第十章蛋白質(zhì)代謝

第十章蛋白質(zhì)代謝第一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第一節(jié)蛋白質(zhì)的水解當(dāng)食物蛋白進(jìn)入胃后，在胃酸環(huán)境下變性并被胃蛋白酶水解為小分子多肽。然后，進(jìn)入小腸，被胰腺和小腸分泌的胰蛋白酶、糜蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等降解為氨基酸，并吸收進(jìn)入血液。消化道內(nèi)各種蛋白質(zhì)水解酶組織蛋白質(zhì)的分解：細(xì)胞內(nèi)溶酶體產(chǎn)生各種組織蛋白酶第二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日蛋白質(zhì)水解酶內(nèi)肽酶：只對(duì)肽鏈內(nèi)部的肽鍵進(jìn)行水解胃蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶彈性蛋白酶外肽酶：水解肽鏈兩端氨基酸形成的肽鍵第三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日外肽酶羧基肽酶A：胰腺分泌，C端開(kāi)始水解肽鍵，水解由各種中性氨基酸殘基形成的羧基末端肽鍵羧基肽酶B：胰腺分泌，C端開(kāi)始水解肽鍵，水解由Arg，Lys等堿性氨基酸組成的羧基末端肽鍵氨肽酶：小腸分泌，從肽鏈的N端開(kāi)始水解肽鍵二肽酶：第四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日氨基酸通過(guò)血液運(yùn)輸供給細(xì)胞:

(1)合成蛋白質(zhì)

(2)轉(zhuǎn)變?yōu)槠渌衔?，如卟啉、激素、嘌吟、嘧啶?/p>

(3)經(jīng)脫氨基后，進(jìn)一步氧化供能。脫掉的氨則以尿素的形式排出體外。第五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第二節(jié)氨基酸的代謝是氨基酸的主要代謝途徑四種方式:

氧化脫氨基作用非氧化脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基作用一、氨基酸的脫氨基作用第七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日1、氧化脫氨基作用是在氨基酸氧化酶的作用下，氧化生成-酮酸，同時(shí)消耗氧并產(chǎn)生氨的過(guò)程。氨基酸氧化酶主要有三種：（1）L-氨基酸氧化酶專門(mén)催化L-氨基酸氧化脫氨，在動(dòng)物體內(nèi)以FMN為輔基①并不對(duì)所有L-氨基酸有作用，在體內(nèi)有許多種L-氨基酸有特異的專一性氨基酸氧化酶②L-氨基酸氧化酶在體內(nèi)分布不廣，最適pH=10，活力不高在體內(nèi)L-氨基酸脫氨作用中，并不起主要作用。第八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日(2)D-氨基酸氧化酶只催化D-氨基酸氧化脫氨，以FAD為輔基由于體內(nèi)D-氨基酸不多，此酶作用不大(3)專一性氨基酸氧化酶專一性強(qiáng)，只催化一種氨基酸氧化D-Asp氧化酶，Gly氧化酶，L-Glu脫氫酶第九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日L-Glu脫氫酶

以NAD+或NADP+為輔酶，最適pH8.0，活力強(qiáng)，尤其在肝、腎組織中含量豐富

能催化逆反應(yīng)，并且主要催化Glu的合成

味精生產(chǎn)第十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日2、非氧化脫氨作用

(一般了解）不用脫氫就能直接將氨脫去，主要在微生物中的個(gè)別氨基酸，不普遍(1)、脫水脫氨基：Ser-------Ala+NH3(2)、脫硫化氫脫氨基：Cys-------Ala+NH3(3)、直接脫氨基：Asp------延胡索酸+NH3第十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日3、轉(zhuǎn)氨基作用α-氨基酸和酮酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用，α-氨基酸的α-氨基借助轉(zhuǎn)氨酶的催化作用轉(zhuǎn)移到酮酸的酮基上，結(jié)果原來(lái)的氨基酸生成相應(yīng)的酮酸，而原來(lái)的酮酸則形成相應(yīng)的氨基酸。輔酶:磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺在動(dòng)植物中，轉(zhuǎn)氨酶種類(lèi)很多，分布很廣，但大多數(shù)要以-酮戊二酸作為氨的受體，因此與-酮戊二酸、谷氨酸有關(guān)。第十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日轉(zhuǎn)氨酶：谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）

谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）第十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日在整個(gè)轉(zhuǎn)氨過(guò)程中，只有氨的轉(zhuǎn)移，沒(méi)有游離氨基脫落大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶要以-酮戊二酸或谷氨酸為底物，因此轉(zhuǎn)氨作用也不是脫氨的主要方式。L-Glu脫氫酶活力很高，導(dǎo)出聯(lián)合脫氨基作用第十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日4、聯(lián)合脫氨基作用氨基酸-酮戊二酸NADH+H++NH3-酮酸GluNAD+

轉(zhuǎn)氨酶L-Glu脫氫酶上述反應(yīng)可逆，生物體可以借此途徑合成一些氨基酸（非必需氨基酸）第十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日5、嘌呤核苷酸循環(huán)70年代有人提出嘌呤核苷酸循環(huán)是脫氨的主要途徑1）L-Glu脫氫酶在肝、腎中含量豐富，活力強(qiáng)，但它主要催化谷氨酸的合成反應(yīng)2）但在心肌、骨骼肌中，含量很低，而參與嘌呤核苷酸循環(huán)的一些酶含量豐富第十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日氨基酸首先通過(guò)連續(xù)的轉(zhuǎn)氨基作用將氨基轉(zhuǎn)移給草酰乙酸，生成天冬氨酸。天冬氨酸與次黃嘌呤核苷酸生成腺苷酸代琥珀酸，經(jīng)裂解生成AMP，AMP在腺苷酸脫氨酶催化下脫去氨基。嘌呤核苷酸循環(huán)實(shí)際上也可以看成是另一種形式的聯(lián)合脫氨基作用。第十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日二、氨基酸的脫羧作用微生物中十分普遍動(dòng)植物中也有，但不是氨基酸代謝的主要方式氨基酸伯胺+CO2氨基酸脫羧酶催化，此酶專一性十分高（一種氨基酸脫羧酶只對(duì)一種氨基酸作用，除組氨酸脫羧酶外，其余均需磷酸吡哆醛作為輔助因子.第十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日脫羧后形成伯胺天冬氨酸-丙氨酸組氨酸組胺：血管舒張，降血壓酪氨酸酪胺：升血壓胺醛酸CO2+H2ONH3

第十九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日三、氨的去路氨的來(lái)路：主要來(lái)自氨基酸代謝，少量來(lái)自腸道細(xì)菌及核酸代謝產(chǎn)生氨對(duì)人體是有毒的。氨對(duì)大腦功能影響最明顯，當(dāng)血氨濃度增高時(shí)即可引起大腦功能障礙，甚至昏迷或死亡，所以氨不能在體內(nèi)積累。氨基酸脫掉的氨除小部分被用于合成含氮化合物外，大部分氨都需要排出體外。第二十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日生物體內(nèi)氨的去路：與動(dòng)物進(jìn)化程度、生長(zhǎng)方式、生活環(huán)境有關(guān)

①以氨形式排出：（原生動(dòng)物、線蟲(chóng)和魚(yú)類(lèi)）NH3轉(zhuǎn)變成酰胺（Gln），運(yùn)到排泄部位后再分解。

②以尿酸形式排出：（陸生爬蟲(chóng)及鳥(niǎo)類(lèi)）將NH3轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^小的尿酸排出。

③以尿素形式排出：（哺乳動(dòng)物）經(jīng)尿素循環(huán)（肝臟內(nèi)）將NH3轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩囟懦觥?/p>

