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芳香族胺基酸代謝與苯酮尿症

科目:生物化學與臨床生化學|題數:18
芳香族胺基酸代謝與苯酮尿症
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建立於 2026年10月31日

學習重點 苯丙胺酸經羥化形成酪胺酸;典型苯酮尿症是苯丙胺酸羥化酶缺乏,造成這一步受阻。 苯酮尿症的主要變化是苯丙胺酸升高、酪胺酸生成不足,並產生苯基丙酮酸、苯乳酸及苯乙酸等替代代謝產物。 黑尿症是酪胺酸分解異常,由尿黑酸氧化酶缺乏造成尿黑酸累積。 酪胺酸血症三型須分清酵素:第一型為 FAH、第二型為 TAT、第三型為 4-羥苯丙酮酸雙加氧酶缺乏。 維生素 B6 缺乏會影響色胺酸代謝,尿中黃尿酸增加是重要線索。 核心觀念 一、芳香族胺基酸的代謝關係 苯丙胺酸、酪胺酸與色胺酸都屬於芳香族胺基酸。苯丙胺酸可用來合成酪胺酸;色胺酸則有自己的代謝途徑,不能將三者的酵素與疾病混為一談。 苯丙胺酸 → 酪胺酸,由苯丙胺酸羥化酶(phenylalanine hydroxylase, PAH,又稱 phenylalanine 4-hydroxylase)催化,需要四氫生物蝶呤(BH4)及氧參與。這是羥化反應,不是水解反應。 酪胺酸可用來合成兒茶酚胺、黑色素與甲狀腺素,也可經分解途徑產生延胡索酸與乙醯乙酸,因此兼具生糖與生酮性質。 色胺酸可形成血清素、褪黑激素,也可經犬尿胺酸途徑參與菸鹼酸與 NAD 的合成,其中部分反應需要維生素 B6。 二、苯酮尿症:苯丙胺酸無法有效轉為酪胺酸 典型苯酮尿症(phenylketonuria, PKU)是苯丙胺酸羥化酶缺乏所致。苯丙胺酸無法正常羥化成酪胺酸,便在體內累積。 血中苯丙胺酸升高:不是下降,也不是白胺酸或甲硫胺酸升高。 酪胺酸生成減少:酪胺酸可呈下降或相對不足,不能記成苯丙胺酸與酪胺酸一起升高。此時酪胺酸成為需要由飲食供應的條件必需胺基酸。 替代代謝增加:苯丙胺酸可經轉胺作用形成苯基丙酮酸(phenylpyruvate),再產生苯乳酸(phenyllactate)及苯乙酸(phenylacetate)等。 尿中異常產物增加:上述三種物質均可增加;酪胺酸不是典型大量增加的尿中物質。 神經發育受損:未及早控制時,可能造成智力障礙與其他神經症狀;尿液可有鼠尿樣或霉味,甜味不是典型特徵。 在第一型高苯丙胺酸血症(Type I hyperphenylalaninemia)的傳統分類語境下,重點同樣是 PAH 缺陷及替代代謝增加。除了苯丙胺酸累積,也要認得苯基丙酮酸可增加;增加的不是 PAH 酵素、酪胺酸或 DOPA。 三、苯酮尿症的處置與 L-DOPA 的生化意義 治療核心是新生兒早期篩檢、及早控制苯丙胺酸攝取、使用適當醫學營養配方並補足酪胺酸。苯丙胺酸仍是必需胺基酸,應控制攝取量,而非完全去除。不能把血中濃度維持於 700~900 μmol/L 當作新生兒適當的控制目標。 酪胺酸合成兒茶酚胺的方向為:酪胺酸 → L-DOPA → 多巴胺 → 正腎上腺素 → 腎上腺素。L-DOPA 是多巴胺的前驅物,補充後可繞過上游合成受阻的步驟,具有補足腦內多巴胺前驅物、支持神經功能的生化意義。 必須區分典型 PAH 缺乏與 BH4 代謝缺陷。BH4 不只參與苯丙胺酸羥化,也參與酪胺酸及色胺酸生成神經傳遞物質前驅物的反應。BH4 代謝缺陷伴隨神經傳遞物質不足時,可能需要 L-DOPA 等補充治療;典型 PAH 缺乏的治療核心仍是控制苯丙胺酸,不能將 L-DOPA 視為所有 PKU 新生兒的單一或常規治療。 四、酪胺酸分解路徑與黑尿症 掌握分解順序,就能判斷不同酵素缺乏造成的疾病: 酪胺酸 → 4-羥苯丙酮酸 → 尿黑酸 → 馬來醯乙醯乙酸 → 延胡索醯乙醯乙酸 → 延胡索酸+乙醯乙酸。 黑尿症(alkaptonuria)是尿黑酸氧化酶(homogentisic acid oxidase)缺乏,此酵素也稱尿黑酸 1,2-雙加氧酶(homogentisate 1,2-dioxygenase)。 無法正常分解的物質是尿黑酸(homogentisic acid),亦稱黑尿酸,部分資料譯為升龍膽酸。尿黑酸增加並由尿液排出,尿液放置、接觸空氣氧化後逐漸變黑;長期累積可造成組織色素沉著及關節病變。 黑尿症直接歸類於酪胺酸分解代謝障礙。雖然苯丙胺酸可先轉成酪胺酸,再進入同一路徑,但辨認黑尿症時應抓住「酪胺酸、尿黑酸、尿黑酸氧化酶」。 五、酪胺酸血症三型與黑尿症比較 疾病缺乏酵素辨識重點 第一型酪胺酸血症延胡索醯乙醯乙酸水解酶(fumarylacetoacetate hydrolase, FAH)阻斷於分解末端;琥珀醯丙酮是重要異常代謝物,可有肝腎損傷。 第二型酪胺酸血症酪胺酸轉胺酶(tyrosine aminotransferase, TAT)酪胺酸分解的起始轉胺反應受阻,可有眼部與皮膚病灶。 第三型酪胺酸血症4-羥苯丙酮酸雙加氧酶(4-hydroxyphenylpyruvate dioxygenase)4-羥苯丙酮酸轉成尿黑酸的步驟受阻。 黑尿症尿黑酸氧化酶(homogentisic acid oxidase)尿黑酸累積,尿液氧化後變黑;不屬於上述三型酪胺酸血症。 FAH 位於尿黑酸形成之後的下游。第一型酪胺酸血症不能以「阻斷在尿黑酸形成之前」解釋;區分疾病時,尿黑酸大量累積應優先聯想到黑尿症。 六、維生素 B6 缺乏與黃尿酸 維生素 B6 的活性型為磷酸吡哆醛(PLP)。色胺酸的犬尿胺酸途徑中,犬尿胺酸酶等酵素需要 PLP;B6 缺乏時,代謝受阻,部分中間產物轉向形成黃尿酸(xanthurenic acid),使尿中黃尿酸排出增加。 因此,辨認關係是色胺酸代謝異常 → 尿中黃尿酸增加 → 維生素 B6 缺乏,不能與黑尿症的尿黑酸混淆。 常考陷阱 「苯丙胺酸水解酶缺乏造成 PKU」:應依英文 hydroxylase 辨認為羥化酶;反應是苯丙胺酸羥化成酪胺酸。 「PKU 的苯丙胺酸下降、酪胺酸升高」:方向相反;主要是苯丙胺酸升高,酪胺酸生成不足。 「PKU 尿中大量增加酪胺酸」:應辨認苯基丙酮酸、苯乳酸與苯乙酸等替代產物。 「黑尿症是 TAT 或 FAH 缺乏」:兩者分別對應第二型與第一型酪胺酸血症;黑尿症缺的是尿黑酸氧化酶。 「尿黑酸氧化酶與酪胺酸血症三型之一有關」:其缺乏造成黑尿症,與上述三型的致病酵素不同。 「L-DOPA 可取代苯丙胺酸控制」:它可提供多巴胺前驅物,但不能解決高苯丙胺酸本身;需分清神經傳遞物質補充與飲食控制的目的。 「黃尿酸增加代表黑尿症」:黃尿酸對應 B6 缺乏;尿黑酸才對應黑尿症。 記憶口訣 「苯羥成酪,缺羥苯高;黑尿缺氧化,尿黑酸積高;酪一末端水解、酪二轉胺、酪三雙加氧;B6 缺,黃尿酸多。」

