章蛋白質(zhì)的降解和氨基酸的代謝

12.1蛋白質(zhì)的降解1、外源蛋白質(zhì)的酶水解（消化）由大分子轉(zhuǎn)變?yōu)樾》肿?，便于吸收主要在胃、小腸進(jìn)行。1）胃內(nèi)消化：胃蛋白酶（pepsin)作用:

胃蛋白酶原→胃酸(H+)→胃蛋白酶低pH自身激活作用

蛋白質(zhì)小分子肽→腸道胃蛋白酶作用于：最適pH2，斷裂點(diǎn)兩側(cè)均為疏水性aa胃蛋白酶2）小腸消化：a.肽鏈內(nèi)切酶：水解pro內(nèi)部肽鍵

胰蛋白酶：Lys、Arg羧基端肽鍵(堿性）；胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）：Phe、Tyr、Trp肽鍵；(芳香族）b.肽鏈外切酶：

羧肽酶：從C端水解；氨肽酶：從N端水解c.二肽酶：水解一切二肽幾種蛋白酶原的激活腸粘膜細(xì)胞膽汁酸腸激酶自我催化胰蛋白酶原胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶羧肽酶原羧肽酶胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶肽小肽羧肽酶、氨肽酶小肽氨基酸至此：球蛋白幾乎完全分解；纖維蛋白、角蛋白部分水解二肽酶二肽氨基酸2、內(nèi)源（細(xì)胞內(nèi)）蛋白質(zhì)的降解內(nèi)源蛋白質(zhì)降解的必要性：排除不正常的蛋白質(zhì)（防止其累積對(duì)于細(xì)胞的毒害）；排除累積過(guò)多的酶和調(diào)節(jié)蛋白（調(diào)節(jié)細(xì)胞內(nèi)代謝）；以蛋白質(zhì)的形式貯存養(yǎng)分，需要時(shí)將其降解。半衰期：蛋白質(zhì)降解至濃度一半所需的時(shí)間特定組織中不同酶/蛋白質(zhì)的半衰期變化相當(dāng)大（如降解最迅速的酶都位于重要的代謝調(diào)控位點(diǎn)p421）細(xì)胞中蛋白質(zhì)降解的速率還同其營(yíng)養(yǎng)狀況和激素水平有關(guān)組織蛋白質(zhì)降解途徑有很多種，真核細(xì)胞了解較清楚的主要有兩類：1、溶酶體的蛋白質(zhì)降解途徑（半衰期長(zhǎng)的蛋白質(zhì)）具有單層膜被的細(xì)胞器，約有50種水解酶→酸性水解酶（最適pH5）少量泄漏到胞質(zhì)中不會(huì)引起細(xì)胞損傷（胞質(zhì)中pH為7.0）營(yíng)養(yǎng)充足時(shí)，無(wú)選擇地降解通過(guò)胞吞作用攝取的蛋白質(zhì)（蛋白質(zhì)大分子變?yōu)槿苊阁w的內(nèi)容物→降解）饑餓狀態(tài)細(xì)胞中（長(zhǎng)期進(jìn)食后活化）選擇性途徑：在某些組織中會(huì)引入和降解含有Lys-Phe-Glu-Arg-Gln五肽或密切相關(guān)序列的胞內(nèi)蛋白質(zhì)2、泛素介導(dǎo)的蛋白質(zhì)降解途徑泛素：76個(gè)aa殘基組成的小分子堿性蛋白質(zhì)，又稱泛肽該途徑依賴ATP，需要泛素（多為半衰期短的蛋白質(zhì)）通過(guò)泛肽以共價(jià)鍵相聯(lián)而給被選定降解的蛋白質(zhì)加以標(biāo)記泛素化的蛋白質(zhì)由蛋白酶體（很大的多蛋白質(zhì)復(fù)合物，含有多種酶，能識(shí)別泛素，將被選定的蛋白質(zhì)降解為多個(gè)小肽，泛素釋放重復(fù)參加反應(yīng)）降解12.3氨基酸的分解代謝主代謝路徑：脫氨，產(chǎn)生酮酸和氨12.3.1氨基酸在分解代謝上的分類酮酸能夠在體內(nèi)轉(zhuǎn)變成糖的氨基酸為生糖氨基酸（多數(shù)，能生成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡羧酸或草酰乙酸）轉(zhuǎn)變?yōu)橥w的氨基酸稱生酮氨基酸（能生成乙酰乙酸或乙酰CoA）既能轉(zhuǎn)變?yōu)樘怯帜苻D(zhuǎn)變?yōu)橥w的氨基酸稱生糖兼生酮氨基酸12.3.2氨基酸的共同分解反應(yīng)1、脫氨基作用：氧化性脫氨脫酰胺基作用轉(zhuǎn)氨基脫氨聯(lián)合脫氨Aspartate天冬氨酸Glutamate谷氨酸酸性氨基酸Asparagine天冬酰胺Glutamine谷氨酰胺酸性氨基酸酰胺1）氧化脫氨α-氨基酸

