考研包-生物化學(xué)全2014氨基酸代謝

第九章蛋白質(zhì)的酶促降解和氨基酸代謝食物蛋白質(zhì)尿素體內(nèi)合成氨基酸（非必需氨基酸）氨酮體－酮酸氧化供能組織蛋白質(zhì)葡萄糖其他含氮化合物（嘌呤、嘧啶等）胺類氨基酸代謝庫人體氨基酸代謝概況第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解第二節(jié)氨基酸的分解第三節(jié)氮素循環(huán)第四節(jié)氨基酸的生物合成第八章第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解

一、蛋白質(zhì)在消化道中的降解

胃降解成肽段

小腸降解成氨基酸并吸收

從小腸毛細(xì)血管進(jìn)入肝臟代謝

二、蛋白質(zhì)在細(xì)胞中的降解

1、溶酶體中降解蛋白質(zhì)

（pH5，含50多種蛋白酶，吞噬，通常非選擇性降解）

2、細(xì)胞質(zhì)中泛素降解途徑2、細(xì)胞質(zhì)中泛素降解途徑ATP依賴的選擇性降解泛素降解途徑基本元素76個氨基酸組成的泛素（Ubiquitin）E1泛素激活酶（ubiquitinactivatingenzyme）E2泛素載體蛋白（ubiquitincarrierprotein）E3泛素連接酶（ubiquitinproteinligase）26S蛋白酶體（protesome）

E1以ATP依賴的方式與76個氨基酸組成的泛素（Ub）C端形成一個硫酯共價鍵以激活Ub，并將其轉(zhuǎn)移給E2。隨后E2以多種方式把Ub傳遞并共價結(jié)合到E3連接酶特異性識別的底物上。異肽鍵多泛素化降解這條途徑分為兩個支路：一是底物的泛素化標(biāo)記完成，單泛素化標(biāo)記只對底物活性產(chǎn)生影響，但不發(fā)生降解；二是通過以上的反復(fù)過程，對底物進(jìn)行多泛素化標(biāo)記，進(jìn)而通過Ub/26S途徑（theubiquitin/26Sproteasomepathway）降解蛋白質(zhì)或者只影響底物的亞細(xì)胞定位或活性。第二節(jié)氨基酸的分解一、脫氨基作用二、脫羧基作用三、氨的去向--------尿素循環(huán)四、氨基酸碳骨架的代謝五、一碳單位代謝氧化脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基作用（主要）一、脫氨基作用（deamination）1、轉(zhuǎn)氨基作用（transamination）指α-氨基酸與酮酸之間的氨基轉(zhuǎn)移作用。轉(zhuǎn)氨酶的輔酶是PLP和PMPL-谷氨酸脫氫酶2、氧化脫氨基L-谷氨酸脫氫酶A．生物體內(nèi)最主要的氨基酸脫氫酶。B．既能以NAD+作為輔酶（脫氨基），也能以NADPH

作為輔酶（同化氨）。C．雖然催化的反應(yīng)是可逆的，但主要參與氨基酸的降解D.廣泛存在于植物、動物、微生物。3、聯(lián)合脫氨基作用(最重要的脫氨基作用)以谷氨酸脫氫酶為核心以嘌呤核苷酸循環(huán)為核心二、脫羧基作用1、直接脫羧作用氨基酸脫羧酶的專一性很高，一般是一種氨基酸一種脫羧酶，而且只對L-氨基酸起作用。機(jī)體內(nèi)部分氨基酸直接脫羧，形成一級胺。動物腦中富含L-谷氨酸脫羧酶，產(chǎn)生的γ-氨基丁酸是重要的神經(jīng)遞質(zhì)。2、羥基化脫羧以谷氨酸脫氫酶為核心ArvidCarlsson確定多巴胺為腦內(nèi)信息傳遞者的角色使他贏得了2000年諾貝爾醫(yī)學(xué)獎。多巴胺是一種神經(jīng)傳導(dǎo)物質(zhì)，用來幫助細(xì)胞傳送脈沖的化學(xué)物質(zhì)。這種腦內(nèi)分泌主要負(fù)責(zé)大腦的情欲，感覺，將興奮及開心的信息傳遞，也與上癮有關(guān)。熱戀期多巴胺“激情”多巴胺的強(qiáng)烈分泌，會使人的大腦產(chǎn)生疲倦感，所以大腦只好讓那些化學(xué)成分自然新陳代謝，這樣的過程可能很快，也可能持續(xù)到三四年的時間。在正常人體中，酪氨酸在酪氨酸酶的催化下形成多巴，既而形成黑色素。如果體內(nèi)的酪氨酸合成缺陷，就會導(dǎo)致黑色素的缺乏。脫羧基作用：谷氨酸→γ-氨基丁酸色氨酸—

—→吲哚乙酸絲氨酸→乙醇胺→膽堿賴氨酸→戊二酸（尸胺）鳥氨酸→丁二胺（腐胺）三、氨的去向------尿素循環(huán)1、線粒體內(nèi)合成氨甲酰磷酸

（消耗2ATP）2線粒體內(nèi)由鳥氨酸合成瓜氨酸鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶細(xì)胞質(zhì)內(nèi)由瓜氨酸和天冬氨酸合成

