蛋白质核酸代谢.doc

第十二章 蛋白质的分解代谢食物中的蛋白质在小肠被一系列的蛋白酶作用后，水解成AA，才能被小肠上皮细胞所吸收。AA在细胞内可以通过下列途径进一步分解，也可以重新被合成，而蛋白质的合成则放到后面去讲。1.AA的降解一. 共同代谢途径：氨基和羧基的处理。1. AA的氧化脱氨作用需要O2参与，可逆反应，将氨基变成酮基，产物即是-酮酸，由AA氧化酶催化（有L-和D-之分，具有立体专一性），辅酶为FAD或FMN，但不产生能量。总的反应式P412，具体过程为见讲义下P22。AA氧化酶数量少活性低，因此氧化脱氨不是多数AA的氨基主要处理方式。但是有一种酶例外：L-Glu脱氢酶，其催化的反应见P413，要产生能量，该酶活性高，是Glu的氨基主要处理方式。2. AA的转氨作用(附重申：进实验室做生化实验时必须着白色工作服，否则，谢绝入内，以后做任何实验都是这样要求)在转氨酶作用下进行，实际上是移换反应，酮基和氨基的对调，可逆反应。反应式见P413细胞内的转氨酶种类很多，多数都是“谷转氨酶”，也就是以-酮戊二酸（P413）为氨基受体的转氨反应，是AA的氨基主要处理方式。其中谷丙转氨酶（见P414）和谷草转氨酶的活性最高：Glu + 草酰乙酸 - Asp + -酮戊二酸Glu + 丙酮酸 - Ala + -酮戊二酸转氨酶都需要磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺为辅酶（VB6的衍生物，结构见P414），它们是氨基的载体。转氨酶是胞内酶，以肝脏、心脏含量最高，血液中极少，当肝脏病变时，细胞通透性增大，转氨酶就滲出细胞外，进入血液中，使得血液中转氨酶的活性大大提高，这就是诊断肝炎的原理。3. AA的联合脱氨作用是氧化脱氨和转氨的集优化，即L-Glu脱氢酶活性高，谷转氨酶种类多，因此两者的联合是广泛而彻底的氨基处理方式，可逆反应。见P4154. AA的脱羧作用由氨基酸脱酸酶催化，辅酶也是磷酸吡哆醛，产物是胺（多数具有毒性和强烈的生理效应），以Glu为例见417。产物-氨基丁酸具有抑制中枢神经的作用。二. 共同代谢产物的去路1. NH3的去路：鱼类：NH3直接排出体外；鸟类：尿酸；哺乳类：尿素。人和哺乳动物通过鸟氨酸循环，由NH3和CO2生成尿素。由肝脏生成尿素，进入血液后经肾脏排除（尿）。意义：生化史上头一次提出的环式代谢，由Krebs（TCA）发现的，具有极其广泛的理论价值降毒作用，NH3的毒性比尿素大得多。将废物CO2也一同除去。鸟氨酸循环的简要过程：P419掌握注意几点：原料的活化：肝脏线粒体中。见P421，由氨甲酰磷酸（结构式P420上）合成酶催化，合成酶则在生长旺盛的肝外细胞的胞浆中。消耗2个ATP。中间插入的NH3 也不是游离的，而是通过转氨而来的，见P421每形成1分子尿素须消耗4分子ATP，但产生1分子NADH+H+，故总效果相当于消耗12分子ATP，见P421。2. -酮酸的去路回头生成AA：沿着氧化脱氨、转氨、联合脱氨的逆反应。彻底氧化成CO2和H2O并供能：-酮酸进入EMP、酮体代谢等过程，最后都要经过TCA，统见P423。注意几点：丙酮酸（Ala）、-酮戊二酸（Glu）、草酰乙酸（Asp）。转变成糖类或脂类（酮体：丙酮、乙酰乙酸、-羟丁酸，它们可以进一步转化成脂类）。生酮AA：进食之后仅使实验动物尿中的酮体浓度提高的AA，只有Leu，属于必须AA。生酮兼生糖AA：进食之后使实验动物尿中的酮体和糖的浓度都提高的AA，有Ile、Lys、Phe、Trp、Tyr。