④將NH3重新合成氨基酸等合成酰胺（高等植物中）

嘧啶環(huán)的合成（核酸代謝）第二十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日尿素的合成----鳥(niǎo)氨酸循環(huán)(尿素循環(huán))鳥(niǎo)氨酸與NH3和CO2合成瓜氨酸；瓜氨酸與NH3合成精氨酸精氨酸水解產(chǎn)生尿素從鳥(niǎo)氨酸開(kāi)始，結(jié)果又重新生成鳥(niǎo)氨酸，形成一個(gè)循環(huán)第二十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日氨是合成尿素的前體

含同位素標(biāo)記的銨鹽（15N）喂排尿素動(dòng)物，發(fā)現(xiàn)在精氨酸的胍基上有15N，隨尿排出的尿素上有15N，進(jìn)一步說(shuō)明氨是合成尿素的前體。第二十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日TCA循環(huán)第二十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日鳥(niǎo)氨酸，瓜氨酸，精氨酸的量保持不變2分子NH3和1分子CO2合成尿素，經(jīng)過(guò)血液循環(huán)，經(jīng)腎臟排出體外能量消耗？每合成1分子尿素要耗3分子ATP2NH3+CO2+3H2O+3ATP尿素+2ADP+AMP+4Pi合成部位：肝臟，肝對(duì)氨有解毒作用尿素循環(huán)中形成的延胡索酸使尿素循環(huán)和三羧酸循環(huán)密切聯(lián)系在一起。所以人們稱尿素循環(huán)為：“Krebsbicycle”，又稱尿素—檸檬酸雙循環(huán)。第二十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日四、氨基酸碳骨架的氧化途徑

（-酮酸的去路）各種氨基酸脫氨后生成的α—

酮酸1、再合成氨基酸2、氧化生成CO2和H2O3、轉(zhuǎn)化為糖和脂第二十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第二十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日生酮氨基酸：凡能在分解過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA和乙酰乙酰CoA的氨基酸稱為生酮氨基酸。生糖氨基酸：凡能在分解過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)楸?、α—酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸和草酰乙酸的氨基酸稱為生糖氨基酸。（因?yàn)檫@些TCA中間物和丙酮酸都可轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵┥前被幔河幸恍┌被幔绫奖彼?、色氨酸和酪氨酸等，既可轉(zhuǎn)變?yōu)橥w，也可轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟牵Q為生酮生糖氨基酸。實(shí)際上生酮氨基酸和生糖氨基酸的界限并不是非常嚴(yán)格的。第二十九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日第三節(jié)蛋白質(zhì)的生物合成

----翻譯第三十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日一、三種RNA在蛋白質(zhì)

生物合成中的作用mRNA:合成模板tRNA：運(yùn)輸工具rRNA：合成場(chǎng)所第三十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日1、mRNA與遺傳密碼

DNA轉(zhuǎn)錄而來(lái)的單鏈mRNA上的堿基順序，是為氨基酸編碼的第三十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日mRNA分子中的4種堿基（A、G、C和U）以特定順序排列成3個(gè)一組的三聯(lián)體，即每三個(gè)堿基代表一個(gè)氨基酸信息。這種代表遺傳信息的三聯(lián)體稱為密碼子，或三聯(lián)體密碼子。遺傳密碼第三十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日因此mRNA分子的堿基順序即表示了所合成蛋白質(zhì)的氨基酸順序。

