第八章蛋白質降解和氨基酸代謝

蛋白質營養(yǎng)氮平衡(nitrogenbalance)生理需要量：成人每日最低蛋白質需要量為30－50g，我國營養(yǎng)學會推薦成人每日蛋白質需要量為80g蛋白質的營養(yǎng)價值取決于必需氨基酸的數(shù)量、種類、比例目前一頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點真核生物中蛋白質的降解有兩條途徑

溶酶體內降解過程依賴泛素(ubiquitin)的降解過程依賴ATP降解異常蛋白和短壽命蛋白目前二頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點溶酶體途徑主要降解經胞吞進入細胞中的胞外蛋白質五十多種水解酶微酸性pH（5）沒有選擇性，主要降解外源蛋白、膜蛋白及長壽命的細胞內蛋白目前三頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點76個氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)，普遍存在于真核生物中，一級結構高度保守1975年從小牛的胰臟中分離出來的。80年代初，發(fā)現(xiàn)它有調節(jié)蛋白質死亡的作用，才稱它為“死亡標簽”。切哈諾沃、赫爾什科和羅斯獲得2004年度諾貝爾獎。泛素（ubiquitin）簡介目前四頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點1.泛素化(ubiquitination)

泛素與選擇性被降解蛋白質形成共價連接，并使其激活。涉及EI、E2、E3。典型的哺乳動物體內都含有一種或數(shù)種不同的EI，幾十種E2和幾百種不同的E3E3是決定細胞中哪一種蛋白質需要在蛋白酶體中被“處死”的決策者泛素介導的蛋白質降解過程

目前五頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點蛋白酶體(proteasome)對泛素化蛋白質的降解細胞中30％以上的新合成蛋白質是經過蛋白酶體降解的泛素分子鏈則是開啟蛋白酶體這個“垃圾桶”的“鑰匙”進入蛋白酶體的蛋白質，經過處理會分解成7～9個氨基酸的短鏈一個人體細胞含有３萬個蛋白酶體泛素介導的蛋白質降解過程

目前六頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點E1類酶激活泛素（需ATP）泛素轉移至E2類酶E3類酶具有特異性，可以識別目標蛋白質，與目標蛋白質接近的E2-泛素復合體將泛素轉移至目標蛋白質；E3類酶釋放出被泛素標記的蛋白被標記的蛋白尾端形成一小段泛素分子鏈；泛素分子鏈在蛋白酶體的端口被識別并脫離蛋白質，目標蛋白質進入蛋白酶復合體的桶狀通道最終降解為縮氨酸并由另一端口釋放出去。目前七頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點二：氨基酸分解的核心在于脫氨目前八頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點催化氨基酸直接脫氨的酶催化氧化脫氨的酶黃素蛋白：Ｌ-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶吡啶蛋白：Glu脫氫酶非氧化脫氨。水解、脫水、加氫、脫硫化氫等目前九頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點僅L-谷氨酸脫氫酶有明顯的生理活性在氨基酸代謝中起重要作用的脫氨酶是L-谷氨酸脫氫酶。是一種變構酶，GTP、ATP是變構抑制劑目前十頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點氨基酸代謝的樞紐——轉氨在轉氨酶（aminotransferase）的催化下，α-氨基酸和α-酮酸之間發(fā)生的氨基轉移反應其中一個底物對為α-酮戊二酸/Glu除Gly、Lys、Thr、Pro、HO-Pro外目前十一頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點轉氨機理H2O目前十二頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點轉氨基作用的主要生物學意義在于轉氨不脫氨，避免了氨對代謝的干擾。轉氨基作用不僅是體內多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式，也是機體合成非必需氨基酸的重要途徑。轉氨作用的生理意義目前十三頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點聯(lián)合脫氨氨基酸

谷氨酸

α-酮酸α-酮戊二酸H2O+NAD(P)+轉氨酶NH3+NAD(P)HL-谷氨酸脫氫酶聯(lián)合脫氨：轉氨與脫氨兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下α-氨基生成α-酮酸的過程。目前十四頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點嘌呤核苷酸循環(huán)蘋果酸腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)腺苷酸代琥珀酸合成酶α-酮戊二酸氨基酸谷氨酸α-酮酸轉氨酶1草酰乙酸天冬氨酸轉氨酶2主要在肌肉組織進行。腺苷酸脫氫酶H2ONH3延胡索酸腺嘌呤核苷酸(AMP)目前十五頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點高濃度的氨對高等動物具有毒性高等動物的大腦對氨極敏感，血中1%的氨會引起中樞神經中毒氨中毒的機理：在腦細胞的線粒體大量消耗α-酮戊二酸等目前十六頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點氨的排泄排氨動物（水生如魚類）尿素形成（陸棲高等動物和兩棲類）排尿酸動物（如陸生爬蟲類和鳥類）目前十七頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點氨的轉運尿素循環(huán)發(fā)生于肝臟，其他部位“脫下”的氨被轉運到肝臟丙氨酸-葡萄糖循環(huán)（Ala-Glccycle）谷氨酰胺的運氨作用目前十八頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點丙氨酸-葡萄糖循環(huán)肌肉目前十九頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點谷氨酰胺的運氨作用氨的運轉主要通過Gln，動物細胞內由Gln合成酶催化Glu與氨結合，生成Gln谷氨酸+NH3谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶ATPADP+Pi谷氨酰胺酶目前二十頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點尿素循環(huán)主要在肝細胞的線粒體及胞液中。占排氮總量80—90%；生理意義：把有毒的NH3轉化成無毒的尿素，排除體外，使血NH3濃度低、穩(wěn)定。目前二十一頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點氨的活化——氨基甲酰磷酸的合成

CO2+NH3+H2O+2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（N-乙酰谷氨酸，Mg2+）COH2NO~

PO32-+2ADP+Pi氨基甲酰磷酸反應在線粒體中進行目前二十二頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點尿素循環(huán)目前二十三頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點尿素循環(huán)目前二十四頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點尿素循環(huán)小結原料：2分子氨，一個來自于NH4＋，另一個來自天冬氨酸。過程：先在線粒體中進行，再在胞液中進行。耗能：3個ATP，4個高能磷酸鍵。目前二十五頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點草酰乙酸磷酸烯醇式酸-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葡萄糖檸檬酸氨基酸碳骨架進入三羧酸循環(huán)的途徑目前二十六頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點生糖氨基酸與生酮氨基酸目前二十七頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點氨基酸與一碳單位將具有一個碳原子的基團稱為“一碳單位”。如—CH=NH；HCO—；—CH2OH；—CH2—；—CH3，—CH=等等。四氫葉酸（FH4）是一碳單位的主要轉移載體。一碳單位的生理意義：（1）與氨基酸代謝密切相關；（2）參與嘌呤和嘧啶的生物合成以及S—腺苷甲硫氨酸的生物合成；（3）是生物體各種化合物甲基化的甲基來源；目前二十八頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點一碳單位及其載體目前二十九頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點氨基酸合成的主要原料來自糖代謝目前三十頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點目前三十一頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸(essentialaminoacid)指體內需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有8種：Val、Ile、Leu、Thr、Met、Lys、Phe、Trp。其余12種氨基酸體內可以合成，稱非必需氨基酸目前三十二頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點氨基酸代謝小結目前三十三頁\總數(shù)三十七頁\編于十六點生