蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的代謝

關(guān)于蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的代謝第八章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的代謝

內(nèi)容提要第一節(jié)氮源和氨基酸庫(kù)第二節(jié)蛋白質(zhì)的酶水解第三節(jié)氨基酸分解代謝的公共途徑第四節(jié)氨基酸合成的公共途徑第2頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)氮源和氨基酸庫(kù)

氮素是蛋白質(zhì)、核酸等含氮化合物的組成成分，是生物合成必不可少的營(yíng)養(yǎng)素。不同生物體利用的氮源是不同的微生物：少數(shù)利用氮?dú)?，多?shù)用銨鹽和硝酸鹽以及有機(jī)氮。植物：無機(jī)氮?jiǎng)游铮河袡C(jī)氮第3頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天第一節(jié)氮源和氨基酸庫(kù)1.氮平衡（nitrogenbalance)

攝入事物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關(guān)系。氮總平衡：攝入氮=排出氮（正常成人）氮正平衡：攝入氮>排出氮（兒童、孕婦等）氮負(fù)平衡：攝入氮<排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）成人每天最低蛋白質(zhì)質(zhì)需要量為30~50g,我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)家會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。第4頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.必需氨基酸（eessentialaminoacid)

指體內(nèi)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。第一節(jié)氮源和氨基酸庫(kù)第5頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天第二節(jié)蛋白質(zhì)的酶水解

生物利用外源蛋白質(zhì)時(shí)，需要將蛋白質(zhì)分解成氨基酸或寡肽才能被吸收利用。一、蛋白酶與蛋白酶的分類催化蛋白質(zhì)分子中的肽鍵水解的一類酶，稱為蛋白酶。1、根據(jù)作用方式第6頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天胃蛋白酶R1：芳香族、疏水氨基酸（N及C端）；胰凝乳蛋白酶R1：芳香族、疏水（C端）；彈性蛋白酶R2：丙，甘，絲等短脂肪鏈的氨基酸（C端）；胰蛋白酶R3：堿性氨基酸（C端)。

一、蛋白酶與蛋白酶的分類第7頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天2、根據(jù)作用的pH分

酸性蛋白酶pH2-5

中性蛋白酶pH7-8

堿性蛋白酶pH9-11一、蛋白酶與蛋白酶的分類第8頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的酶水解

大分子的蛋白質(zhì)受內(nèi)肽酶、外肽酶和二肽酶的協(xié)同催化，逐步降解生成。

多肽寡肽二肽氨基酸第9頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天二、蛋白質(zhì)的酶水解第10頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、氨基酸的吸收及氨基酸代謝庫(kù)

在人和動(dòng)物體內(nèi)，氨基酸被小腸粘膜吸收后，通過粘膜的微細(xì)血管進(jìn)入血液，并運(yùn)送到肝臟及其他器官中進(jìn)行代謝。體內(nèi)氨基酸的來源①外界吸收；②自身合成；③蛋白質(zhì)更新釋放。由于氨基酸是蛋白質(zhì)、核酸等生物分子合成的原料，細(xì)胞內(nèi)總有相當(dāng)數(shù)量的游離氨基酸存在。氨基酸庫(kù)細(xì)胞內(nèi)所有游離存在的氨基酸。第11頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)氨基酸分解代謝的公共途徑蛋白質(zhì)降解的原因被異常修飾的非正常蛋白質(zhì)，突變蛋白質(zhì)；各種須及時(shí)滅活的具有調(diào)節(jié)活性的蛋白質(zhì)，尤其是關(guān)鍵酶。蛋白質(zhì)加速降解的條件食物中蛋白質(zhì)供應(yīng)充足或過量；饑餓或糖尿病時(shí)無法獲得充足的糖做燃料。第12頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天第三節(jié)氨基酸分解代謝的公共途徑氨基酸分解代謝的公共途徑

1.脫氨基作用——有機(jī)酸、氨;2.脫羧基作用——胺、CO2;3.脫氨、脫羧作用。第13頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天

氨基酸經(jīng)酶催化脫去氨基的作用稱為脫氨基作用。一、氨基酸的脫氨基作用第14頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天一、氨基酸的脫氨基作用第15頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天

除甘氨酸、賴氨酸、蘇氨酸、脯氨酸和羥脯氨酸外，大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用。氨基轉(zhuǎn)移酶（轉(zhuǎn)氨酶）催化轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)，轉(zhuǎn)氨酶種類多、分布廣，活性高，在細(xì)胞溶膠和線粒體中都有。不同的氨基酸需要不同的轉(zhuǎn)氨酶催化。1.轉(zhuǎn)氨基作用第16頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.轉(zhuǎn)氨基作用第17頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)氨基作用的生理意義轉(zhuǎn)氨基作用不僅是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式，也是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑。通過轉(zhuǎn)氨基并未產(chǎn)生游離的氨。1.轉(zhuǎn)氨基作用第18頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.氧化脫氨

