第十章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢,,,本章着重讨论蛋白质在机体内的降解，以及氨基酸的分解和合成的共同代谢途径,返回,思考,,第一节,蛋白质的酶促降解,,第二节,氨基酸的分解,,第三节,氨基酸分解产物的转化,,第四节,氨的同化及氨基酸的生物合成,2024/11/1,,1,第一节,,蛋白质的酶促降解,一、蛋白质酶的种类和专一性,,,肽酶,（,Peptidase,）,,,蛋白酶,(Proteinase),二、细胞内蛋白质降解,,,溶酶体途径,:,,—,无选择地降解蛋白质,,,泛肽（,ubiguitin,）途径,:,,—,给选择降解的蛋白质加以标记,,2024/11/1,,2,肽酶的种类和专一性,,,,编号 名 称 作 用 特 征,3,、,4,、,11,3,、,4,、,13,-,氨酰肽水解酶,(-aminoacyl peptide hydrolase),作用于多肽链的,N-,末端,-,羧肽水解酶,(-carboxyl peptide hydrolase),作用于多肽链的,C-,末端,3,、,4,、,14,二羧肽水解酶,(depeptide hydrolase),水解二肽,,,,2024/11/1,,3,蛋白酶的种类和专一性,,,,编号 名 称 作用特征 实例,3,、,4,、,2,、,1,3,、,4,、,2,、,2,丝氨酸蛋白酶类,(serine pritelnase),活性中心含,Ser,3,、,4,、,2,、,3,,3,、,4,、,2,、,4,硫醇蛋白酶类,(Thiol pritelnase),活性中心含,Cys,羧基（酸性）蛋白酶类,[carboxyl(asid) pritelnase],活性中心含,Asp,,,最适,pH,在,5,以下,金属蛋白酶类,(metallopritelnase),活性中心含有,Zn,2+,,、,,Mg,2+,等金属,胰凝乳蛋白酶,,胰蛋白酶,,凝血酶,木瓜蛋白酶,,无花果蛋白酶,,菠萝酶,胃蛋白酶,,凝乳酶,枯草杆菌蛋白酶,,嗜热菌蛋白酶,,,,2024/11/1,,4,消化道内几种蛋白酶的专一性,,（,Phe.Tyr.Trp,）,,,（,Arg.Lys,）,（脂肪族）,,胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶,弹性蛋白酶,羧肽酶,胰蛋白酶,,,,,,,,氨肽酶,羧肽酶,（,Phe. Trp,）,2024/11/1,,5,蛋白质降解的泛肽途径,,,,,,E1-S-,E1-SH,,E2-S-,E1-SH,,,,E2-SH,E2-SH,,ATP AMP+PPi,,,E3,,多,泛肽化蛋白,ATP,26,S,蛋白酶体,20,S,蛋白酶体,ATP,1,9S,调节亚基,,,去折叠,水解,E1,：泛肽激活酶,E2,：泛肽载体蛋白,,,E3,：泛肽,-,蛋白质连接酶,（,ubiquitin,）,2024/11/1,,6,第二节 氨基酸的分解与转化,,一、,氨基酸代谢概况,三、,氨基酸的脱羧基作用,二、,氨基酸的脱氨基作用,2024/11/1,,7,氨基酸代谢概况,食物蛋白质,氨基酸,特殊途径,-,酮酸,糖及其代谢中间产物,脂肪及其代谢中间产物,,TCA,,鸟氨酸循环,NH,4,+,NH,4,+,NH,3,CO,2,H,2,O,体蛋白,尿素,尿酸,激素,卟啉,尼克酰氨衍生物,肌酸胺,嘧啶,嘌呤,,,,,,,,,,,,,,,,,,生物固氮硝酸还原,,（次生物质代谢）,,,CO,2,胺,2024/11/1,,8,二、氨基酸的脱氨基作用,,4,、,非氧化脱氨基作用,1,、,氧化脱氨基作用,,2,、,转氨基作用,3,、,联合脱氨基作用,2024/11/1,,9,1,、氧化脱氨基作用,,,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的,α-,酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。
