生物化学与分子生物学/脱羧基作用

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生物化学与分子生物学

氨基酸代谢
- 氨基酸的一般代谢
  - 氨基酸的脱氨基作用
  - 氨的代谢
  - α-酮酸的代谢
  - 脱羧基作用

生物化学与分子生物学目录

部分氨基酸可在氨基酸脱羧酶(decarboxylose)催化下进行脱羧基作用(decarboxylation)，生成相应的胺，脱羧酶的辅酶为磷酸吡哆醛。

从量上讲，脱羧基作用不是体内氨基酸分解主要方式，但可生成有重要生理功能的胺。下面列举几种氨基酸脱羧产生的重要胺类物质。

1.γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid GABA)

GABA由谷氨酸脱羧基生成，催化此反应的酶是谷氨酸脱羧酶。此酶在脑、肾组织中活性很高，所以脑中GABA含量较高。

GABA是一种仅见于中枢神经系统的抑制性神经递质，对中枢神经元有普遍性抑制作用。在脊髓，作用于突触前神经末梢，减少兴奋性递质的释放，从而引起突触前抑制，在脑则引起突触后抑制。

GABA可在GABA转氨酶(GABA－T)作有下与α-酮戊二酸反应生成琥珀酸r－半醛(succinic acid semialdehyde)，进而氧化生成琥珀酸。

神经元胞体和突触的线粒体内含有大量的GABA转氨酶。由此就构成了GABA旁路(图7-10)。它能使α酮戊二酸经此旁路生成琥珀酸，活跃三羧酸循环，可为脑组织提供约20%的能量。谷氨酸具有兴奋作用，GABA有抑制作用，两者可共同调节神经系统的功能。临床上对于惊厥和妊娠呕吐的病人常常使用维生素B6治疗，其机理就在于提高脑组织内谷氨酸脱羧酶的活性，使GABA生成增多，增强中枢抑制作用。

脑中TCA循环和GAB代谢旁路

图7-10 脑中TCA循环和GAB代谢旁路

2.组胺(histamine)

由组氨酸脱羧生成。组胺主要由肥大细胞产生并贮存，在乳腺、肺、肝、肌肉及胃粘膜中含量较高。

组胺是一种强烈的血管舒张剂，并能增加毛细血管的通透性。可引起血压下降和局部水肿。组胺的释放与过敏反应症状密切相关。组胺可刺激胃蛋白酶和胃酸的分泌，所以常用它作胃分泌功能的研究。

3.5羟色胺(5hydroxytryptamine,5HT)

色氨酸在脑中首先由色氨酸羟化酶(tryoptophanhydroxylase)催化生成5羟色氨酸(5hydroxytryptophan)，再经脱羧酶作用生成5羟色胺。

5-羟色胺在神经组织中有重要的功能，目前已肯定中枢神经系统有5-羟色胺能神经元。5-羟色胺可使大部分交感神经节前神经元兴奋，而使付交感节前神经元抑制。

其它组织如小肠、血小板、乳腺细胞中也有5-羟色胺，具有强烈的血管收缩作用。

4.牛磺酸(taurine)

体内牛磺酸主要由半胱氨酸脱羧生成。半胱氨酸先氧化生成磺酸丙氨酸，再由磺酸丙氨酸脱羧酶催化脱去羧基，生成牛磺酸。牛磺酸是结合胆汁酸的重要组成分。

5.多胺(palyamine)

鸟氨酸在鸟氨酸脱羧酶催化下可生成腐胺(putrescine)，S－腺苷蛋氨酸(S－adenosyl methionine SAM)在SAM脱羧酶催化脱羧生成S－腺苷－3-甲硫基丙胺。在精脒合成酶(spormidinesynthetase)催化下将S－腺苷－3-甲硫基丙胺的丙基移到腐胺分子上合成精脒(cpermidine)，再在精胺合成酶(spermine symthetase)催化下，再将另一分子S－腺苷－3-甲硫基丙胺的丙胺基转移到精脒分子上，最终合成了精胺(sperrmine)。腐胺、精脒和精胺总称为多胺或聚胺polyamine)(图7-11)。

多胺的生成