生物化學與分子生物學/脫羧基作用

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生物化學與分子生物學

氨基酸代謝
- 氨基酸的一般代謝
  - 氨基酸的脫氨基作用
  - 氨的代謝
  - α-酮酸的代謝
  - 脫羧基作用

生物化學與分子生物學目錄

部分氨基酸可在氨基酸脫羧酶(decarboxylose)催化下進行脫羧基作用(decarboxylation)，生成相應的胺，脫羧酶的輔酶為磷酸吡哆醛。

從量上講，脫羧基作用不是體內氨基酸分解主要方式，但可生成有重要生理功能的胺。下面列舉幾種氨基酸脫羧產生的重要胺類物質。

1.γ-氨基丁酸(γ-aminobutyric acid GABA)

GABA由谷氨酸脫羧基生成，催化此反應的酶是谷氨酸脫羧酶。此酶在腦、腎組織中活性很高，所以腦中GABA含量較高。

GABA是一種僅見于中樞神經系統的抑制性神經遞質，對中樞神經元有普遍性抑制作用。在脊髓，作用于突觸前神經末梢，減少興奮性遞質的釋放，從而引起突觸前抑制，在腦則引起突觸后抑制。

GABA可在GABA轉氨酶(GABA－T)作有下與α-酮戊二酸反應生成琥珀酸r－半醛(succinic acid semialdehyde)，進而氧化生成琥珀酸。

神經元胞體和突觸的線粒體內含有大量的GABA轉氨酶。由此就構成了GABA旁路(圖7-10)。它能使α酮戊二酸經此旁路生成琥珀酸，活躍三羧酸循環，可為腦組織提供約20%的能量。谷氨酸具有興奮作用，GABA有抑制作用，兩者可共同調節神經系統的功能。臨床上對于驚厥和妊娠嘔吐的病人常常使用維生素B6治療，其機理就在于提高腦組織內谷氨酸脫羧酶的活性，使GABA生成增多，增強中樞抑制作用。

腦中TCA循環和GAB代謝旁路

圖7-10 腦中TCA循環和GAB代謝旁路

2.組胺(histamine)

由組氨酸脫羧生成。組胺主要由肥大細胞產生并貯存，在乳腺、肺、肝、肌肉及胃粘膜中含量較高。

組胺是一種強烈的血管舒張劑，并能增加毛細血管的通透性。可引起血壓下降和局部水腫。組胺的釋放與過敏反應癥狀密切相關。組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羥色胺(5hydroxytryptamine,5HT)

色氨酸在腦中首先由色氨酸羥化酶(tryoptophanhydroxylase)催化生成5羥色氨酸(5hydroxytryptophan)，再經脫羧酶作用生成5羥色胺。

5-羥色胺在神經組織中有重要的功能，目前已肯定中樞神經系統有5-羥色胺能神經元。5-羥色胺可使大部分交感神經節前神經元興奮，而使付交感節前神經元抑制。

其它組織如小腸、血小板、乳腺細胞中也有5-羥色胺，具有強烈的血管收縮作用。

4.牛磺酸(taurine)

體內牛磺酸主要由半胱氨酸脫羧生成。半胱氨酸先氧化生成磺酸丙氨酸，再由磺酸丙氨酸脫羧酶催化脫去羧基，生成牛磺酸。牛磺酸是結合膽汁酸的重要組成分。

5.多胺(palyamine)

鳥氨酸在鳥氨酸脫羧酶催化下可生成腐胺(putrescine)，S－腺苷蛋氨酸(S－adenosyl methionine SAM)在SAM脫羧酶催化脫羧生成S－腺苷－3-甲硫基丙胺。在精脒合成酶(spormidinesynthetase)催化下將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，再將另一分子S－腺苷－3-甲硫基丙胺的丙胺基轉移到精脒分子上，最終合成了精胺(sperrmine)。腐胺、精脒和精胺總稱為多胺或聚胺polyamine)(圖7-11)。

多胺的生成