蛋白质的降解和氨基酸代谢

1、蛋白质的消化蛋白质的消化 蛋白酶蛋白酶 （肽酶）（肽酶）肽链内切酶肽链内切酶肽链外切酶肽链外切酶二肽酶二肽酶组织蛋白酶组织蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶: :水解芳香族氨基酸的水解芳香族氨基酸的NHNH2 2形成的肽键。形成的肽键。胰蛋白酶胰蛋白酶: :水解碱性氨基酸的水解碱性氨基酸的COOHCOOH形成的肽键。形成的肽键。胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶: :水解芳香族氨基酸的水解芳香族氨基酸的COOHCOOH形成的肽键。形成的肽键。氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶蛋白酶的种类和专一性蛋白酶的种类和专一性: :血液氨基酸血液氨基酸组织氨基酸组织氨基酸(AA代谢库代谢库)食物蛋白食物蛋白体内合成的体内合成的 非必需非

2、必需AAAA组织蛋白组织蛋白 其他含氮物其他含氮物( (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等) )胺类胺类CO2(脱羧脱羧) 其他含氮物其他含氮物 氨氨 -酮酸酮酸 糖糖谷氨酰胺谷氨酰胺 尿素尿素 CO2+H2O 脂肪脂肪脱脱 氨氨 基基TCA氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用: :1.1.氧化脱氨基氧化脱氨基2.2.转氨基转氨基3.3.联合脱氨基联合脱氨基( (最重要最重要) )4.4.嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环转氨基作用中的转氨基作用中的氨基传递过程氨基传递过程 -氨基酸氨基酸的氨基通过酶的催化的氨基通过酶的催化, ,转移至转移至-酮酸酮酸 的酮基上的酮基上, ,生成相

3、应生成相应的氨基酸的氨基酸; ;原来的原来的-氨基酸则转变成相应的氨基酸则转变成相应的-酮酸酮酸 。N CHO HO CH2OH3CN CH2NH2 HO CH2OH3CPP R1H-C-NH2 COOHR1C=OCOOH R2H-C-NH2 COOHR2C=OCOOHAA磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛( (氨基传递体氨基传递体) )AA-酮酸酮酸磷酸吡哆胺磷酸吡哆胺-酮酸酮酸 CH3H-C-NH2 COOH COOH（CH2）2 C=O COOH CH3 C=O COOH COOH（CH2）2 HC-NH2 COOH+ 丙氨酸丙氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 丙酮酸丙酮酸 谷氨酸谷氨酸GPT：催化谷氨酸与丙

4、酮酸之间的转氨作用；急催化谷氨酸与丙酮酸之间的转氨作用；急 性肝炎时血清性肝炎时血清中的中的活性显著增高。活性显著增高。GPT重要的转氨酶重要的转氨酶: : GPT( (谷丙转氨酶谷丙转氨酶) ) COOH CH2H-C-NH2 COOH COOH（CH2）2 C=O COOH+GOT COOH CH2 C=O COOH COOH（CH2）2 HC-NH2 COOH 天冬氨酸天冬氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸 谷氨酸谷氨酸GOT：催化谷氨酸与催化谷氨酸与草酰乙酸草酰乙酸之间的转氨作用；心之间的转氨作用；心肌梗塞时血清含量明显增高肌梗塞时血清含量明显增高. .重要的转氨酶重要的转氨酶

5、: : GOT( (谷草转氨酶谷草转氨酶) ) + COOH CH2 CH2 H-C-NH2 COOH COOH CH2 CH2 C=NH COOH COOH CH2 CH2 C=O COOHNAD+ NADH H2O NH3L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸 亚谷氨酸亚谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸 水解水解氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 氨基酸在氨基酸氧化酶作用下脱氢生成亚氨基氨基酸在氨基酸氧化酶作用下脱氢生成亚氨基酸酸, ,后者再水解成后者再水解成NHNH3 3和和-酮酸的过程酮酸的过程. . 重要的酶重要的酶: : L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 RH-C-NH2 COOHAA

6、COOH（CH2）2 C=O COOHRC=OCOOH-酮酸酮酸 COOH（CH2）2 HC-NH2 COOH-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸转氨酶转氨酶NH3 + NADHNAD+ +H2OL-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 -氨基酸氨基酸与与-酮戊二酸酮戊二酸进进行转氨基作用，生成相应的行转氨基作用，生成相应的-酮酸酮酸和和谷氨酸谷氨酸，后者在谷氨酸，后者在谷氨酸脱氢酶作用下脱去氨基生成脱氢酶作用下脱去氨基生成-酮戊二酸酮戊二酸和和NHNH3 3。联合脱氨基作用联合脱氨基作用联合脱氨基作用的特点联合脱氨基作用的特点1.1.转氨基作用与转氨基作用与谷氨酸脱氢酶催化的氧化脱谷氨酸脱氢酶催化的氧化脱 氨

