脂类和蛋白质的氧化分解机理

一、脂肪的代谢
脂肪水解产生甘油和脂肪酸,脂肪的代谢包括甘油和脂肪酸的代谢.
1）甘油代谢
（1）甘油的分解 从磷酸丙糖插入EMP甘油在ATP参与下,由甘油激酶和磷酸甘油脱氢酶催化生成磷酸二羟丙酮,从而进入EMP途径.经EMP逆行可合成糖原.顺行可生成乙酰辅酶A,再进入TCA循环被彻底氧化.
（2）甘油的合成 分解代谢的逆行
甘油的合成可以糖原、氨基酸、丙酮酸等为原料,再经分解代谢的逆行合成：
甘油的分解与合成代谢和糖原与葡萄糖以及蛋白质、氨基酸代谢之间均有密切关系.
2）脂肪酸的分解代谢
脂肪酸的分解有β氧化、α氧化、ω氧化等不同方式.
β氧化-分解代谢的主要途径：脂肪酸通过酶催化α与β碳原子之间的断裂、β-碳原子上的氧化,相继切下二碳单位而降解的方式称为β氧化.脂肪酸的氧化在细胞线粒体基质进行,是分解代谢的主要途径.
①氧化.进入线粒体的脂酰CoA被脂酰CoA脱氢酶催化,脱去α、β两个碳原子上的氢,生成FADH2和烯脂酰CoA.
②水化.α、β-烯脂酰CoA在烯脂酰CoA水合酶催化下,水分子的H加到β碳原子上,-OH加到β碳原子上,生成β-羟脂酰CoA.
③再氧化.β羟脂酰CoA经β-羟脂酰CoA脱氢酶催化,脱下β碳上的2个H,生成β-酮脂酰CoA,并产生1分子NADH+H+.
④硫解.在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下,β-酮脂酰CoA被CoA硫解,生成1分子乙酰CoA和1分子比第一步氧化底物少2个碳原子的脂酰CoA.
脂肪酸每进行一轮β氧化,都产生1分子的乙酰CoA、NADH+H+和FADH2.
3）脂肪酸的合成代谢
生物体内的脂肪酸的合成不是β氧化的逆过程,而是通过乙酰CoA、ATP、生物素、NADPH2等原料,在乙酰基转移酶作用下,把乙酰基转移到酰基载体蛋白上 以后进行的碳链接长作用而实现的.
二、蛋白质的代谢
1、蛋白质的分解代谢
1）转氨基作用
氨基酸的α-氨基与酮酸的α-酮基,在转氨酶作用下相互交换,使原来的α-氨基酸转变为相应的α-酮酸,α-酮酸则转变成相应的α-氨基酸.这一过程称为转氨基作用或氨基移换作用.
转氨酶催化的反应时可逆的.所以转氨基作用是体内（主要在肝脏）合成非必需氨基酸的重要途径.
转氨基作用虽在体内普遍存在,但只是将氨基从一种氨基酸转移到另一种酮酸上产生另一种氨基酸,氨基并未脱掉.
转氨基作用在体内各组织器官均能进行,但各组织器官进行的程度不同,这与其转氨酶的活性不同有关.
2）脱氨基作用
（1）氧化脱氨基作用 氨基酸在酶的催化下进行氧化脱氨基作用即变为相应的α-酮酸和氨.反应分两步进行.第一步氨基酸脱去一对氢原子变成亚氨基酸.这是由酶催化的反应；第二步亚氨基酸水解生成α-酮酸和氨,这一反应是自发进行的.
这是一个可逆反应,通过还原氨基化作用,酮戊二酸和氨又可以合成谷氨酸.
（2）非氧化脱氨基作用 非氧化脱氨基作用在体内不甚普遍.其方式有脱水脱氨基、脱硫化氢脱氨及直接脱氨基等.
氨是机体正常的代谢产物,但氨也是一种有毒物质,给动物注射一定量的氨后,可引起神经活动障碍,昏迷以致死亡.这说明氨对中枢神经系统有严重的毒害性,正常人血氨浓度低于0.001%.
（3）联合脱氨基作用 一般认为,体内氨基酸的脱氨基作用是通过联合脱氨基作用而完成的.联合脱氨基作用是氨基酸先与α-酮戊二酸进行转氨基作用,生成相应的α-酮酸及谷氨酸,然后谷氨酸再在L-谷氨酸脱氢酶的作用下,脱去氨基而生成原来的α-酮戊二酸,并放出氨气.
凡能与α-酮戊二酸进行转氨基作用的氨基酸,都可以通过联合脱氨基作用分解为α-酮酸和氨.联合脱氨基作用是多种氨基酸脱氨基的主要方式.肝、肾等组织是通过此方式氧化脱氨基的,此过程完全可逆,故体内一些非必须氨基酸也可通过此途径合成.
（4）嘌呤核苷酸循环 体内有些组织中的氨基酸的脱氨可以通过嘌呤核苷酸循环完成.实际上此循环也可以看做是另一种联合脱氨基作用.如骨骼肌中谷氨酸脱氢酶活性较低,却含有丰富的腺苷酸脱氢酶,能催化腺嘌呤核苷酸脱氨,而肌肉中通过转氨基作用形成的天冬氨酸又能和次黄嘌呤核苷酸作用,再生成腺嘌呤核苷酸.
3）脱羧基作用
脱羧基作用是氨基酸分解代谢的次要途径.某些氨基酸脱去羧基后生成相应的胺,这些胺类具有重要的生理功能.如组胺有刺激胃酸分泌、扩张微血管、降低血压.但某些胺对机体具有毒性.几种氨基破脱羧生成胺.
在人体和动物体内,上述脱羧基作用非常缓慢.少量有毒的胺类可在胺氧化酶的作用下氧化,从而解除毒性.但在肉、豆、蛋等蛋白质食品受到腐败细菌的作用时,会产生大量有毒性胺类,不慎进食便会引起食物中毒,严重者可导致死亡.
此外,在人及高等动物体内,氨基酸脱羧常与脱氧、氧化、还原等同时进行,如酪氨酸经上述过程可生成苯酚,色氨酸生成吲哚及甲基吲哚,半胱氨酸生成硫化氢等,这些生成物有毒,有臭味,其中吲哚及甲基吲哚是粪臭的主要成分.大部分随粪便排出,少量被肠粘膜吸收,经肝脏解毒,故不致发生中毒现象.若肠腔因种种原因排粪不畅,粪便在肠内停留过久,腐败产物的产生及吸收都增加,超过了肝脏的解毒能力,便会发生粪中毒,表现为头痛、头晕、血压升高或降低等周身性中毒症状 .