+NADP+

（NAD+或FAD）+H2O→α-酮酸+NADPH（NADH或FADH2）+NH3+H+氨基酸氧化酶（或脫氫酶）其中活性最強(qiáng)的為谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶廣泛分布在肝細(xì)胞（或腎）中，以NAD+或NADP+為輔酶，可直接脫氨2）脫酰氨基作用Asn和Gln的脫酰胺基酰胺酶催化的水解脫酰胺作用Asn

+H2O→Asp+NH3H2O++NH3谷氨酸CONH2CH2CH2CHNH2COOH谷氨酰胺谷氨酰胺酶COOHCH2CH2CHNH2COOH3）轉(zhuǎn)氨基脫氨定義：在轉(zhuǎn)氨酶（transaminase）的作用下，某一氨基酸的α-氨基轉(zhuǎn)移至α-酮酸（主要是α-酮戊二酸、草酰乙酸、丙酮酸）形成α-酮酸對(duì)應(yīng)的氨基酸（主要是Glu、Asp或Ala），本身成為相應(yīng)的α-酮酸大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基制Glu、Asp或Ala轉(zhuǎn)氨酶以谷丙轉(zhuǎn)氨酶(GPT)和谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)分布最廣、活性最大。臨床以此判斷肝功能是否正常。轉(zhuǎn)氨酶輔酶所有轉(zhuǎn)氨酶輔酶為磷酸吡哆醛并作為脫羧作用、脫氨作用、消旋作用及醇醛裂解反應(yīng)的輔酶。轉(zhuǎn)氨基與氧化脫氨基討論轉(zhuǎn)氨基——轉(zhuǎn)氨酶種類多、分布廣、活性高但氨基酸并未真正脫掉氨基→不是體內(nèi)主要的脫氨基方式氧化脫氨基——氨基酸脫氫酶\氧化酶只有谷氨酸脫氫酶分布廣、活性高其它氨基酸氧化酶：種類不多、分布不廣、活性不高→也不是體內(nèi)主要的脫氨基方式什麼是最佳的脫氨基方式？聯(lián)合脫氨基=轉(zhuǎn)氨基+氧化脫氨基轉(zhuǎn)氨酶與谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨4）聯(lián)合脫氨基作用概念：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必要性：機(jī)體借助聯(lián)合脫氨基作用即可迅速地使各種不同的氨基酸脫掉氨基①轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)此種方式在機(jī)體中廣泛存在，是氨基酸脫氨基的主要方式②轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)α-酮戊二酸α-氨基酸α-酮酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸谷草轉(zhuǎn)氨酶蘋果酸延胡索酸裂合酶腺苷酸AMP腺苷酸代琥珀酸次黃嘌呤核苷酸腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸脫氨酶轉(zhuǎn)氨酶②轉(zhuǎn)氨基作用偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)主要發(fā)生在肌肉、肝、腦等組織。2、氨基酸的脫羧基作用1）概念：aa在氨基酸脫羧酶作用下生成CO2和一個(gè)相應(yīng)一級(jí)胺類化合物的作用。生物體中廣泛存在，但不是氨基酸代謝主要方式2）酶：專一性強(qiáng)，且只對(duì)L-氨基酸起作用。除His脫羧酶不需輔酶外，余均以吡哆醛磷酸為輔酶。個(gè)別氨基酸脫羧形成胺——生理活性物質(zhì)脫羧形成的胺有許多重要生理作用：Glu—γ-氨基丁酸：重要的神經(jīng)介質(zhì)，抑制神經(jīng)中樞；His—組胺：有降壓、刺激胃液分泌的作用Tyr—酪胺：有升壓作用Trp—5-羥色胺：升高血壓12.3.3氨的代謝去路氨對(duì)生物機(jī)體是有毒物質(zhì)（血液中1%氨可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒）→氨的排泄是生物體維持正常生命活動(dòng)所必需哺乳等陸棲高等動(dòng)物肝臟合成尿素排出？體內(nèi)水循環(huán)較慢，NH3濃度較高，需消耗能量使其轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟后轉(zhuǎn)化為低毒的尿素形式鳥類及爬行動(dòng)物將氨轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩崤懦鲶w內(nèi)含水少，形成固體尿酸的懸浮液排出體外水生生物直接擴(kuò)散脫氨（NH3）？體內(nèi)水循環(huán)迅速，NH3濃度低，擴(kuò)散流失快，毒性?。ㄒ唬┌钡霓D(zhuǎn)運(yùn)谷氨酰胺：氨的解毒產(chǎn)物、貯存形式和主要運(yùn)輸形式中性無(wú)毒，易透過(guò)細(xì)胞膜，由血液運(yùn)到肝或腎→分解或以銨鹽形式排出氨對(duì)機(jī)體有毒→在血液中的運(yùn)輸形式：谷氨酰胺和丙氨酸1、谷氨酰胺運(yùn)輸NH3（一）氨的轉(zhuǎn)運(yùn)

