蛋白質(zhì)酶促降解與氨基酸代謝

一、外源蛋白質(zhì)的消化和吸收外源蛋白質(zhì)經(jīng)消化道酶的作用水解成可被生物體利用的AA，然后吸收入血，游離AA進入血液循環(huán)送到肝臟。第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解1、胃中的消化2、小腸中的消化胰液：胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶彈性蛋白酶(水解脂肪族AA羧基形成的肽鍵)內(nèi)肽酶羧肽酶氨肽酶外肽酶

胃蛋白酶原胃蛋白酶（胃粘膜細胞分泌）(斷裂Ala,Tyr,Trp,Leu,Glu,Gln等肽鍵)自我催化H+現(xiàn)在是1頁\一共有55頁\編輯于星期五現(xiàn)在是2頁\一共有55頁\編輯于星期五二、機體組織內(nèi)蛋白質(zhì)的分解機體各組織的蛋白質(zhì)在蛋白酶的作用下，也不斷地分解成為氨基酸。

人和動物組織中也有各種蛋白酶，也能將細胞自身蛋白質(zhì)水解成氨基酸。這種蛋白酶稱為組織蛋白酶。①內(nèi)肽酶（水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵）②外肽酶（氨肽酶、羧肽酶）（從肽鏈兩端開始水解肽鍵）蛋白酶據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：現(xiàn)在是3頁\一共有55頁\編輯于星期五第二節(jié)氨基酸的分解代謝一、氨基酸代謝庫和代謝概況氨基酸代謝庫(metabolicpool)：體內(nèi)所有游離氨基酸的總稱?，F(xiàn)在是4頁\一共有55頁\編輯于星期五氨基酸代謝庫(metabolicpool)食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解合成合成脫氨基作用NH3α-

酮酸尿素糖氧化供能酮體脫羧基作用CO2胺類其他含氮化合物(purine,pyrimide)轉(zhuǎn)變外源內(nèi)源AA.代謝①②現(xiàn)在是5頁\一共有55頁\編輯于星期五各組織器官在氨基酸代謝上的作用有所不同，其中以肝臟最為重要。肝臟蛋白質(zhì)的更新速度比較快，氨基酸代謝活躍，大部分氨基酸在肝臟進行分解代謝，同時氨的解毒過程主要也在肝臟進行。食物中蛋白質(zhì)的含量影響氨基酸的代謝速率。高蛋白飲食可誘導(dǎo)合成與氨基酸代謝有關(guān)的酶系，從而使代謝加快?，F(xiàn)在是6頁\一共有55頁\編輯于星期五氨基酸一般代謝：構(gòu)成蛋白質(zhì)氨基酸都含有α-氨基和α-羧基，因此，各種AA都有共同的代謝途徑。個別氨基酸代謝：不同氨基酸側(cè)鏈基團不同，因此不同氨基酸還有其特殊的代謝途徑。(自學(xué))現(xiàn)在是7頁\一共有55頁\編輯于星期五氨基酸的分解代謝（一般代謝）：包括脫氨基作用和脫羧基作用兩個方面。脫氨基作用是氨基酸在體內(nèi)分解的主要方式，比脫羧基更重要、更普遍?，F(xiàn)在是8頁\一共有55頁\編輯于星期五二、脫氨基作用脫氨基作用：是指氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成α-酮酸的過程。參與人體蛋白質(zhì)合成的氨基酸共有20種，它們的結(jié)構(gòu)不同，脫氨基的方式也不同，主要有：①氧化脫氨；②轉(zhuǎn)氨；③聯(lián)合脫氨；④非氧化脫氨。其中以聯(lián)合脫氨基最為重要。現(xiàn)在是9頁\一共有55頁\編輯于星期五1、氧化脫氨基作用催化氧化脫氨基的酶有：①L-氨基酸氧化酶：需氧脫氫酶,最適PH=10，輔酶FAD或FMN。②D-氨基酸氧化酶（生理pH活性高，但D-AA.很少。）③L-谷氨酸脫氫酶：不需氧脫氫酶,最適PH近中性，活性強，但專一性高。輔酶NAD+

