蛋白質(zhì)代集的學(xué)習(xí)教案

蛋白質(zhì)代集的學(xué)習(xí)教案第1頁(yè)/共72頁(yè)11.1蛋白質(zhì)的酶解蛋白質(zhì)在哺乳動(dòng)物消化道中降解為氨基酸經(jīng)過(guò)一系列的消化過(guò)程。蛋白質(zhì)經(jīng)各種酶的協(xié)同作用，最后全部轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?。?頁(yè)/共72頁(yè)

蛋白質(zhì)的消化：胃蛋白酶水解食物蛋白質(zhì)為多肽，再在小腸中完全水解為氨基酸。胃蛋白酶：催化水解芳香族氨基酸（Phe/Tyr/Trp）和蛋氨酸、亮氨酸。胰蛋白酶：水解堿性氨基酸（Lys/Arg）羧基；胰凝乳蛋白酶：催化斷裂芳香族氨基酸（Phe/Tyr/Trp）彈性蛋白酶：水解脂肪族氨基酸（Ala/Ser/Thr）等。第3頁(yè)/共72頁(yè)第4頁(yè)/共72頁(yè)必需氨基酸與非必需氨基酸：體內(nèi)不能合成，必須由食物蛋白質(zhì)供給的氨基酸稱為必需氨基酸。反之，體內(nèi)能夠自行合成，不必由食物供給的氨基酸就稱為非必需氨基酸。必需氨基酸一共有八種：賴氨酸（Lys）、色氨酸（Trp）、苯丙氨酸（Phe）、蛋氨酸（Met）、蘇氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、異亮氨酸（Ile）、纈氨酸（Val）。精氨酸和組氨酸必需以必需氨基酸為原料來(lái)合成，故被稱為半必需氨基酸。第5頁(yè)/共72頁(yè)氨基酸的吸收：主要在小腸進(jìn)行，是一種主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)過(guò)程，需由特殊載體攜帶。在人和動(dòng)物體內(nèi)，氨基酸被小腸粘膜吸收后即通過(guò)粘膜的微血管進(jìn)入血液運(yùn)到肝臟及其他器官進(jìn)行代謝有少量氨基酸由淋巴系統(tǒng)進(jìn)入血液抗菌素可抑制氨基酸的吸收。第6頁(yè)/共72頁(yè)氨基酸谷胱甘肽膜外膜膜內(nèi)γ-谷氨酰氨基酸氨基酸若干步反應(yīng)γ-谷氨酰循環(huán)轉(zhuǎn)肽酶第7頁(yè)/共72頁(yè)

11.2.3蛋白質(zhì)的分解胃蛋白酶：由胃粘膜分泌，初分泌時(shí)無(wú)活性（胃蛋白酶原），經(jīng)胃中的HCl激活后即變?yōu)榛钚缘鞍酌?，胰蛋白酶及凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶能分解胰蛋白酶所不能作用的肽鍵.第8頁(yè)/共72頁(yè)肽酶氨肽酶：由十二指腸分泌，可使多肽鏈從自由氨基端開(kāi)始水解。羧肽酶：由胰臟分泌進(jìn)入小腸，可使多膚鏈從羧基端開(kāi)始水解。二肽酶：使二肽水解成氨基酸。第9頁(yè)/共72頁(yè)11.2.4氨基酸的分解11.2.4.1氨基酸在代謝上的分生糖氨基酸:降解為檸檬酸循環(huán)中間代謝物的氨基酸可以進(jìn)入糖異生途徑生成葡萄糖，這樣的氨基酸稱之生糖氨基酸；生酮氨基酸:而那些形成乙酰CoA的氨基酸可以成為脂肪酸或酮體的前體，因此這類氨基酸稱之生酮氨基酸

生酮和生糖氨基酸:還有的氨基酸降解時(shí)既可生成檸檬酸循環(huán)中間代謝物，又可生成乙酰CoA，這樣的氨基酸稱之既生糖又生酮氨基酸生酮氨基酸和生糖氨基酸的界限并不是非常嚴(yán)格的第10頁(yè)/共72頁(yè)