精氨酸代琥珀酸（消耗ATP）4精氨酸代琥珀酸在裂解酶催化下生成精氨酸和延胡索酸細(xì)胞質(zhì)內(nèi)精氨酸在精氨酸酶的作用下水解為尿素和鳥氨酸精氨酸酶精氨酸代琥珀酸合成酶裂解酶尿素的兩個N來自哪里？尿素循環(huán)共消耗四個高能磷酸鍵尿素循環(huán)小結(jié)哺乳動物尿素合成的部位是肝臟，分泌進(jìn)入血液，匯集到腎臟，從尿中排出。尿素的兩分子氮，一分子來自氨，另一分子來自天冬氨酸。延胡索酸、草酰乙酸、天冬氨酸將尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)聯(lián)系起來。葡萄糖-丙氨酸循環(huán)葡萄糖-丙氨酸循環(huán)的作用是將氨以無毒的丙氨酸運入肝臟，又為肌肉提供葡萄糖。不同生物排氨方式不同原生動物、線蟲、魚類、兩棲類：排氨動物鳥類、陸生爬蟲類：排尿酸動物絕大多數(shù)陸生動物：排尿素動物植物：把多余的氨儲存在酰胺里并重新利用冬眠的生化白熊冬眠主要能源是脂肪，糖代謝很少，其氮代謝必然產(chǎn)生尿素，如何及時排出體外呢？冬眠時氮代謝效率不變，產(chǎn)生的尿素進(jìn)入膀胱以后被重新吸收到血液，進(jìn)入大腸后，被里面的微生物產(chǎn)生的脲酶水解為氨，而氨再被這些微生物合成氨基酸。四、氨基酸碳骨架的代謝

氨基酸生糖及生酮性質(zhì)的分類--------------------------------------------------------------------------------類別氨基酸--------------------------------------------------------------------------------生糖氨基酸甘、絲、纈、精、半胱、脯、蘇、丙、組、谷、谷氨酰胺、天冬、天冬酰胺、蛋生酮氨基酸亮、賴生糖生酮氨基酸異亮、苯丙、酪、色---------------------------------------------------------------------------------五、一碳單位代謝四氫葉酸N5,N10-亞甲基四氫葉酸CH2OH|絲氨酸羥甲基轉(zhuǎn)移酶CHNH2+FH4N5,N10-CH2-FH4+CH2NH2|-H2O|COOHCOOH絲氨酸甘氨酸CH2NH2|甘氨酸裂解酶系COOH+FH4CO2+NH3+N5,N10-CH2-FH4NAD+NADH+H+甘氨酸

一碳單位代謝的意義許多氨基酸可以作為一碳單位的來源。

(絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、蘇氨酸)一碳單位是體內(nèi)各種甲基化反應(yīng)的甲基來源。一碳單位還參與嘌呤和嘧啶的生物合成。一碳單位的轉(zhuǎn)移靠四氫葉酸（FH4）。第三節(jié)氮素循環(huán)一、生物固氮

（Nitrogenfixation）

一些微生物在常溫常壓下通過體內(nèi)復(fù)雜的固氮酶系統(tǒng)把大氣中的分子態(tài)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)體可利用的氨態(tài)氮的作用過程。自生固氮：固氮菌，藍(lán)細(xì)菌等共生固氮：根瘤菌生物固氮圖11-21固氮酶復(fù)合體固氮酶復(fù)合體

鐵蛋白（固氮還原酶）：

提供很強(qiáng)還原力的電子，具有ATP結(jié)合位點。負(fù)責(zé)傳遞電子給固氮酶。鉬鐵蛋白（固氮酶）：

利用高能電子將氮氣還原為氨。生物固氮過程中的電子傳遞鏈N2+8H++8e-+16ATP2NH3+H2+16ADP+16Pi固氮反應(yīng)所需條件：◆固氮酶對氧非常敏感，需要厭氧環(huán)境(防氧措施)，類菌體，豆血紅蛋白協(xié)助。

◆需充分的能量（ATP）

◆需強(qiáng)的還原劑(還原型鐵氧還蛋白)

豆血紅蛋白由根瘤菌產(chǎn)生的血紅素和由豆科植物產(chǎn)生的珠蛋白構(gòu)成。運輸氧的功能，氧分壓高時吸氧，保證厭氧的固氮環(huán)境；氧分壓低時放氧，保證氧化磷酸化，產(chǎn)生ATP。二、硝酸還原作用硝酸還原酶亞硝酸還原酶﹥﹥植物的葉部和根部吸收硝酸鹽還原為氨方可利用。小結(jié)：植物氨的來源三、氨的同化1、谷氨酸的形成（植物）谷氨酸合酶途徑是NH4+同化和轉(zhuǎn)移的重要形式

谷氨酸脫氫酶途徑(主要降解)2、氨甲酰磷酸的生成（消耗ATP）1、氨摻入谷氨酸和谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶谷氨酸脫氫酶在氨濃度較低時，綠色植物的氨同化作用選擇的酶是（A）在氨濃度較高時，綠色植物的氨同化作用選擇的酶是（B）A．谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶B．谷氨酸脫氫酶和谷氨酰胺合成酶2、氨甲酰磷酸的形成氨甲酰磷酸合成酶II氨甲酰磷酸合成酶I谷氨酰胺

兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較--------------------------------------------------------------------------------

氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶II---------------------------------------------------------------------------------分布線粒體（肝）胞液（所有細(xì)胞）氮源氨谷氨酰胺變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸無反饋抑制劑無UMP（哺乳動物）功能尿素合成嘧啶合成----------------------------------------------------------------------------------一、谷氨酸通過轉(zhuǎn)氨基作用為各種氨基酸合成提供氨基。

二、呼吸和光合作用的碳代謝為各種氨基酸的合成提供碳骨架。三、SO42-的同化和含S氨基酸合成第四節(jié)氨基酸的生物合成一、谷氨酸通過轉(zhuǎn)氨基作用為各種氨基酸合成提供氨基二、碳骨架的來源丙氨酸族天冬氨酸族絲氨酸族谷氨酸族芳香氨基酸族組氨酸族三、SO42-的同化和含S氨基酸合成APS和PAPS是硫酸根的活化形式植物的半胱氨酸來自于絲氨酸動物的半胱氨酸來自