j蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代謝

蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代謝

本章著重討論蛋白質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的降解，以及氨基酸的分解和合成的共同代謝途徑。第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解第二節(jié)氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化第三節(jié)氨的同化及氨基酸的生物合成返回現(xiàn)在是1頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化

一、氨基酸代謝概況三、氨基酸的脫羧基作用四、氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化二、氨基酸的脫氨基作用現(xiàn)在是2頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸代謝概況食物蛋白質(zhì)氨基酸特殊途徑-酮酸糖及其代謝中間產(chǎn)物脂肪及其代謝中間產(chǎn)物TCA鳥氨酸循環(huán)NH4+CO2H2O體蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤SO42

-（次生物質(zhì)代謝）CO2胺現(xiàn)在是3頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸的脫氨基作用

1、氧化脫氨基作用

2、轉(zhuǎn)氨基作用3、聯(lián)合脫氨基作用現(xiàn)在是4頁\一共有50頁\編輯于星期一氧化脫氨基作用

氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成相應(yīng)的α-酮酸的過程稱為氧化脫氨基作用。主要有以下兩種類型：

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH+3

|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2

L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H現(xiàn)在是5頁\一共有50頁\編輯于星期一轉(zhuǎn)氨基作用

α-氨基酸1

R1-CH-COO-

NH+3

|α-酮酸1

R1-C-COO-O||

R2-C-COO-O||α-酮酸2

R2-CH-COO-

NH+3

|α-氨基酸2轉(zhuǎn)氨酶（輔酶：磷酸吡哆醛）

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)氨基作用或氨基移換作用?，F(xiàn)在是6頁\一共有50頁\編輯于星期一磷酸吡哆醛的作用機(jī)理現(xiàn)在是7頁\一共有50頁\編輯于星期一谷氨酰胺的生成和利用+NH2+H2OATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶Mg2++2H谷氨酸合成酶現(xiàn)在是8頁\一共有50頁\編輯于星期一聯(lián)合脫氨基作用

（1）概念（2）類型a、轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)b、轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行的脫氨基作用方式?，F(xiàn)在是9頁\一共有50頁\編輯于星期一轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)

轉(zhuǎn)氨酶L-谷氨酸脫氫酶H20+NAD+NH3+NADHα-酮酸α-氨基酸α-酮戊二酸L-谷氨酸現(xiàn)在是10頁\一共有50頁\編輯于星期一轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)

α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸蘋果酸延胡索酸腺苷酸次黃苷酸現(xiàn)在是11頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸的脫羧基作用

1、概念2、脫羧產(chǎn)物的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化（次生物質(zhì)代謝）

氨基酸在脫羧酶的作用下脫掉羧基生成相應(yīng)的一級胺類化合物的作用。脫羧酶的輔酶為磷酸吡哆醛?，F(xiàn)在是12頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化1、氨的代謝轉(zhuǎn)變2、氨基酸碳骨架的代謝途徑現(xiàn)在是13頁\一共有50頁\編輯于星期一氨的代謝轉(zhuǎn)變（1）重新生成氨基酸（2）谷氨酰胺和天冬酰氨的生成（3）尿素的生成——尿素循環(huán)（4）形成銨鹽現(xiàn)在是14頁\一共有50頁\編輯于星期一谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)現(xiàn)在是15頁\一共有50頁\編輯于星期一谷氨酸的重新生成L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H現(xiàn)在是16頁\一共有50頁\編輯于星期一尿素的生成

a、概念b、總反應(yīng)和過程

在排尿動物體內(nèi)由NH3合成尿素是在肝臟中通過一個循環(huán)機(jī)制完成的，這一個循環(huán)稱為尿素循環(huán)。2NH3+CO2+3ATP+3H2ONH2-CO-NH2+