氨基酸失去氨基的作用稱為脫氨基作用。氧化脫氨基作用非氧化脫氨基作用氨基轉(zhuǎn)換作用聯(lián)合脫氨作用

11.2.4.2氨基酸的共同分解反應(yīng)氨基酸的脫氨基作用第11頁(yè)/共72頁(yè)

氧化脫氨

第12頁(yè)/共72頁(yè)

非氧化脫氨基作用1、還原脫氨基作用第13頁(yè)/共72頁(yè)2、水解脫氨基作用第14頁(yè)/共72頁(yè)3、脫水脫氨基作用以磷酸吡哆醛為輔酶第15頁(yè)/共72頁(yè)4、脫疏基脫氨基作用第16頁(yè)/共72頁(yè)5、氧化-還原脫氨基作用第17頁(yè)/共72頁(yè)氨基酸的脫酰胺基作用第18頁(yè)/共72頁(yè)第19頁(yè)/共72頁(yè)氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用⑴

轉(zhuǎn)氨基作用的一般概念

轉(zhuǎn)氨基作用是α-氨基酸和酮酸之間胺基的轉(zhuǎn)移作用；α-氨基酸的α-氨基借助酶的催化作用轉(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。第20頁(yè)/共72頁(yè)例：第21頁(yè)/共72頁(yè)第22頁(yè)/共72頁(yè)第23頁(yè)/共72頁(yè)說(shuō)明：轉(zhuǎn)氨作用是氨基酸脫去氨基的一種重要方式。

構(gòu)成蛋白質(zhì)的氨基酸除甘氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、脯氨酸及羥脯氨酸外，都能以不同程度參加轉(zhuǎn)氨作用。第24頁(yè)/共72頁(yè)

⑵

轉(zhuǎn)氨酶催化胺基反應(yīng)的酶稱為轉(zhuǎn)氨酶，或稱氨基轉(zhuǎn)換酶。它們對(duì)兩個(gè)底物中的一個(gè)底物，即α-酮戊二酸（或谷氨酸）是專一的，而對(duì)另外一個(gè)底物則無(wú)嚴(yán)格的轉(zhuǎn)移性。參與氨基轉(zhuǎn)換的α-酮酸主要是α-酮戊二酸、其次為草酰乙酸。第25頁(yè)/共72頁(yè)動(dòng)物和高等植物的轉(zhuǎn)氨酶一般只催化L-氨基酸和α-酮酸的轉(zhuǎn)氨作用。轉(zhuǎn)氨酶催化的反應(yīng)都是可逆的。真核細(xì)胞的線粒體和胞液中都可進(jìn)行轉(zhuǎn)氨作用。在細(xì)胞不同部位的轉(zhuǎn)氨酶，雖然功能相同，但結(jié)構(gòu)和性質(zhì)并不相同。哺乳動(dòng)物細(xì)胞中氨基酸氨基的集合作用是在胞液中進(jìn)行的。第26頁(yè)/共72頁(yè)第27頁(yè)/共72頁(yè)

聯(lián)合脫氨基作用氨基酸的α-氨基先借助轉(zhuǎn)氨作用轉(zhuǎn)移到α-酮戊二酸的分子上，生成相應(yīng)的α-酮酸和谷氨酸，然后谷氨酸在L-谷氨酸脫氫酶的催化下，脫胺基生成α-酮戊二酸同時(shí)釋放出氨。第28頁(yè)/共72頁(yè)第29頁(yè)/共72頁(yè)機(jī)體內(nèi)部分氨基酸可進(jìn)行脫羧基作用而生成相應(yīng)的一級(jí)胺。