或NADP+。分布于肝、腎及腦組織。現(xiàn)在是10頁\一共有55頁\編輯于星期五①L(D)-氨基酸氧化酶（需氧）現(xiàn)在是11頁\一共有55頁\編輯于星期五②L-谷氨酸脫氫酶（不需氧）現(xiàn)在是12頁\一共有55頁\編輯于星期五L-Glu脫氫酶：存在普遍，活性高，專一性強，只作用于L-谷氨酸（脫氫、加水、脫氨）。此酶催化的反應(yīng)是可逆反應(yīng)（逆轉(zhuǎn)），真核生物此酶大量分布于線粒體基質(zhì)中，主要用于Glu的合成?，F(xiàn)在是13頁\一共有55頁\編輯于星期五2、轉(zhuǎn)氨基作用①定義：在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，α-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來的α-氨基酸生成相應(yīng)的α-酮酸，而原來的α-酮酸則形成了相應(yīng)的α-氨基酸，這種作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用（又叫氨基移換作用）。現(xiàn)在是14頁\一共有55頁\編輯于星期五現(xiàn)在是15頁\一共有55頁\編輯于星期五谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)與谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)

（肝臟-肝功能異常）（心臟、次肝臟-心肌梗塞）(α-KG)GPT轉(zhuǎn)氨基作用是氨基酸代謝的普遍形式。既是AA.分解的開始，又是AA.合成的起點；同時把Pr.與糖代謝聯(lián)系起來（α-酮戊二酸、丙酮酸、草酰乙酸）?，F(xiàn)在是16頁\一共有55頁\編輯于星期五可逆的，K平=1。α-AA與α-酮酸相互轉(zhuǎn)化，是合成非必需AA重要步驟；專一性高，種類多，以谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)(急性肝炎患者血清GPT升高)、谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)最為重要(心肌?；颊哐錑OT升高)；輔酶是磷酸吡哆醛，其為維生素B6的磷酸酯；只有氨基的轉(zhuǎn)移，沒有氨的生成。生理意義：滿足體內(nèi)對非必需氨基酸的需求。轉(zhuǎn)氨基作用的特點：現(xiàn)在是17頁\一共有55頁\編輯于星期五3、聯(lián)合脫氨基作用⑴轉(zhuǎn)氨和氧化脫氨的聯(lián)合生物體內(nèi)存在兩種聯(lián)合脫氨基作用。轉(zhuǎn)氨酶L-谷氨酸脫氫酶L-谷氨酸α-KG現(xiàn)在是18頁\一共有55頁\編輯于星期五轉(zhuǎn)氨和氧化脫氨聯(lián)合的特點：

①轉(zhuǎn)氨基與氧化脫氨基作用偶聯(lián)，即轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)；②產(chǎn)生NH3；③肝、腎、腦中最活躍?，F(xiàn)在是19頁\一共有55頁\編輯于星期五骨骼肌和心肌組織中L-谷氨酸脫氫酶的活性很低，因而不能通過上述形式的聯(lián)合脫氨反應(yīng)脫氨。

但骨骼肌和心肌中含豐富的腺苷酸脫氨酶(adenylatedeaminase)，能催化腺苷酸加水、脫氨生成次黃嘌呤核苷酸(IMP)。現(xiàn)在是20頁\一共有55頁\編輯于星期五⑵嘌呤核苷酸循環(huán)轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)的脫氨基作用。腺苷酸代琥珀酸現(xiàn)在是21頁\一共有55頁\編輯于星期五這一代謝途徑不僅把氨基酸代謝與糖代謝、脂代謝聯(lián)系起來，而且也把氨基酸代謝與核苷酸代謝聯(lián)系起來。

嘌呤核苷酸循環(huán)是骨骼肌和心肌中氨基酸脫氨的主要方式。Johnlowenstein證明此嘌呤核苷酸循環(huán)在肌肉組織代謝中具有重要作用?，F(xiàn)在是22頁\一共有55頁\編輯于星期五4.酰胺脫氨基作用先經(jīng)酰胺脫氨酶作用成為相應(yīng)的氨基酸后，才能通過上述方式進行分解。AsnAspGlnGlu5.非氧化脫氨基作用主要在微生物體內(nèi)進行，動物體內(nèi)并不普遍?，F(xiàn)在是23頁\一共有55頁\編輯于星期五三、脫羧基作用2、反應(yīng)：1、概念：氨基酸在氨基酸脫羧酶作用下進行脫羧作用，生成CO2和一級胺類。微生物體內(nèi)普遍，高等動植物體內(nèi)也存在，但不是主要的代謝方式?，F(xiàn)在是24頁\一共有55頁\編輯于星期五在微生物、動、植物普遍存在；專一性強，一種AA有相應(yīng)的脫羧酶，且只作用于L-氨基酸;輔酶為磷酸吡哆醛，但His脫羧酶除外；氨基酸脫羧產(chǎn)生相應(yīng)的一級胺，有的具有特殊生理作用，如激素、維生素和神經(jīng)遞體等。3、特點：現(xiàn)在是25頁\一共有55頁\編輯于星期五①谷氨酸：在谷氨酸脫羧酶催化下形成γ-氨基丁酸，后者為抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中樞神經(jīng)有抑制作用。③酪氨酸：L-酪氨酸脫羧形成酪胺，后者為血管緊縮劑，可升高血壓。②組氨酸：L-組氨酸在組氨酸脫羧酶催化下形成組胺，后者為血管舒張劑，可降低血壓。4、重要氨基酸的脫羧基作用：現(xiàn)在是26頁\一共有55頁\編輯于星期五L-色氨酸5-羥色胺，可升高血壓L-絲氨酸氨基乙醇（合成腦磷脂的有效成分）L-天氨酸β-丙氨酸（泛酸的主要成分）人和動物腸道中的細菌能使食物中的AA.脫羧生成有毒性的尸胺（賴）和腐胺（鳥），這是動物尸體腐爛時發(fā)出臭味的主因?，F(xiàn)在是27頁\一共有55頁\編輯于星期五RCH(NH2)COOHRCH2-NH2+CO2RCH2-NH2+O2+H2ORCHO+H2O2+NH32RCHO+O22RCOOHAA.脫羧酶胺氧化酶