2、葡萄糖-丙氨酸循環(huán)肌肉中，可通過(guò)葡萄糖-丙氨酸循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)氨，將氨從肌肉組織運(yùn)送到肝意義：使肌肉的氨以無(wú)毒丙氨酸形式（體液條件下中性不帶電荷，通過(guò)血液）運(yùn)輸?shù)礁危ǘ┌钡呐判?/p>

尿素的生物合成合成部位：肝臟合成機(jī)理：鳥氨酸循環(huán)尿素生成的過(guò)程稱為鳥氨酸循環(huán)，又稱尿素循環(huán)（ureacycle）1、氨甲酰磷酸的合成由氨甲酰磷酸合成酶催化，反應(yīng)消耗2分子ATP+2、瓜氨酸的合成由鳥氨酸氨甲?；D(zhuǎn)移酶催化鳥氨酸氨甲?；D(zhuǎn)移酶3、精氨酸的合成精氨基琥珀酸合成酶催化需ATP→AMP提供能量天冬氨酸的氨基已經(jīng)轉(zhuǎn)移成為精氨酸組分天冬氨酸的碳骨架形成延胡索酸

H精氨基琥珀酸合成酶精氨基琥珀酸2精氨基琥珀酸裂解酶4、精氨酸水解形成尿素+H2O精氨酸酶2鳥氨酸循環(huán)蘋果酸草酰乙酸胞液精氨基琥珀酸NH3+CO2+H2O+天冬氨酸尿素+延胡索酸3ATP2ADP+2Pi+AMP+2Pi鳥氨酸循環(huán)小結(jié)NH3+CO2+3ATP+天冬氨酸+2H2O