催化脫羧反應(yīng)的酶稱為脫羧酶。輔酶為磷酸吡哆醛。氨基酸的脫羧基作用第30頁(yè)/共72頁(yè)第31頁(yè)/共72頁(yè)第32頁(yè)/共72頁(yè)說(shuō)明：氨基酸脫羧酶的專一性很高。在脫羧酶中只有組氨酸脫羧酶不需要輔酶。氨基酸的脫羧反應(yīng)普遍存在于微生物、高等動(dòng)、植物組織中。氨基酸脫羧后形成的胺，有許多重要的生理作用。第33頁(yè)/共72頁(yè)絕大多數(shù)胺類是對(duì)動(dòng)物有毒的。體內(nèi)有胺氧化酶，能將胺氧化為醛和氨。第34頁(yè)/共72頁(yè)11.2.4.3氨的代謝出路①在肝臟轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩?；②合成氨基酸；③合成其他含氮物；④合成天冬酰胺和谷氨酰胺；⑤直接排出?/p>

第35頁(yè)/共72頁(yè)11.2.4.3氨的代謝去路水生動(dòng)物，一般將氨直接排山體外；兩棲類，將氨變?yōu)槟蛩卦倥懦?；鳥(niǎo)類及爬行動(dòng)物(如龜)則將氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩崤懦鲫憲叩葎?dòng)物第36頁(yè)/共72頁(yè)氨在血液循環(huán)中的轉(zhuǎn)運(yùn)，需以無(wú)毒的形式進(jìn)行，將氨轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟或腎臟進(jìn)行代謝。

利用谷氨酰胺進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

氨的轉(zhuǎn)運(yùn)谷氨酰胺是中性無(wú)毒物質(zhì)，容易透過(guò)細(xì)胞膜，是氨的主要運(yùn)輸形式第37頁(yè)/共72頁(yè)谷氨酰胺由血液運(yùn)送到肝臟后：第38頁(yè)/共72頁(yè)2、

通過(guò)葡萄糖—丙氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)丙氨酸通過(guò)血液運(yùn)至肝臟：第39頁(yè)/共72頁(yè)

丙氨酸-葡萄糖循環(huán)：肌肉中的氨基酸將氨基轉(zhuǎn)給丙酮酸生成丙氨酸，后者經(jīng)血液循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟再脫氨基，生成的丙酮酸經(jīng)糖異生轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟呛笤俳?jīng)血液循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肌肉重新分解產(chǎn)生丙酮酸，這一循環(huán)過(guò)程就稱為丙氨酸-葡萄糖循環(huán)。

在肌肉中，丙酮酸由糖酵解提供。在肝臟中，多余的丙酮酸又可通過(guò)葡糖異生作用轉(zhuǎn)化為葡萄糖。將丙酮酸與氨轉(zhuǎn)化為丙氨酸，收到一舉兩得的功效。第40頁(yè)/共72頁(yè)返回尿素循環(huán)（鳥(niǎo)氨酸循環(huán)）第41頁(yè)/共72頁(yè)延胡索酸蘋果酸草酰乙酸。草酰乙酸同乙酰CoA縮合成檸檬酸，也可經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用產(chǎn)生天冬氨酸，或成經(jīng)糖原異牛作用轉(zhuǎn)變?yōu)槠咸烟?。延胡索酸是鳥(niǎo)氨酸循環(huán)與TCA循環(huán)的連接物。第42頁(yè)/共72頁(yè)①肝細(xì)胞液的谷氨酸，透過(guò)線粒體膜進(jìn)入線粒體基質(zhì)，由谷氨酸脫氫酶將氨基脫下形成游離氨。第43頁(yè)/共72頁(yè)②形成瓜氨酸。第44頁(yè)/共72頁(yè)③瓜氨酸形成后即離開(kāi)線粒體進(jìn)入細(xì)胞液。第45頁(yè)/共72頁(yè)④精氨琥珀酸在精氨琥珀酸裂解酶催化下分解為精氨酸及延胡索酸。第46頁(yè)/共72頁(yè)⑤精氨酸在精氨酸酶催化下，水解為鳥(niǎo)氨酸和尿素?？偡磻?yīng)：第47頁(yè)/共72頁(yè)說(shuō)明：形成一分子尿素可清除兩分子氨基氮及一分子二氧化碳。尿素循環(huán)的優(yōu)越性：解除氨的毒性，減少血液的酸性