β-氧化

TCACO2+H2O現(xiàn)在是28頁\一共有55頁\編輯于星期五四、氨基酸分解產(chǎn)物的進一步代謝（一）氨的代謝轉(zhuǎn)變①合成部位：肝臟（腎臟是排脲的器官）。1、尿素的合成（鳥氨酸循環(huán)、尿素循環(huán)）血液中1%的氨就可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒?！郚H3是有毒的，必須及時轉(zhuǎn)變或排出。體內(nèi)的氨主要在肝合成尿素(urea)而解毒的。分解產(chǎn)物：α-酮酸、NH3、CO2和胺。現(xiàn)在是29頁\一共有55頁\編輯于星期五實驗：動物切除肝臟，輸入氨基酸后，血氨濃度升高；動物保留肝臟、切除腎臟，輸入氨基酸后，血中尿素濃度升高；動物肝臟、腎臟同時切除，輸入氨基酸后，血中尿素含量較低，但血氨濃度升高；結(jié)論：肝臟是合成尿素的主要器官?，F(xiàn)在是30頁\一共有55頁\編輯于星期五②尿素的生物合成過程1932,德國學(xué)者HansKrebs提出尿素循環(huán)(ureacycle)或鳥氨酸循環(huán)(ornithinecycle)現(xiàn)在是31頁\一共有55頁\編輯于星期五i.氨基甲酰磷酸的合成部位：線粒體CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ(CPS-Ⅰ)（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO-PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應(yīng)：（激活劑）現(xiàn)在是32頁\一共有55頁\編輯于星期五ⅱ瓜氨酸的合成(Carbamolphosphate)(Ornithine)(Citrulline)現(xiàn)在是33頁\一共有55頁\編輯于星期五ⅲ精氨酸的合成(Citrulline)(Asp)(Argininosuccinate)(Arginine)(Fumarate)現(xiàn)在是34頁\一共有55頁\編輯于星期五ⅳ精氨酸水解生成尿素(Arginine)(Urea)(Ornithine)現(xiàn)在是35頁\一共有55頁\編輯于星期五尿素循環(huán)示意圖鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸酶現(xiàn)在是36頁\一共有55頁\編輯于星期五UreaBiosynthesis（小結(jié)）耗能過程：4ATP/ureaN與C的來源：氨基酸脫氨、Asp和CO2現(xiàn)在是37頁\一共有55頁\編輯于星期五鳥氨酸循環(huán)的特點：P從Orn開始到Orn結(jié)束，形成一循環(huán)；2分子NH3與一分子CO2合成脲;NH3來源于NH3（聯(lián)合脫氨）

AspOrn、Cit、Arg只起催化劑作用；耗能過程，3個ATP，4個～；關(guān)鍵酶：氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（變構(gòu)酶）；精氨酸代琥珀酸合成酶部位涉及線粒體基質(zhì)和胞液。現(xiàn)在是38頁\一共有55頁\編輯于星期五③總反應(yīng)方程式：2NH3+CO2+3ATP+H2O尿素

