第八章 蛋白质的酶促降解和AA代谢

1、第八章第八章 蛋白质的酶促蛋白质的酶促 降解和降解和AA代谢代谢第一节第一节 蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解第二节第二节 AA的分解与转化的分解与转化 第八章第八章 蛋白质的酶促蛋白质的酶促 降解和降解和AA代谢代谢第一节第一节 蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解食物中摄取的蛋白质组成机体细胞的蛋白质 水解酶 AA 细胞内合成的蛋白质 肽酶、蛋白酶一、肽酶一、肽酶 肽酶：可分别从多肽链的游离羧基端或游离氨基端逐个水解AA的酶。 氨肽酶：从多肽链氨基端逐个水解AA的酶。 羧肽酶 羧肽酶 A：水解中性AA为羧基 末端的肽键 羧肽酶 B：水解碱性AA为羧基 末端的肽键二、蛋白酶蛋白酶又称肽链内切酶，

2、它能水解肽链内部的肽键，使蛋白质多肽链水解为许多小肽段胃蛋白酶：水解由芳香族AA的-NH2形成的肽键胰凝乳蛋白酶：水解由芳香族AA的-COOH形成的肽键 嗜热菌蛋白酶：水解由非极性AA的-NH2形成的肽键 溴化氰：水解由Met的COOH形成的肽键 胰蛋白酶；水解由Lys、Arg等碱性AA的COOH形成的肽键 O O OH2NCHCNCHCNCHCNCH R1 H R2 H R3 H R4 氨 胃 芳 胰凝 非 肽 蛋 香 乳蛋 极 酶 白 族 白酶 性 酶 AA AA嗜热菌蛋白酶 O O O OCNCHCNCHCNCHCNCHCOOH H R5 H R6 H R7 H Rn Met 碱性A A

3、LysArg胰蛋白酶溴化氰羧肽酶回首页第二节第二节 AA的分解与转化的分解与转化 AA的共同代谢途径： RCCOOH + NH3RCHCOOH O NH2 RCH2NH2 + CO2脱氨基氨基作用脱脱羧基作用作用一、脱氨基作用一、脱氨基作用L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾脏，（活性低，分布于肝及肾脏， 辅基为辅基为FMN） D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性强，但体内（活性强，但体内D-氨基酸少，氨基酸少， 辅基为辅基为FAD）氨基酸氧化脱氨的主要酶：氨基酸氧化脱氨的主要酶：L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 （辅酶为（辅酶为NAD+或或NADP+）1. 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作

4、用RCHCOOH + O2 + H2O D或LAA氧化E NH2 O RCCOOH + NH3 + H2O2（存在于动物肝、肾和某些细菌、真菌中）COOH COOHCHNH2 C=OCH2 + H2O 谷氨酸脱氢酶 CH2 + NH3CH2 NAD(P)+ NADPH CH2COOH +H+ COOH谷氨酸 a酮戊二酸谷氨酸脱氢酶是主要的脱氢酶，专一性很强。二、转氨基作用二、转氨基作用 氨基酸在转氨酶氨基酸在转氨酶(transaminase)的作用下，可的作用下，可逆的将其氨基转移给逆的将其氨基转移给-酮酸，结果氨基酸转变酮酸，结果氨基酸转变成成-酮酸，而原来的酮酸，而原来的-酮酸接受氨基转变

5、成另酮酸接受氨基转变成另一种氨基酸，此反应称为转氨基作用。一种氨基酸，此反应称为转氨基作用。ALT谷丙转氨酶谷丙转氨酶( (glutamic pyruvic transaminase,GPT) 实验证明，除Lys、Arg和Thr外，其余L-AA都可以经转氨酶的转氨作用形成，且大多数转氨酶都需Glu作为氨基的供体，所以Glu是AA的转换站。AST 谷草转氨酶谷草转氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT) 辅酶是磷酸吡哆醛辅酶是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺和磷酸吡哆胺(V(VB6B6) )。3、联合脱氨基作用、联合脱氨基作用（生物体脱氨基的主要形式）（生物体脱氨

6、基的主要形式） 类型(1)(1)、转氨酶与、转氨酶与L-L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联谷氨酸脱氢酶作用相偶联(2)(2)、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 COOHR (CH2)2 NH3+NADH+H+CHNH2 C=O (或NADPH+H+)COOH COOH 转氨酶 COOH L谷氨酸脱氢酶R (CH2)2 C=O CHNH2 NAD+ (或NADP+)+H2OCOOH COOH(1)(1)转氨转氨E E谷氨酸脱氢谷氨酸脱氢E E的联合脱氨作用的联合脱氨作用( (肝、肾）肝、肾）(2)：转氨转氨E嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用（心肌、骨

7、骼肌、脑）（心肌、骨骼肌、脑）4、非氧化脱氨基作用：大多数在微生物中进行（1）直接脱氨基作用：苯丙氨酸解氨酶（PAL）（2）还原脱氨基作用NH2R-CH-COOH + 2H 氢化酶 R-CH2-COOH + NH3（3）脱水脱氨基作用CH2OH CH3CH-NH2 丝氨酸脱水酶 C=O + NH3 + H2OCOOH COOH5、脱酰氨基作用二、脱羧基作用二、脱羧基作用1、直接脱羧基作用 AA脱羧E广泛存在于生物体内，以磷酸吡哆醛为辅酶。（1）Glu脱羧COOH COOH(CH2)2 Glu脱羧E (CH2)2 CHNH2 CO2 CHNH2COOH Y-氨基丁酸 Y-氨基丁酸是抑制性神经递质

