蛋白質(zhì)分解和氨基酸代謝

蛋白質(zhì)分解和氨基酸代謝1第1頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二Emphasis聯(lián)合脫氨基作用尿素循環(huán)氨基酸的代謝與糖代謝的關(guān)系生物化學(xué)DegradationofPN第2頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二Content蛋白質(zhì)的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)氨基酸的脫氨基作用氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用聯(lián)合脫氨基作用氨基氮的排泄氨基酸碳骨架的氧化途徑生糖和生酮氨基酸和重要的氨基酸衍生物與氨基酸代謝有關(guān)的疾病生物化學(xué)DegradationofPN第3頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二1、蛋白質(zhì)的消化吸收和轉(zhuǎn)運(yùn)氮平衡：400gPN/70kgMan，?氧化降解，3/4

體內(nèi)循環(huán)；消化：胃、小腸處，蛋白質(zhì)酶原被激活為酶吸收：小腸壁細(xì)胞轉(zhuǎn)運(yùn)：AA協(xié)同運(yùn)送AA代謝主要部位：肝臟生物化學(xué)DegradationofPN4第4頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN5第5頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二2、脫氨基作用脫氨作用：AA失去氨基（NH2）的作用方式：氧化脫氨：普遍存在于動(dòng)（肝臟）和植物中；非氧化脫氨：不普遍，部分微生物細(xì)胞，；脫酰胺基作用：動(dòng)、植物和微生物中，僅對(duì)谷氨酰胺和天冬酰胺類有作用。生物化學(xué)DegradationofPN6第6頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二（1）氧化脫氨Process:deamination+hydrolysisdeamination:FP（黃素蛋白）

RHC(NH2)COOH＝R(H2N)=C-COOH＝RCO-COOH+NH3hydrolysis:

兩步反應(yīng)

FP.2H+O2

＝FP+H2O2H2O2

+RCO-COOH＝RCOOH+CO2+H2O生物化學(xué)DegradationofPN7第7頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二Enzyme:

根據(jù)專一性可分為

L–氨基酸氧化酶：以FAD或FMN為輔基；D–氨基酸氧化酶：以FAD為輔基；氧化專一氨基酸酶：甘氨酸氧化酶；D–天冬氨酸氧化酶：，以FAD為輔酶；L–谷氨酸氧化酶：不需要氧的脫氫酶。生物化學(xué)DegradationofPN8第8頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二（2）非氧化脫氨還原脫氨：嚴(yán)格無氧條件下，要?dú)浠复呋?；水解脫氨：水解酶，生成羥酸和氨；脫水脫氨：羥氨酸，脫水酶，可順序生成烯酸、亞氨酸、并水解成酮酸；脫硫化氫脫氨：L-半胱氨酸，脫硫氫酶氧化–還原脫氨：兩個(gè)AA間互相氧化-還原，生成飽和有機(jī)酸、酮酸和氨。生物化學(xué)DegradationofPN9第9頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二＊氨基酸兩種脫氨基方式途徑比較生物化學(xué)DegradationofPN第10頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二（3）脫酰胺基脫氨谷（天冬）酰胺酶廣泛存在于動(dòng)、植物和微生物體內(nèi)。僅對(duì)具有酰胺基的AA有作用,如：谷氨酸、天冬氨酸等結(jié)果：僅脫去酰胺基中所含有的氨基，因而生成游離氨和脂肪酸（一般為二羧酸）。生物化學(xué)DegradationofPN11第11頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二3、轉(zhuǎn)氨基作用定義：a–AA與酮酸之間的氨基轉(zhuǎn)移作用。場(chǎng)所：肝等，線粒體或胞液中。特點(diǎn)：大多數(shù)以a–酮戊二酸作為氨基的受體；由轉(zhuǎn)氨酶催化，以磷酸吡哆醛為輔酶；其轉(zhuǎn)氨反應(yīng)k=1.0，可逆，但因其與AA氧化分解反應(yīng)偶合，可推動(dòng)轉(zhuǎn)氨反應(yīng)正向進(jìn)行。生物化學(xué)DegradationofPN12第12頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二＊磷酸吡哆醛的催化作用生物化學(xué)DegradationofPN第13頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN＊轉(zhuǎn)氨基機(jī)理14第14頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二4、聯(lián)合脫氨基作用必要性和重要生理意義：在所有的脫氨酶中，僅谷氨酸脫氫酶活力最高，其余的卻都很低，所以單依靠氧化脫氨等形式不能滿足機(jī)體脫氨基要求，因此可借助聯(lián)合脫氨作用迅速使各種不同AA脫掉氨基。實(shí)質(zhì)：以a-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨+谷氨酸氧化脫氨途徑：谷氨酸途徑

