第十章蛋白质降解和氨基酸代谢

第十章 蛋白质的降解和氨基酸分解代谢生物化学 Degradation of PN1Emphasis 联合脱氨基作用 尿素循环 氨基酸的代谢与糖代谢的关系生物化学 Degradation of PN2Content 蛋白质的消化吸收和转运 氨基酸的脱氨基作用 氨基酸的转氨基作用 联合脱氨基作用 氨基氮的排泄 氨基酸碳骨架的氧化途径 生糖和生酮氨基酸和重要的氨基酸衍生物 与氨基酸代谢有关的疾病生物化学 Degradation of PN31、蛋白质的消化吸收和转运生物化学 Degradation of PN41、蛋白质的消化吸收和转运生物化学 Degradation of PN 氮 平衡： 400gPN/70kgMan， 氧化降解， 3/4 体内循环； 消化： 胃、小肠处，蛋白质酶原被激活为酶 吸收： 小肠壁细胞 转运： AA 协同运送 AA代谢主要部位： 肝脏5生物化学 Degradation of PN胃小肠肠粘膜上皮细胞机体肝脏血液循环62、脱氨基作用 脱氨作用： AA失去氨基（ NH2） 的作用 方 式： 氧化脱氨： 普遍存在于动（肝脏）和植物中； 非氧化脱氨 ：不普遍，部分微生物细胞，； 脱酰胺基作用 ：动、植物和微生物中，仅对谷氨酰胺和天冬酰胺类有作用。生物化学 Degradation of PN7（ 1）氧化脱氨l Process: deamination + hydrolysis deamination: FPase（黄素蛋白酶）RHC(NH2)COOH RC=C(H2N)-COOH RCO-COOH + NH3 hydrolysis: 两步反应v FP.2H + O2 FP + H2O2v H2O2 + RCO-COOH RCOOH + CO2 + H2O生物化学 Degradation of PN8l Enzyme: 根据专一性可分为 L 氨基酸氧化酶： 以 FAD或 FMN为辅基； D 氨基酸氧化酶： 以 FAD为辅基； 氧化专一氨基酸酶： 甘氨酸氧化酶； D 天冬氨酸氧化酶：，以 FAD为辅酶； L 谷氨酸氧化酶： 不需要氧的脱氢酶。生物化学 Degradation of PN9生物化学 Degradation of PN10（ 2）非氧化脱氨 还原脱氨： 严格无氧条件下，要氢化酶催化； 水解脱氨： 水解酶，生成羟酸和氨； 脱水脱氨： 羟氨酸，脱水酶，可顺序生成烯酸、亚氨酸、并水解成酮酸； 脱硫化氢脱氨： L-半胱氨酸，脱硫氢酶 氧化 还原脱氨： 两个 AA间互相氧化 -还原，生成饱和有机酸、酮酸和氨。生物化学 Degradation of PN11 氨基酸两种脱氨基方式途径比较生物化学 Degradation of PN12（ 3）脱酰胺基脱氨 谷（天冬）酰胺酶广泛存在于动、植物和微生物体内。 仅对具有酰胺基的 AA有作用 , 如： 谷氨酸、天冬氨酸等 结 果： 仅脱去酰胺基中所含有的氨基， 因而生成 游离氨 和 脂肪酸（一般为二羧酸） 。生物化学 Degradation of PN133、转氨基作用 定 义： a AA与酮酸之间的氨基转移作用。 场 所： 肝等，线粒体或胞液中。 特 点：大多数以 a 酮戊二酸 作为氨基的受体；由转氨酶催化， 以磷酸吡哆醛为辅酶 ；生物化学 Degradation of PN14磷酸吡哆醛的催化作用生物化学 Degradation of PN15生物化学 Degradation of PN转氨基机理164、联合脱氨基作用 必要性和重要生理意义： 在所有的脱氨酶中，仅 谷氨酸脱氢酶活力最高 ，其余的却都很低，所以 单依靠氧化脱氨等形式不能满足机体脱氨基要求 ，因此可借助联合脱氨 作用迅速使各种不同 AA脱掉氨基。 实 质： 以 a - 酮戊二酸转氨 + 谷氨酸氧化脱氨 途 径： 谷氨酸途径 和 嘌呤核苷酸途径生物化学 Degradation of PN17a-AANH3 + NAD(P)+a-酮戊二酸 NAD(P)H + H+谷氨酸谷氨酸脱氢酶转氨酶a-酮酸（ 1）谷氨酸途径联合脱氨生物化学 Degradation of PN18（ 2） 嘌呤核苷途径联合脱氨生物化学 Degradation of PN延胡索酸草酰乙酸天冬氨酸 -酮戊二 酸谷氨 酸氨基通过二次转氨基作用形成天冬氨酸，天冬氨酸与次黄苷酸缩合成腺苷酸琥珀酸，然后在腺苷酸琥珀酸裂解酶催化下生成腺苷酸。谷草转氨酶腺苷酸琥珀酸合成酶腺苷酸琥珀酸裂解酶延胡索酸酶 +苹果酸脱氢酶转氨酶195、氨基氮的排泄 意 义： NH3动物的毒性和中毒机理 （ 1% 的氨对中枢神经的影响，对 TCA、 NADPH的破坏）方 式： 脲： 哺乳动物等，氨经 尿素循环 生成脲，尿酸： 鸟类、爬虫类，另加灵长类嘌呤代谢 终产物； 氨： 鱼的腮部 其它形式： 鸟嘌呤（蜘蛛）、氧化三甲氨（鱼类）、谷氨酰胺和天冬酰胺（植物）生物化学 Degradation of PN20（ 1） 尿素循环 发 现： Krebs et al, 1932 （ 肝脏切片实验，鸟氨酸、瓜氨酸、精氨酸促进尿素的合成 ）。 场 所： 肝等线粒体或胞液中。 特 点：大多数以 a 酮戊二酸 作为氨基的受体；由转氨酶催化， 以磷酸吡哆醛为辅酶 ； 历 程： 见 物质循环代谢图。 生物化学 Degradation of PN21生物化学 Degradation of PN22生物化学 Degradation of PN23（ 2） 尿素循环的结果 总方程式：NH4+ + CO2 + 3ATP + 天冬 + 2H2O = Urea + 2ADP+AMP+延胡索酸 结 果： 将 2 个氨基 （氨 + 天冬氨酸）和 1 个碳原子（ HCO3-） 转化为非毒性的尿素，排泄至体外； 物质和能量变化： 完整的 尿素循环 需要与柠檬酸循环相 偶合 。单纯的尿素循环为耗能消耗能量（ 共消耗 3 个 ATP）， 若考虑谷氨酸氧化脱氨 和 延胡索酸经草酰乙酸转化为天冬氨酸 的过程中生成的 NADH， 则由氨基酸形成尿素的总能量为： 32 - 4 2ATP生物化学 Degradation of PN24生物化学 Degradation of PN25Say you 尿素循环 N的来源？ 尿素循环全过程在细胞中进行的场所生物化学 Degradation of PN266、氨基酸碳骨架的氧化途径 生物体内 AA的氧化方式： 20 AA由 20种不同的多酶体系 （？）经不同途径氧化分解。 共同特点： 肝最后的氧化产物可集中为 5种 TCA循环中间体 ，从而进入 TCA cycle， 最后被氧化成 CO2和 H2O。 AA分解场所： 脊椎动物主要在肝、肾脏。 意 义： PN的彻底氧化分解； PN供能方式