蛋白質(zhì)的酶促降解與氨基酸代謝

1、2021/3/141 蛋白質(zhì)的生理價(jià)值=氮的吸收量氮的保留量100（二）必需氨基酸二）必需氨基酸（essential aninoacid） 動(dòng)物體內(nèi)不能合成或合成量不足而需由飼料供給的動(dòng)物體內(nèi)不能合成或合成量不足而需由飼料供給的氨基酸。氨基酸。 包括賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮包括賴氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸氨酸、異亮氨酸、纈氨酸、蘇氨酸;幼小動(dòng)物還需組氨酸幼小動(dòng)物還需組氨酸和精氨酸。對雛雞還有甘氨酸。和精氨酸。對雛雞還有甘氨酸。（一）蛋白質(zhì)的生理價(jià)值（一）蛋白質(zhì)的生理價(jià)值 蛋白質(zhì)的生理價(jià)值是指飼料蛋白質(zhì)被動(dòng)物機(jī)體合成蛋白質(zhì)的生理價(jià)值是指飼料蛋白質(zhì)

2、被動(dòng)物機(jī)體合成組織蛋白質(zhì)的利用率。即組織蛋白質(zhì)的利用率。即:三、蛋白質(zhì)的生理價(jià)值與必需氨基酸三、蛋白質(zhì)的生理價(jià)值與必需氨基酸2021/3/142四、蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用四、蛋白質(zhì)的互補(bǔ)作用 指營養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用指營養(yǎng)價(jià)值較低的蛋白質(zhì)混合食用,其必需氨其必需氨基酸可以互相補(bǔ)充而提高營養(yǎng)價(jià)值基酸可以互相補(bǔ)充而提高營養(yǎng)價(jià)值 蛋白質(zhì)的需要量蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低需要量成人每日最低需要量: : 303050g/d50g/d我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的成人每日需要量成人每日需要量: : 80g/d80g/d 2021/3/143五、蛋白質(zhì)的酶促降解五、蛋白質(zhì)的酶促降解降解蛋白質(zhì)的酶肽酶：

3、肽鏈外切酶蛋白酶：肽鏈內(nèi)切酶羧基肽酶羧基肽酶氨基肽酶氨基肽酶胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶彈性蛋白酶彈性蛋白酶2021/3/144 第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的一般分解代謝氨基酸的一般分解代謝氨基酸的一般分解代謝氨基酸的一般分解代謝脫氨基作用脫氨基作用脫羧基作用脫羧基作用氧化脫氨基作用氧化脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用2021/3/145一、氨基酸的脫氨基作用一、氨基酸的脫氨基作用(deamination)(deamination)（一）定義（一）定義:指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)指氨基酸脫去氨基生成相應(yīng)-酮酸的過程。酮酸的過程。（二）脫氨基作用的方式（二）

4、脫氨基作用的方式氧化脫氨基作用氧化脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用2021/3/146HN2OH23ORCCOOH-2HRNHCCOOHRCHNHCOOH+ （1 1）定義）定義: : 氨基酸首先脫氫生成亞氨基酸氨基酸首先脫氫生成亞氨基酸, ,進(jìn)而與進(jìn)而與H H2 2O O作用形成作用形成- -酮酸及放出酮酸及放出NHNH3 3的過程。的過程。 D-D-氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD)FAD): :分布廣活性強(qiáng)分布廣活性強(qiáng),但底物少。但底物少。L-L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶(NAD(NAD或或NADP)NADP):分布廣活分布廣活性強(qiáng)性強(qiáng),專一性強(qiáng)。專一性強(qiáng)。（

5、2）氧化脫氨基）氧化脫氨基的酶及輔酶的酶及輔酶L-氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FMN或或FAD）:最適最適pH為為10 ,體內(nèi)活性不強(qiáng)且分布不廣。體內(nèi)活性不強(qiáng)且分布不廣。2021/3/147（transamination） （1）定義:是指一種-氨基酸和氨基酸和-酮酸在轉(zhuǎn)氨酶的作用酮酸在轉(zhuǎn)氨酶的作用下生成相應(yīng)的下生成相應(yīng)的-酮酸和新的氨基酸的過程。酮酸和新的氨基酸的過程。（2）生物體內(nèi)兩種重要的轉(zhuǎn)氨基作用）生物體內(nèi)兩種重要的轉(zhuǎn)氨基作用谷丙轉(zhuǎn)氨基作用谷丙轉(zhuǎn)氨基作用谷草轉(zhuǎn)氨基作用谷草轉(zhuǎn)氨基作用2021/3/148谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ GPT）磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CHNH2CH3COOHCOOHC

