第八章蛋白质降解和氨基酸代谢

蛋白质营养氮平衡(nitrogenbalance)生理需要量：成人每日最低蛋白质需要量为30－50g，我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的数量、种类、比例目前一页\总数三十七页\编于十六点真核生物中蛋白质的降解有两条途径

溶酶体内降解过程依赖泛素(ubiquitin)的降解过程依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白目前二页\总数三十七页\编于十六点溶酶体途径主要降解经胞吞进入细胞中的胞外蛋白质五十多种水解酶微酸性pH（5）没有选择性，主要降解外源蛋白、膜蛋白及长寿命的细胞内蛋白目前三页\总数三十七页\编于十六点76个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)，普遍存在于真核生物中，一级结构高度保守1975年从小牛的胰脏中分离出来的。80年代初，发现它有调节蛋白质死亡的作用，才称它为“死亡标签”。切哈诺沃、赫尔什科和罗斯获得2004年度诺贝尔奖。泛素（ubiquitin）简介目前四页\总数三十七页\编于十六点1.泛素化(ubiquitination)

泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活。涉及EI、E2、E3。典型的哺乳动物体内都含有一种或数种不同的EI，几十种E2和几百种不同的E3E3是决定细胞中哪一种蛋白质需要在蛋白酶体中被“处死”的决策者泛素介导的蛋白质降解过程

目前五页\总数三十七页\编于十六点蛋白酶体(proteasome)对泛素化蛋白质的降解细胞中30％以上的新合成蛋白质是经过蛋白酶体降解的泛素分子链则是开启蛋白酶体这个“垃圾桶”的“钥匙”进入蛋白酶体的蛋白质，经过处理会分解成7～9个氨基酸的短链一个人体细胞含有３万个蛋白酶体泛素介导的蛋白质降解过程

目前六页\总数三十七页\编于十六点E1类酶激活泛素（需ATP）泛素转移至E2类酶E3类酶具有特异性，可以识别目标蛋白质，与目标蛋白质接近的E2-泛素复合体将泛素转移至目标蛋白质；E3类酶释放出被泛素标记的蛋白被标记的蛋白尾端形成一小段泛素分子链；泛素分子链在蛋白酶体的端口被识别并脱离蛋白质，目标蛋白质进入蛋白酶复合体的桶状通道最终降解为缩氨酸并由另一端口释放出去。目前七页\总数三十七页\编于十六点二：氨基酸分解的核心在于脱氨目前八页\总数三十七页\编于十六点催化氨基酸直接脱氨的酶催化氧化脱氨的酶黄素蛋白：Ｌ-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶吡啶蛋白：Glu脱氢酶非氧化脱氨。水解、脱水、加氢、脱硫化氢等目前九页\总数三十七页\编于十六点仅L-谷氨酸脱氢酶有明显的生理活性在氨基酸代谢中起重要作用的脱氨酶是L-谷氨酸脱氢酶。是一种变构酶，GTP、ATP是变构抑制剂目前十页\总数三十七页\编于十六点氨基酸代谢的枢纽——转氨在转氨酶（aminotransferase）的催化下，α-氨基酸和α-酮酸之间发生的氨基转移反应其中一个底物对为α-酮戊二酸/Glu除Gly、Lys、Thr、Pro、HO-Pro外目前十一页\总数三十七页\编于十六点转氨机理H2O目前十二页\总数三十七页\编于十六点转氨基作用的主要生物学意义在于转氨不脱氨，避免了氨对代谢的干扰。转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。转氨作用的生理意义目前十三页\总数三十七页\编于十六点联合脱氨氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD(P)+转氨酶NH3+NAD(P)HL-谷氨酸脱氢酶联合脱氨：转氨与脱氨两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸的过程。目前十四页\总数三十七页\编于十六点嘌呤核苷酸循环苹果酸腺苷酸代琥珀酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸谷氨酸α-酮酸转氨酶1草酰乙酸天冬氨酸转氨酶2主要在肌肉组织进行。腺苷酸脱氢酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)目前十五页\总数三十七页\编于十六点高浓度的氨对高等动物具有毒性高等动物的大脑对氨极敏感，血中1%的氨会引起中枢神经中毒氨中毒的机理：在脑细胞的线粒体大量消耗α-酮戊二酸等目前十六页\总数三十七页\编于十六点氨的排泄排氨动物（水生如鱼类）尿素形成（陆栖高等动物和两栖类）排尿酸动物（如陆生爬虫类和鸟类）目前十七页\总数三十七页\编于十六点氨的转运尿素循环发生于肝脏，其他部位“脱下”的氨被转运到肝脏丙氨酸-葡萄糖循环（Ala-Glccycle）谷氨酰胺的运氨作用目前十八页\总数三十七页\编于十六点丙氨酸-葡萄糖循环肌肉目前十九页\总数三十七页\编于十六点谷氨酰胺的运氨作用氨的运转主要通过Gln，动物细胞内由Gln合成酶催化Glu与氨结合，生成Gln谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶目前二十页\总数三十七页\编于十六点尿素循环主要在肝细胞的线粒体及胞液中。占排氮总量80—90%；生理意义：把有毒的NH3转化成无毒的尿素，排除体外，使血NH3浓度低、稳定。目前二十一页\总数三十七页\编于十六点氨的活化——氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反应在线粒体中进行目前二十二页\总数三十七页\编于十六点尿素循环目前二十三页\总数三十七页\编于十六点尿素循环目前二十四页\总数三十七页\编于十六点尿素循环小结原料：2分子氨，一个来自于NH4＋，另一个来自天冬氨酸。过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行。耗能：3个ATP，4个高能磷酸键。目前二十五页\总数三十七页\编于十六点草酰乙酸磷酸烯醇式酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸组氨酸脯氨酸异亮氨酸亮氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸葡萄糖柠檬酸氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径目前二十六页\总数三十七页\编于十六点生糖氨基酸与生酮氨基酸目前二十七页\总数三十七页\编于十六点氨基酸与一碳单位将具有一个碳原子的基团称为“一碳单位”。如—CH=NH；HCO—；—CH2OH；—CH2—；—CH3，—CH=等等。四氢叶酸（FH4）是一碳单位的主要转移载体。一碳单位的生理意义：（1）与氨基酸代谢密切相关；（2）参与嘌呤和嘧啶的生物合成以及S—腺苷甲硫氨酸的生物合成；（3）是生物体各种化合物甲基化的甲基来源；目前二十八页\总数三十七页\编于十六点一碳单位及其载体目前二十九页\总数三十七页\编于十六点氨基酸合成的主要原料来自糖代谢目前三十页\总数三十七页\编于十六点目前三十一页\总数三十七页\编于十六点必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸(essentialaminoacid)指体内需要而又不能自身合成，必须由食物供给的氨基酸，共有8种：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其余12种氨基酸体内可以合成，称非必需氨基酸目前三十二页\总数三十七页\编于十六点氨基酸代谢小结目前三十三页\总数三十七页\编于十六点生