形成一分子尿素需消耗4個(gè)高能磷酸鍵水解釋放的自由能。尿素形成過(guò)程在機(jī)體的不同器官，組織及細(xì)胞內(nèi)的職能分工有利于生物體的自身保護(hù)。精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的關(guān)鍵酶第48頁(yè)/共72頁(yè)6.1.3

尿酸的形成排尿酸動(dòng)物如陸生爬蟲(chóng)類和鳥(niǎo)類，以尿酸作為氨基酸基排泄的主要形式。

第49頁(yè)/共72頁(yè)說(shuō)明：

尿素、氨、尿酸并不是自然氨基排泄的僅有形式，蜘蛛以鳥(niǎo)嘌呤作為氨基氮的排泄形式。許多魚(yú)類以氧化三甲胺作為排氮形式。高等植物則將氨基氮以谷氨酰胺和天冬酰胺形式貯存于體內(nèi)。第50頁(yè)/共72頁(yè)20氨基酸的氧化分解途徑各異，但它們都集中形成5種產(chǎn)物而進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后氧化為CO2和水。

氨基酸碳骨架的氧化途徑第51頁(yè)/共72頁(yè)返回第52頁(yè)/共72頁(yè)構(gòu)成蛋白質(zhì)的20種氨基酸通過(guò)轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴oA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸以及草酰乙酸五種物質(zhì)而進(jìn)入三羧酸循環(huán)。第53頁(yè)/共72頁(yè)經(jīng)生成乙酰CoA的途徑1、經(jīng)丙酮酸到乙酰CoA的途徑第54頁(yè)/共72頁(yè)2、經(jīng)乙酰乙酰CoA到乙酰CoA的途徑第55頁(yè)/共72頁(yè)

α-酮戊二酸途徑

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形成琥珀酰CoA的途徑

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延胡索酸途徑有苯丙氨酸和酪氨酸。

草酰乙酸途徑天冬酰胺和天冬氨酸可轉(zhuǎn)變?yōu)椴蒗Ｒ宜岫M(jìn)入三羧酸循環(huán)。第58頁(yè)/共72頁(yè)9

由氨基酸衍生的其他重要物質(zhì)9.1

氨基酸與一碳單位9.1.1

一碳單位概念一碳單位就是指含有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，體內(nèi)一碳單位有多種形式。常見(jiàn)的一碳單位有甲基（-CH3）、亞甲基或甲烯基（-CH2-）、次甲基或甲炔基（=CH-）、甲?；?CHO）、亞氨甲基（-CH=NH）、羥甲基（-CH2OH）等在物質(zhì)代謝過(guò)程中常遇到一碳單位的轉(zhuǎn)移，這類反應(yīng)需要一碳單位轉(zhuǎn)移酶參加，這一類酶的輔酶為四氫葉酸。第59頁(yè)/共72頁(yè)第60頁(yè)/共72頁(yè)攜帶甲基的部位是在N5,N10位。第61頁(yè)/共72頁(yè)各種不同形式的一碳單位四氫葉酸：第62頁(yè)/共72頁(yè)第63頁(yè)/共72頁(yè)常見(jiàn)的一碳單位四氫葉酸衍生物①N10-甲酰四氫葉酸（N10-CHOFH4）；②N5-亞氨甲基四氫葉酸（N5-CH=NHFH4）；③N5,N10-亞甲基四氫葉酸（N5,N10-CH2-FH4）；④N5,N10-次甲基四氫葉酸（N5,N10=CH-FH4）；⑤N5-甲基四氫葉酸（N5-CH3FH4）。第64頁(yè)/共72頁(yè)9.1.2

一碳單位的產(chǎn)生如：①甘氨酸的分解反應(yīng)產(chǎn)生N5,N10,-CH2,-FH4。第65頁(yè)/共72頁(yè)②絲氨酸的降解也產(chǎn)生N5,N10,-CH2,-FH4。第66頁(yè)/