6、H2CH2C=OCOOHCOOHCH3C=OH-C-NH2COOHCH2CH2COOH+谷丙轉(zhuǎn)氨基作用谷丙轉(zhuǎn)氨基作用谷草轉(zhuǎn)氨基作用谷草轉(zhuǎn)氨基作用H-C-NH2COOHCH2COOH+COOHCH2CH2C=OCOOH谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶（ GOT）磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛COOHCH2COOHC=OH-C-NH2COOHCH2CH2COOH+2021/3/149轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)氨作用氧化脫氨基作用氧化脫氨基作用（三）聯(lián)合脫氨基作用（三）聯(lián)合脫氨基作用（symphysis deamination） 指指是轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合起來是轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合起來,共同脫掉氨共同脫掉氨基基的過程

7、。的過程。是體內(nèi)主要的脫氨基的方式是體內(nèi)主要的脫氨基的方式, ,其逆反應(yīng)也是非必需氨基酸合成的途徑。其逆反應(yīng)也是非必需氨基酸合成的途徑。COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H2ONADHH+NAD+氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶 Glu聯(lián)合脫氨基2021/3/1410嘌呤核苷酸循環(huán)嘌呤核苷酸循環(huán)(purine nucleotide cycle)氨基酸-酮酸-酮戊二酸L-谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸蘋果酸腺苷酸代琥珀酸延胡索酸次黃嘌呤核苷酸腺苷酸脫氨酶腺嘌呤核苷酸COOH(CH2)2CCOOHOCO

8、OH(CH2)2HCCOOHNH2HOOCCH2CHNH2COOHCH2COOHCOCOOHCH2COOHCHOHCOOHHOOCCHHCCOOHHOOCCH2CHCOOHNNNNNHR-5-PNH3H2ONNHNNOR-5-PNNNNNH2R-5-P腺苷酸代琥珀酸合成酶GTP（IMP）（AMP） 指骨骼肌和心肌中存在的一種氨基酸脫氨基作用方式指骨骼肌和心肌中存在的一種氨基酸脫氨基作用方式 2021/3/1411（四）脫酰胺作用（四）脫酰胺作用2021/3/1412（五）氨基酸脫氨基產(chǎn)物的去路（五）氨基酸脫氨基產(chǎn)物的去路1、NH3的去路的去路（1）氨基化重新生成氨基酸（2）生成谷氨酰胺COOH

9、CHNH2(CH2)2COOH谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺酶COOHCHNH2(CH2)2CONH2NH3H2OATPADPPi+NH3 谷氨酰胺無毒,是生物細(xì)胞解除氨毒的主要方式,也是氨儲(chǔ)存和運(yùn)輸?shù)男问?。在腦和肌肉中形成,運(yùn)輸?shù)礁魏湍I中分解為氨基酸和氨,從而解毒。2021/3/1413（3 3）生成尿素生成尿素2021/3/1414尿素的生成尿素的生成 -鳥氨酸循環(huán)鳥氨酸循環(huán)2021/3/14152、-酮酸的去路酮酸的去路（1）氨基化）氨基化（2）轉(zhuǎn)變成糖和脂類）轉(zhuǎn)變成糖和脂類（3）氧化供能）氧化供能CHNH2CH3COOHCOOHCH3C=O脫氨基脫氨基糖異生糖異生G糖異生糖異生磷酸二羥丙酮磷酸

