第7章蛋白质降解与氨基酸代谢

第七章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢第一节 蛋白质的酶促降解第二节 氨基酸的分解与转化第三节 氨基酸的生物合成一、降解过程第一节 蛋白质的酶促降解蛋白质 氨基酸胨 肽国际生化协会命名委员会将作用于蛋白质分子中肽键的酶归属于第三大类（水解酶类）第四亚类，该亚类又分二个亚亚类，即蛋白酶和肽酶。二、降解酶 （一）肽酶（ 肽链外切酶 ）u氨肽酶： 专一性地从肽链的氨基端水解肽键u羧肽酶： 专一性地从肽链的羧基端水解肽键二、降解酶 u二肽酶： 水解二肽 氨基酸u植物：木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无 花果蛋白酶等。水解肽链内部的肽键。u动物：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等（二）蛋白酶（肽链内切酶）二、降解酶 具有专一性 的肽链内切酶 ，常用于蛋白质一级结构测定。u胰蛋白酶： 对 C-端为 Lys或 Arg的肽键水解快。u胰凝乳蛋白酶： 对 芳香族 AA羧基形成的肽键 ，水解速度最快。u胃蛋白酶： 芳香族 AA氨基形成的肽键。（二）蛋白酶（肽链内切酶）二、降解酶 消化道内几种蛋白降解酶的专一性蛋白酶蛋白酶 的种类及特点的种类及特点三、蛋白质降解的泛肽途径四、蛋白质降解的意义1、形成新组织：用于新蛋白质的合成，进行新陈代 谢（自我更新）。2、及时清除反常蛋白3、短寿命蛋白的半寿期很短，便于通过基因表达和降解对其含量进行精确、快速的调控。4、一些蛋白酶为防御机制组成部分5、蛋白质前体的裂解加工第二节 氨基酸的降解和转化（五）脱酰胺基作用一、脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用（二）转氨基作用 （三）联合脱氨基作用（四）非氧化脱氨基（一）氧化脱氨基作用在有氧作用下，氨基酸进行氧化脱氨作用，产物是 - 酮酸和氨。一、脱氨基作用催化氧化脱氨基的酶：（ 1） L-氨基酸氧化酶：催化 L-AA氧化脱氨基；（ 2） D-氨基酸氧化酶：催化 D-AA氧化脱氨基；（ 3） L-谷氨酸脱氢酶（催化氨基酸氧化脱氨的主要酶系，属于 L-AA氧化酶）。 该酶存在广泛，活性高，催化谷氨酸脱氨脱氢形成 酮戊二酸。转氨基作用是 - 氨基酸与 - 酮酸之间的氨基的转移作用。（二）转氨基作用u催化转氨基作用的酶叫转氨酶或氨基转移酶，种类繁多分布广泛。辅酶均为磷酸吡哆醛（ B6的磷醛酯）。一、脱氨基作用谷丙转氨酶和谷草转氨酶u转氨酶 谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用。u转氨酶 嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用。（三） 联合脱氨基作用转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式。一、脱氨基作用一般氨基酸不直接氧化脱氨，而是先与 酮戊二酸通过转氨形成相应的 a-酮酸和谷氨酸，谷氨酸再通过二种方式氧化脱氨：转氨酶 谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用转氨酶 嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用（四） 非氧化脱氨基主要在微生物中进行。 还原脱氨基 （严格无氧 ) 脱水脱氨基 氨基酸 氢化酶2HR-CH2-COOH + NH3一、脱氨基作用 裂解脱氨基 （四） 非氧化脱氨基一、脱氨基作用（五）脱酰胺基作用一、脱氨基作用二、氨基酸分解产物的去向（一） NH3的代谢去路1、重新形成氨基酸3、生成铵盐，保持细胞 pH在哺乳动物体内，氨的主要去路是在肝脏中合成尿素并随尿排出体外。在部分植物体内尿素的形成既能解除氨毒，又是氨的一种贮存形式。5、合成其他含 N物质（如形成嘧啶环）生成 Gln和 Asn，一方面是生物体贮藏和运输氨的主要形式，也是解除氨毒害的最主要途径。另一方面还可作为蛋白质合成的原料。2、形成酰胺（消除 NH3毒害，贮存 NH3） 4、生成尿素尿素的生成和鸟氨酸循环2、形成其它物质（糖和脂肪）（二） - 酮酸的代谢去路（ C架的去路）1、形成新的氨基酸3、参加 TCA循环，氧化成 CO2和水，产生能量二、氨基酸分解产物的去向在体内可转变成糖的 AA称为生糖 AA。在体内能转变为酮体的 AA称为生酮氨基酸。既能生成糖又能生成酮体的 AA称为生糖兼生酮 AA。氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径三、脱羧基作用氨基酸在脱羧酶作用下，进行脱羧反应生成胺类化合物，脱羧酶辅酶为磷酸吡哆醛。1、直接脱羧基作用 Tyr在 Tyr酶催化下发生羟化作用生成 3， 4二羟苯丙氨酸（多巴），多巴进一步脱羧生成 3， 4二羟苯乙胺（多巴胺），多巴进一步氧化后形成聚合物黑素。 2、羟化脱羧基作用 u白化病人：缺酪氨酸酶。 三、脱羧基作用第三节 氨基酸的生物合成一、 NH3的来源（一）生物固氮；（二） NO3-N还原；（三）含 N有机物分解。植物：动物：主要来源是消化道吸收和 含 N有机物分解。生物固氮：部分微生物通过自身的固氮酶复合物把分子氮变成氨的过程。生物固氮是氨的重要来源。（一）生物固氮固固 N条件条件（ 1）电子供体：氧化底物（）电子供体：氧化底物（ MH2）、）、 丙酮酸、丙酮酸、 H2；（ 2） ATP供能；供能；（ 3）厌氧环境。）厌氧环境。3H2 2NH3N2 +6e-一、 NH3的来源硝酸还原酶 根据反应中电子供体不同又分为： 铁氧还蛋白 -硝酸还原酶； NAD（ P） H 硝酸还原酶。电子供体为铁氧还蛋白。硝酸还原分为两步，第一步在硝酸还原酶催化下，NO3 还原为 NO2 ， 第二步