第09章：蛋白質(zhì)的降解與氨基酸代謝

1、 蛋白質(zhì)的酶促降解蛋白質(zhì)的酶促降解 氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝 氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝 氨基酸衍生的其他含氮化合物氨基酸衍生的其他含氮化合物（一）內(nèi)源性蛋白質(zhì)的降解（一）內(nèi)源性蛋白質(zhì)的降解目標(biāo)蛋白的泛素化標(biāo)記目標(biāo)蛋白的泛素化標(biāo)記 酶：泛肽活化酶、泛素?cái)y帶蛋白、泛酶：泛肽活化酶、泛素?cái)y帶蛋白、泛素素-蛋白連接酶蛋白連接酶泛素化蛋白質(zhì)在蛋白酶體中降解泛素化蛋白質(zhì)在蛋白酶體中降解一、蛋白質(zhì)的酶促降解一、蛋白質(zhì)的酶促降解Stomach：胃蛋白酶胃蛋白酶Small Intestine： 胰液：胰液：胰蛋白酶，糜蛋白酶，彈性蛋胰蛋白酶，糜蛋白酶，彈性蛋白酶，羧肽酶白酶，羧肽酶小腸粘膜：小腸

2、粘膜：氨肽酶，二肽酶氨肽酶，二肽酶（二）外源性蛋白質(zhì)的降解（二）外源性蛋白質(zhì)的降解二、二、AA的分解代謝的分解代謝1、轉(zhuǎn)氨作用、轉(zhuǎn)氨作用概念：概念：-AA+-酮酸酮酸另一種另一種-酮酸酮酸+另一種另一種-AA（可逆可逆反應(yīng)）反應(yīng)）轉(zhuǎn)氨酶種類多，分布廣，活性高；但轉(zhuǎn)氨酶種類多，分布廣，活性高；但沒有真正沒有真正脫氨脫氨。且多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶以。且多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶以-KG為受體為受體肝臟肝臟、心臟心臟細(xì)胞內(nèi)細(xì)胞內(nèi)轉(zhuǎn)氨酶活性最強(qiáng)轉(zhuǎn)氨酶活性最強(qiáng)重要酶：重要酶：GOT（谷草轉(zhuǎn)氨酶）、谷草轉(zhuǎn)氨酶）、GPT（谷丙谷丙轉(zhuǎn)氨酶）轉(zhuǎn)氨酶） （一）脫氨基作用（一）脫氨基作用（deamination） GPTGOTPLPPLP 轉(zhuǎn)

3、氨作用：轉(zhuǎn)氨作用：連接糖代謝和連接糖代謝和Aa代謝的橋梁代謝的橋梁 除除Lys、Thr、Pro其余其余Aa均可轉(zhuǎn)氨均可轉(zhuǎn)氨 特別注意下面三種轉(zhuǎn)化特別注意下面三種轉(zhuǎn)化 Ala 丙酮酸丙酮酸 Asp OAA Glu -KGL- -谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶NAD+H2O NADH+H+NH3COO(CH2)2OCCOO-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸COO(CH2)2CHNH3COO+酶專一性強(qiáng)，真正實(shí)現(xiàn)脫氨基，但肌肉缺乏酶專一性強(qiáng)，真正實(shí)現(xiàn)脫氨基，但肌肉缺乏2、氧化脫氨基（、氧化脫氨基（oxidative deamination）3、聯(lián)合脫氨、聯(lián)合脫氨：轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨 + 氧化脫氨氧化脫氨兩種酶活性強(qiáng)，分

4、布廣，動(dòng)物體內(nèi)大部分兩種酶活性強(qiáng)，分布廣，動(dòng)物體內(nèi)大部分Aa采取采取聯(lián)合脫氨聯(lián)合脫氨而骨骼肌、心肌、肝臟、腦主要以而骨骼肌、心肌、肝臟、腦主要以嘌呤核苷酸脫氨基嘌呤核苷酸脫氨基為主為主COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H2ONADHH+NAD+氨氨基基酸酸- -酮酮酸酸（二）脫羧基作用（二）脫羧基作用1、直接脫羧、直接脫羧RCHNH2COOHCO2 + RCH2NH2胺胺脫羧酶脫羧酶PLP胺：微量調(diào)節(jié)（信息傳遞），過量傷害胺：微量調(diào)節(jié)（信息傳遞），過量傷害胺氧化酶：胺氧化酶：RCH2NH2 RCHO RCOOH CO2

