蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢

蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢第一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二第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。外源蛋白质第二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二一、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种必需氨基酸第三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二提问：不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么？NH3+—

NH3+—COO-—COO-—外切酶—氨肽酶随机内切酶特定氨基酸间限制性内切酶外切酶—羧肽酶最终产物—氨基酸二、蛋白水解酶第四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二胰蛋白酶、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。第五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二食物中蛋白质的消化吸收第六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二三、蛋白质降解的反应机制1、溶酶体无选择的降解蛋白质第七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二蛋白质50~500nm50种水解酶单层膜游离于细胞质中，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第八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二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第九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二泛肽作用机制过期蛋白质泛肽复合体UCDEN氨基酸泛肽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ε—氨基连接

第十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二被标记后的内源蛋白质50~500nm各种蛋白水解酶双层膜游离于细胞质中，过于微小难以观察小分子单元溶酶体第十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二第２节氨基酸的分解与转化第十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二GeneralMetabolismofAminoAcid氨基酸代谢库(metabolicpool)食物蛋白质消化吸收组织蛋白质合成分解合成脱氨基作用NH3α-

酮酸尿素糖氧化供能酮体脱羧基作用CO2胺类其他含氮化合物(purine,pyrimide)转变第十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二一、脱氨基作用脱氨酶NH3？OO

α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第十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二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-氨基酸氧化酶酶2H+H+亚氨基酸不稳定H2O+H+水解加氧脱氢NH4+α-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？213852598508第十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二L-谷氨酸脱氢酶辅助因子：NAD+或NADP+催化L-Glu氧化脱氨生成α-酮戊二酸真核细胞中主要分布在线粒体基质第十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二有毒！L-谷氨酸脱氢酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸氧化脱氨第十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二若外环境NH3大量进入细胞，或细胞内NH3大量积累α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。三羧酸循环丙酮酸α酮戊二酸氨中毒原理L-谷氨酸脱氢酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸？第十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二2.转氨基作用特点：a.可逆，受平衡影响

b.氨基大多转给了α-酮戊二酸（产物谷氨酸）转氨酶α-氨基酸

α-酮酸

α-氨基酸α-酮酸逆过程交换三羧酸循环丙酮酸α酮戊二酸提问：为什么多转给α-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α-酮戊二酸。第十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二参与氨基转换的α酮酸主要是α—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）第二十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二第二十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二提示：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。第二十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二产物反应物3.联合脱氨谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶α-酮戊二酸转氨酶NH4+α-氨基酸NAD++H2Oα-酮酸NH32H１、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。２、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+第二十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二产物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸循环联合脱氨谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶α-氨基酸α-酮酸NH3NH3天冬氨酸次黄苷酸H2ONH3H2ONAD+NADH+H+腺苷酸延胡索酸苹果酸谷-草转氨酶H2O反应物第二十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二4.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第二十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二5.脱酰胺基作用？脱氨H2ONH3谷氨酰胺谷氨酸天冬酰胺与之类似。水解酶第二十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二二、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多巴多巴胺生物碱第二十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二1、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第二十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二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的转运第二十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二(主要是肌肉)各组织细胞脱氨NH3谷氨酸α-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第三十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二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、氨的排泄第三十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二鸟类、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。第三十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二在哺乳动物中，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、鸟氨酸循环第三十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

HansKrebs1900-1981

TheNobelPrizeinPhysiologyorMedicine1953第三十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二尿素的形成——尿素循环部位——肝脏细胞氨基酸（外来的或自身的）α-酮戊二酸（转氨作用）谷氨酸谷氨酸α酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鸟氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸瓜氨酸天冬氨酸—氨精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延胡索酸鸟氨酸精氨酸H2O尿素消耗4ATP能量第三十五页，共四十八页，编辑于2023年，星期二

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Ⅰ、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第三十六页，共四十八页，编辑于2023年，星期二5.α-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、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸的氨基酸——生糖氨基酸第三十七页，共四十八页，编辑于2023年，星期二生糖氨基酸：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)第三十八页，共四十八页，编辑于2023年，星期二碳骨架的氧化异柠檬酸柠檬酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环乙酰CoAα-酮戊二酸琥珀酰CoA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三十九页，共四十八页，编辑于2023年，星期二第三节由氨基酸衍生物的其他化合物

（自学）第四十页，共四十八页，编辑于2023年，星期二第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)酮体动物第四十一页，共四十八页，编辑于2023年，星期二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α-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第四十二页，共四十八页，编辑于2023年，星期二一碳基团代谢在代谢过程中，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=第四十三页，共四十八页，编辑于2023年，星期二SO42-(P286)第四十四页，共四十八页，编辑于2023年，星期二3’-磷酸腺苷-5’-磷酸硫酸腺苷