第九章 非营养物质代谢 蒋雪 基础医学院·生化与分子生物学教研室
第九章 非营养物质代谢 蒋 雪 基础医学院·生化与分子生物学教研室
本章内容 第一节生物转化的概念和意义 第二节生物转化反应的类型 (氧化、还原、水解、结合) 第三节生物转化的特点及影响因素
本章内容 第 节一 生物转化的概念和意义 第二节 生物转化反应的类型 （氧化、还原、水解、结合） 第三节 生物转化的特点及影响因素
第一节 生物转化的概念和意义 一、生物转化(biotransformation)概念 非营养物质 极性/水溶性↑、排出体外 (尿、胆汁、汗液) >生物转化部位 ●肝：80~90%，肝是生物转化最重要的器官。在 肝细胞的微粒体、胞液、线粒体，以微粒体为主。 ●其它：肾、肺、胃肠道、皮肤等
第 节一 生物转 的概 义 化 念和意 一、生物转化（biotransformation）概念 非营养物质 极性/水溶性 排出体外 （尿、胆汁、汗液） 非营养物质 生物转化部位 肝：80 90% ~ ，肝是生物转化最重要的器官 肝是生物转化最重要的器官。在 肝细胞的微粒体、胞液、线粒体，以微粒体为主。 其它：肾、肺、胃肠道、皮肤等
非营养物质 既不是构成组织细胞的原料，也不能氧化供能，往往具有 一定的生物活性或毒性。根据来源不同可分为内源性和外 源性两大类： 生理活性物质：激素、神经递质等 有毒的代谢产物：氨、胺、胆红素等 非营养物质 外源性→药物、毒物、食品添加剂
非营养物质 既不是构成组织细胞的原料，也不能氧化供能，往往具有 一定的生物活性或毒性。根据来源不同可分为内源性和外 源性两大类： 内源性 生理活性物质：激素、神经递质等 有毒的代谢产物：氨、胺、胆红素等 非营养物质 外源性 药物、毒物、食品添加剂
二、生物转化的生理意义 ●使非营养物质的生物学活性减低或丧失（灭活)，或使有 毒物质的毒性减低或消除（解毒）； ●增加非营养物质的水溶性或极性，从而易于从胆汁或尿液 排出； ●少部分非营养物质经生物转化后毒性或生物学活性会增加。 所以，生物转化具有“解毒致毒双重性”。 肝的生物转化作用一二解毒作用
二、生物转化的生理意义 使非营养物质的生物学活性减低或丧失（灭活），或使有 毒物质的毒性减低或消除（解毒）； 增加非营养物质的水溶性或极性，从而易于从胆汁或尿液 排出； 少部分非营养物质经生物转化后毒性或生物学活性会增加。 所以，生物 有 转化具 “解毒 毒致 双重性”。 肝的生物转化作用 解毒作用
对硫磷 生物转化 对氧磷 (俗称1605，一种疏代有机磷农药) (水溶性增加100倍，毒性加强) 2,3-环氧黄曲霉素B1 (致癌物) 黄曲霉素B, 生物转化 黄曲霉素B醇 UDPGA→ PAPS 结合解毒产物
对硫磷 生物转化 对氧磷 （俗称1605，一种硫代有机磷农药） 对氧磷 （水溶性增加100倍，毒性加强） 生物转化 2,3-环氧黄曲霉素B1 （致癌物） 黄曲霉素B1 生物转化 （致癌物） UDPGA 黄曲霉素B1醇 PAPS 结合解毒产物
第二节生物转化的反应类型 第 氧化 加单氧酶系（羟化）最重要 还原 硝基还原酶和偶氮还原酶系最重要 相反应 极性增加 水解 酯酶、酰胺酶及糖苷酶最重要 与葡糖醛酸结合最重要（供体：UDPGA) 进一步 第二相反应 硫酸结合（供体：PAPS) 结合 谷胱甘肽结合 增加极 甘氨酸结合 药 性， 乙酰化（供体：乙酰CoA) 甲基化（供体：SAM) 基团
第二节 生物转化的反应类型 生物转化的反应类型 第 一 氧化 加单氧酶系（羟化）最重要 极 相 反 还原 硝基还原酶和偶氮还原酶系最重要 性增 反 应 水解 酯酶、酰胺酶及糖苷酶最重要 加 第 二 与葡糖醛酸结合最重要（供体：UDPGA） 硫酸结合（供体：PAPS） 进一步 二 增加极 相 反 结合 谷胱甘肽结合 甘氨酸结合 乙酰化（供体 乙酰CoA） 增加极 性，掩 反 盖有毒 应 乙酰化（供体：乙酰CoA） 甲基化（供体：SAM） 盖有毒 基团
一、氧化反应-最主要的第一相反应 酶系：加单氧酶系、胺氧化酶系、脱氢酶系 1.加单氧酶系 (1)存在组织：微粒体 (2)组成：细胞色素P4so、NADPH NADH-细胞色素P4s还原酶（辅基：FAD) (3)催化的基本反应： RH+O2+NADPH+H+-ROH+NADP++H,O (4)基本特点：激活02，使其中一个氧原子加在脂溶性底物分子上形 成羟基化或环氧化合物，另一个氧原子被NADPH还原成水，一个氧分 子发挥了两种功能，故又：混合功能氧化酶
一、氧化反应-最主要的第一相反应 酶系：加单氧酶系、胺氧化酶系、脱氢酶系 1.加单氧酶系 （1）存在组织：微粒体 （2）组成：细胞色素P450 、NADPH NADH-细胞色素P450还原酶（辅基：FAD） （3）催化的基本反应： RH+O2+NADPH+H+ ROH+NADP++H2O （4）基本特点：激活O2，使其中一个氧原子加在脂溶性底物分子上形 成羟基化或环氧化合物，另一个氧原子被NADPH还原成水，一个氧分 子发挥了两种功能，故又：混合功能氧化酶
(5)主要功能： 生物转化最重要的酶，约占所有生物转化反应的50%以上。是外 源性的脂溶性化合物生物转化的主要酶。 特性：特异性差、可诱导性。 1)生物转化：增加药物或毒物水溶性，有利排泄。 NH> NH2 苯胺 对氨基苯胺 2)羟化反应：参与多种物质代谢过程 如：1,25-(0H)D3、胆汁酸合成
（5）主要功能： 生物转化最重要的酶，约占所有生物转化反应的50%以上。是外 源性的脂溶性化合物生物转化的主要酶。 特性：特异性差、可诱导性。 1）生物转化：增加药物或毒物水溶性 增加药物或毒物水溶性，有利排泄。 NH2 HO NH2 苯胺 对氨基苯胺 2）羟化反应：参与多种物质代谢过程 如: 1 25 , -(OH)2D3、胆汁酸合成
3)环氧化： 多年 多环芳烃的 生物转化过程 比物（致物 NADPH+H*+O P450 环曲霉素与 OCH 3 OCH OCH3DNA的结合产 黄曲霉素B1 2,3环氧黄曲 DNA-鸟嘌吟 物 素 H2N-
3)环氧化： O O O H 2 N NH N O OCH O O O O O NADPH+H + + O 2 O OCH O O O O O O + OH O O O O O N N N O P450 环曲霉素与 O OCH 3 O OCH 3 DNA的结合产 H 2 N N HN N N OCH 3 O DNA的结合产 黄曲霉素B1 2,3-环氧黄曲 物 霉素 DNA-鸟嘌呤