蛋白质的酶促降解和代谢

关于蛋白质的酶促降解和代谢第八章蛋白质的酶促

降解和AA代谢第一节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、蛋白酶第2页,共43页，2024年2月25日，星期天一、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

末端的肽键第3页,共43页，2024年2月25日，星期天二、蛋白酶蛋白酶又称肽链内切酶，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形成的肽键第4页,共43页，2024年2月25日，星期天

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形成的肽键第5页,共43页，2024年2月25日，星期天O

OOH2N－CH－C－N－CH－C－N－CH－C－N－CH－

R1

HR2HR3H

R4

氨

胃

芳

胰凝

非

肽

蛋

香

乳蛋

极

酶

白

族

白酶

性

酶

AA

AA嗜热菌蛋白酶第6页,共43页，2024年2月25日，星期天OOOO－C－N－CH－C－N－CH－C－N－CH－C－N－CH－COOHHR5HR6

HR7HRn

Met

碱性AA

LysArg胰蛋白酶溴化氰羧肽酶回首页第7页,共43页，2024年2月25日，星期天第二节AA的分解与转化AA的共同代谢途径：

R－C－COOH+NH3R－CH－COOHONH2R－CH2－NH2+CO2脱氨基作用脱羧基作用第8页,共43页，2024年2月25日，星期天一、脱氨基作用第9页,共43页，2024年2月25日，星期天L-氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾脏，辅基为FMN）D-氨基酸氧化酶（活性强，但体内D-氨基酸少，辅基为FAD）氨基酸氧化脱氨的主要酶：L-谷氨酸脱氢酶（辅酶为NAD+或NADP+）1.氧化脱氨基作用第10页,共43页，2024年2月25日，星期天R－CH－COOH+O2+H2OD或L－AA氧化ENH2OR－C－COOH+NH3+H2O2（存在于动物肝、肾和某些细菌、真菌中）第11页,共43页，2024年2月25日，星期天COOHCOOHCHNH2C=OCH2+H2O谷氨酸脱氢酶

CH2+NH3CH2NAD(P)+NADPHCH2COOH+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。第12页,共43页，2024年2月25日，星期天二、转氨基作用氨基酸在转氨酶(transaminase)的作用下，可逆的将其氨基转移给α-酮酸，结果氨基酸转变成α-酮酸，而原来的α-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。第13页,共43页，2024年2月25日，星期天ALT谷丙转氨酶(glutamicpyruvictransaminase,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。第14页,共43页，2024年2月25日，星期天AST谷草转氨酶(glutamicoxaloacetictransaminase,GOT)

第15页,共43页，2024年2月25日，星期天辅酶是磷酸吡哆醛和磷酸吡哆胺(VB6)。第16页,共43页，2024年2月25日，星期天3、联合脱氨基作用

（生物体脱氨基的主要形式）（1）概念（2）类型(1)、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联(2)、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联

转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式。第17页,共43页，2024年2月25日，星期天COOHR(CH2)2

NH3+NADH+H+CH－NH2

C=O(或NADPH+H+)COOHCOOH

转氨酶

COOHL－谷氨酸脱氢酶R(CH2)2

C=OCHNH2NAD+(或NADP+)+H2OCOOHCOOH(1)转氨E－谷氨酸脱氢E的联合脱氨作用(肝、肾）第18页,共43页，2024年2月25日，星期天(2)：转氨E－嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用（心肌、骨骼肌、脑）第19页,共43页，2024年2月25日，星期天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）第20页,共43页，2024年2月25日，星期天（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CH2OHCH3CH-NH2

丝氨酸脱水酶

C=O+NH3+H2OCOOHCOOH第21页,共43页，2024年2月25日，星期天5、脱酰氨基作用第22页,共43页，2024年2月25日，星期天二、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COOHCOOH(CH2)2Glu脱羧E(CH2)2CHNH2CO2CHNH2COOHY-氨基丁酸第23页,共43页，2024年2月25日，星期天Y-氨基丁酸是抑制性神经递质，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。第24页,共43页，2024年2月25日，星期天（2）Ser的脱羧第25页,共43页，2024年2月25日，星期天(3)Lys、鸟氨酸的脱羧第26页,共43页，2024年2月25日，星期天（4）Trp的脱羧第27页,共43页，2024年2月25日，星期天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。第28页,共43页，2024年2月25日，星期天三、AA降解产物的去向（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：酰胺是生物体贮藏和运输氨的主要形式；解除氨毒第29页,共43页，2024年2月25日，星期天3、生成铵盐：保证细胞内正常的pH4、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+3H2OC=O+2ADP+H2NAMP+4Pi第30页,共43页，2024年2月25日，星期天氨的排泄第31页,共43页，2024年2月25日，星期天水生生物直接扩散脱氨（NH3）哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、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，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。第32页,共43页，2024年2月25日，星期天鸟类、爬虫排尿酸均来自转氨不溶于水毒性很小需更多能量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，付出高能量代价。高等植物，以Gln/Asn形式储存氨，不排氨。第33页,共43页，2024年2月25日，星期天尿素(urea)的生成第34页,共43页，2024年2月25日，星期天

在植物体内也有尿素的生成，植物体中含有脲酶，能将尿素水解：H2NC=O+H2O脲酶

2NH3+CO2H2N生成的氨可再循环利用。第35页,共43页，2024年2月25日，星期天（二）a-酮酸的代谢转变1、还原氨基化－－合成新AA2、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第36页,共43页，2024年2月25日，星期天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色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苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺第37页,共43页，2024年2月25日，星期天（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－β-巯基乙胺Asp－β-丙氨酸CoA、ACP第38页,共43页，2024年2月25日，星期天

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CO2+H2O脂肪返回第39页,共43页，2024年2月25日，星期天本章复习要点：氨基酸主要的脱氨基的方式包括哪些？理解其概念？维生素B6在生物体能的主要功能？理解生物体能氨基酸代谢的主要途径？第40页,共43页，2024年2月25日，星期天习题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