+2ADP+AMP+2Pi+PPi④生理意義：體內(nèi)氨的主要去路，解氨毒的重要途徑;形成精氨酸?，F(xiàn)在是39頁\一共有55頁\編輯于星期五2、合成酰胺：Gln和Asn是無毒物質(zhì)，容易透過細胞膜，是氨的主要儲存和運輸形式，也是解除氨毒害的形式?，F(xiàn)在是40頁\一共有55頁\編輯于星期五3、合成非必需氨基酸及含N化合物：L-谷氨酸脫氫酶還原氨基化作用：4、經(jīng)腎臟以銨鹽形式排出現(xiàn)在是41頁\一共有55頁\編輯于星期五（二）α-酮酸的代謝轉(zhuǎn)變1、生成非必需氨基酸①還原氨基化作用L-谷氨酸脫氫酶現(xiàn)在是42頁\一共有55頁\編輯于星期五②轉(zhuǎn)氨基作用現(xiàn)在是43頁\一共有55頁\編輯于星期五體內(nèi)需要能量時，α-酮酸進入TCA循環(huán)，氧化成CO2和H2O，產(chǎn)生ATP。2、氧化成CO2和H2O：現(xiàn)在是44頁\一共有55頁\編輯于星期五當體內(nèi)不需要α-酮酸合成AA，體內(nèi)能量也充足時，可轉(zhuǎn)變成糖和脂肪。3、轉(zhuǎn)變成糖類和脂肪生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸或TCA循環(huán)的中間產(chǎn)物的AA均為生糖AA。按糖代謝途徑代謝。例：Pro,Arg,Ala,Asp,Met,Ser,Asn,Cys,Thr,Glu,Gly,Gln,Val,His現(xiàn)在是45頁\一共有55頁\編輯于星期五生糖兼生酮氨基酸：凡能生成丙酮酸或三羧酸循環(huán)中間產(chǎn)物同時能生成乙酰CoA或乙酰乙酰CoA的為生糖兼生酮氨基酸。例：Ile,Trp,Phe,Tyr

生酮氨基酸：凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的AA均

為生酮AA。按脂代謝途徑代謝。例：Leu,Lys生糖氨基酸和生酮氨基酸的劃分不是很嚴格的?，F(xiàn)在是46頁\一共有55頁\編輯于星期五氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系現(xiàn)在是47頁\一共有55頁\編輯于星期五第三節(jié)

氨基酸的合成代謝（一）不同生物合成氨基酸的能力不同1、植物和絕大多數(shù)微生物能合成全部AA。2、人和動物：①必需AA：自身無法合成，但營養(yǎng)必需，只能由食物供給。有八種：Lys、Trp、Phe、Val、Met、Thr、Leu、Ile。②半必需AA：嬰幼兒時期合成量不能滿足需要，有兩種：Arg、His。③非必需AA：自身能合成（都為生糖AA，與糖的轉(zhuǎn)變是可逆的）?，F(xiàn)在是48頁\一共有55頁\編輯于星期五（二）轉(zhuǎn)氨基作用（三）還原氨基化作用L-谷氨酸脫氫酶現(xiàn)在是49頁\一共有55頁\編輯于星期五1、α-酮戊二酸衍生類型（Glu族）（四）各種氨基酸生物合成不同AA生物合成途徑不同，但許多AA的合成都與機體內(nèi)的幾個主要代謝途徑相關(guān)。因此將這些途徑的相關(guān)產(chǎn)物，看作AA合成的起始物，并以此劃分成六大類型：2、草酰乙酸衍生類型（Asp族）3、丙酮酸衍生類型（Ala族）4、3-磷酸甘油酸衍生類型（Ser族）5、4-磷酸赤蘚糖衍生類型（芳香AA族）6、組氨酸生物合成（了解、自學(xué)）現(xiàn)在是50頁\一共有55頁\編輯于星期五二十種氨基酸的生物合成概況

谷氨酸族天冬氨酸族丙氨酸族絲氨酸族His和芳香族現(xiàn)在是51頁\一共有55頁\編輯于星期五（五）一碳單位代謝1、一碳單位定義：某些氨基酸代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團（不包括CO2）稱為一碳單位。2、一碳單位的形式：體內(nèi)的一碳單位有：①甲基(－CH3)②亞甲基(-CH2-)，甲烯基③次甲基(-CH＝)，甲炔基④甲?；?-CHO)⑤亞氨甲基(-CH＝NH)等現(xiàn)在是52頁\一共有55頁\編輯于星期五3、一碳單位代謝：（1）概念：物質(zhì)代謝過程中，常遇到一碳單位從一個化合物轉(zhuǎn)移到另一個化合物分子上，凡屬于一碳單位轉(zhuǎn)移和變化的過程，統(tǒng)稱一碳單位代謝。（2）酶：一碳單位轉(zhuǎn)移酶

輔酶：FH4，為一碳單位的載體。2-氨基-4-羥基-6-甲基喋呤啶對氨基苯甲酸谷氨酸