第八章蛋白質(zhì)的降解與氨基酸的代謝.

1、內(nèi)容提要第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶水解第二節(jié)氨基酸分解代謝的公共途徑第三節(jié)氨基酸合成的公共途徑蛋白質(zhì)在生物體中的主要生物功能：(1) 結(jié)構(gòu)物質(zhì)：膠原蛋白(2) 免疫功能：免疫球蛋白(3) 運動功能：肌動蛋白(4) 運輸功能：血紅蛋白催化功能：酶(6)供能：5.6kcal/g=5.6X4.18kJ/g,占機休需要 的 10-15%內(nèi)源過期董白質(zhì)水解氨基酸細胞內(nèi)能有選擇的降解“過期蛋白”，而 不影響細胞的正常功能？泛肽(ubiguitin)給選擇降解得蛋白質(zhì)加以 標記泛肽識別并在溶酶體中水解過期蛋白泛肽：是一個由76個氨基酸組成的蛋白質(zhì)由于它無所不在，而且在真核細胞屮含量豐富 而得名過期蛋 白質(zhì)泛肽復(fù)合體氨

2、基酸泛肽 |CELLS n I i vn I (;r I I nt nr nnf Kxji I nr r rH '1 i<hur zv5ems-HOME文件9H*-X) 片求Q) 工具9 簾助®©si o - m i < 才e 伎駅鳥恥弘WSJ 3 w Slum i V)r * CATC» ACTMTIES » TOOLS-LINKS» SrTE INFO白細胞殺菌時被該細菌同樣溶解Although neutrophil can kill this bead-like string of Streptococcus pyog

3、enes, this particular strain of bacteria expresses streptotysin-s on its surface which causes the white cell to self-destruct. The white cell's tytic granules, which are supposed to fire theirthy bacteria, are emptied into the wlBzKEljJiJiE instead, leading eventually to cell松爐肓 Z Ricrecft-G ?卜金

4、山詞新3MZrr.JKu! 2 S8*tr 厶/催化蛋質(zhì)分子中的肽鍵水解的一類酶，稱為蛋口酶。1、按來源分:動物蛋白酶植物蛋白酶、微生物蛋白酶2、按作用位點分：內(nèi)肽酶 外肽酶1 二肽酶竣肽酶A 竣肽酶B外肽酶:氨肽酶竣肽酶提問：不同蛋白酶之間功能上區(qū)別可能有什么？外切酶一氨肽酶A20隨機內(nèi)切酶M限制性內(nèi)切酶I特定氨基酸間AAAKFERQHMDSSTSAASSSNYCVAQVDALSEHVFTNVPKCRDKTLNRSKMWWKNV ACKN GQTNC YQSYSTM S ITDCRETGSTT y Is 90coo 4df hvpvypngecaviihknaqttkyacnpyk- 必外切

5、酶一竣肽酶最終產(chǎn)物一氨基酸RnCH 1H2N CIIO R|（芳笠）RioII I 'H II.CH 鄉(xiāng)N.心Inch aH iB *R2（心胃貨白酶胰凝乳彈性 蛋門酚蛋口酚H引 少N.旦Cl CH II * ORinCHN" 、COOHH內(nèi)肽酶胃蛋白酶Ri，R1：芳香族氨基酸及其他疏水 (Pepsin)氨基酸(NH?端及COOH端胰凝乳蛋白酶弘：芳香族氨基酸及其他疏水氨(chymotrypsin ) 基酸(COOH端)彈性蛋白酶R2： I人j氨酸，甘氨酸，絲氨酸等短 (elastase )脂肪鏈的氨基酸(COOH端胰蛋白酶Rs：堿性氨基酸(COOH端)( Trypsin)

6、外肽酶竣肽酶A Rm：芳香族氨基酸竣肽末端的肽鍵 竣肽酶B Rni:堿性氨基酸竣肽末端的肽鍵(Carboxypcptidusc )氨肽酶(aminopeptidase )氨肽末端的肽鍵二肽酶(dipeptidase )要求相鄰兩個氨基酸上的a 氨基和w馥基同時存在3.根據(jù)作用的pH分訂堿性蛋白酶，pH9-11 中性蛋白酶，PH7-8酸性蛋白酶，pH2-5蛋白質(zhì)的酶水解大分子的蛋白質(zhì)受內(nèi)肽酶、外肽酌和二肽酶的協(xié) 同催化，逐步降解生成：多肽一寡肽 一二肽 一氨基酸Polypeptide oligo - di -蛋白質(zhì)的酶水解在食品工業(yè)中有廣泛的應(yīng)用蛋白質(zhì)的需要量和營養(yǎng)價值機體攝入的蛋白質(zhì)的量和排岀