NH2-CO-NH2+2ADP+2Pi+AMP+2Pi+延胡索酸原料：2分子氨，一個(gè)來(lái)自于游離氨，另一來(lái)自天冬氨酸過(guò)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1個(gè)用于活化CO2，1個(gè)用于氨基甲酸的磷酸化形成氨甲酰磷酸1個(gè)用于提供能量生成精氨琥珀酸，1個(gè)用于促進(jìn)精氨琥珀酸合成反應(yīng)的熱力學(xué)可行性TCA與尿素循環(huán)之間的關(guān)聯(lián)蘋果酸草酰乙酸Aspα-酮戊二酸尿素尿素循環(huán)①氨甲酰磷酸合成酶I②鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶③精氨基琥珀酸合成酶④精氨基琥珀酸裂解酶⑤精氨酸酶精氨基琥珀酸酮酸的代謝去路氨基酸脫氨后產(chǎn)生的酮酸可有如下代謝途徑：1）合成新的氨基酸2）轉(zhuǎn)變成糖及脂肪3）直接氧化成水及CO2甘氨酸丙氨酸絲氨酸蘇氨酸半胱氨丙酮酸苯丙氨酪氨酸色氨酸亮氨酸賴氨酸乙酰乙酰CoA乙酰CoA苯丙氨酪氨酸延胡索酸天冬氨酸天冬酰胺草酰乙酸甲硫氨異亮氨纈氨酸琥珀酰CoA精氨酸組氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸α-酮戊二酸氨基酸、糖及脂肪代謝的關(guān)系生糖和生酮氨基酸氨基酸的生物合成1、氨基酸在合成代謝上的分類必需氨基酸：人體不能合成，需從食物蛋白質(zhì)中供給。包括：甲色賴?yán)i、異亮苯蘇

Set(甲硫);Trp(色);Lys(賴);Val(纈);Ile(異亮);Leu(亮);Phe(苯丙);Thr(蘇)非必需氨基酸：人體可合成半必需氨基酸：人體可合成，但嬰幼兒期合成速度不快，仍需食物供給。包括：

His(組);Arg(精);2、氨基酸生物合成的方式1）由α-酮酸經(jīng)還原性氨基化作用而成：酮酸的來(lái)源：氨基酸脫氨、由脂酸分解代謝而來(lái)RC=OCOOH+NH3RC=NHCOOH+H2ORCHCOOHNH2α-酮酸α-亞氨基酸α-氨基酸NH3的來(lái)源：①利用生物固氮作用合成氨：某些微生物（如固氮菌）和藻類（如藍(lán)藻）能通過(guò)體內(nèi)固氮酶作用將游離N2轉(zhuǎn)變?yōu)镹H3②由硝酸鹽、亞硝酸鹽還原成氨：NO3-硝酸鹽還原菌NO2-亞硝酸鹽還原菌NH2OHNH3③由含氮有機(jī)物質(zhì)分解：蛋白質(zhì)、氨基酸、酰胺、嘌呤、嘧啶、尿素等2）α-酮酸氨基轉(zhuǎn)移作用產(chǎn)生氨基酸Asp和Glu最易同α-酮酸起氨基轉(zhuǎn)移，合成新氨基酸RC=OCOOH+=O+RCHCOOHNH2α-酮酸α-酮戊二酸α-氨基酸COOHCH2CH2CHNH2COOH谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶COOHCH2CH2CCOOHAsp+α-酮酸→草酰乙酸

+α-氨基酸3）由氨基酸的相互轉(zhuǎn)化氨基酸代謝一覽習(xí)題異亮氨酸分解代謝的化學(xué)策略：Ile經(jīng)過(guò)6個(gè)步驟分解成丙酰CoA和乙酰CoA1）所采取的化學(xué)策略非常類似于TCA循環(huán)和脂肪酸的β氧化中所使用的策略，Ile氧化過(guò)程中的中間產(chǎn)物如下所示（I到V），但順序不正確，請(qǐng)根據(jù)你對(duì)TCA循環(huán)和脂肪酸β氧化的了解，把這些中