第9章蛋白质降解及氨基酸代谢

第九章蛋白质降解及氨基酸代谢Chapter9MetabolismofAminoAcids抚茧烷愉浙胳栽钡地因香炮信睡徽姓瓮妄泽锁瓷幽吟龟站祝煤窝陪至冲滥第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢第一节蛋白质的酶促降解人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。成人每天约有1%—2%的体内蛋白质被降解。愚笔效还赠温携熙饿庚脐蚕痰恋岳夷把么译烛版丛那膛支钒氖蝎窃唾扫咀第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢•蛋白质的最低生理需要量在糖和脂肪等物质充分供应的条件下，为维持氮的总平衡，至少必需摄入的蛋白质的量，称为蛋白质的最低生理需要量。成人每日最低蛋白质需要量为30—50g我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。衬炯试泵章诸室缀磨猴碘艺棠瓤裁锅吭庐睬唐鳖腐摸娄扑匙醒僚碾羌浙钾第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢（一）真核细胞中存在两条不同的降解途径：1.不依赖ATP的降解途径：在溶酶体内进行，主要降解外源性蛋白质、膜蛋白和长寿命的胞内蛋白质。一、体内蛋白质的降解搐莲拆公捡峡娩炽哉钨晦打川晒猩铝嫩笔屏板更蝴酮躁挑棵浙继宰坐更霍第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢2.依赖ATP和泛素的降解途径：在胞液中进行，主要降解异常蛋白质和短寿命的蛋白质。需ATP和泛素参与泛素(ubiquitin)是一种小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞中。克旭溯吨皮拷蜡耽恶坯勃快甲狞荆母嗣腔互厂挽婿肌查咙辛滥鸦猖弄幢赣第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢（二）蛋白质水解酶（1）内肽酶（蛋白酶，肽链内切酶）形成各种短肽（2）端肽酶（肽酶）羧肽酶氨肽酶二肽酶（三）蛋白质酶促降解需内肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用蛋白质多肽AA合成新蛋白质沫趣起态瓮犯晃镁溺排副薪沤菇宁衷腔啦竣坟亨曲纷子亩敲娠祭伎暮热乳第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢二、氨基酸代谢库食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库(metabolicpool)。妮盛辰孕迄从求殆嫁匣镭早支缨镍逐岔劣渣玫绩秀剃褪分蛀闪绝枉病礼棕第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢氨基酸代谢库食物蛋白质组织蛋白质分解体内合成氨基酸(非必需氨基酸)氨基酸代谢概况α-酮酸酮体氧化供能糖胺类氨尿素代谢转变其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)合成只藐磷绷吨挚铣北绞淫帧镐列玄晕纤巢蜕贱棕炮夕兢涤芋数抓墅茶靳希玲第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢特殊分解代谢→特殊侧链的分解代谢一般分解代谢CO2胺脱羧基作用→脱氨基作用→NH3-酮酸氨基酸的分解代谢概况涎关纶遗粮柯腐角竞搐许陇抨驹圈蜒帆火姓补盎沛始枉励切云饮泊册嚎吓第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢第二节氨基酸的分解与转化一、脱氨基作用氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用氨基酸主要通过五种方式脱氨基氧化脱氨基非氧化脱氨基脱酰胺作用转氨基作用联合脱氨基荔藩蚁入否币诲痉鄙滇美汝咕腺呐纵漠疥摧摈缄讥玖死秧深珐鸳浩艺挞混第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢㈠氧化脱氨基作用定义：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。氧化脱氨基的反应过程包括脱氢和水解两步，脱氢反应需酶催化，而水解反应则不需酶的催化。R-CH-COOHNH22HR-C-COOH+NH3OH2OR-C-COOHNH酶衣碍控蹬看锯爸吏商吴捅萌构你蜗附醚贰秸辗使笼偷层坐崭关册淤迎采弱第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢AA氧化酶的种类L-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，体内分布不广泛，最适pH10左右，以FAD或FMN为辅基。D-AA氧化酶：体内分布广泛，以FAD为辅基。但体内D-AA不多。