蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢.ppt

第7章蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 第1节蛋白质的酶促降解 水解 胞外酶 氨基酸 吸收入 作为氮源和能源进行代谢 蛋白质不能储备 外源蛋白质 一 必需氨基酸 体内不能自行合成 必须从食物中获取的AA 必需氨基酸 人 Lys Trp Val Leu Ile Thr Phe Met Arg和His 半必需氨基酸 赖色缬亮异亮苏 苯丙蛋 记忆方法 一两色素本来淡些 动物 10种必需氨基酸 提问 不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么 外切酶 氨肽酶 内切酶 限制性内切酶 外切酶 羧肽酶 最终产物 氨基酸 二 蛋白水解酶 胰蛋白酶 凝血酶 作用于精氨酸或赖氨酸的羧基形成的肽键 胰凝乳蛋白酶 枯草杆菌蛋白酶 水解芳香族氨基酸羧基形成的的肽键 胃蛋白酶 水解芳香族氨基酸氨基形成的的肽键 脯氨酰蛋白酶 水解脯氨酸的羧基形成的肽键 食物中蛋白质的消化吸收 三 蛋白质降解的反应机制 1 溶酶体无选择的降解蛋白质 游离于细胞质中 过于微小难以观察 小分子单元 白细胞杀菌 细胞自溶也与之有关 细胞如何有选择地降解 过期蛋白 而不影响细胞的正常功能 内源过期蛋白质 水解 氨基酸 2 泛肽识别降解的蛋白质 泛肽识别并在溶酶体中水解 泛肽作用机制 UCDEN Ubiquitin conjugatingenzyme 泛肽 连接的降解酶 泛肽的C末端羧基与蛋白质的赖氨酸的 氨基连接 第 节氨基酸的分解与转化 GeneralMetabolismofAminoAcid 氨基酸代谢库 metabolicpool 食物蛋白质 组织蛋白质 氧化供能 胺类 一 脱氨基作用 脱氨酶 NH3 酮酸 氧化脱氨基作用转氨基作用联合脱氨基作用非氧化脱氨基作用脱酰胺基作用 L 谷氨酸脱氢酶 1 氧化脱氨 脱氢氧化酶 酶 L 氨基酸氧化酶 FAD FMN D 氨基酸氧化酶 亚氨基酸不稳定 H2O H 水解加氧 脱氢 NH4 酮酸 本应是L aa氧化酶 大多数氨基酸都是L型 但该酶分布不普遍 活力低 pH 10 作用小 提问 哪种酶作用最重要L 谷氨酸脱氢酶 辅助因子 NAD 或NADP 催化L Glu氧化脱氨生成 酮戊二酸真核细胞中主要分布在线粒体基质 L 谷氨酸脱氢酶 NAD H2O NADH H NH4 谷氨酸 酮戊二酸 谷氨酸氧化脱氨 若外环境NH3大量进入细胞 或细胞内NH3大量积累 酮戊二酸大量转化NADPH大量消耗三羧酸循环中断 能量供应受阻 某些敏感器官 如神经 大脑 功能障碍 表现 语言障碍 视力模糊 昏迷 死亡 氨中毒原理 2 转氨基作用 特点 a 可逆 受平衡影响b 氨基大多转给了 酮戊二酸 产物谷氨酸 转氨酶 酮酸 氨基酸 酮酸 逆过程 酮戊二酸 提问 为什么多转给 酮戊二酸 答案 来源有保证 谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生 酮戊二酸 参与氨基转换的 酮酸主要是 酮戊二酸 其次是草酰乙酸 除Gly Lys Pro Thr不能转氨外 其他氨基酸都具有转氨作用 最常见作用最强的是谷丙转氨酶 谷草转氨酶 所有转氨酶的辅酶都是 磷酸吡哆醛 PLP 提示 肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多 是血液的100倍抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能肝组织受损破裂 肝细胞的转氨酶进入血液 结合乙肝抗原等指标进一步确定是什么原因引起的 查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢 转氨基本质上没有真正脱氨 3 联合脱氨 谷氨酸 L 谷氨酸脱氢酶 酮戊二酸 转氨酶 NH4 氨基酸 NAD H2O 酮酸 NH3 2H 转氨酶 L 谷氨酸脱氢酶联合脱氨作用这两种酶活性强 分布广 动物体内大部分通过此途径 转氨酶 嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用骨骼肌 心肌和脑组织主要以此途径为主 NADH H 腺苷酸琥珀酸 草酰乙酸 嘌呤核苷酸循环联合脱氨 NH3 天冬氨酸 次黄苷酸 H2O NH3 H2O 苹果酸 谷 草转氨酶 反应物 4 非氧化脱氨基作用 1 还原脱氨基作用2 脱水脱氨基作用3 由解氨酶催化的脱氨基作用 5 脱酰胺基作用 脱氨 H2O NH3 谷氨酰胺 谷氨酸 天冬酰胺与之类似 二 氨基酸的脱羧基作用 一 直接脱羧基作用脱羧酶氨基酸胺 二氧化碳 脱羧酶 只作用于L AA 除His脱羧酶不需辅酶 