生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝d101

1、l第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解蛋白質(zhì)的酶促降解l第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝l第三節(jié)第三節(jié) 氨基酸分解產(chǎn)物的代謝氨基酸分解產(chǎn)物的代謝l第四節(jié)第四節(jié) 氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝l一、蛋白質(zhì)的消化與氮平衡一、蛋白質(zhì)的消化與氮平衡l 食物蛋白食物蛋白胃，胃蛋白酶胃，胃蛋白酶(pepsin)作用為小肽作用為小肽小腸，胰蛋白酶小腸，胰蛋白酶(trypsin)、胰凝乳、胰凝乳(糜糜)蛋白蛋白酶酶(chymotrypsin)作用為更小短肽，腸黏膜的作用為更小短肽，腸黏膜的二肽酶二肽酶(dipeptidase)、氨肽酶、氨肽酶(aminopeptidase)和胰臟分泌的羧肽酶和胰臟分

2、泌的羧肽酶(carboxypeptidase)徹底水徹底水解為各種解為各種aa腸壁細(xì)胞腸壁細(xì)胞肝臟肝臟血液血液組織、組織、細(xì)胞。細(xì)胞。 第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解蛋白質(zhì)的酶促降解酶酶 作用位點(diǎn)（或底物）作用位點(diǎn)（或底物） 胰蛋白酶胰蛋白酶(trypsin） lys,arg的羧基端的羧基端胰凝乳胰凝乳(糜糜)蛋白酶蛋白酶 (chymotrypsin) phe,trp, tyr 的羧基端的羧基端 胃蛋白酶胃蛋白酶(pepsin) phe,trp,tyr的氨基端的氨基端氨肽酶氨肽酶(aminopeptidase) 肽的氨基端肽的氨基端羧肽酶羧肽酶(carboxypeptidase) 肽的羧基端肽

3、的羧基端二肽酶二肽酶(dipeptidase) 二肽二肽彈性蛋白酶彈性蛋白酶(elastase) 各種脂肪族各種脂肪族aa形形 成的肽成的肽（1）、氮平衡）、氮平衡 生物體吸收氮和排出氮的關(guān)系生物體吸收氮和排出氮的關(guān)系（2）、總平衡）、總平衡 生物體吸收氮等于排出氮生物體吸收氮等于排出氮（3）、正平衡）、正平衡 生物體吸收氮大于排出氮生物體吸收氮大于排出氮（4）、負(fù)平衡）、負(fù)平衡 生物體吸收氮小于排出氮生物體吸收氮小于排出氮 保持機(jī)體蛋白質(zhì)的正常合成，不僅要有充足保持機(jī)體蛋白質(zhì)的正常合成，不僅要有充足的食物蛋白，還要注意必需的食物蛋白，還要注意必需aa的含量和配比，的含量和配比，要合理調(diào)整飲食

4、結(jié)構(gòu)，避免偏食，否則嚴(yán)重影要合理調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，避免偏食，否則嚴(yán)重影響體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，影響健康。響體內(nèi)蛋白質(zhì)的合成，影響健康。 消化酶不能分解小麥中水不溶性蛋白消化酶不能分解小麥中水不溶性蛋白（尤其是醇溶蛋白質(zhì)，（尤其是醇溶蛋白質(zhì)，gliadin）對(duì)腸襯）對(duì)腸襯細(xì)胞產(chǎn)生不利作用，引起體腔（腹腔）細(xì)胞產(chǎn)生不利作用，引起體腔（腹腔）疾病。疾病。 胰液分泌到腸內(nèi)的分泌途徑障礙，蛋胰液分泌到腸內(nèi)的分泌途徑障礙，蛋白水解酶酶原預(yù)先成熟轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋幕畎姿饷该冈A(yù)先成熟轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋幕钚孕问?，這些活性水解酶在胰腺細(xì)胞內(nèi)性形式，這些活性水解酶在胰腺細(xì)胞內(nèi)攻擊自身組織，損傷器官，嚴(yán)重時(shí)可致攻擊自身組織，損傷器官