7、量在正常情況 下處于平衡狀態(tài)，稱為氮平衡。處丁住長、發(fā)育或患疾恢復(fù)的機體，其攝入 的氮量大于排出的氮量，稱為正氮平衡；反之，當攝入的氮量小于排出的氮量時，稱 為負氮平衡。2、生理需要量成人每日最低需要30=50g蛋白質(zhì)3、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價值必需氨基酸與非必需氨基酸必需氨基酸：是指人和動物體內(nèi)需要，而又不能自身合成,必須由食物供應(yīng)的氨基酸。共有8種：異亮氨酸、蛋氨酸（甲硫氨 酸）、繃氨酸、亮氨酸.色氨酸、苯丙氨酸. 蘇氨酸和賴氨酸。半必需氨基酸:自身能夠合成,合成量不能滿足需要。如組氨酸和精氨酸非必需氨基酸：可以在體內(nèi)合成滿足需 要的氨基酸。由尿搏出的氨皐議a 制酸分斛i«n X白氮物質(zhì)

8、 （喋吟桂吹膽?zhàn)亖勊峒?»肌研 口卜屮等等）食（動侖） 培茶慕霰口敝（微生物）（外源）ATP0 h2o箱、18、及他SH類at白質(zhì)（包括細織及體液頂門質(zhì)、算、量白激索、航律等）無機N（內(nèi)跖圖111蛋白質(zhì)及氯4靜的主晏代謝途艮示盍第二節(jié) 氨基酸分解代謝的公共途徑各種不同的氨基酸代謝的主要公共途徑有：脫氨基作用脫竣基作用脫氨脫竣作用氨基酸在脫氨、脫竣后，生成的有機酸、胺、氨、CC>2等產(chǎn)物町被進一步分解利用或排出 體外。體內(nèi)脫氨基的反應(yīng)有三類：脫氨基作用轉(zhuǎn)氨作用聯(lián)合脫氨基作用一、氨基酸的脫氨基作用：氨基酸經(jīng)酶催化脫去氨基的作用稱為脫氨基作用。K氧化脫氨基作用：(1) 氧化脫氨基作用

9、的一般過程： 化脫氨 氨Mfl?的氧化脫氨魁由L -化依化.反聞分卿個歩驟 第步職傳.步加水和IftflUKFAD FAr»l： RRRCHNHj C-NH-L NHx CO> NH> L-t(幣啟|、OH|CYXMICOOIICOOKCtJOHMAM<r .MIK/化反應(yīng)的l-t!(解酸氧化IW為負索3ffkT< 丨(2) 催化氧化脫氨基作用的酶1) L氨基酸氧化酶：它是一個黃素蛋白，這種 酶有兩種類型：一類是以FAD為輔基的；另一類是以FMN為輔基的(人和動物體中)。在體內(nèi)分布不廣，活性不強。2) D-氨基酸氧化酶：該酶以FAD為輔基。該酶 存在于脊椎動物

10、的肝、腎細胞。在體內(nèi)分布廣，活性也強，但生物體內(nèi)的氨基酸大多數(shù)是L型解COOH I H>NCH壘化薛為賈累蛍白是科脫氫卿類以FMN或F為輔侏化脫卜 的氨直接勾分子負結(jié)合，生成過緘化氨.反應(yīng)式如下：八COOHI CY + N 兒IR3）氨基酸脫氫酶：它是不需氧脫氫酶類，它的輔 酶有兩種，一種是NADVNADH,另一種是 NADPVNADPH,脫卜的氫不直接交給氧，而是 經(jīng)電子傳遞鏈產(chǎn)生巴。和ATP。氨基酸脫氫酶種類很多，但最重要的是L-谷 氨酸脫氫酶，該酶分布很廣，在動、植物及微生 物中都存在，有較強的活性。氨基股脫筑酶見艸類很羅CIMf耍的展L谷氨紇枚規(guī)*h歡附芳伸間仕劃、惟 物柯徴生物

