必需氨基酸。大多數(shù)蛋白質(zhì)中含量均較少，機(jī)體對(duì)其攝取少，分解亦少。除參加蛋白質(zhì)合成外，還可經(jīng)氧化脫羧生成5羥色胺(前述)。并可降解產(chǎn)生生糖，生酮成分，此過(guò)程中產(chǎn)生一碳單位及尼克酸等。
1.色氨酸分解首先在色氨酸-2，3-加雙氧酶(tryptophan-2,3-dioxygenase)作用下將吡酪環(huán)打開(kāi)，生成N-甲酰犬尿氨酸(N-Formylkynurenine)。此酶輔基為鐵卟啉，Vit C有保護(hù)輔基中Fe2+不被氧化的作用，亦可說(shuō)Vit C是此酶的激活劑。在甲酰化酶(formamidase)的作用下，甲酰犬尿氨酸脫羥化酶(Rynurenine-3-monoxygenase)催化生成3羥犬尿氨酸(3-hydroxykynurenine)，而后由犬尿氨酸酶(kynureninase)(以PLP為輔酶)催化水解裂出丙氨酸，并生成了3-羥鄰氨苯甲酸(3-hydroxyanthranilate)，丙氨酸可經(jīng)轉(zhuǎn)氨生成丙酮酸，而3-羥鄰苯甲酸經(jīng)氧化裂環(huán)，脫羧等反應(yīng)生成α酮乙酸，進(jìn)而生成乙酰乙酸。因此，色氨酸為生糖兼生酮氨基酸。
(2)少量犬尿氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用并縮合生成犬尿酸。
(3)少量裂解出丙氨酸后生成鄰氨苯甲酸。
2.尼克酸的生成 色氨酸分解代謝中的3-羥鄰氨苯甲酸經(jīng)3-羥鄰氨苯丙酸－3，4，－加雙氧酶(3-hydroxyanthranilate-3,4-dioxygenase)催化裂環(huán)，可生成尼克酸，是構(gòu)成NAD(P)+的關(guān)鍵成分。這是體內(nèi)合成維生素的一個(gè)特例。
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