主要有以下两种类型：,,α,-,氨基酸,,氨基酸氧化酶（,FAD,、,FMN,）,α-,酮酸,,R-CH-COO,-,,,NH,+,3,,|,,R-C-COO,-,+NH,3,,O,||,,H,2,O+O,2,H,2,O,2,,,L-,谷氨酸脱氢酶,+,H,2,O,+,NH,3,,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,COOH,CH,2,CH,2,C=O,COOH,,,,,COOH,CH,2,CH,2,CH NH,2,COOH,,,,,,,2024/11/1,,10,2,、转氨基作用,,α,-,氨基酸,1,,R,1,-CH-COO,-,,,NH,+,3,,|,α-,酮酸,1,,R,1,-C-COO,-,,O,||,,R,2,-C-COO,-,,O,||,α-,酮酸,2,,R,2,-CH-COO,-,,,NH,+,3,,|,α-,氨基酸,2,,,转氨酶,,（辅酶：磷酸吡哆醛）,,在转氨酶的催化下，,α-,氨基酸的氨基转移到,α-,酮酸的酮基碳原子上，结果原来的,α-,氨基酸生成相应的,α-,酮酸，而原来的,α-,酮酸则形成了相应的,α-,氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。
2024/11/1,,11,,-,氨基酸,,磷酸吡哆醛,,,醛亚胺,酮亚胺,磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛的作用机理,-,酮酸,互变异构,2024/11/1,,12,谷丙转氨酶和谷草转氨酶,谷丙转氨酶（,GPT,）,谷草转氨酶,(GOT),2024/11/1,,13,谷氨酰胺的生成和利用,,,,+NH,2,,+H,2,O,,ATP ADP+Pi,谷氨酰胺合成酶,Mg,2+,,+2H,谷氨酸合成酶,,2024/11/1,,14,3,、联合脱氨基作用,,（,1,）概念,（,2,）类型,a,、,转氨酶,与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,b,、,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,,,,转氨基作用,,和氧化脱氨基,,作用联合进行,,的脱氨基作用,,方式2024/11/1,,15,转氨酶与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶,L-,谷氨酸脱氢酶,H,2,0+NAD,+,NH,3,+NADH,α-,酮酸,α-,氨基酸,α-,酮戊二酸,L-,谷氨酸,2024/11/1,,16,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,,,,α-,氨基酸,,,,,,,,,,α-,酮酸,α-,酮戊二酸,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酰琥珀酸,苹果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黄苷酸,2024/11/1,,17,4,、非氧化脱氨基作用（自学）,,（,1,）直接脱氨基作用,,（,2,）还原脱氨基作用,,（,3,）水解脱氨基作用,,（,4,）脱水脱氨基作用,,（,5,）氧化还原脱氨基作用,2024/11/1,,18,三、氨基酸的脱羧基作用,,,1,、概念,3,、,脱羧产物的进一步转化（次生物质代谢,）,,,氨基酸在脱羧酶的,,作用下脱掉羧基生成相,,应的一级胺类化合物,,的作用。
脱羧酶的辅,,酶为磷酸吡哆醛直接脱羧 胺,,羟化脱羧 羟胺,,,,2,、类型,:,2024/11/1,,19,第三节 氨基酸分解产物的转化,一、,氨的代谢转变,二、,氨基酸碳骨架的转化途径,三、,氨基酸与一碳基团,四、,氨基酸与生物活性物质,2024/11/1,,20,一、,氨的代谢转变,,1,、,重新生成氨基酸,2,、,谷氨酰胺和天冬酰氨的生成,,3,、,尿素的生成,——,尿素循环,4,、,合成其他含,N,物质,2024/11/1,,21,谷氨酸的重新生成,L-,谷氨酸脱氢酶,谷氨酸,+,H,2,O,,-,酮戊二,酸,+,NH,3,,NAD,（,P,）,+,NAD,（,P,）,H,谷氨酸,+,丙酮酸,,-,酮戊二,酸,+,丙氨酸,转氨酶,,在大脑中发生上述反应，大量消耗了,,-,酮戊二,酸和,NADPH,，引起中毒症状在肌肉中，可利用这一反应生成的谷氨酸的转氨基作用，生成丙氨酸，将氨转运到肝脏中去2024/11/1,,22,么么么么方面,Sds,绝对是假的,2,、尿 素 的 生 成,,（,1,）概念,（,2,）,总反应和,过程,,,在排尿动物体内由,,NH,3,合成 尿素是在肝脏,,中通过一个循环机制完,,成的，这一个循环称为,,尿素循环。