10、二羥丙酮- -磷酸甘油磷酸甘油乙酰乙酰CoA丙酮酸脫氫酶丙酮酸脫氫酶飽和脂肪酸飽和脂肪酸從頭合成從頭合成脂酰脂酰CoA脂肪脂肪TCACO22021/3/1416氨基酸碳骨架的代謝去向氨基酸碳骨架的代謝去向丙氨酸甘氨酸半胱氨酸絲氨酸蘇氨酸色氨酸丙酮酸異亮氨酸亮氨酸色氨酸亮氨酸賴氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸乙酰輔酶A乙酰乙酰輔酶A葡萄糖磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰輔酶A檸檬酸谷氨酸谷氨酰胺組氨酸脯氨酸精氨酸天冬氨酸天冬酰胺酪氨酸苯丙氨酸天冬氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸-酮戊二酸2021/3/1417氧化供能或轉(zhuǎn)變成糖類及脂類酮體酮體Asp Asn甘油甘油糖糖磷酸丙糖磷酸丙糖脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪

11、Phe TyrLeu Lys PheTyr TrpArg Gln His ProIle Met Ser Thr ValIle Leu TrpAla Cys GlySer Thr TrpPEP丙酮酸丙酮酸GluGlu乙酰乙酰-CoA乙酰-CoA檸檬酸檸檬酸-酮戊二酸-酮戊二酸琥珀酰-CoA延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸TCATCAcyclecycle2021/3/1418氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝2021/3/1419 生糖氨基酸Pro, Arg, Ala, Asp, Met, Ser, Asn, Cys, Thr, Glu, Gly, Gln, Val, His 生酮氨基酸 Leu,

12、Lys生酮兼生糖氨基酸 Ile, Trp, Phe, Tyr2021/3/1420二二 氨基酸的脫羧作用氨基酸的脫羧作用(deCarboxylation)(deCarboxylation) CO2COOCNH2RHHHRCH N+ CO222 脫羧酶磷酸吡哆醛 2021/3/1421（二）生物體內(nèi)中一些胺類的來源及功能（二）生物體內(nèi)中一些胺類的來源及功能來來 源源胺胺 類類功功 能能谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸(GABA)(GABA)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)組氨酸組氨酸組胺組胺血管舒張劑血管舒張劑, ,促胃液分泌促胃液分泌色氨酸色氨酸5-5-羥色胺羥色胺抑制性神經(jīng)遞質(zhì)抑制性神經(jīng)遞質(zhì), ,

13、縮血管縮血管半胱氨酸半胱氨酸?；撬崤；撬嵝纬膳；悄懼嵝纬膳；悄懼? ,促脂類消化促脂類消化鳥氨酸、精氨酸鳥氨酸、精氨酸腐胺腐胺, ,精胺等精胺等促進(jìn)細(xì)胞增殖等促進(jìn)細(xì)胞增殖等2021/3/1422第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸合成代謝氨基酸合成代謝一、一、NH3 的來源的來源1. 1. 固氮作用固氮作用 N2 NH3固氮酶固氮酶2.2.硝酸還原作用硝酸還原作用 NO3 NO2 NH3硝酸還原酶硝酸還原酶亞硝酸還原酶亞硝酸還原酶2021/3/14232021/3/1424二、氨的同化二、氨的同化（1）、）、谷氨酸脫氫酶途徑谷氨酸脫氫酶途徑 -酮戊二酸酮戊二酸+NH3+NADPH+H Glu+NADP+H

14、2O（2）、）、GlnGln合成酶途徑合成酶途徑 Glu+NH3 Gln Gln +- -酮戊二酸酮戊二酸 2GluGln合成酶合成酶GluGlu合成酶合成酶NADPH +H+ NADP+ATP ADP Pi2021/3/1425氨甲酰磷氨甲酰磷酸激酶酸激酶ATP ADPNH3+CO2 NH2-CO-P氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶2ATP 2ADP+Pi2021/3/14261 1、谷氨酸族（、谷氨酸族（ Glu Gln Pro ArgGlu Gln Pro Arg）共同碳架共同碳架:a-:a-酮酮戊二酸戊二酸 2.2. 天冬氨酸族（天冬氨酸族（Asp Asn Met Thr Ile Ly

