三、蛋白质代谢

三 蛋白质代谢 一 蛋白质的概念和生物学意义 1 概念 是由许多不同的 氨基酸按一定的序列通过酰胺键 肽键 缩合而成的 具有较稳定的构象并具有一定生物功能的大分子 2 生物学意义 二 蛋白质的元素组成 C 50 55 H 6 8 O 20 23 N 15 18 S 0 4 三 蛋白质的氨基酸组成 氨基酸 AA 蛋白质的基本组成单位 所有蛋白质都由20种标准氨基酸组成 侧链R基种类 2 氨基酸的分类 3 氨基酸的酸碱性质 酸碱基团 溶液环境对氨基酸解离的影响 酸性环境 碱性环境 氨基酸的等电点 当氨基酸分子的正负电荷数相等即净电荷为零时 溶液的pH值称为该氨基酸的等电点 pI 氨基酸等电点的确定 1 酸碱滴定 滴定曲线 2 根据pK值 该基团在此pH一半解离 计算 等电点等于两性离子两侧pK值的算术平均数 四 蛋白质的合成 1 概述 蛋白质合成结构图 密码子 2 参与蛋白质合成的三类RNA及核糖体 1 rRNA与蛋白质构成核糖体 蛋白质合成 工厂 核糖体的基本功能结合mRNA 在mRNA上选择适当的区域开始翻译密码子 mRNA 和反密码子 tRNA 的正确配对肽键的形成 2 tRNA及反密码子结合氨基酸 一种氨基酸有几种tRNA携带 结合需要ATP供能 氨基酸结合在tRNA3 CCA的位置 反密码子 每种tRNA的反密码子 决定了所带氨基酸能准确的在mRNA上对号入座 摆动配对 反密码子与mRNA的第三个核苷酸配对时 不严格遵从碱基配对原则 UAU mRNA 3 5 摆动配对 反密码子 特点 一种tRNA只能携带一种氨基酸一种氨基酸有多种tRNA携带转运 甲硫氨酸 半胱氨酸 3 mRNA与遗传密码 密码子 mRNA上决定一个氨基酸的3个相邻的碱基组成 mRNA 蛋白质 密码子种类 43 64种 特点 一种密码子只能决定一种氨基酸 一种氨基酸可以由多种密码子决定 决定氨基酸的密码子种类 43 64 3 61种 5 3 蛋白质合成时 mRNA结合于核糖体小亚基上 大亚基结合带氨基酸的tRNA tRNA的反密码子与mRNA密码子配对 ATP供能 合成蛋白质 5 3 3 蛋白质生物合成过程 以mRNA为模板 氨基酸经活化获得的氨酰tRNA为原料 GTP ATP供能 在核糖体中完成 DNA 基因 mRNA 信使RNA 转录 细胞核内 蛋白质 表现生物性状 翻译 核糖体上 传递遗传信息 携带遗传信息 表达遗传信息 1 转录 转录 DNA 基因 mRNA 信使RNA 在细胞核内 以DNA的一条链为模板 按照碱基互补配对原则 合成一条信使RNA的过程叫转录 场所 细胞核内 原料 核内游离的核糖核苷酸 模板 DNA的一条链 原则 碱基互补配对 模板链 酶 解旋酶 RNA聚合酶 能量 ATP 结果 形成一条mRNA 含有遗传信息 2 翻译 mRNA与蛋白质的共性 蛋白质 mRNA 共性 都是由基本单位组成 呈 线性排列 概念 在细胞质中的核糖体上 以mRNA为模板 合成具有一定氨基酸顺序的蛋白质的过程 氨基酸的活化 第一步反应 氨基酸 ATP E 氨基酰 AMP E PPi 第二步反应 氨基酰 AMP E tRNA 氨基酰 tRNA AMP E E 氨酰tRNA合成酶 氨基酸活化的总反应式 氨基酸 ATP tRNA H2O氨基酰 tRNA合成酶 20多种 氨基酰 tRNA AMP PPi 每一种氨基酸至少有一种对应的氨基酰 tRNA合成酶 它既催化氨基酸与ATP的作用 也催化氨基酰基转移到tRNA 氨基酰 tRNA合成酶具有高度的专一性 每一种氨基酰 tRNA合成酶只能识别一种相应的tRNA tRNA分子能接受相应的氨基酸 决定于它特有的碱基顺序 而这种碱基顺序能够被氨基酰 tRNA合成酶所识别 在核糖体上合成肽链 氨基酰 tRNA通过反密码臂上的三联体反密码子识别mRNA上相应的遗传密码 并将所携带的氨基酸按mRNA遗传密码的顺序安置在特定的位置 最后在核糖体中合成肽链 肽链的合成过程 以真核细胞为例 起始 氨基酸的活化和转运延伸 进位 转肽 移位终止与释放 释放肽链 起始 起始 起始 进位 转肽 移位 终止 释放 蛋白质合成过程小结 肽链合成方向NC以mRNA的5 3 方向阅读遗传密码该合成过程是一个耗能过程 4 肽链合成后的 加工处理 N端改造 切除蛋氨酸信号肽 能透膜 进行蛋白质的锚定 的切除氨基酸的修饰 改造肽链内或肽链间的二硫键的形成 乙酰化 甲基化氨基酸残基的修饰4 糖基化5 某些多肽要经特殊的酶切一段肽链后才有生物活性 如 胰岛素 四 蛋白质的代谢 1 氮平衡 1 氮的总平衡 摄入氮 排出氮 成年人 2 氮的正平衡 摄入氮 排出氮 儿童 3 氮的负平衡 摄入氮 排出氮 老年人 2 蛋白质的营养价值必需氨基酸 不能合成 必须由食物供给 缬氨酸 亮氨酸 异亮氨酸 苏氨酸 赖氨酸 色氨酸 苯丙氨酸和甲硫氨酸 非必需氨基酸 人体内能合成 3 蛋白质的消化 胃中的消化 胃蛋白酶 pH 1 5 2 5 小肠中的消化 胰蛋白酶 肠肽酶 4 氨基酸代谢 1 脱氨基作用 RCHNH2COOH氨基酸 NH3氨 2 氨基转换作用 3 联合脱氨作用转氨基和氧化脱氨基联合进行脱氨 六 氨的代谢 a 再合成AAb 成酰胺c 生成尿素排泄 鸟氨酸 尿素 循环 氨基酸代谢概况 氨基