7、基作用偶联。氨基作用偶联。2.2.联合脱氨基的结果有游离氨产生。联合脱氨基的结果有游离氨产生。3.3.既是脱氨的方式，也是合成非必需氨基酸既是脱氨的方式，也是合成非必需氨基酸 的重要途径。的重要途径。4.4.主要存在于肝、肾、脑组织中。主要存在于肝、肾、脑组织中。嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环存在于肌肉组织中的另一种氨基酸脱氨基作用。存在于肌肉组织中的另一种氨基酸脱氨基作用。氨基酸氨基酸 -酮戊二酸酮戊二酸 天冬氨酸天冬氨酸 IMP NH3-酮酸酮酸 谷氨酸谷氨酸 草酰乙酸草酰乙酸 延胡索酸延胡索酸 AMP H2O苹果酸苹果酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶氨基酸的脱羧基作

8、用：氨基酸的脱羧基作用：NHNH2 2CHRCOOHCHRCOOHRCHRCH2 2NHNH2 2 + CO + CO2 2谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸天冬氨酸天冬氨酸-丙氨酸丙氨酸组氨酸组氨酸组胺组胺伯胺伯胺氨基酸脱羧酶氨基酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶天冬氨酸脱羧酶天冬氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶氨的去路氨的去路1.1.尿素的生成尿素的生成2.2.酰胺的生成酰胺的生成3.3.以丙氨酸的形式转运以丙氨酸的形式转运不同动物转化不同动物转化NH NH 的终产物的终产物水生动物水生动物 排排NHNH3 3两栖类两栖类 尿素尿素鸟类、爬虫类鸟类、爬虫类 尿酸尿酸哺乳动物哺乳动物 尿素尿素3

9、 3氨基酸分解产物的代谢氨基酸分解产物的代谢尿素的生成尿素的生成: : 是正常情况下体内氨的主要去路。是正常情况下体内氨的主要去路。主要在肝内合成无毒的主要在肝内合成无毒的尿素尿素，然后由肾排出。，然后由肾排出。也是肝解毒功能之一。也是肝解毒功能之一。 19321932年德国学者克雷布斯（年德国学者克雷布斯（KrebsKrebs）等首）等首先提出尿素生成的先提出尿素生成的鸟氨酸循环鸟氨酸循环学说。学说。鸟氨酸循环过程鸟氨酸循环过程A. A. 氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（肝）（肝）N-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸，Mg2+

10、2+NH2 -C-O-P=O + 2ADP + PiOOHOH（CPS-I）(AGA)氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸B. B. 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成NH2CO PO NH2（CH2）3 CHNH2 COOHOCT NH2 C=O NH（CH2) )3 CH-NH2 COOH+H3PO4氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸瓜氨酸 OCT：鸟氨酸氨基甲酰转移酶（线粒体）鸟氨酸氨基甲酰转移酶（线粒体）C. C. 精氨酸的合成精氨酸的合成 NH2 C=O NH（CH2）3 CH-NH2 COOHCOOHCH-NH2CH2COOH精氨琥珀酸合成酶（胞液）精氨琥珀酸合成酶（胞液）ATP AMP+P

11、Pi H2O+ NH2 COOH C= N C -H NH CH2（CH2）3 COOH CH-NH2 COOH瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸裂合酶精氨琥珀酸裂合酶 NH2 C=NH NH（CH2）3 CH-NH2 COOH+COOHCHCHCOOH精氨酸精氨酸 延胡索酸延胡索酸D. D. 精氨酸水解生成尿素精氨酸水解生成尿素 NH2 C=NH NH（CH2）3 CH-NH2 COOH精氨酸酶精氨酸酶+H2ONH2C=ONH2 NH2（CH2）3 CHNH2 COOH精氨酸精氨酸 尿素尿素 鸟氨酸鸟氨酸+NH3+CO2+H2O2ATP2ADP+2Pi氨基甲酰磷酸氨基

12、甲酰磷酸鸟氨酸鸟氨酸 瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸 天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPi精氨琥珀酸精氨琥珀酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸+H2O尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸Pi鸟氨酸循环鸟氨酸循环线粒体线粒体尿素合成小结尿素合成小结1.1.原料原料: :NHNH3 3、COCO2 2 2. 2.产物产物: :尿素尿素3.3.过程过程: :鸟氨酸循环鸟氨酸循环 4.4.部位部位: :肝肝5.5.排泄排泄: :肾肾 6.6.意义意义: :解毒解毒7.7.总反应式总反应式: :2NH3 + CO2 + 3ATP + 3H2OCO（NH2）2 + 2ADP + AMP + 2Pi + PPi酰胺的生成酰胺的生成: :Glu + NH3 + ATP Gln + ADP + Pi Asp + NH3 + ATP Asn + ADP + Pi 氨的去路除了以尿素的形式排出体外之外，还可以酰氨的去路除了以尿素的形式排出体外之外，还可以酰胺的形式储藏于体内。如在谷氨酰胺合成酶和天冬酰胺合胺的形式储藏于体内。如在谷氨酰胺合成酶和天冬酰胺合成酶的催化下，氨分别与谷氨酸和天冬氨酸作用生成谷氨成酶的催化下，氨分别与谷氨酸和天冬氨酸作用生成谷氨酰胺和天冬酰胺。酰胺和天冬酰胺。葡萄糖葡萄糖- -丙氨酸循环丙氨酸循环氨基酸分解产物的代谢氨基酸分解产物的代谢-酮酸的代谢酮酸的代谢1.1.经氨基化作用生成非必需氨