11、屮郵徉崔備化的反應(yīng)為；C(K)!ICl4NHj 加)* 或NADH+W(CHih NADP+NADPH f H4C(K)Uax)nI 17HI(CHJ I C()OH一釘jHrOax)iiC*0 +NHiI(CH)COOH直劇陽林im脫瀾大皿在F線剛林質(zhì)中以NAD為輔賦 峽產(chǎn)生的2、氨基酸的非氧化脫氨基作用非氧化脫氨基作用大多數(shù)在微生物中進 行。非氧化脫氨的方式有以下幾種：(1) 還原脫氨基作用：(2) 水解脫氨基作用：(3) 脫水脫氨基作用：(4) 脫硫氫基脫氨基作用：還服ma戦必佑無也件下.-些含有気化踽專性厭觸（如蹴芽酬 粛）和底陽生物能利用還原朧氨基反應(yīng)使氨基酸加*脫氨生成他和脳肪酸和

12、紙.何如大暢桿傅能夠進tfH*O還原稅臥牛倣乙(HTDOH +nadh + h 1_切廠(WH+NAL+ NH NH8 川搔脫氨犒反應(yīng)，接脫組生成不飽和賭肪如天冬氯酸宜接脫氯生成HOOC： <：H <H <XM)HNHfXt KIKMH(>OC < H-CH-CCXJH + NH.備脫水脫氮搖作用，含灶基的氯星酸.如絲氮酸和蘇氨酸隹脫水作WJ F-建脫水過祝中脫孤.其反應(yīng)為,CXXJHCOOHCOOHC(X)H1< li.Hj1«*. lh分于權(quán)丄NHn度水*1C<) +NH.11CHOHCHCHtHjC)CH,RRR氮化還礫偎聯(lián)脫氨塔反應(yīng)這

13、種反應(yīng)必須有一對氨基酸參加幣且只能在特定的 氮茶飯對之間發(fā)卞反應(yīng) 個亞草科講行楓化件脫氯脫下的氧去還阪號個氨茸脫使 其發(fā)生還陳脫統(tǒng)這尼二青偶聯(lián)逬疔的翼化還馀説氨作用.這沖脫怨方式多在檢鑿屮發(fā): 生.冊母蔔中也有此反應(yīng).典通式可好成，COOMCCXJHC(X)HCOOHIIICHNHi+ CHNH, +HQ CO + CH, +2NH.IIIIR.R.k.3.氨基酸的脫酰胺基作用谷氨酰胺和天冬酰胺對在谷氨酰胺酶和天冬酰胺酶的作用下，分別發(fā)生脫酰胺基作用通生成相 應(yīng)的氨基酸。（3）脫齪胺荃作用 廣泛存任于俄生物和動的谷氯僦枝和人冬酰胺町在谷氨 St胺聲和天冬毗鞍的的作用廠 分別脫犬酰胺的嘏展.生成

14、谷氨酸和天*攵酸，HfKX；CH -(CHr), -C+HtO呑1賞 iKXX：H <CHt>r 8OH + NH> INHt谷!OzCHt< -NH?NHtxra«JcAIKNII i< MX：<*HCHrX >H + NHiNHX 滅氯験二、氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用是a-氨基酸和酮酸Z間氨基的轉(zhuǎn) 移作用。轉(zhuǎn)氨酶：催化轉(zhuǎn)氨反應(yīng)的酶稱為轉(zhuǎn)氨酶。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是磷酸毗哆醛，其功能是攜 帶氨基（-嘰）o大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶需要以a-酮戊二酸為氨基受體;$AM以谷氨酸為氨基供體O"腋的作川稱為轉(zhuǎn)氨酶對其催化反應(yīng)中兩個底物中的一個是專一 的。 轉(zhuǎn)

15、氛葛脫氨（轉(zhuǎn)氨作用）種的範甲慾X祗騎催化只終恰aCUUH轉(zhuǎn)用乂禰氨基侈換竹用 例如L 谷氨腋的氨租叫科練給內(nèi)"威Oh I(I)CH-NH. CX W >HOOHL-4JM® «««a -M戊 ZfK 丙録無k-m.L-谷氟觸9草旣乙Bft經(jīng)t? 轉(zhuǎn)氯解作用亦也轉(zhuǎn)楓作用產(chǎn)4 « 胡戊滋及L 犬冬紙嚴。RiCIIOCHNFIjQ1XHIHO jt-OI/J®chAJCHNH?.COOK和八、HO -Z- CH/XS / 1 co1 / gAJ/、1CUOHNOOOH<r -用釀- 1C-2BMP 卩毗哼Iff段咸（r