2ADP+

AMP+PPi現(xiàn)在是17頁\一共有50頁\編輯于星期一鳥氨酸循環(huán)氨基酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鳥氨酸精氨酸延胡索酸草酰乙酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸ATPAMP+PPiH2O2ATP+CO2+NH3+H2O2ADP+Pi基質(zhì)線粒體胞液NH2-C-NH2O尿素現(xiàn)在是18頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸碳骨架的代謝途徑（1）再氨基化生成氨基酸（2）轉(zhuǎn)變成糖或脂肪生糖氨基酸和生酮氨基酸（3）氧化成CO2和H2O現(xiàn)在是19頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑

草酰乙酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸組氨酸脯氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸檸檬酸現(xiàn)在是20頁\一共有50頁\編輯于星期一蛋白質(zhì)的酶促降解

一、水解蛋白質(zhì)的酶的種類和專一性

肽酶（Peptidase）

蛋白酶(Proteinase)二、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的意義胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解系統(tǒng)：溶酶系統(tǒng)和泛肽系統(tǒng)

蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑現(xiàn)在是21頁\一共有50頁\編輯于星期一肽酶的種類和專一性編號名稱作用特征3、4、113、4、13-氨酰肽水解酶(-aminoacylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的N-末端-羧肽水解酶(-carboxylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的C-末端3、4、14二羧肽水解酶(depeptidehydrolase)水解二肽現(xiàn)在是22頁\一共有50頁\編輯于星期一蛋白酶的種類和專一性編號名稱作用特征實例3、4、2、13、4、2、2絲氨酸蛋白酶類(serinepritelnase)活性中心含Ser3、4、2、33、4、2、4硫醇蛋白酶類(Thiolpritelnase)活性中心含Cys羧基（酸性）蛋白酶類[carboxyl(asid)pritelnase]活性中心含Asp,最適pH在5以下金屬蛋白酶類(metallopritelnase)活性中心含有Zn2+

、

Mg2+等金屬胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶木瓜蛋白酶無花果蛋白酶菠蘿酶胃蛋白酶凝乳酶枯草桿菌蛋白酶嗜熱菌蛋白酶現(xiàn)在是23頁\一共有50頁\編輯于星期一消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）現(xiàn)在是24頁\一共有50頁\編輯于星期一蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶體20S蛋白酶體ATP19S調(diào)節(jié)亞基去折疊水解E1：泛肽激活酶E2：泛肽載體蛋白

E3：泛肽-蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin）現(xiàn)在是25頁\一共有50頁\編輯于星期一氨的同化及氨基酸的生物合成一、氮素循環(huán)二、生物固氮四、氨基酸的生物合成五、氨基酸與一碳基團(tuán)代謝三、氨的同化現(xiàn)在是26頁\一共有50頁\編輯于星期一自然界的氮素循環(huán)硝酸鹽亞硝酸氮生物固氮工業(yè)固氮固氮生物動植物硝酸鹽還原大氣固氮大氣氮素巖漿源的固定氮火成巖反硝化作用氧化亞氮蛋白質(zhì)入地下水動植物廢物死的有機(jī)體現(xiàn)在是27頁\一共有50頁\編輯于星期一生物固氮1、生物固N的化學(xué)本質(zhì)2、固N酶3、固N條件4、硝酸還原作用現(xiàn)在是28頁\一共有50頁\編輯于星期一生物固N的化學(xué)本質(zhì)

