蛋白质的酶促降解与氨基酸代谢.ppt

第9章蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢9.1蛋白质的酶促降解9.2氨基酸的分解与转化9.3由氨基酸衍生的其它化合物,9.1蛋白质的酶促降解,一、水解蛋白质的酶的种类和专一性肽酶（Peptidase）蛋白酶(Proteinase),二、细胞内蛋白质降解胞内蛋白质降解的意义胞内蛋白质降解系统：溶酶系统和泛肽系统蛋白质降解的泛肽途径,肽酶的种类和专一性,编号名称作用特征,3、4、11,3、4、13,-氨酰肽水解酶,(-aminoacylpeptidehydrolase),作用于多肽链的N-末端,-羧肽水解酶,(-carboxylpeptidehydrolase),作用于多肽链的C-末端,3、4、14,二羧肽水解酶,(depeptidehydrolase),水解二肽,蛋白酶的种类和专一性,编号名称作用特征实例,3、4、2、1,3、4、2、2,丝氨酸蛋白酶类,(serinepritelnase),活性中心含Ser,3、4、2、3,3、4、2、4,硫醇蛋白酶类,(Thiolpritelnase),活性中心含Cys,羧基（酸性）蛋白酶类,carboxyl(asid)pritelnase,活性中心含Asp,最适pH在5以下,金属蛋白酶类,(metallopritelnase),活性中心含有Zn2+、Mg2+等金属,胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶,木瓜蛋白酶无花果蛋白酶菠萝酶,胃蛋白酶凝乳酶,枯草杆菌蛋白酶嗜热菌蛋白酶,消化道内几种蛋白酶的专一性,蛋白质降解的泛肽途径,E1-SH,E1-SH,E2-SH,E2-SH,ATPAMP+PPi,E3,多泛肽化蛋白,ATP,26S蛋白酶体,20S蛋白酶体,ATP,19S调节亚基,去折叠,水解,E1：泛肽激活酶E2：泛肽载体蛋白E3：泛肽-蛋白质连接酶,（ubiquitin）,E1：泛素活化酶,E2：泛素携带蛋白,E3：泛素蛋白连接酶,范素化过程,9.2氨基酸的分解及转化,氨基酸的脱氨基作用,4、非氧化脱氨基作用,1、氧化脱氨基作用,2、转氨基作用,3、联合脱氨基作用,氧化脱氨基作用,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：,转氨基作用,转氨酶（辅酶：磷酸吡哆醛）,在转氨酶的催化下，-氨基酸的氨基转移到-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的-氨基酸生成相应的-酮酸，而原来的-酮酸则形成了相应的-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。,磷酸吡哆醛的作用机理,谷氨酰胺的生成和利用,联合脱氨基作用,（1）概念,（2）类型,a、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联,b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶,L-谷氨酸脱氢酶,H20+NAD+,NH3+NADH,-酮酸,-氨基酸,-酮戊二酸,L-谷氨酸,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,非氧化脱氨基作用,（1）直接脱氨基作用（2）还原脱氨基作用（3）水解脱氨基作用（4）脱水脱氨基作用（5）氧化还原脱氨基作用,氨基酸的脱羧基作用,1、概念,3、脱羧产物的进一步转化（次生物质代谢）,9.2.3氨基酸分解产物的转化,1、氨的代谢转变,2、氨基酸碳骨架的代谢途径,氨的代谢转变,（1）重新生成氨基酸,（2）谷氨酰胺和天冬酰氨的生成,（3）尿素的生成尿素循环,（4）合成其他含N物质,谷丙转氨酶和谷草转氨酶,谷丙转氨酶（GPT）,谷草转氨酶(GOT),谷氨酸的重新生成,L-谷氨酸脱氢酶,谷氨酸+H2O,-酮戊二酸+NH3,NAD（P）+,NAD（P）H,尿素的生成,a、概念,b、总反应和过程,c尿素的合成部位：肝脏的线粒体及胞液中。