8、，在水稻抗虫品种中，Glu脱羧酶活性很高，产生较多的Y-氨基丁酸，它对昆虫神经系统的传导有阻滞作用，抗虫。脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛，生成的胺具有重要的生理作用。（2）Ser的脱羧(3) Lys、鸟氨酸的脱羧（4 4）TrpTrp的脱羧的脱羧2、羟化脱羧基作用Tyr在酪氨酸酶的作用下发生羟化生成多巴氧化成黑色素。多巴脱羧生成多巴胺,在植物体内可以由这二个化合物转变成生物碱、吗啡、秋水仙碱植物加倍,抑制细胞的有丝分裂。三、三、AA降解产物的去向降解产物的去向（一）氨的代谢转变（一）氨的代谢转变 在正常情况下细胞中游离氨浓度非常低 1、重新合成AA：不能增加AA数量，能改变AA种类 2、生成酰胺：酰

9、胺是生物体贮藏和运输氨的主要形式；解除氨毒3、生成铵盐：保证细胞内正常的pH 4、经鸟氨酸循环，合成尿素，排出体外 在哺乳动物体内，氨的主要去路是在肝脏中合成尿素并随尿排出体外。 H2N2NH3 + CO2 + 3ATP + 3H2O C=O + 2ADP + H2N AMP + 4Pi 氨的排泄氨的排泄水生生物直接扩散脱氨水生生物直接扩散脱氨（NH3）哺乳、两栖动物排尿素哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、价廉的原则排氨各种生物根据安全、价廉的原则排氨直接排氨，不消耗能量；排氨形式越复杂、越耗能？体内水循环迅速，体内水循环迅速，NHNH3 3浓度低，扩散流失快，浓度低，扩散流失快，毒性小。

10、毒性小。CONH2NH2？体内水循环较慢，体内水循环较慢，NHNH3 3浓度较高，需要消耗浓度较高，需要消耗能量使其转化为较简能量使其转化为较简单，低毒的尿素形式。单，低毒的尿素形式。NNNNOOO-鸟类、爬虫排尿酸均来自转均来自转氨氨不溶于水不溶于水毒性很小毒性很小需更多能量需更多能量为什么这类生物如此排氨？为什么这类生物如此排氨？水循环太慢，水循环太慢，保留水分同时不中毒保留水分同时不中毒，付出高能量代价，付出高能量代价。高等植物，高等植物，以以Gln/Asn形式形式储存氨储存氨，不排氨。，不排氨。尿素尿素( (urea)urea)的生成的生成 在植物体内也有尿素的生成，植物体中含有脲酶，

11、能将尿素水解：H2N C=O + H2O 脲酶 2NH3 + CO2H2N生成的氨可再循环利用。（二）（二）a-a-酮酸的代谢转变酮酸的代谢转变 1、还原氨基化合成新AA 2、转变为糖和脂肪 生糖AA：在生物体内可以转变为糖的AA，代谢终产物为丙酮酸或TCA循环的有机酸。 生酮AA：在生物体内可以转变为酮体的AA，代谢终产物为乙酰CoA或乙酰乙酰CoA 。（只有Leu、Lys是纯粹生酮的） 3、氧化为CO2和H2O碳骨架的氧化异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸

12、苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺（三）脱羧基产物的转化（三）脱羧基产物的转化胺：生理活性物质Lys尸胺（戊二胺）鸟AA腐胺（丁二胺）精胺、亚精胺 Trp色胺吲哚乙酸Ser乙醇胺胆碱卵磷脂 脑磷脂Cys-巯基乙胺Asp-丙氨酸CoA 、 ACP 氨基酸 脱羧 CO2 + 胺 氨基化 脱氨 NH3 a-酮酸新AA 酰胺 胺盐 尿素 糖

13、 CO2+H2O 脂肪返回本章复习要点：本章复习要点：1 氨基酸主要的脱氨基的方式包括哪些？理解其概念？2 维生素B6在生物体能的主要功能？3 理解生物体能氨基酸代谢的主要途径？习题1谷丙转氨酶的辅基是（ ） A、吡哆醛 B、磷酸吡哆醇 C、磷酸吡哆醛 D、吡哆胺 E、磷酸吡哆胺2植物生长激素-吲哚乙酸可由氨基酸脱去羧基后一步转变而成，该种氨基酸是（ ） A、苯丙氨酸 B、色氨酸 C、组氨酸 D、精氨酸3下列过程不能脱去氨基的是（ ） A、联合脱氨基作用 B、氧化脱氨基作用 C、嘌呤核甘酸循环 D、转氨基作用4以丙氨基为例说明生糖氨基本转变成糖的过程。5计算1mol的丙氨酸在植物或动物体内彻底

14、氧化可产生多个摩尔的ATP。复习题 1紫外吸收法（280nm）定量测定蛋白质时其主要依据是因为大多数可溶性蛋白质分子中含有 , , 。2蛋白质结构中主键称为 键，次级键有 、 、 、 、 ；次级键中属于共价键的是 键。3蛋白质二级结构的基本类型有 、 、 和 。其作用力为 。4在适当浓度的-巯基乙醇和8M脲溶液中，RNase（牛）丧失原有活性。这主要是因为RNA酶的 被破坏造成的。其中-巯基乙醇可使RNA酶分子中的 键破坏。而8M脲可使 键破坏。当用透析方法去除-巯基乙醇和脲的情况下，RNA酶又恢复原有催化功能，这种现象称为 。5精氨酸的Pk1=2.17、Pk2=9.04（-NH3）PkR=12.48（胍基），求pI=（ ） A、1/2(2.17+9.04) B、1/2(2.17+12.48) C、1/2(9.04+12.48) D、1/3