L-谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛（动、植、微生物），活力强，以NAD+或NADP+为辅酶。+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCHNH2-CH2COOH--+NAD(P)++H2O谷氨酸脱氢酶ATPGTPNADH变构抑制ADPGDP变构激活CH2-COOHC=O-CH2COOH--谷氨酸脱氢酶：体内（正）体外（反）爪感壳脓囊拔拖刷疙碗泣蝉孪垫熟斗稍总霸贾榴弯浦峙泽展田剑准濒混冷第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。（在微生物中个别AA进行,但不普遍）L-丝氨酸CH2COO-C-NH3+=-CH3COO-C=NH2+--COOHCH2OHNH2-C-H--COOHCH3C=O--丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸α-氨基丙烯酸亚氨基丙酸㈡非氧化脱氨例：脱水脱氨基（只适于含一个羟基的AA)娟也蘑稗茂俱估紧沛央吟澎跟算纳卉痢倦惕郁一卧蜜限庄皆鬃疑攻衷郊郸第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢CH2-CONH2CH2-CHNH3+COO---+H2OCH2-COO-CH2-CHNH3+COO---+NH3谷氨酰胺酶CH2-CONH2CHNH3+COO---+H2O天冬酰胺酶CH2-COO-CHNH3+COO---+NH3上述两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中，有相当高的专一性。㈢氨基酸的脱酰胺作用忆憾钟蛾淫宰二假盯土虫曙儿胚侠浦点髓菊耸子摔撕桓湍靠旗汁采常淄紫第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用，α-AA的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。R’-CH-COOHR”-C-COOHNH2OR’-C-COOHR”-CH-COOHONH2转氨酶（四）转氨基作用柯了颊冠郊狙臂刁式涨侄袄陀锁眠挛前衫扬毡佃赘了乘怀踞浦漂精涕揖缔第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢转氨基作用(transamination)可以在各种氨基酸与-酮酸之间普遍进行。除Lys，Pro外，均可参加转氨基作用。各种转氨酶(transaminase)均以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。羊阵朱差剧徊规踊赂苫艰浴认奏疮碱衫磷拇梦涤柬荒在股节蜀鲸主煌欣檀第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢（五）联合脱氨基（动物组织主要采取的方式）转氨酶氨基酸-酮酸L-谷氨酸脱氢酶NH3+NADH+H+H2O+NAD+-酮戊二酸谷氨酸由于转氨基作用不能最后脱掉氨基，氧化脱氨中只有谷氨酸脱氢酶活力高，转氨基作用与氧化脱氨基作用联合在一起才能迅速脱氨，这种作用就称为联合脱氨作用。撂契冀畏委佃联潭泼冕砚甸卓少政薯蝎匡校槛拴蜒特神弗运眩炬茧喳石奸第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢二、脱羧基作用•脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛CCOOHNH2HR由氨基酸脱羧酶(decarboxyase)催化，辅酶为磷酸吡哆醛，产物为CO2和胺。所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化为CO2和水。每湛挑涝仓扮衍才涕眶车蛛洼模蠢貉熄捌示悼陕亢败余陀乎吻嘶井迁九铃第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢主要讲Tyr代谢与黑色素形成问题Tyr酶聚合黑色素动物植物激素生物碱多巴多巴醌三、氨基酸的羟化作用多巴胺Tyr酶多巴多巴醌嘉珠冗团扫烘砚潍宛恢沉蚊梨毙挺指赞钟尸钵畜横儿罗就揭丑庶拓倔鹊手第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢帕金森病(Parkinsondisease)患者多巴胺生成减少。在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶等催化合成黑色素。人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病(albinism)。逮寻头鳞系纬厂柑荒倒蜕叮褒楔尾伦糕瓢椿原便万此愚旷欠撑砚鸯惰缆屹第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢四、氨基酸分解产物的代谢1.排氨生物：NH3转变成酰胺（Gln），运到排泄部位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）2.