NH,3,+CO,2,+3ATP+,天冬氨酸,+2H,2,O,,NH,2,-CO-NH,2,,+,,2ADP +2+,,AMP +PPi+,延胡索酸,2024/11/1,,24,尿素循环,氨基酸,谷氨酸,谷氨酸,氨甲酰磷酸,鸟氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,鸟氨酸,精氨酸,延胡索酸,草酰乙酸,氨基酸,谷氨酸,,-,酮戊二酸,天冬氨酸,2ADP+Pi,2ATP+CO,2,+NH,3,+H,2,O,1,细胞溶液,线粒体,NH,2,-C-NH,2,,,,O,尿素,,-,酮戊二酸,,-,酮戊二酸,H,2,N-C-,,P,,,O,,,2,3,4,5,2024/11/1,,25,二、,氨基酸碳骨架的转化途径,,1,、,再氨基化生成氨基酸,2,、,转变成糖或脂肪,,生糖氨基酸,,,生酮氨基酸,3,、,氧化供能生成,CO,2,和,H,2,O,,作业：分别写出谷氨酸在体内生成糖和氧化分解成,CO,2,、,H,2,O,的代谢途径，并计算氧化分解时可产生的,ATP,数2024/11/1,,26,氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径,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,,赖氨酸,,色氨酸,丙氨酸,,苏氨酸,,甘氨酸,,丝氨酸,,半胱氨酸,谷氨酸,,谷氨酰胺,,精氨酸,,组氨酸,,脯氨酸,异亮氨酸,,亮氨酸,,缬氨酸,苯丙氨酸,,酪氨酸,,天冬氨酸,,,,异亮氨酸,,甲硫氨酸,,缬氨酸,葡萄糖,柠檬酸,2024/11/1,,27,一碳基团,,在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括,CO,2,），称为一碳基团，一碳基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的生物合成。
,一碳基团的转移由相应的一碳基团转移酶催化，,,其辅酶,为,FH,4,,,,一碳基团和氨基酸代谢,-,CH=NH,亚氨甲基,,H-CO-,甲酰基,,-CH,2,OH,甲醇基,,-CH=,次甲基,,-CH,2,-,亚甲基,,-CH,3,甲基,2024/11/1,,28,叶酸,和 四氢叶酸（,FH,4,或,THFA,）,叶酸,,四氢叶酸,H,,H,,,10,5,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,,N,5,-CHO-FH,4,,,CH,2,,,,,CHO,,,,2024/11/1,,29,一碳基团的来源与转变,S-,腺苷蛋氨酸,N,5,-CH,3,-FH,4,N,5,，,N,10,-,,CH,2,-FH,4,N,5,，,N,10,= CH-FH,4,,N,10,-CHO-FH,4,N,5,，,,N,10,-CH,2,-FH,4,还原酶,N,5,，,,N,10,-CH,2,-FH,4,脱氢酶,环水化酶,,丝,氨酸,,组氨酸苷氨酸,参与,,甲基化,反应,为,胸腺嘧啶,合成提供,甲基,参与,嘌呤,合成,,,,FH,4,,,,FH,4,FH,4,,HCOOH,,H,2,O,,NAD,+,NDAH+H,+,,NAD,+,NDAH+H,+,H,+,,参与,嘌呤,合成,2024/11/1,,30,四、氨基酸与生物活性物质,,,酪氨酸代谢与黑色素的形成,,,色氨酸代谢与,5-,羟色胺与吲哚乙酸,,,谷氨酸与,,-,氨基丁酸,,,组氨酸与组胺,,,半胱氨酸和牛磺酸,2024/11/1,,31,第 四节 