16、i.r a星氫SUfi#沁紋密號«占期乂n 化吧I崢«敢邑農(nóng)MM «.駅基酸的轉(zhuǎn)氨作用任生物休內(nèi)極為猙追據(jù)用；T'N的氮基釀作實験結(jié)果證明除廿廈轉(zhuǎn)氨基作用意義: K 此反應(yīng)對AA合成與分解都很重要。 2.糖代謝產(chǎn)生的丙酮酸a酮戊二酸草酰乙 酸轉(zhuǎn)變?yōu)锳A.所以對糖與蛋白質(zhì)代謝的相 互轉(zhuǎn)變具有重要意義。 3.轉(zhuǎn)氨作用是生物體脫氨的主要方式（但 大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶需要以Q 酮戊二酸為氨基受體;以谷氨酸為氨基供體。轉(zhuǎn)氨酶對其催化反應(yīng)中兩個底物中的一個是專一的）三、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。聯(lián)合脫氨基作用是氨基酸的C

17、P氨基先借助轉(zhuǎn) 氨作用轉(zhuǎn)移到0(酮戊二酸的分子上，生成和應(yīng)的然后谷氨酸在L 谷氨酸脫氫酶的作用下脫氨基，生成a酮戊二酸同時釋放出氨。它的逆反應(yīng)是氨基酸合成的重要途徑聯(lián)存脫颯作川是微生砌體內(nèi)使氯廣截鋭去埶堆的1R要方式.它的逆反應(yīng)是飆莖酸生 物臺成的啾耍反應(yīng).轉(zhuǎn)氨1W圉戊二asZADH+H（脫捉過程） NADPH+H* （氨基化3程谷気敵脫氫89nadp*圖1G-3聯(lián)合脫總荃作用示包圖以彷酸吹氫誌力中心）其它的脫氨形式：當缺乏L谷氨酸脫氫酶, 而腺昔酸月兌氨酶活力較高時，采耳又噪噲核甘酸循環(huán)的耳關(guān)合脫氨基方式。次口嚥吟核昔一礎(chǔ)敵圖 H 通過転吟孩甘酸循環(huán)的聯(lián)會脫猟;K過覆四、氨基酸的脫竣基作用機

18、休內(nèi)部分氨基酸可進行脫竣基作用，生成 相應(yīng)的一級胺。它是氨基酸分解的另一條共同途 徑。催化脫竣反應(yīng)的酶稱為脫竣酶，這類酶的輔酶是磷酸毗哆醛，其反應(yīng)過程：氮輻酸脫咬作用址氯廉腋分解代曲的另-共同涂彳仁 氯駁絞在稅咬IW的借化卜廉去 竣幫主破伯胺和"_反應(yīng)通式如“K CH <XX)H RW>W-R CHHt+CO,Nib隊納氛讓稅酸俸曳策得外龔他氨星戦炭敲的縮為硯腋毗畔住八作則機制為，COOHCHNIh + <>C- H 竺 CHN< H 一“竺 OhN < H-CH；NH, O< HA ll 占©C(X)HRiRiIK施電氨基酸的脫竣

19、嗨的專一性很高，一般是一種 氨基酸一種脫竣酶，而口只對L型氨基酸起作用。 在脫竣酶中只有組氨酸脫竣酶不需要輔酶。有些氨基酸的脫竣產(chǎn)物（胺類）具有生理活性。 如：組胺可以使血管舒張，降低血壓；酪胺、5-髡色胺能增高血壓；谷氨酸脫竣生成的Y -氨基丁酸是重要的神經(jīng)介質(zhì)aHCCCH (XXHIXH組筑噸HCC a H CH：NH：CH:OHI<ll:nh2ch： crx)i<I rL-備Hitt睨峻H»1Nib8>CH3CUOH<H AoohA<t£, .COOI1亠.COOH|A CHr-<H；IO| HO CHlCHUJ冋jjeHHJ-色.咸“艮色IKIRCIG (CHt>, CH <XK)H INHrli>N CKi <CHj)j CH COOH 、： LNib碼報Itrw生1yiyyy!譏nyech.nhj+co.