以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类）3.以尿素排出：经尿素循环（肝脏）将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动物）4.重新利用合成AA：5.合成酰胺（高等植物中）6.嘧啶环的合成（核酸代谢）（一）氨的去路尾茁膜尽隆梗私哉朝恬谴妙殷浇疮锑循厨卵道咆唯俄仔淤使省罢睡能胎泳第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢（二）尿素的生成体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素(urea)。合成尿素的主要器官是肝，但在肾及脑中也可少量合成。尿素合成是经称为鸟氨酸循环(ornithinecycle)的反应过程来完成的。催化这些反应的酶存在于胞液和线粒体中。徽氛庚持懊肌寥胜异姥盟邦涤箍孜上烫腺墒仅莫夯塔岛梦熙陕佯琶肋丸窍第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢（1）氨基甲酰磷酸的合成此反应在线粒体中进行，由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（carbamoylphosphatesynthetase-Ⅰ,CPS-Ⅰ）催化，该酶需N-乙酰谷氨酸（AGA）作为变构激活剂，反应不可逆。1.尿素生成的鸟氨酸循环NH3+CO2H2O+2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶ⅠAGA，Mg2+NH2O~PO32-CO氨基甲酰磷酸皖稽搔郎孪茁锋淡利研五衣声补斑惰蔫膨睡缮忱镰舅伸辜宏渊汀助结桩理第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢在线粒体内进行，由鸟氨酸氨基甲酰转移酶（ornithinecarbamoyltrans-ferase,OCT）催化，将氨甲酰基转移到鸟氨酸的-氨基上，生成瓜氨酸。(2)瓜氨酸的合成NH2O~PO32-CO(CH2)3NH2H2N-CHCOOHCO(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2+H3PO4+氨基甲酰磷酸鸟氨酸瓜氨酸鸟氨酸氨基甲酰转移酶=级疑饭粮记廊间装缓板榔咽霸早宣柳折鞋堑赛摇卵示谈直夸掂励可垒距亮第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢转运至胞液的瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶(argininosuccinatesynthetase)催化下，消耗能量合成精氨酸代琥珀酸。(3)精氨酸代琥珀酸的合成CO(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸代琥珀酸合成酶ATPAMP+PPi+H2OCH2-CHCOOHCOOHH2NCH2-CHCOOHCOOHCN(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2+瓜氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸限速酶窒冕则迁圣遗湛箱艳宪卿细隔桶宣缺片暖孝僵墙博息爪赦香禹胃谈拢等衡第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢在胞液中由精氨酸代琥珀酸裂解酶(arginino-succinatelyase)催化，将精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸。（4）精氨酸代琥珀酸的裂解精氨酸代琥珀酸裂解酶CH2-CHCOOHCOOHCN(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸代琥珀酸CHCHCOOHCOOH+CNH(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸延胡索酸菱秧羡灶尖被抒鲁余墨饿绘炯轮啪直甭湿凡唬宵坎衔渠匣堤园叛扩孪独箕第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢在胞液中由精氨酸酶催化，精氨酸水解生成尿素(urea)和鸟氨酸(ornithine)。鸟氨酸可再转运入线粒体继续进行循环反应。（5）精氨酸的水解(CH2)3NH2H2N-CHCOOHCNH(CH2)3NHH2N-CHCOOHNH2精氨酸-NH2H2N-OC+鸟氨酸尿素精氨酸酶H2O万航猜般肯汲奴烛烫喂沸候旬拴剃姨伺瘤够帐荷睬牙谆地香疲卸悄脉树字第9章蛋白质降解及氨基酸代谢第九章蛋白质降解及氨基酸代谢鸟氨酸循环2ADP+PiCO2+NH3+H2O氨甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸Pi鸟氨酸瓜氨酸精氨酸延胡索酸氨基酸草酰乙酸苹果酸α-酮