5、，嚴(yán)重時(shí)可致命。命。有時(shí)體內(nèi)蛋白酶受抑制或缺失，少量有時(shí)體內(nèi)蛋白酶受抑制或缺失，少量蛋白可直接被吸收進(jìn)入血液，導(dǎo)致食物蛋白可直接被吸收進(jìn)入血液，導(dǎo)致食物蛋白過敏。蛋白過敏。 l 組織中存在的蛋白質(zhì)在組織蛋白酶組織中存在的蛋白質(zhì)在組織蛋白酶 的的作用下被水解為氨基酸。組織蛋白酶主作用下被水解為氨基酸。組織蛋白酶主要存在于細(xì)胞的溶酶體中。要存在于細(xì)胞的溶酶體中。l 植物一般無降解外源蛋白質(zhì)的能力（少植物一般無降解外源蛋白質(zhì)的能力（少數(shù)捕蟲植物如豬籠草、捕蠅草可消化外數(shù)捕蟲植物如豬籠草、捕蠅草可消化外界蛋白質(zhì)），植物可分解自身組織的蛋界蛋白質(zhì)），植物可分解自身組織的蛋白質(zhì)，特別是在植物代謝旺盛的組織

6、和白質(zhì)，特別是在植物代謝旺盛的組織和器官和種子萌發(fā)時(shí)，蛋白質(zhì)被自身的蛋器官和種子萌發(fā)時(shí)，蛋白質(zhì)被自身的蛋白酶白酶 分解。分解。返回l一、脫氨（基）作用（一、脫氨（基）作用（deamination） 氨基酸失去氨基的作用，包括：氨基酸失去氨基的作用，包括： 1、氧化脫氨，動(dòng)、植物中普遍存在；、氧化脫氨，動(dòng)、植物中普遍存在； 2、非氧化脫氨，微生物中，不普遍。、非氧化脫氨，微生物中，不普遍。 3、轉(zhuǎn)氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用 4、聯(lián)合脫氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用 四種方式四種方式動(dòng)物的脫氨主要發(fā)生在肝臟中。動(dòng)物的脫氨主要發(fā)生在肝臟中。 aa oxidase 2aa+o22ketoacid+2nh3 由氨基

7、酸氧化酶催化，酶是一種黃素蛋白由氨基酸氧化酶催化，酶是一種黃素蛋白:主主要有：要有：1l-aa氧化酶（氧化酶（l-aa oxidase），分布不廣、），分布不廣、活力低，一類以活力低，一類以fad為輔基、另一類以為輔基、另一類以fmn為為輔基（人和動(dòng)物）。對(duì)輔基（人和動(dòng)物）。對(duì)gly; l-ser, l-thr; l-glu, l-asp; lys, arg, ornithine無作用。無作用。 2d-aa氧化酶（氧化酶（d-aa oxidase），以），以fad為為輔基，分布廣，但作用不大。輔基，分布廣，但作用不大。 3氧化專一氧化專一aa的酶的酶（1）、甘氨酸氧化酶（甘氨酸氧化酶（gly

8、oxidase）gly+1/2o2glyoxylate+nh3（2）、）、d-天冬氨酸氧化酶（天冬氨酸氧化酶（d-asp oxidase）asp+1/2o2oxaloacetate+nh3（3）、l-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶（l-glu dehydrogenase） l-glu dhel - g l u + n a d ( p )+ - ketoglutarate+nh3+nad(p)h+h+味精生產(chǎn)發(fā)酵菌的味精生產(chǎn)發(fā)酵菌的l-glu dhe活力非活力非常高，利用糖代謝的中間產(chǎn)物常高，利用糖代謝的中間產(chǎn)物 -ketoglutarate發(fā)酵生產(chǎn)味精，發(fā)酵生產(chǎn)味精，nadph來來自于異檸檬酸脫氫。

9、自于異檸檬酸脫氫。 由轉(zhuǎn)氨酶由轉(zhuǎn)氨酶（transaminase）催化，一個(gè)）催化，一個(gè)l-aa的的 -nh3轉(zhuǎn)移到一個(gè)轉(zhuǎn)移到一個(gè) -酮酸上使之變成相應(yīng)的酮酸上使之變成相應(yīng)的 -aa，自身轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的，自身轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的 -酮酸。酶均以磷酸酮酸。酶均以磷酸吡哆醛為輔基。吡哆醛為輔基。lys, arg, thr, pro不能通過轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨。不能通過轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨。 gptglu+pyala+ -ketoglutaric acid gotglu+oxaloacetateasp+ -ketoglutaric acid 1、氨基酸脫氨通過轉(zhuǎn)氨作用和氨基酸脫氨通過轉(zhuǎn)氨作用和l-glu dhe催化的催化的glu氧