其他脱羧酶都以磷酸吡哆醛为辅酶 二 羟化脱羧基作用 O CO2Tyr多巴多巴胺生物碱 1 氨的代谢转变 1 重新合成氨基酸 2 生成谷氨酰胺和天冬酰胺 3 生成胺盐 三 氨基酸降解产物的去向 正常人血浆中的氨浓度一般不超过0 1mg 100mL主要通过丙氨酸和谷氨酰胺 2 NH3的转运 主要是肌肉 各组织细胞 脱氨 NH3 谷氨酸 酮戊二酸 谷氨酸 丙酮酸 丙氨酸 谷氨酰胺 血液 肝脏 脱氨 转化为排泄形式 提问 为什么以谷氨酰胺 丙氨酸转运氨呢 答案 经济性高效 一举两得 肌肉剧烈运动 丙酮酸 NH3 丙氨酸 糖异生 糖原 脱氨 酵解 蛋白质分解产能 水生生物直接扩散脱氨 NH3 陆生脊椎动物排尿素 各种生物根据安全 价廉的原则排氨 直接排氨 毒性大 不消耗能量 转化为排氨形式越复杂 越安全 但越耗能 体内水循环迅速 NH3浓度低 扩散流失快 毒性小 体内水循环较慢 NH3浓度较高 需要消耗能量使其转化为较简单 低毒的尿素形式 3 氨的排泄 鸟类 陆生爬虫排尿酸 均来自转氨 不溶于水 毒性很小 合成需要更多的能量 提问 为什么这类生物如此排氨 水循环太慢 保留水分同时不中毒得付出高能量代价 高等植物 以谷氨酰胺或天冬酰胺形式储存氨 不排氨 在哺乳动物中 有毒的氨在肝脏中转变为无毒的尿素后 经血液运送至肾 随尿排出体外 Krebs和他的学生KurtHenseleit共同提出尿素的鸟氨酸循环的环式代谢途径 4 鸟氨酸循环 HansKrebs1900 1981TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1953 尿素的形成 尿素循环 部位 肝脏细胞 氨基酸 外来的或自身的 酮戊二酸 转氨作用 谷氨酸 谷氨酸 酮戊二酸 NH4 CO2 2ADP Pi H 2ATP Pi 鸟氨酸 瓜氨酸 氨甲酰磷酸 瓜氨酸 天冬氨酸 氨 精氨琥珀酸 ATP AMP PPi 延胡索酸 鸟氨酸 精氨酸 H2O 尿素 消耗4ATP能量 记忆方法2个部位肝脏线粒体 胞液2个关键酶氨基甲酰磷酸合成酶 精氨酸代琥珀酸合成酶2个N尿素分子中2个N 1个来自NH3 1个来自天冬氨酸3个重要产物鸟氨酸 瓜氨酸 精氨酸4个ATP尿素合成是个耗能过程 每合成1分子尿素消耗4分子ATP 5 酮酸的代谢转变 1 合成氨基酸 2 进入TCA彻底氧化分解 3 转化为糖及脂肪 降解为乙酰CoA或乙酰乙酰CoA 生酮氨基酸降解为丙酮酸 酮戊二酸 琥珀酰CoA 延胡索酸 草酰乙酸的氨基酸 生糖氨基酸 生糖氨基酸 所有非必需氨基酸 Arg和His生酮氨基酸 亮氨酸生糖兼生酮氨基酸 异亮氨酸 色氨酸 苯丙氨酸 赖氨酸 酪氨酸 一两色本来老 碳骨架的氧化 乙酰乙酰CoA 苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸 丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸 丙酮酸 精氨酸组氨酸谷氨酰胺脯氨酸 谷氨酸 异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸苏氨酸 苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸 天冬酰胺谷氨酰胺 异亮氨酸亮氨酸色氨酸 第三节由氨基酸衍生物的其他化合物 自学 第4节氨基酸的合成 由糖代谢中间产物转化而来 蛋白质 氨基酸 非必需氨基酸 10种 糖 必需氨基酸 10种 酮体 动物 CO2 H2O 戊糖磷酸途径 葡萄糖 葡萄糖 6 磷酸 3磷酸 甘油酸 丙酮酸 三羧酸循环乙醛酸循环 核糖 5 磷酸 酵解 组氨酸 色氨酸苯丙氨酸酪氨酸 丝氨酸半胱氨酸甘氨酸 亮氨酸缬氨酸丙氨酸 草酰乙酸 酮戊二酸 天冬氨酸天冬酰胺甲硫氨酸苏氨酸异亮氨酸赖氨酸 微生物和植物可以合成所有类型氨基酸 谷氨酸谷氨酰胺精氨酸脯氨酸 一碳基团代谢 P284 在代谢过程中 某些化合物可以分解产生一个碳原子的基团 称 一碳单位 或 一碳基团 许多氨基酸都可作为一碳单位的供体 Gly Met His Ser常见的一碳单位 亚氨甲基 CH NH甲酰基 CHO甲基 CH3羟甲基 CH2OH亚甲基 CH2 次甲基 CH SO42 P286 3 磷酸腺苷 5 磷酸硫酸 腺苷 5 磷酸硫酸 SO42 还原 P286 本章小结 1 蛋白质在动物与人体的消化道分解成氨基酸 2 氨基酸的脱氨基作用包括 氧化脱氨 转氨和联合脱氨 3 尿素循环 1 不是人体的营养必需氨基酸的是A 苯丙氨酸B 蛋氨酸C 谷氨酸D 色氨酸E 苏氨酸2 不出现在蛋白质的氨基酸A 半胱氨酸B 胱氨酸C 瓜氨酸D 精氨酸E 赖氨酸 生物体内氨基酸脱氨基作用的主要方式A 氧化脱氨B 还原脱氨C 直接脱氨D 转氨基E 联合脱氨基 与下列 氨基酸相应的 酮酸 何者是三羧酸循环的中间产物A 丙氨