蛋白质的降解与氨基酸代谢课件

一、蛋白酶（肽链内切酶）

作用于肽链内部的肽键。e.g.胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、弹性蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶。二、肽酶（肽链外切酶）又称肽链端解酶，只作用于多肽链末端，依次将AA一个一个、或两个两个地从肽链水解下来。1、二肽酶：专门水解二肽。2、氨肽酶：专一作用于氨基末端的肽键。3、羧肽酶：专一作用于羧基末端的肽键。第二节氨基酸的

降解与转化

一、脱氨基作用（一）氧化脱氨基作用（主要方式）指AA在酶作用下先脱去两个H形成亚氨基酸，亚氨基酸再自动与水反应生成a-酮酸和氨（NH4+）的过程。

L-氨基酸氧化酶：辅基为FMN，最适pH为10；D-氨基酸氧化酶：辅基为FAD，分布广活性强；谷氨酸脱氢酶（GDH）：普遍存在于动植物和微生物体内，无需氧气，活性和专一性都很强，且只对L-谷氨酸起催化作用。*此酶是一个结构很复杂的别构酶。ATP、GTP、NADH可抑制其活性；ADP、GDP及某些AA可激活其活性。因此当ATP、GTP不足时，Glu的氧化脱氨会加速进行，有利于AA分解供能。（二）转氨基作用指α-AA和α-酮酸间由转氨酶催化的氨基转移反应。转氨作用是肝外组织中AA脱氨的重要方式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，其它AA都能参与转氨基作用。体内转氨酶种类繁多，其辅酶均为磷酸吡哆醛；大多数转氨酶优先利用α-酮戊二酸作为氨基受体。在大多数动物组织细胞中，谷草转氨酶的含量最高，活性最大；且Asp是合成尿素时氮的供体，通过转氨作用解决氨的去向。正常情况下血清中转氨酶活性很低，但在心脏和肝脏中则很高；当心脏或肝脏受损时，大量的转氨酶流入血清，会引起血清中转氨酶活性升高，可依据这一变化来诊断肝炎。谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用：合成非必需AA的主要途径；也是肝、肾等组织的主要脱氨途径。嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用：（四）非氧化脱氨基作用

①直接脱氨基作用；（氨解酶催化Phe、Tyr）②还原脱氨基作用；③水解脱氨基作用；④脱水脱氨基作用；⑤脱巯基脱氨基作用；⑥氧化还原脱氨基作用；（五）脱酰氨作用

直接脱羧基作用：氧化脱羧基作用：

*多巴进一步氧化可生成聚合物黑素。人体皮肤的表皮基底层及毛囊中存在黑素细胞，能将酪氨酸转变为黑素，使皮肤和毛发呈现黑色。

*帕金森病人因中枢神经递质多巴胺的减少表现出颤抖等症状。三、氨基酸降解产物去路（一）NH3的去路1、再生为氨基酸：组织细胞中碳水化合物代谢旺盛时，氨可与碳水化合物生成的α-酮酸发生氨基化反应重新生成氨基酸。虽然通过脱氨基作用产生的氨再用来合成AA时并不能增加AA的数量，但却能改变AA的种类。2、生成酰胺：生成Gln和Asn是生物体贮藏和运输氨的主要形式，也是解除氨毒害的最主要途径。另一方面还可作为蛋白质合成的原料。3、生成铵盐：有些植物组织中含有大量有机酸，如柠檬酸、异柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酰乙酸等，氨可以和之结合生成铵盐，以保持细胞内正常的pH。4、生成其它含氮物质：如嘧啶类化合物。5、生成尿素（鸟氨酸循环，ureacycle）哺乳动物体内大部分氨在肝脏中转变为尿素，再经由尿液排出体外；这是体内氨的主要去路，也是解氨毒的重要途径。尿素循环少见于植物，少数植物体内的尿素可在脲酶作用下分解为CO2和氨。鸟氨酸转氨甲酰酶谷氨酸脱氢酶氨甲酰磷酸合酶I精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸裂解酶精氨酸裂酶血氨的转运（肝外→肝脏）谷氨酰胺的运氨作用：Gln无毒，易透过细胞膜，是氨的主要运输形式。（二）α-酮酸（C架）的去路1、再生为氨基酸：脱氨基的逆反应。2、进入TCA：彻底氧化为CO2和H2O，产生能量。3、转变为糖和脂肪：大多数AA在体内可转变为糖，称为生糖AA；生糖氨基酸可降解为α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、草酰乙酸、丙酮酸等糖代谢中间物。另一些AA则在体内能转变为酮体，称为生酮氨基酸，如Leu、Lys等。既能生成糖又能生成酮体的AA称为生糖兼生酮AA，如Phe、Tyr等。第三节氨和氨基酸

的生物合成

一、氮素循环（一）固氮生物1、自生型：鱼腥藻、念珠藻（利用光能）；巴斯德梭菌、固氮菌（利用化学能）2、共生型：根瘤菌、红萍。（二）固氮的化学固氮酶复合体（两个组分均含有铁硫蛋白）还原酶组分（铁蛋白）：二聚体，给另一组分提供强还原力的电子；

固氮酶组分（钼铁蛋白）：α2β2，利用高能电子把N2还原为NH4+。

固氮反应①固氮：N2+6H++6e－→2NH3②放氢：2H3O++2e－

→H2+2H2O固氮条件①充足的ATP；②强还原剂（还原态铁氧蛋白）；③厌氧环境。

固氮条件①

固氮酶的放氢反应：固氮酶能同时或单独催化H+还原为H2，因此H+是N2的竞争性抑制剂。②可逆性氢酶的放氢反应：除去过剩的还原力，保证细胞正常生理活动；无需ATP，受CO抑制。③单向性氢酶的放氢反应：需ATP，受KCN抑制。三、硝酸还原作用指土壤中的氨在硝化细菌的作用下氧化为硝酸盐。植物的根系可吸收土壤中的硝酸态氮和铵态氮，铵态氮可直接用于合成AA，但硝酸态氮必须还原成氨才能被植物利用。2、氨甲酰磷酸生成途径（二）转氨基作用转氨酶催化可逆反应，即在AA分解代谢和合成代谢中均起作用。谷氨酸是氨基的转换站，生物体内任一条途径合成的谷氨酸，经转氨基后可得到各种AA。五、各种氨基酸的生物合成（一）丝氨酸族3种：Ser、Gly、Cys（二）丙氨酸族3种：Ala、Val、Leu（三）谷氨酸族4+1种：Glu、Gln、Pro、羟脯氨酸

（四）天冬氨酸族6种：Asp、Asn、Lys、Met、Thr、Ile

（五）芳香氨酸族3种：Trp、Tyr、Phe

（六）组氨酸

C架为5-磷酸核糖（R-5-P）糖、脂及蛋白质代谢的相互联系

练一练转氨酶的辅酶均为：