轉(zhuǎn)氨作用并不能最終脫掉氨，而是把多種氨基酸轉(zhuǎn)化為谷氨酸，谷氨酸在氧化脫氨的作用下才真正脫掉氨。第19頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.聯(lián)合脫氨基作用

聯(lián)合脫氨基作用是由轉(zhuǎn)氨酶和L-谷氨酸脫氫酶聯(lián)合作用脫去氨基的方式。第20頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天3.聯(lián)合脫氨基作用第21頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天機(jī)體內(nèi)部分氨基酸可進(jìn)行脫羧基作用，生成相應(yīng)的一級(jí)胺。它是氨基酸分解的另一條共同途徑。催化脫羧反應(yīng)的酶稱為脫羧酶，這類酶的輔酶是磷酸吡哆醛，其反應(yīng)過程∶二、氨基酸的脫羧基作用第22頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天組胺可以使血管舒張，降低血壓；酪胺、5-羥色胺能增高血壓；谷氨酸脫羧生成的γ-氨基丁酸是重要的神經(jīng)遞質(zhì)。但絕大多數(shù)胺類對(duì)動(dòng)物有毒，體內(nèi)有胺氧化酶，能將它們氧化成醛、酸。二、氨基酸的脫羧基作用第23頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天三、氨基酸脫氨、脫羧產(chǎn)物的進(jìn)一步代謝

1.α-酮酸的代謝

(1)用于氨基酸的再合成；

(2)轉(zhuǎn)變成糖和脂;生糖氨基酸∶碳骨架能轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸稱為生糖氨基酸。能生成丙酮酸和TCA循環(huán)中的中間產(chǎn)物的氨基酸可經(jīng)糖異生作用轉(zhuǎn)變成糖。 生酮氨基酸∶氨基酸脫氨后生成的酮酸經(jīng)復(fù)雜的變化后，可變成乙酰輔酶A。乙酰輔酶A在動(dòng)物體內(nèi)不能轉(zhuǎn)變成糖，只能轉(zhuǎn)變成脂肪，這類氨基酸稱為生酮氨基酸。 (3)進(jìn)入TCA循環(huán)，氧化生成CO2和H2O。

第24頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.α-酮酸的代謝第25頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天1.α-酮酸的代謝第26頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.氨的代謝

氨對(duì)人體及動(dòng)物是有毒的，在體內(nèi)不能大量積存。游離的氨形成后應(yīng)立即代謝。第27頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.氨的代謝第28頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天人體氨的代謝方式主要有以下幾種形式①在肝內(nèi)合成尿素，這是最主要的去路②合成非必需氨基酸及其它含氮化合物③合成谷氨酰胺。2.氨的代謝第29頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天①尿素合成

第30頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天生成部位主要在肝細(xì)胞的線粒體及胞液中。生成過程鳥氨酸循環(huán)（orinithinecycle),又稱尿素循環(huán)（ureacycle)。①尿素合成

第31頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天①尿素合成

第32頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天①尿素合成

第33頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天①尿素合成

第34頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天①尿素合成

第35頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天①尿素合成尿素循環(huán)小結(jié)原料：2分子氨，一分子來自于游離氨，另一個(gè)來自于天冬氨酸。過程：先在線粒體中進(jìn)行，再在胞液中進(jìn)行。耗能：3個(gè)ATP，4個(gè)高能磷酸鍵。意義：不僅可以消除氨的毒性，還可減少CO2溶于血液所產(chǎn)生的酸性。第36頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天

大部分直接排到細(xì)胞外。

小部分可通過丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或蘋果酸。這些有機(jī)酸的生成對(duì)于三羧酸循環(huán)產(chǎn)生發(fā)酵產(chǎn)物（如檸檬酸、谷氨酸、延胡索酸、蘋果酸等）有促進(jìn)作用。3.CO2的去路第37頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天4.胺的代謝

氨基酸脫羧生成的胺可在胺氧化酶的催化下生成醛。醛在脫氫酶的作用下，加水脫氫生成有機(jī)酸。有機(jī)酸再經(jīng)β-氧化作用，生成乙酰CoA。乙酰CoA進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后被氧化成CO2和H2O。第38頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天∶5.氨基酸分解代謝途徑小結(jié)第39頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天第四節(jié)氨基酸合成的公共途徑NADP為輔酶原料是∶NH3和α-酮酸 合成的公共途徑∶氨基化作用和轉(zhuǎn)氨作用一、氨基化作用1、還原氨基化作用

第40頁(yè),共44頁(yè)，2024年2月25日，星期天2.直接氨基化作用有些有機(jī)酸可以直接氨基化來生成氨基酸。3.酰胺化作用生物普遍存在谷酰胺合成酶和天冬酰