15、sAsp Asn Met Thr Ile Lys）共同碳共同碳架架: :草酰乙酸草酰乙酸 3.3.丙氨酸族（丙氨酸族（Ala Val Leu Ala Val Leu ）共同碳架共同碳架: :丙酮酸丙酮酸 4. 4. 絲氨族（絲氨族（Ser Gly CysSer Gly Cys）共同碳架共同碳架: :3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸5.5. 芳香族與芳香族與組氨酸組氨酸(Phe Tyr Try (Phe Tyr Try His) ) : : PEPPEP和和 4 4磷酸赤蘚糖、磷酸赤蘚糖、按碳架來源分為五族按碳架來源分為五族:三、氨基酸合成途徑按碳架來源分類三、氨基酸合成途徑按碳架來源分類2021/

16、3/1427（一）由（一）由-酮酸氨基化生成酮酸氨基化生成COOHCH3C=OGEMP氨基化氨基化CHNH2CH3COOH四、氨基酸合成四、氨基酸合成2021/3/1428（二）由氨基酸之間轉(zhuǎn)變生成（二）由氨基酸之間轉(zhuǎn)變生成丙氨酸甘氨酸半胱氨酸絲氨酸丙酮酸 -酮戊二酸草酰乙酸葡萄糖天氡氨酸羥基丙酮酸甘油酸3-磷酸甘油酸谷氨酸谷氨酸- -半醛脯氨酸甲硫氨酸羥脯氨酸鳥氨酸精氨酸胱氨酸2021/3/1429氨基酸合成代謝氨基酸合成代謝2021/3/1430第四節(jié)第四節(jié) 個(gè)別氨基酸代謝個(gè)別氨基酸代謝一碳基團(tuán)的代謝一碳基團(tuán)的代謝芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸的代謝含硫氨基酸的代謝含硫氨基酸的代謝2021

17、/3/1431一、一碳基團(tuán)的代謝一、一碳基團(tuán)的代謝（一）一碳基團(tuán)的定義及存在形式（一）一碳基團(tuán)的定義及存在形式 1 1、 定義定義 某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個(gè)碳原某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)子的基團(tuán)( (不包括羧基不包括羧基),),稱為一碳單位稱為一碳單位（one carbon unit）。）。是氨基酸的代謝產(chǎn)物是氨基酸的代謝產(chǎn)物, ,是合成嘌呤和嘧啶核苷是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。酸的原料。2021/3/1432（二）一碳基團(tuán)的載體（二）一碳基團(tuán)的載體 -四氫葉酸四氫葉酸FHFH4 4是一碳單位的運(yùn)載體是一碳單位的運(yùn)載體, ,攜帶甲基的部位是在攜帶甲基

18、的部位是在N N5 5,N,N1010 位位 2021/3/1433（三）一碳基團(tuán)的來源及相互轉(zhuǎn)變（三）一碳基團(tuán)的來源及相互轉(zhuǎn)變1.1.來源來源 主要來源于色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、組氨酸和蛋氨主要來源于色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、組氨酸和蛋氨酸的代謝酸的代謝 +10544+22+2甘氨酸裂解酶H，F(xiàn)HNNNHCONADHNADFHCOOHNHCH2CH2甘氨酸與一碳單位甘氨酸與一碳單位 2021/3/1434絲氨酸與一碳單位絲氨酸與一碳單位HCHCHCHCHNHCOOHFHNHN NFH，2+22222+44510COOHO絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶OH絲氨酸甘氨酸色氨酸與一碳單位色氨酸與一碳單位 CH

19、COOH1044+2+HFHNFHCHNCHOHCOOHATPADPPiN10CHOFH4色氨酸犬尿酸合成酶2021/3/1435與四氫葉酸相連的各類一碳基團(tuán)可以通過氧化還原過程相互轉(zhuǎn)變與四氫葉酸相連的各類一碳基團(tuán)可以通過氧化還原過程相互轉(zhuǎn)變色氨酸甲酸嘌呤蘇氨酸甘氨酸組氨酸絲氨酸蛋氨酸乙醛酸嘧啶甲酰四氫葉酸甲炔四氫葉酸甲烯四氫葉酸甲基四氫葉酸亞氨甲基四氫葉酸N510NADPHNADPFHCH2NHCHONADHNAD+4N10H+H ONN10FHFH44N5CHN5NHNH334FH10N N2CH55NN1010N N5N+5CH34FHN5，+2. 一碳基團(tuán)的相互轉(zhuǎn)變一碳基團(tuán)的相互轉(zhuǎn)變2