和嘌呤核苷酸途徑生物化學(xué)DegradationofPN15第15頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二a-AANH3+NAD(P)+a-酮戊二酸NAD(P)H+H+谷氨酸谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶a-酮酸（1）谷氨酸途徑聯(lián)合脫氨生物化學(xué)DegradationofPN16第16頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二（2）嘌呤核苷途徑聯(lián)合脫氨生物化學(xué)DegradationofPN17第17頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二5、氨基氮的排泄意義：NH3動(dòng)物的毒性和中毒機(jī)理（講解：1%，對(duì)TCA、NADPH的破壞）方式：脲：哺乳動(dòng)物等，氨經(jīng)尿素循環(huán)生成脲，見Flash：尿的形成；尿的排泄尿酸：鳥類、爬蟲類，另加靈長(zhǎng)類嘌呤代謝終產(chǎn)物；氨：魚的腮部其它形式：鳥嘌呤（蜘蛛）、氧化三甲氨（魚類）、谷氨酰胺和天冬酰胺（植物）生物化學(xué)DegradationofPN18第18頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二（1）Ureacycle發(fā)現(xiàn)：Krebsetal,1932。場(chǎng)所：肝等線粒體或胞液中。特點(diǎn)：大多數(shù)以a–酮戊二酸作為氨基的受體；由轉(zhuǎn)氨酶催化，以磷酸吡哆醛為輔酶；其轉(zhuǎn)氨反應(yīng)k=1.0，可逆，但因其與AA氧化分解反應(yīng)偶合，可推動(dòng)轉(zhuǎn)氨反應(yīng)正向進(jìn)行。歷程：見物質(zhì)循環(huán)代謝圖，詳細(xì)講解。

生物化學(xué)DegradationofPN19第19頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN20第20頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN21第21頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二（2）尿素循環(huán)的結(jié)果總方程式：NH4++CO2+3ATP+天冬+2H2O=Urea+2ADP+AMP+延胡索酸結(jié)果：將2個(gè)氨基（氨+天冬氨酸）和1個(gè)碳原子（HCO3-）轉(zhuǎn)化為非毒性的尿素，排泄至體外；物質(zhì)和能量變化：完整的尿素循環(huán)需要與檸檬酸循環(huán)相偶合。單純的尿素循環(huán)為耗能消耗能量（共消耗4個(gè)ATP），若考慮谷氨酸氧化脫氨和延胡索酸經(jīng)草酰乙酸轉(zhuǎn)化為天冬氨酸的過程中生成的NADH，則由氨基酸形成尿素的總能量為：2.5×2-4＝1ATP生物化學(xué)DegradationofPN22第22頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN第23頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN24第24頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二＊尿素循環(huán)中N的來源生物化學(xué)DegradationofPN第25頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二（3）尿素循環(huán)的調(diào)節(jié)分子水平控制：酶受底物控制；氨甲酰磷酸合成酶I：控制尿素循環(huán)的第一步，為關(guān)鍵限速步驟，受“N-乙酰-谷氨酸”別構(gòu)激活；鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶：將氨甲酰磷酸轉(zhuǎn)移到鳥氨酸精氨琥珀酸合成酶：精氨琥珀酸酶：催化精氨酸與天冬氨酸裂解，脫下延胡索酸精氨酸酶：催化精氨酸水解，生成尿素及再生鳥氨酸生物化學(xué)DegradationofPN26第26頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN第27頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二Sayyou氨在動(dòng)物體內(nèi)的轉(zhuǎn)運(yùn)方式？分子氨使動(dòng)物中毒的機(jī)理？尿素循環(huán)N的來源？尿素循環(huán)全過程在細(xì)胞中進(jìn)行的場(chǎng)所生物化學(xué)DegradationofPN28第28頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二6、氨基酸碳骨架的氧化途徑生物體內(nèi)AA的氧化方式：20AA由20種不同的多酶體系（？）經(jīng)不同途徑氧化分解。共同特點(diǎn)：肝最后的氧化產(chǎn)物可集中為5種TCA循環(huán)中間體，從而進(jìn)入TCAcycle，最后被氧化成CO2和H2O。

AA分解場(chǎng)所：脊椎動(dòng)物主要在肝、腎臟。意義：PN的徹底氧化分解；PN供能方式；實(shí)現(xiàn)PN與Sugar體內(nèi)轉(zhuǎn)化。AA進(jìn)入TCA的途徑：生物化學(xué)DegradationofPN29第29頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二生物化學(xué)DegradationofPN30第30頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二＊支鏈氨基酸降解生物化學(xué)DegradationofPN第31頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二＊芳香族氨基酸降解生物化學(xué)DegradationofPN第32頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二＊苯丙氨酸降解生物化學(xué)DegradationofPN第33頁，共34頁，2023年，2月20日，星期二7、生糖、生酮氨基酸和重要的衍生物生糖AA：在分解過程中可轉(zhuǎn)變