甘氨酸及其代谢
甘氨酸(CH2·NH2·COOH)是分子量最小的构成蛋白质的氨基酸,分子量为75.1,熔点为292℃(分解),不具有不对称碳原子,没有侧链,溶于水。
在营养上甘氨酸属于非必需氨基酸。首先可由其它氨基酸转变而产生:
❶丝氨酸经丝氨酸羟甲基转移酶的催化生成甘氨酸及甲烯四氢叶酸(见“一碳单位”条);
❷苏氨酸经苏氨酸醛缩酶的催化分解为甘氨酸及乙醛(见“苏氨酸及其代谢”条)。在植物体内,甘氨酸全新合成可从6磷酸葡萄糖通过乙醛酸与谷氨酸的转氨基作用来完成。
甘氨酸除了构成蛋白质外,还参与合成多种重要的非蛋白质含氮物质,如血红蛋白、细胞色素等的卟啉环、嘌呤碱、甘氨胆酸及肌酸等。
肌酸的生物合成,首先在肾内经转脒基酶催化下,甘氨酸从精氨酸获得一个脒基,形成胍基乙酸及鸟氨酸。

继之在肝内经转甲基酶催化,从S腺苷蛋氨酸转移一个甲基到胍基乙酸上,合成肌酸。肌酸多以磷酸肌酸的形式存在于肌肉中,储存能量,用以补充ATP的消耗,并以肌酸酐从尿中排出。
甘氨酸与甲烯四氢叶酸化合,可逆地再合成丝氨酸,从而进入糖异生的途径。甘氨酸是谷胱甘肽的组成成分。甘氨酸在肝脏内与胆酸合成为甘氨胆酸,增高胆酸的溶解性,以便由肝内排出,在肠道内发挥促进脂肪消化吸收的功能。甘氨酸还是一种解毒剂,能与苯甲酸结合为马尿酸,也能与阿司匹林(乙酰水杨酸)结合为甘氨水杨酸,以解除其毒性,并便利其从尿液内排出。
甘氨酸参与合成的非蛋白质含氮物质
| 非蛋白质含氮物 | 生理重要性 |
嘌呤碱 卟啉环 肌酸 丝氨酸 谷胱甘肽 马尿酸 甘氨水杨酸 | 核酸的碱基 金属卟啉蛋白质的辅基 以磷酸肌酸储存高能键 组成蛋白质的氨基酸 保护酶蛋白膜蛋白质的SH基 解毒作用 解毒作用 |
关于甘氨酸的分解代谢,动物的肝、肾内早已证明具有一种黄素蛋白,即甘氨酸氧化酶,能对甘氨酸起作用,将甘氨酸氧化脱氨形成乙醛酸,并放出NH3和H2O2,HCOOH,后者则可被激活,形成活性一碳单位,并以N10-甲酰四氢叶酸(见“一碳单位”条)为载体。最近在肝组织的线粒体内发现甘氨酸的裂解体系,其中需要磷酸参加,能将甘氨酸转化为CO2、氨及甲烯四氢叶酸。在病理情况下,乙醛酸可氧化成草酸,由尿液排出体外,也是形成肾结石的前体物质。

甘氨酸的氧化过程