10、化脫氨作用聯(lián)合完成。氧化脫氨作用聯(lián)合完成。彌補(bǔ)彌補(bǔ)l-aa oxidase分布少、活力低的缺陷。分布少、活力低的缺陷。廣泛存在，但并不是所有組織細(xì)胞的主廣泛存在，但并不是所有組織細(xì)胞的主要脫氨方式。要脫氨方式。 嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨作用，次嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨作用，次黃嘌呤核苷一磷酸黃嘌呤核苷一磷酸(imp)與與asp形成腺苷形成腺苷酸代琥珀酸酸代琥珀酸(adenylosuccinate)，再經(jīng)裂，再經(jīng)裂合酶分解合酶分解amp和延胡索酸，和延胡索酸，amp水解產(chǎn)水解產(chǎn)生游離生游離nh3和和imp。骨骼肌、心肌、肝。骨骼肌、心肌、肝臟及腦中主要的脫氨方式。臟及腦中主要的脫氨方式。 脫羧酶

11、（脫羧酶（decarboxylase）催化生成相應(yīng)催化生成相應(yīng)的一級(jí)胺，放出的一級(jí)胺，放出co2，反應(yīng)需要磷酸吡，反應(yīng)需要磷酸吡哆醛，作用專一性很高，一般一種氨基哆醛，作用專一性很高，一般一種氨基酸只有一種脫羧酶，且只對(duì)酸只有一種脫羧酶，且只對(duì)l-型氨基酸型氨基酸起作用，只有起作用，只有his脫羧酶不需要輔酶。脫羧酶不需要輔酶。 hishistamine（降血壓、刺激胃酸分泌）降血壓、刺激胃酸分泌） tyrtyramine(升高血壓）升高血壓） glu-氨基丁酸氨基丁酸（神經(jīng)介質(zhì)）（神經(jīng)介質(zhì)）返回l一、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)一、氨的轉(zhuǎn)運(yùn)l 主要是通過谷氨酰胺（主要是通過谷氨酰胺（gln），多數(shù)），多數(shù)動(dòng)物細(xì)

12、胞有谷氨酰胺合成酶（動(dòng)物細(xì)胞有谷氨酰胺合成酶（gln synthetase），該酶催化），該酶催化 nh3+glu+atpgln+adp+pi。lgln運(yùn)送到肝臟，谷氨酰胺酶運(yùn)送到肝臟，谷氨酰胺酶（glutaminase）催化其裂解，釋放）催化其裂解，釋放nh4+。 肌肉中利用肌肉中利用ala將氨運(yùn)送到肝臟，即將氨運(yùn)送到肝臟，即glc-ala cycle，循環(huán)中氨在循環(huán)中氨在glu dhe作用作用下轉(zhuǎn)變?yōu)橄罗D(zhuǎn)變?yōu)間lu，進(jìn)一步在，進(jìn)一步在gpt的作用下把的作用下把氨轉(zhuǎn)移給氨轉(zhuǎn)移給py生成生成ala，ala隨血液運(yùn)送到隨血液運(yùn)送到肝臟，在肝臟肝臟，在肝臟gpt作用下轉(zhuǎn)回到作用下轉(zhuǎn)回到py和和gl

