含硫氨基酸的代谢

体内的含硫氨基酸有三种，即甲硫氨酸（蛋氨酸）、半胱氨酸和胱氨酸。这三种氨基酸的代谢是相互联系的，甲硫氨酸可以转变为半胱氨酸和胱氨酸，半胱氨酸和胱氨酸也可以互变，但后二者不能变为甲硫氨酸，甲硫氨酸是必需氨基酸。

（一）甲硫氨酸的代谢

1．甲硫氨酸与转甲基作用　甲硫氨酸与ATP作用生成S－腺苷甲硫氨酸（S－adenosyl－methionine，SAM），SAM称为活性甲硫氨酸，其所含的甲基称活性甲基，它是体内最重要的甲基直接供给体。体内约有50多种生理活性物质的合成需要SAM提供甲基，见表7－3所示。甲基化作用是体内重要的代谢反应，具有重要的生理意义。

表7－3　SAM参与的部分重要甲基化作用

2．参与肌酸合成　肌酸是由甘氨酸、精氨酸、甲硫氨酸为原料合成的。它主要存在于肌肉和脑组织，是一种重要的储能物质。

3．甲硫氨酸循环　甲硫氨酸在体内最主要的分解代谢是通过转甲基作用将甲基转移给甲基受体（RH），然后转变为S－腺苷同型半胱氨酸，脱去腺苷，进一步转变为同型半胱氨酸。后者接受N5—CH3—FH4提供的甲基，重新生成甲硫氨酸。此循环过程称为甲硫氨酸循环（图7－9）。其生理意义是：①提供活性甲基；②有利于FH4的再生。

图7－9　甲硫氨酸循环

通过甲硫氨酸循环，由N5—CH3—FH4提供甲基生成甲硫氨酸，再由SAM提供甲基给RH，在体内进行广泛的甲基化反应。N5—CH3—FH4借助甲硫氨酸循环将甲基转移给同型半胱氨酸生成甲硫氨酸，是目前已知机体利用N5—CH3—FH4的惟一反应，催化此反应的甲基转移酶的辅酶是维生素B12。如果维生素B12缺乏，不仅影响甲硫氨酸的合成，而且也影响N5—CH3—FH4中FH4的再生，使FH4的含量减少，导致一碳单位代谢障碍，核酸合成受阻，影响细胞分裂，引起巨幼红细胞性贫血。

（二）半胱氨酸和胱氨酸的代谢

1．半胱氨酸和胱氨酸的互变　半胱氨酸含有巯基（－SH），胱氨酸含有二硫键（－S－S－），二者可以相互转变。

体内许多酶的活性均与其半胱氨酸残基上的－SH直接有关，故有巯基酶之称。有些毒物如芥子气、重金属盐等，能与酶分子的巯基结合而抑制酶活性，产生毒害作用。二巯基丙醇可以使巯基酶恢复原来状态，所以有解毒作用。还原型谷胱甘肽能保护酶分子上的－SH，因而有重要的生理功用。蛋白质中两个半胱氨酸残基之间形成的二硫键对维持蛋白质的空间结构具有重要作用。此外半胱氨酸可合成牛磺酸，在肝内用于合成结合型胆汁酸。

2．谷胱甘肽（GSH）的生成　谷胱甘肽是由谷氨酸分子中的γ－羧基与半胱氨酸、甘氨酸在体内合成的三肽，其活性基团是半胱氨酸残基上的巯基。它是机体重要的含－SH化合物。GSH有还原型和氧化型两种形式，彼此可以互变。还原型谷胱甘肽对维持红细胞膜的完整性及保护细胞内巯基酶的活性等具有重要作用。

3．硫酸根的代谢　含硫氨基酸经氧化分解均可以产生硫酸根，半胱氨酸是体内硫酸根的主要来源。半胱氨酸直接脱去巯基和氨基，生成丙酮酸、NH3和H2S；后者再经氧化而生成H2SO4。体内的硫酸根一部分以无机盐形式随尿排出，另一部分则经ATP活化生成活性硫酸根，即3′－磷酸腺苷－5′－磷酸硫酸（3′－phospho－adenosine－5′－phosphosulfate，PAPS），反应过程如下：

PAPS性质活泼，可提供硫酸根使某些物质形成硫酸酯。如类固醇激素可形成硫酸酯而被灭活，一些外源性酚类形成硫酸酯而排出体外等。这些反应在肝生物转化中有重要意义。