固N條件（1）電子供體（2）ATP供能（3）厭氧環(huán)境現(xiàn)在是29頁\一共有50頁\編輯于星期一固N酶

b、ATP酶活性：能催化ATP分解，從中獲取能量推動電子向還原底物上轉(zhuǎn)移。（1）結(jié)構(gòu)組成（2）作用機(jī)理：（3）特點：是一種多功能酶N2還原劑鐵蛋白鉬鐵蛋白a、氧化還原酶：催化N2還原鐵蛋白：二聚體、含F(xiàn)e和S，形成[Fe4S4]簇鉬鐵蛋白：四聚體（α2β2），含Mo、Fe和S現(xiàn)在是30頁\一共有50頁\編輯于星期一硝酸還原作用（2）硝酸還原酶(3)亞硝酸還原酶（1）硝酸還原作用的化學(xué)本質(zhì)NH+4NO-32e-6e-硝酸還原酶亞硝酸還原酶NO-2現(xiàn)在是31頁\一共有50頁\編輯于星期一硝酸還原酶a、鐵氧還蛋白——硝酸還原酶b、NAD(P)H-硝酸還原酶H2ONO-3+2Fd還原態(tài)+2H+NO-2+2Fd氧化態(tài)++NAD(P)H+H+NO-2+NAD(P)++H2ONO3-現(xiàn)在是32頁\一共有50頁\編輯于星期一亞硝酸還原酶鐵氧還蛋白——亞硝酸還原酶NO-2+6Fd還原態(tài)+8H+NH+4+6Fd氧化態(tài)+2H2O+現(xiàn)在是33頁\一共有50頁\編輯于星期一氨的同化1、谷氨酸的形成途徑2、氨甲酰磷酸的生成現(xiàn)在是34頁\一共有50頁\編輯于星期一1、谷氨酸生成途徑(兩條途徑)a:谷氨酸脫氫酶（GDH）途徑（次途徑）植物體內(nèi)GDH催化的反應(yīng)是可逆反應(yīng)，是氧化脫氨基的逆反應(yīng)，也可生成谷氨酸?，F(xiàn)在是35頁\一共有50頁\編輯于星期一b:谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶途徑（主途徑）植物體內(nèi)還存在有谷氨酰胺合成酶，它催化由氨和谷氨酸合成谷氨酰胺，然后通過谷氨酸合酶的還原作用，將酰胺基上的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮戊二酸分子上，生成2分子谷氨酸.現(xiàn)在是36頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸的生物合成

1、必需氨基酸和非必需氨基酸2、氨基酸的生物合成現(xiàn)在是37頁\一共有50頁\編輯于星期一必需氨基酸的概念Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phe、Trp、(HisArg)

凡是機(jī)體不能自己合成，必需來自外界的氨基酸，稱為必需氨基酸。

人的必需氨基酸：現(xiàn)在是38頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸的生物合成的碳架來源（1）非必需氨基酸的生物合成（2）各族氨基酸的前體及相互關(guān)系a、由α-酮酸氨基化生成b、由某些非必需氨基酸轉(zhuǎn)化而來c、由某些必需氨基酸轉(zhuǎn)變而來現(xiàn)在是39頁\一共有50頁\編輯于星期一非必需氨基酸的生物合成現(xiàn)在是40頁\一共有50頁\編輯于星期一各種氨基酸的前體及相互關(guān)系

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41頁\一共有50頁\編輯于星期一氨基酸與一碳基團(tuán)代謝

1、一碳基團(tuán)（一碳單位）的概念2、一碳基團(tuán)和氨基酸代謝Gly、Ser、Thr、His都可以作為一碳基團(tuán)的供體。

3、一碳基團(tuán)的利用：參與合成反應(yīng)，如磷脂、核苷酸等的合成?，F(xiàn)在是42頁\一共有50頁\編輯于星期一一碳基團(tuán)

在代謝過程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解產(chǎn)生具有一個碳原子的基團(tuán)（不包括CO2），稱為一碳基團(tuán)。一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移除了和許多氨基酸的代謝直接有關(guān)外，還參與嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成。一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶的輔酶：FH4一碳基團(tuán)四氫葉酸化合物的結(jié)構(gòu)和命名-CH=NH亞氨甲基H-CO-甲?；?CH2OH甲醇基-CH=次甲基-CH2-亞甲基-CH3甲基現(xiàn)在是43頁\一共有50頁\編輯于星期一現(xiàn)在是44頁\一共有50頁\編輯于星期一現(xiàn)在是45頁\一共有50頁\編輯于星期一葉酸和四氫葉酸（FH4）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO現(xiàn)在是46頁\一共有50頁\編輯于星期一一碳基團(tuán)的來源與轉(zhuǎn)變S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-FH4N5N10-

CH2