d尿素生成的过程由HansKrebs和KurtHenseleit提出，称为鸟氨酸循环(orinithinecycle)，又称尿素循环(ureacycle)或Krebs-Henseleit循环。e在鸟氨酸循环过程中，鸟氨酸所起的作用与三羧酸循环中草酰乙酸所起的作用相似。总的看来通过鸟氨酸循环，2分子氨与1分子CO2结合生成1分子尿素及1分子水。,F总反应式2NH3CO23ATP3H2OCON2H42ADPAMP2Pi+Ppi,鸟氨酸循环,氨基酸,谷氨酸,谷氨酸,氨甲酰磷酸,鸟氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,鸟氨酸,精氨酸,延胡索酸,草酰乙酸,氨基酸,谷氨酸,-酮戊二酸,天冬氨酸,ATP,AMP+PPi,H2O,2ATP+CO2+NH3+H2O,2ADP+Pi,基质,线粒体,胞液,尿素,(1)氨基甲酰磷酸的合成,反应在线粒体中进行,分步反应,反应由氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoylphosphatesynthetase,CPS-)催化。N-乙酰谷氨酸为其激活剂，反应消耗2分子ATP。,N-乙酰谷氨酸(AGA),(2)瓜氨酸的合成,鸟氨酸氨基甲酰转移酶,H3PO4,+,氨基甲酰磷酸,(3)精氨酸的合成,反应在胞液中进行。,+,天冬氨酸,精氨酸代琥珀酸,精氨酸,延胡索酸,精氨酸代琥珀酸裂解酶,精氨酸代琥珀酸,(4)精氨酸水解生成尿素,反应在胞液中进行,尿素,鸟氨酸,精氨酸,尿素是中性、无毒、水溶性很强的物质。由血液运输至肾，从尿中排出。尿素分子中的两个氮原子，一个来自氨，另一个则来自天冬氨酸，而Asp又由其它A.A.通过转氨基作用而生成，因此，尿素分子中两个N的来源都直接或间接来自各种A.A。尿素合成是一个耗能的过程，合成1分子尿素需要消耗4个高能磷酸键，即2分子ATP供给氨基甲酰磷酸的合成；1分子ATP供给精氨酸代琥珀酸的合成反应中产生AMP和焦磷酸，后者进一步水解成两分子磷酸，并消耗1个高能磷酸键。,C、生成谷氨酰胺和天冬酰胺氨基酸脱氨基作用所产生的氨除了形成含氮物如尿素排除体外，还可以酰胺的形式储存于体内。如谷氨酰胺和天冬酰胺不仅是合成蛋白质的原料，而且也是体内解除氨毒的重要方式。D、嘧啶环的合成（核酸代谢部分）,谷氨酰胺的运氨作用,反应过程,在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。,高氨血症和氨中毒,血氨浓度升高称高氨血症(hyperammonemia)，常见于肝功能严重损伤时，尿素合成酶的遗传缺陷也可导致高氨血症。,高氨血症时可引起脑功能障碍，称氨中毒(ammoniapoisoning)。,TAC,脑供能不足,脑内-酮戊二酸,氨中毒的可能机制,氨基酸碳骨架的代谢途径,（1）再氨基化生成氨基酸,（2）转变成糖或脂肪,生糖氨基酸和生酮氨基酸,（3）氧化成CO2和H2O,-酮酸的代谢,（1）经氨基化生成非必需氨基酸,（2）转变成糖及脂类,氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径,草酰乙酸,磷酸烯醇式酸,-酮戊二酸,天冬氨酸天冬酰氨,丙酮酸,延胡索酸,琥珀酰CoA,乙酰CoA,乙酰乙酰CoA,苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸,丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸,谷氨酸谷氨酰胺精氨酸组氨酸脯氨酸,异亮氨酸亮氨酸缬氨酸,苯