5、+H2O 舉例：舉例：Ser（脫羧）脫羧）乙醇胺乙醇胺膽堿膽堿腦磷脂、卵腦磷脂、卵磷脂磷脂Asp-丙氨酸丙氨酸泛酸泛酸Trp（脫氨、脫羧、氧化）脫氨、脫羧、氧化）吲哚乙酸吲哚乙酸Glu-氨基丁酸（抑制中樞神經(jīng)傳導(dǎo)）氨基丁酸（抑制中樞神經(jīng)傳導(dǎo)）2、羥化脫羧、羥化脫羧多巴多巴 黑素黑素（水果、蔬菜切口變黑；人體毛發(fā)（水果、蔬菜切口變黑；人體毛發(fā)和皮膚變黑）和皮膚變黑）多巴、多巴胺多巴、多巴胺生物堿（植物）、去甲腎上腺素、生物堿（植物）、去甲腎上腺素、腎上腺素（動(dòng)物）腎上腺素（動(dòng)物）（三）氨基酸分解產(chǎn)物的代謝（三）氨基酸分解產(chǎn)物的代謝氨中毒原理氨中毒原理1、NH3的去路的去路1）各種動(dòng)物排氨的方式）

6、各種動(dòng)物排氨的方式 直接排氨，毒性大，但不消耗能量直接排氨，毒性大，但不消耗能量 轉(zhuǎn)化排氨，形式越復(fù)雜毒性越小，但越耗能轉(zhuǎn)化排氨，形式越復(fù)雜毒性越小，但越耗能水循環(huán)迅速水循環(huán)迅速 NH3擴(kuò)散擴(kuò)散流失快流失快 毒性小毒性小哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素哺乳、兩棲動(dòng)物排尿素水循環(huán)較慢水循環(huán)較慢 NH3轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為低毒的尿素（消耗能為低毒的尿素（消耗能量）量）水生生物直接擴(kuò)散脫氨水生生物直接擴(kuò)散脫氨NNNNOOO-鳥類、爬蟲排尿酸鳥類、爬蟲排尿酸尿酸（膏狀）不溶于水，毒性很小尿酸（膏狀）不溶于水，毒性很小 水循環(huán)太慢，水循環(huán)太慢，保留水分同時(shí)不中毒保留水分同時(shí)不中毒得付出得付出高能量代價(jià)高能量代價(jià)需要需要較多飲

7、水較多飲水來沖洗來沖洗血液中的尿素含量，血液中的尿素含量，否則將導(dǎo)致否則將導(dǎo)致尿毒癥尿毒癥2）合成酰胺）合成酰胺 高等植物高等植物Glu + ATP + NH3 Gln + ADP + Pi 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶Asp + ATP + NH3 Asn + ADP + Pi 天冬酰胺合成酶天冬酰胺合成酶3）重新合成）重新合成Aa和其他含氮化合物和其他含氮化合物2、Aa骨架的去向骨架的去向 1）重新合成）重新合成Aa2）徹底氧化分解）徹底氧化分解Aa分解分解產(chǎn)物（乙酰產(chǎn)物（乙酰CoA、-KG、琥珀琥珀酰酰CoA、延胡索酸、延胡索酸、OAA）TCA循環(huán)循環(huán)碳骨架的氧化（肝臟）碳骨架的氧化（肝

8、臟）異檸檬酸異檸檬酸檸檬酸檸檬酸延胡索酸延胡索酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH三羧酸循環(huán)三羧酸循環(huán)乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸賴氨酸賴氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸蘇氨酸蘇氨酸甘氨酸甘氨酸絲氨酸絲氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸異亮氨酸異亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸纈氨酸纈氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬氨酸天冬氨酸3）轉(zhuǎn)變成糖和脂肪）轉(zhuǎn)變成糖和脂肪生糖生糖Aa：可以轉(zhuǎn)化成：可以轉(zhuǎn)化成糖糖的的Aa，即能生成丙即能生成丙酮酸、酮

