芳香族氨基酸包括苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。苯丙氨酸是必需氨基酸,羟化生成酪氨酸是其主要代谢去路,进一步代谢生成甲状腺素、儿茶酚胺、黑色素等重要物质。酪氨酸分解代谢的产物是乙酰乙酸及延胡索酸,故苯丙氨酸和酪氨酸都是生糖兼生酮氨基酸。
(一)苯丙氨酸的代谢
在苯丙氨酸羟化酶的催化下,苯丙氨酸羟化生成酪氨酸是主要的代谢途径。当先天性苯丙氨酸羟化酶缺乏时,苯丙氨酸不能正常转变成酪氨酸,而是经转氨酶催化生成苯丙酮酸,导致尿中出现大量苯丙酮酸,称苯丙酮酸尿症(phenyl ketonuria,PKU)。苯丙酮酸的堆积对中枢神经系统有毒性作用,常导致患儿智力发育障碍。对此病的防治宜早期发现并控制膳食中的苯丙氨酸含量。
(二)酪氨酸的代谢
1.合成甲状腺素 在甲状腺内酪氨酸逐步碘化,生成三碘甲状腺原氨酸(T3)和四碘甲状腺原氨酸(T4,即通常所指的甲状腺素),二者合称为甲状腺激素,在机体代谢中起着重要的调节作用。临床上测定T3、T4是诊断甲状腺疾病的主要指标。
2.合成儿茶酚胺 儿茶酚胺是酪氨酸经羟化、脱羧后形成的一系列邻苯二酚胺类化合物的总称。它包括多巴胺、去甲肾上腺素和肾上腺素。这些物质属神经递质或激素,是维持神经系统正常功能和正常代谢不可缺少的物质。
3.合成黑色素 多巴经氧化脱羧生成黑色素。先天性酪氨酸酶缺陷时,可导致黑色素合成障碍,皮肤、毛发等皆呈白色,称白化病。
4.酪氨酸的分解 酪氨酸在转氨酶催化下,生成对羟基苯丙酮酸,后者经尿黑酸等中间产物进一步转变成延胡索酸和乙酰乙酸,二者分别参与糖和脂肪酸代谢。如果尿黑酸氧化酶缺乏,则尿黑酸不能氧化而由尿排出,尿液与空气接触后呈黑色,称尿黑酸症。该病早期临床表现不明显,中年患者,由于黑色素在结缔组织堆积,引起关节炎。
苯丙氨酸和酪氨酸的代谢途径见图7-10所示。
图7-10 苯丙氨酸与酪氨酸的代谢途径
(三)色氨酸的代谢
色氨酸除生成5-羟色胺外,还可进行分解代谢。在肝中色氨酸通过色氨酸加氧酶(又称吡咯酶)的作用,生成一碳单位。色氨酸分解可产生丙酮酸与乙酰乙酰CoA,所以色氨酸是生糖兼生酮氨基酸。此外,色氨酸分解还可产生极少量的尼克酸,这是体内合成维生素的特例,但其合成量少,不能满足机体的需要。
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