20、021/3/1436二二 芳香族氨基酸的代謝芳香族氨基酸的代謝包括包括Phe； Tyr； Trp2021/3/1437（一）（一） 苯丙氨酸的代謝苯丙氨酸的代謝 COOHOHCHNHCHCHNHCHCOOH222222+O+H O苯丙氨酸羥化酶四氫生物蝶呤二氫生物蝶呤NADP+NADPHH+ 苯丙氨酸是必需氨基酸苯丙氨酸是必需氨基酸, ,正常情況下正常情況下, ,其主要代謝是其主要代謝是經(jīng)羥化作用經(jīng)羥化作用, ,生成酪氨酸。催化此反應(yīng)的酶是生成酪氨酸。催化此反應(yīng)的酶是 苯丙氨酸苯丙氨酸羥化酶羥化酶 （phenylalanine hydroxylase）。）。 此反應(yīng)是苯丙氨酸的主要代謝途徑苯丙

21、氨酸的主要代謝途徑2021/3/1438苯丙酮酸尿癥（苯丙酮酸尿癥（phenyl Keronuria,PKU）2021/3/1439（二）酪氨酸代謝（二）酪氨酸代謝2CHNHCHOCOOHH22HCOOHOCHNHCH22HCOOHOCHNHCH22COOHOCHNHCH22COOHOCHNHCH2OHOHIIIIIIIIIIII酪氨酸一碘酪氨酸二碘酪氨酸3，5三碘甲腺原氨酸甲狀腺素（）T4（MIT）（DIT）3，T）（31.1.生成甲狀腺素生成甲狀腺素2021/3/1440COOHCHOHCHNHCHHOCOCHNHCHOHHOHOCHNHCHOHCHCHNHCOOHCHNHHOCHOHOH

22、OHOH酪氨酸羥化酶活性甲硫氨酸同型腺苷半胱氨酸322222222222酪氨酸多巴多巴胺去甲腎上腺素腎上腺素兒茶 酚胺2.2.生成兒茶酚胺生成兒茶酚胺2021/3/1441酪氨酸對羥基苯丙酮酸（2，5-二羥基苯乙酸）尿黑酸（酮體）乙酰乙酸延胡索酸22OOOCOOHCHCHOOCCHCHCHCOOHCHCCHCHCOOHOHHOCH COOH2HOCO2COOHCHNHCHCOOH2CHCH2HOOC32CHO-酮戊二酸谷氨酸對羥苯丙酮酸氧化酶尿黑酸氧化酶延胡索酰乙酰乙酸氧化酶延胡索酰乙酰乙酸O2CO2O23 3 酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮）酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮） 體內(nèi)尿黑酸生成的酶先天性

23、缺陷體內(nèi)尿黑酸生成的酶先天性缺陷,尿黑酸分解受阻尿黑酸分解受阻,出出現(xiàn)尿黑酸癥現(xiàn)尿黑酸癥2021/3/1442CHHOOHCOOHNHCI23HOOC222COCHCH2COOHCHCH2COOHOHCHCH2COOHOHCHNHNHCHCOOH2CH2OHOIIICHCOOH2COHOHOCHCOOH2CO2COOHCHHOOHCOOHCH CHCCHCOOHCHCHCHHOOCC CH COOHOOO22HO2COOHCH CHNH22NHCHCH2HOOH222OHHO2CHCH NH2OHOHNHCHCHHOOH2CH3NHCH2CH2HOCH3CO糖延胡索酸乙酰乙酸（酮體）尿黑酸）2，5-二羥基苯丙酮酸（2，5-二羥基苯乙酸對羥基苯丙酮酸苯丙氨酸苯丙酮酸黑色素苯乳酸甲狀腺素去甲腎上腺素腎上腺素多巴胺二羥苯丙氨酸（多巴）酪胺酪氨酸碘化轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶羥化酶羥化酶羥化酶羥化酶兒茶酚胺兒茶酚胺2021/3/1443（三）（三） 色氨酸代謝色氨酸代謝NHOHNHCH CHCOOH2222COOHCHCHNHHN2NHNHCH CH2222CHNHHNCOOHCOOHNHCH CH22C2NHOC