氨的同化及氨基酸的生物合成,,一、,氨基酸的生物合成,,二、,生物固氮,,三、氨基酸重要衍生物的,,生物合成,(,自学,),2024/11/1,,32,自然界的氮素循环,硝酸盐,亚硝酸,NH,3,生物固氮,工业固氮,固氮生物,动植物,硝酸盐还原,大气固氮,大气氮素,岩浆源的固定氮,火成岩,反硝化作用,氧化亚氮,蛋白质,入地下水,动植物废物死的有机体,2024/11/1,,33,生物,固,N,的化学本质,,2NH,3,3H,2,6e,-,N,2,+,,,12ATP+12H,2,O,12ADP+12Pi,,固氮酶,（厌氧环境）,N,2,,,,还原剂,铁蛋白,钼铁蛋白,NADPH,,生物固氮的作用机理,e,-,e,-,e,-,e,-,2024/11/1,,34,固,N,酶,,,,ATP,酶活性：能催化,ATP,分解，从中获取能量推动电子向还原底物上转移。
2,）,作用机理：,,（,3,）,特点：,是一种多功能酶,N,2,,,,还原剂,铁蛋白,钼铁蛋白,,,氧化还原酶：不仅能催化,N,2,还原，还可,,催化,N,2,O,化合物等还原1,）,结构组成,,二聚体、含,Fe,和,S,,,形成,[Fe,4,S,4,],簇,四聚体（,α,2,β,2,）,,含,Mo,、,Fe,和,S,2024/11/1,,35,硝酸还原作用,,（,2,）,硝酸还原酶,(3),亚硝酸还原酶,（,1,）,硝酸还原作用的化学本质,NH,+,4,NO,-,3,2e,-,6e,-,,硝酸还原酶,亚硝酸还原酶,NO,-,2,,,2024/11/1,,36,硝酸还原酶,a,、铁氧还蛋白,——,硝酸还原酶,b,、,NAD(P)H-,硝酸还原酶,H,2,O,NO,-,3,+,2F,d,还原态,+,2H,+,NO,-,2,+,2F,d,氧化态,+,,+,NAD(P)H,+,H,+,,NO,-,2,+,NAD(P),+,+,H,2,O,NO,3,-,2024/11/1,,37,亚硝酸还原酶,2H,2,O,a,、铁氧还蛋白,——,亚硝酸还原酶,NO,-,2,+,6F,d,还原态,+,8H,+,,NH,+,4,+,6F,d,氧化态,+,2H,2,O,b,、,NAD(P)H——,亚硝酸还原酶,NO,-,2,+,3NAD(P)H,+,,NH,+,4,+,3NAD(P),+,+,5H,+,2024/11/1,,38,氨的同化,1,、谷氨酸的形成途径,2,、氨甲酰磷酸的生成,,2024/11/1,,39,三、氨基酸的生物合成,1,、,必需氨基酸,,2,、,20,种,氨基酸的生物合成概况,,3,、,氨基酸生物合成的调节,2024/11/1,,40,必需氨基酸的概念,Thr,、,Val,、,Leu,、,Ile,、,Met,、,Lys,、,Phe,、,Trp (His,、,Arg),,凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。
人的必需氨基酸：,2024/11/1,,41,二十种氨基酸的生物合成概况,,,,,,,,,,,,谷氨酸族,天冬氨酸族,丙氨酸族,丝氨酸族,His,和芳香族,2024/11/1,,42,氨基酸生物合成的分族情况,（,1,）,丙氨酸族,,丙酮酸,Ala,、,Val,、,Leu,,（,2,）,丝氨酸族,,甘油酸,-3-,磷酸,Ser,、,Gly,、,Cys,,（,3,）,谷氨酸族,,,,-,酮戊二酸,Glu,、,Gln,、,Pro,、,Arg,,（,4,）,天冬氨酸族,,草酰乙酸,Asp,、,Asn,、,Lys,、,Thr,、,Ile,、,Met,,（,5,）,组氨酸和芳香氨基酸族,,磷酸核糖,His,,,磷酸赤藓糖,+PEP Phe,、,Tyr,、,Trp,,,,,,,2024/11/1,,43,3,、,氨基酸生物合成的调节,(1),通过终端产物对氨基酸,,,生物合成的抑制,,(2),通过酶生成量的改变调节,,氨基酸的生物合成,2024/11/1,,44,氨基酸合成的反馈调控,反硝化作用,氧化亚氮,氨甲酰磷酸,分支酸,脱氧庚酮糖酸,-7-,磷酸,天冬氨酸,天冬氨酰磷酸,赤藓糖,-4-,磷酸,脱氢奎尼酸,莽草酸,谷氨酸,磷酸烯醇式丙酮酸,+,预苯酸,Try,Phe,Trp,Ile,Trp,His,CTP,AMP,Gln,Lys,Met,Thr,酮丁酸,Gly,Ala,谷氨酰胺合酶,天冬氨酰半醛,高丝氨酸,氨基苯甲酸,2024/11/1,,45,。