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  1. 16.在先天性代謝疾病中,黑尿症(alkaptonuria)是由於缺乏下列那一種酵素而引起的疾病? (A)phenylalanine hydroxylase (B)tyro...
  2. 27.黑尿症(Alkaptonuria)是因為下列何種物質無法正常代謝而引起的疾病? (A)延胡索醯乙醯乙酸(Fumarylacetate) (B)升龍膽...
  3. 36.關於酪胺酸(Tyrosine)生成與代謝的敘述,下列何者最正確? (A)延胡索酸乙醯乙酸水合酶(Fumarylacetoacetate hydrolase)...
  4. 22.苯酮酸尿症(Phenylketonuria)是因為下列那一個酵素缺損或缺乏所引起的疾病? (A)延胡索醯乙醯乙酸水解酶(Fumarylacetate...
  5. 29.酪胺酸代謝路徑中的那一種酵素缺乏與第1,2,3型酪胺酸血症(Tyrosinemia type I, II, and III)皆無關? (A)Tyrosine aminotr...
  6. 42.缺乏下列何種酵素會引起黑尿症? (A)fumarylacetoacetate hydrolase (B)homogentisic acid oxidase (C)4-hydroxy-phenylpy...
  7. 73.尿中出現黃尿酸(xanthurenic acid)是缺乏下列何種維生素的表徵? (A)B1 (B)B2 (C)B6 (D)B12
  8. 37 黑尿症(alkaptonuria)是何種胺基酸代謝過程有障礙所導致? (A) 苯丙酸(phenylalanine)...