除了Tyr均是必须AA。生糖AA：进食之后仅使实验动物尿中的糖的浓度提高的AA，除了上述以外的AA全是。非必需AA除了Tyr外全是。三. 除了共同代谢途径之外AA还有特殊的代谢方式。略。2.AA的生物合成一. 由-酮酸沿着氧化脱氨、转氨、联合脱氨的逆反应回头生成AA。二. 从头合成：由非-酮酸通过复杂的代谢形成AA。动物只能形成12种（婴儿期间10种），还有8（10）种，必须由食物中补充，叫必须AA。植物和多数微生物都能合成所有20种基本AA。下面通过一个复杂的代谢图显示各种AA的简要合成途经Tyr 4-P-赤藓糖 HMS- G Phe 植物 3-P-甘油醛 Ser CysGly 分枝酸 莽草酸 - - PEP 植物 Try Ala 丙酮酸 - LeuValIle Asn Asp 草酰乙酸 - TCA - -酮戊二酸 Glu GlnArgPro 植物 和眼虫 ThrMetLysIle Lys His的合成很特殊：以PRPP（磷酸核糖焦磷酸：5-P-核糖-1-Ppi）为前体。第十三章 核酸的代谢核酸的分解代谢及核苷酸的生物合成，而核酸的生物合成（复制、转录等）将在后面详述。1.核酸的分解一.核酸的消化吸收：在小肠处被水解为核苷酸水平以下的组分时才能被吸收进细胞内。核酸酶（磷酸二酯酶） 磷酸单酯酶 核苷酶 核酸 - 核苷酸 - P核苷 - BR 核苷磷酸化酶 B1-P-R 二.碱基的分解：均可在3种水平上进行，碱基、核苷、核苷酸。此处以碱基水平为例1. 嘌啉的分解：A、G见P454、455，人、猿、鸟类以尿酸为终产物排除体外，所以人的尿是酸性的。其他动物还要进一步分解。人的痛风症：黄嘌啉氧化酶活性过高时，形成过多的尿酸，它们的钠盐沉积在关节处造成疼痛。可用别嘌啉醇解除，它是黄嘌啉氧化酶自杀性底物。2. 嘧啶的分解：U、C、T见P456，生成的-氨基酸可以部分排除体外也可以进一步分解。三.核苷酸的生物合成1. 补救途径：由现成的碱基合成核苷酸磷酸核糖转移酶b + PRPP - NMP + PPiPRPP：5-P-核糖-1-Ppi,见P457 核苷磷酸化酶 核苷激酶 b + 1-P-R - P +核苷 - NMPATPADP 2. 从头合成途径：在PRPP的基础上合成碱基，当碱基合成完毕，核苷酸也合成了，因此称这种碱基的合成方式是核苷酸水平上的。嘌啉核苷酸的合成（AMP、GMP）：过程很复杂，重要掌握2点：PRPP是合成的直接起始物，见P457，在PRPP上添加原料合成碱基，核苷酸也合成了。嘌啉环上的原子来源：见P457嘧啶核苷酸的合成（CMP、UMP）：过程很复杂，重要掌握2点：PRPP是合成的间接起始物，先合成嘧啶环再加到PRPP上。嘧啶环的原子来源：见P4613. 核苷酸的衍生物的合成在4种基本核苷酸的基础上合成NDP、NTP、dNMP、dNDP、dNTPNDP、NTP的合成核苷酸激酶 核苷二磷酸激酶 NMP - NDP - NTPATP-ADP ATP-ADP dNMP的合成：是在DP或TP水平上形成的。NDP或NTP 核苷酸还原酶系- dNDP或dNTP 磷酸酶- dNMP以上只能形成dAMP、dGMP、dCMP三种dTMP没有与之对应的NMP，它得由UMP转变而来： 核苷酸激酶 核苷酸还原酶系 磷酸酶 dTMP合成酶 UMP - UDP - dUDP - dUMP - dTMPATPADP 甲烯FH4 4. 癌症的化疗原理癌细胞：失去接触抑制，核酸和蛋白质合成异常旺盛，消耗营养制造毒物。治疗癌症：放射、手术、化疗癌症的化疗原理：