9、酸、TCA循環(huán)中間產(chǎn)物循環(huán)中間產(chǎn)物的的Aa；生酮生酮Aa：可以轉(zhuǎn)變成：可以轉(zhuǎn)變成酮體酮體的的Aa，即凡能生，即凡能生成乙酰乙酰成乙酰乙酰CoA和乙酰和乙酰CoA的的Aa；生糖兼生酮生糖兼生酮Aa：既可生糖，又可生酮的：既可生糖，又可生酮的Aa三、氨基酸的合成代謝三、氨基酸的合成代謝（一）氨的合成（一）氨的合成 動(dòng)物利用現(xiàn)成的氨合成氨基酸；動(dòng)物利用現(xiàn)成的氨合成氨基酸； 微生物和植物通過微生物和植物通過還原硝酸鹽還原硝酸鹽獲得氨；獲得氨； 固氮菌通過固氮菌通過固氮作用固氮作用將將N2轉(zhuǎn)化為氨。轉(zhuǎn)化為氨。1、生物固氮作用、生物固氮作用種類：自生型固氮、共生型固氮種類：自生型固氮、共生型固氮酶：固氮酶

10、還原酶、固氮酶酶：固氮酶還原酶、固氮酶體系：體系：ATP、強(qiáng)還原劑和厭氧條件強(qiáng)還原劑和厭氧條件反應(yīng)式：反應(yīng)式：N2 + 8e- + 16ATP + 16H2O 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi + 8H+2、 NO3-、NO2-還原成還原成NH3硝酸還原酶硝酸還原酶 亞硝酸還原酶亞硝酸還原酶NO3 -NO2 -NH3（二）氨的同化（二）氨的同化定義：無機(jī)氨定義：無機(jī)氨含氮有機(jī)化合物含氮有機(jī)化合物類型：類型：1、谷氨酸合成途徑、谷氨酸合成途徑Glu + ATP + NH3Gln合成酶合成酶Gln + ADP + PiGln + -KG + NADPH + H+Glu合成酶合成酶G

11、lu + NADP+2、氨甲酰磷酸合成途徑、氨甲酰磷酸合成途徑 3、氨基酸的合成、氨基酸的合成原料：原料：氨基：由氨基：由Glu通過轉(zhuǎn)氨作用提供通過轉(zhuǎn)氨作用提供碳架：碳架：-酮酸（糖代謝中間產(chǎn)物）酮酸（糖代謝中間產(chǎn)物）1）丙氨酸族）丙氨酸族包括：包括：Ala、Val、Leu共同碳架：共同碳架：丙酮酸丙酮酸（EMP）2）絲氨酸族）絲氨酸族包括：包括：Ser、Gly、Cys共同碳架：共同碳架：3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸（EMP） 一碳基團(tuán)一碳基團(tuán)3）天冬氨酸族）天冬氨酸族包括：包括：Asp、Asn、Thr、Met、Ile、Lys；共同碳架：共同碳架：OAA（TCA）4）谷氨酸族）谷氨酸族包括：包括：

12、Glu、Gln、Pro、Arg；共同碳架：共同碳架：-酮戊二酸酮戊二酸（TCA） 5）芳香族）芳香族包括：包括：Trp、Tyr、Phe；碳架：碳架：4-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖（PPP）、）、PEP（EMP）6）組氨酸）組氨酸碳架：碳架：5-磷酸核糖磷酸核糖（PPP）小小 結(jié)結(jié)生物體生物體最先合成的最先合成的Aa都是都是Glu或或Gln；Aa的合成需要轉(zhuǎn)氨作用，轉(zhuǎn)氨作用的的合成需要轉(zhuǎn)氨作用，轉(zhuǎn)氨作用的NH3來源來源于于Glu，而而C架來自糖代謝的架來自糖代謝的-酮酸；酮酸；由由-酮酸直接轉(zhuǎn)氨合成的只有酮酸直接轉(zhuǎn)氨合成的只有Ala、Asp、Glu（GPT、GOT催化的重要反應(yīng)）；催化的重要反應(yīng)）；植物和絕大多數(shù)微生物能植物和絕大多數(shù)微生物能合成全部合成全部Aa；人和動(dòng)人和動(dòng)物有部分物有部分Aa不能合成。不能合成。 1、肌酸、肌酸四、氨基酸衍生的其他含氮化合物四、氨基酸衍生的其他含氮化合物2、谷胱甘肽、谷胱甘肽3、血紅素和葉綠素、血紅素和葉綠素學(xué)習(xí)要點(diǎn)學(xué)習(xí)要點(diǎn)掌握掌握L-谷氨酸脫氫酶催化