13、u。肌肉中。肌肉中py由糖酵解提供，肝臟中多由糖酵解提供，肝臟中多余的余的py可異生為可異生為glc。 1. 排氨，排氨，氨經(jīng)氨經(jīng)gln運(yùn)送到排泄部位（如魚鰓），運(yùn)送到排泄部位（如魚鰓），gln酶裂解出游離氨借助擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)排出體外。酶裂解出游離氨借助擴(kuò)散運(yùn)動(dòng)排出體外。2. 排尿素排尿素尿素（鳥氨酸）循環(huán)。尿素（鳥氨酸）循環(huán)。3. 排尿酸排尿酸，爬蟲類和鳥類以尿酸作為氨的主要排，爬蟲類和鳥類以尿酸作為氨的主要排泄形式（靈長類、鳥類和陸生爬蟲類嘌呤代謝泄形式（靈長類、鳥類和陸生爬蟲類嘌呤代謝的產(chǎn)物也是尿酸）。的產(chǎn)物也是尿酸）。4. 自然界還有許多排氨方式，自然界還有許多排氨方式，蜘蛛以鳥嘌呤作為蜘蛛

14、以鳥嘌呤作為氨基氮的排泄方式；許多魚類以氧化三甲胺排氨基氮的排泄方式；許多魚類以氧化三甲胺排氮；高等植物則以氮；高等植物則以gln和和asn的形式把氨基氮儲(chǔ)的形式把氨基氮儲(chǔ)存于體內(nèi)。存于體內(nèi)。-酮戊酮戊二酸二酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺 hans krebs,kurt hehseleit(1932)發(fā)現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)，氨基酸代謝產(chǎn)生的氨在肝臟中代謝為尿氨基酸代謝產(chǎn)生的氨在肝臟中代謝為尿素解毒，必須有精氨酸酶（素解毒，必須有精氨酸酶（arginase），），水解精氨酸為尿素而實(shí)現(xiàn)在肝臟中解除水解精氨酸為尿素而實(shí)現(xiàn)在肝臟中解除氨的毒性。氨的毒性。 肝臟病變不能解除肝臟病變不能解除aa代謝產(chǎn)生的氨代謝產(chǎn)生

15、的氨的毒性，一般通過在腦中與的毒性，一般通過在腦中與glu形成形成gln實(shí)現(xiàn)解毒，實(shí)現(xiàn)解毒，glu用于解毒，須消耗用于解毒，須消耗tca的的中間產(chǎn)物中間產(chǎn)物 -酮戊二酸而導(dǎo)致酮戊二酸而導(dǎo)致tca中間產(chǎn)中間產(chǎn)物的流失，阻滯物的流失，阻滯tca的進(jìn)行，影響腦中的進(jìn)行，影響腦中能量代謝，造成肝昏迷。能量代謝，造成肝昏迷。 人體人體10-15%的能量來自于氨基酸的氧的能量來自于氨基酸的氧化分解，氨基酸的碳架以化分解，氨基酸的碳架以5種產(chǎn)物形式進(jìn)種產(chǎn)物形式進(jìn)入入tca（分別為（分別為py or acetyl coa, -ketoglutaric acid, succinyl coa, fumarate,

16、 oxaloacetate）徹底氧化為）徹底氧化為h2o和和co2、還可以糖元異生或生酮。、還可以糖元異生或生酮。 部分生物中部分生物中l(wèi)1、生糖氨基酸、生糖氨基酸（glycogenic aa），分），分解 產(chǎn) 物 為 糖 代 謝 的 中 間 物 ， 如解 產(chǎn) 物 為 糖 代 謝 的 中 間 物 ， 如 p y, oxaloacetate, -ketoglutaric acid, fumarate 等。等。15aas。l2、生酮氨基酸、生酮氨基酸（ketogenic aa），分解），分解產(chǎn)物為產(chǎn)物為acetyl coa, 或或acetoacetate。leu。l3、生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 ile, lys, phe, tyr。乙酰乙酰乙酰乙酰coa酮體酮體（一）、一碳單位（一）、一碳單位（one carbon unit）返回 氨基酸合成總圖氨基酸合成總圖1 1 4-磷酸赤磷酸赤蘚糖蘚糖 遺傳性疾病，三個(gè)分枝氨基酸分解代遺傳性疾病，三個(gè)分枝氨基酸分解代謝障礙所致，患者智力發(fā)育不全、尿中謝障礙所致，患者智力發(fā)育不全、尿中出現(xiàn)三個(gè)分枝氨基酸及其相應(yīng)的酮酸。出現(xiàn)三個(gè)分枝氨基酸及其相應(yīng)的酮酸。先天缺乏先天缺乏 -keto acid decarboxylase(也叫也叫dhe)（催化（催化