mRNA的每一個(gè)密碼子代表一個(gè)氨基酸。20種基本氨基酸的三聯(lián)體密碼子都已經(jīng)確定。此外，還有一個(gè)密碼子是肽鏈合成的起始密碼子,三個(gè)是終止密碼子，以保證蛋白質(zhì)合成能夠有序地進(jìn)行。第三十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日mRNA:遺傳密碼表第三十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日遺傳密碼特點(diǎn)1）64組------61組分別編碼各種氨基酸，每一個(gè)氨基酸可以有1-6個(gè)對(duì)應(yīng)的密碼子其中AUG：編碼蛋氨酸，同時(shí)作為肽鏈合成的起始信號(hào)另外三組：UAA，UAG，UGA-----終止密碼子2）閱讀方向：5’3’，無(wú)標(biāo)點(diǎn)，不重疊3）密碼子的簡(jiǎn)并性一種氨基酸可以有多種密碼子（除色氨酸、蛋氨酸外）4）密碼子的專一性：主要取決于前2個(gè)堿基5）密碼子的通用性-----各種生物近于完全通用第三十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日密碼子的簡(jiǎn)并性除色氨酸、甲硫氨酸外，其余氨基酸有2-6個(gè)密碼子；書(shū)本241頁(yè)表12-1減少有害突變，使DNA上堿基組成有較大的變化余地---------保持物種遺傳穩(wěn)定性。第三十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日密碼子的專一性主要取決于前2個(gè)堿基，即密碼子的簡(jiǎn)并性往往只涉及第3個(gè)堿基---------“擺動(dòng)性”，當(dāng)?shù)谌粔A基突變時(shí)，仍能翻譯出正確的氨基酸來(lái)。tRNA的反密碼子（一般閱讀方向?yàn)?’3’）中，常常出現(xiàn)I（次黃嘌呤核苷），I能與U、A、C配對(duì)，說(shuō)明帶I的反密碼子能最大限度地閱讀密碼子---------降低由于遺傳密碼突變而引起的誤差。第三十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日2、tRNA的二級(jí)結(jié)構(gòu)第三十九頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日tRNA的三級(jí)結(jié)構(gòu)第四十頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日3、rRNA:核糖體第四十一頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日二、多肽的合成過(guò)程氨基酸的活化起始階段延伸階段終止階段后處理階段第四十二頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日1、氨基酸的活化（細(xì)胞質(zhì)內(nèi)完成）

在蛋白質(zhì)生物合成中，各種氨基酸在參入肽鏈之前必須先經(jīng)活化，然后再由其特異的tRNA攜帶至核糖體上，才能以mRNA為模板縮合成肽鏈。氨基酸活化后與相應(yīng)的tRNA結(jié)合的反應(yīng)，均是由特異的氨基酰-tRNA合成酶催化完成的。第四十三頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日氨基酰-tRNA合成酶識(shí)別特異的氨基酸及特異的tRNA兩個(gè)位點(diǎn):

結(jié)合位點(diǎn):與正確的氨基酸及tRNA結(jié)合

水解位點(diǎn):在正確的tRNA參與下,水解錯(cuò)誤的氨基酸識(shí)別mRNA上的密碼子:與反密碼子有關(guān),而與攜帶的氨基酸無(wú)關(guān).第四十四頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日tRNA在氨基酰-tRNA合成酶的幫助下，能夠識(shí)別相應(yīng)的氨基酸，并通過(guò)tRNA氨基酸臂的3‘-OH

與氨基酸的羧基形成活化酯：氨基酰-tRNA。是tRNA還是氨基酸識(shí)別mRNA上的密碼子？實(shí)驗(yàn)說(shuō)明只認(rèn)tRNA,是tRNA識(shí)別mRNA上的密碼子第四十五頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日2、起始階段—

形成70S起始復(fù)合物（1）三元復(fù)合物的形成:

IF3–

30S亞基-mRNA（1：1：1）

SD順序:mRNA上起始密碼子的上游8-13個(gè)核苷酸處(富含嘌呤）;

30S亞基中的16SrRNA3‘端富含嘧啶的尾部互補(bǔ);第四十六頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日（2）30s起始復(fù)合物的形成

在IF1、IF2因子參與下，IF3–

30S亞基-mRNA進(jìn)一步與甲酰甲硫氨酰-tRNAf結(jié)合，并釋放出IF3因子，形成30s起始復(fù)合物------30S亞基-mRNA-fMet-tRNAf第四十七頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日（3）70s起始復(fù)合物

P位:fMet-tRNAMet占據(jù)A位:暫為空位。第四十八頁(yè)，共五十三頁(yè)，2022年，8月28日幾點(diǎn)說(shuō)明（1）起始因子

IF1,IF2,IF3