蛋白质和氨基酸代谢
蛋白质和氨基酸代谢是代谢的一个分支，它控制着二十种蛋白质生成氨基酸的合成、连接成蛋白质、分解，以及它们所携带的氮的处置方式。它将蛋白质合成的遗传指令与细胞的能量经济以及身体对含氮废物的处理联系起来。
Definition
蛋白质和氨基酸代谢包括氨基酸和蛋白质的合成，氨基酸的降解及其氨基氮的转移和处置，以及这些途径与能量代谢和氮排泄的整合。
Scope
本领域旨在引导读者了解处理氨基酸及其所构建蛋白质的主要过程：它们的分解代谢和氨基转移、非必需氨基酸的合成、翻译中多肽的组装、过量氮转化为尿素，以及氮和氨的更广泛处理。本文将其作为参考生物化学处理，而非临床指导。
Sub-topics
Core questions
- 氨基酸是如何合成的，哪些必须从饮食中获取？
- 一旦氨基酸的氨基被移除，其碳骨架如何回收用于能量或生物合成？
- 遗传密码如何被翻译成明确的氨基酸序列？
- 氨基酸分解释放的氮如何转化为无毒、可排泄的形式？
Key concepts
- 必需氨基酸和非必需氨基酸
- 转氨作用和氧化脱氨作用
- 遗传密码和翻译
- 氮平衡
- 尿素循环
- 生糖氨基酸和生酮氨基酸
Mechanisms
氨基酸处于代谢的十字路口。它们的氨基主要通过转氨作用，汇集到少数载体（如谷氨酸）上，氮从这些载体中以氨的形式释放，在哺乳动物中，氨被转化为尿素排出体外。它们的碳骨架作为葡萄糖前体（生糖）或乙酰辅酶A和酮体前体（生酮）进入中心代谢途径。反之，非必需氨基酸由这些相同的中间产物合成，所有二十种氨基酸都在翻译过程中被加载到转运RNA上，并根据信使RNA模板读取以形成蛋白质。
Clinical relevance
理解这些途径是临床医生解释氮处理障碍和氨基酸代谢先天性错误，以及评估营养和蛋白质周转的基础。本条目是对这些途径如何运作的参考概述，而非个体诊断或治疗决策的依据。
Evidence & guidelines
此处总结的生物化学是已确立的教科书知识，并在标准参考文献和综述中得到巩固。当这些途径与临床实践（例如尿素循环障碍）交叉时，存在专业的共识指南，并在相关主题条目中描述，而非此处。
History
该领域起源于19世纪和20世纪对氮排泄和蛋白质化学的研究。汉斯·克雷布斯（Hans Krebs）和库尔特·亨塞莱特（Kurt Henseleit）于1932年对尿素循环的描述，首次提出了代谢循环和氮处置的框架；1960年代遗传密码的破译将氨基酸序列与核酸模板联系起来，数十年的酶学研究绘制了单个氨基酸的合成和降解图谱。
Key figures
- Hans Krebs
- Kurt Henseleit
- Marshall Nirenberg
Related topics
Seminal works
- wu-2009
- rennie-tipton-2000
Frequently asked questions
- 必需氨基酸和非必需氨基酸有什么区别？
- 非必需氨基酸可以由身体从其他代谢物合成，而必需氨基酸不能以足够的量合成，必须通过饮食提供。
- 氨基酸分解时，氮会发生什么？
- 氨基被转移并最终以氨的形式释放，在哺乳动物中，氨通过尿素循环转化为尿素并排出体外，从而保持有毒氨水平较低。