生物化學(xué)蛋白質(zhì)和氨基酸的代謝

生物化學(xué)蛋白質(zhì)和氨基酸的代謝蛋白酶的種類和專一性編號名稱作用特征實例3、4、2、13、4、2、2絲氨酸蛋白酶類(serinepritelnase)活性中心含Ser3、4、2、33、4、2、4硫醇蛋白酶類(Thiolpritelnase)活性中心含Cys羧基（酸性）蛋白酶類[carboxyl(asid)pritelnase]活性中心含Asp,最適pH在5以下金屬蛋白酶類(metallopritelnase)活性中心含有Zn2+、

Mg2+等金屬胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶木瓜蛋白酶無花果蛋白酶菠蘿酶胃蛋白酶凝乳酶枯草桿菌蛋白酶嗜熱菌蛋白酶二、氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化

（二）、氨基酸的脫羧基作用（三）、氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化（一）、氨基酸的脫氨基作用（一）氨基酸的脫氨基作用

1、氧化脫氨基作用

2、轉(zhuǎn)氨基作用；脫酰氨基作用3、聯(lián)合脫氨基作用1、氧化脫氨基作用

氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成相應(yīng)的α-酮酸的過程稱為氧化脫氨基作用（oxidativedeamination）。主要有以下兩種類型：

α-氨基酸

氨基酸氧化酶（FAD、FMN）α-酮酸

R-CH-COO-

NH+3

|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2

L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二

酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H

氨基酸氧化酶（D\L）

在轉(zhuǎn)氨酶（transaminase）的催化下，α-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來的α-氨基酸生成相應(yīng)的α-酮酸，而原來的α-酮酸則形成了相應(yīng)的α-氨基酸，這種作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。2、轉(zhuǎn)氨基作用（除Lys、Thr）

α-氨基酸1

R1-CH-COO-

NH+3

|α-酮酸1

R1-C-COO-O||

R2-C-COO-O||α-酮酸2

R2-CH-COO-

NH+3

|α-氨基酸2轉(zhuǎn)氨酶（輔酶：磷酸吡哆醛）谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)3脫酰氨基作用谷氨酰胺＋H2O

谷氨酸＋NH3谷氨酰胺酶天冬酰胺＋H2O天冬氨酸＋NH3天冬酰胺酶4、聯(lián)合脫氨基作用

（1）概念（2）類型轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)

轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合進行的脫氨基作用方式。轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)

轉(zhuǎn)氨酶L-谷氨酸脫氫酶H2O+NAD+NH3+NADHα-酮酸α-氨基酸α-酮戊二酸L-谷氨酸（三）氨基酸的脫羧基作用

1、概念

氨基酸在脫羧酶的作用下脫掉羧基生成相應(yīng)的一級胺類化合物的作用。脫羧酶的輔酶為磷酸吡哆醛。直接脫羧胺羥化脫羧羥胺

2、類型:直接脫羧：谷氨酸γ-氨基丁酸天冬氨酸β-丙氨酸組氨酸組胺胺

精氨酸精胺（精脒）知識拓展：

精胺與精脒是調(diào)節(jié)細胞生長的重要物質(zhì)。凡生長旺盛的組織（胚胎、再生肝及癌瘤組織）多胺含量有所增加。推測其具有促進核酸及蛋白質(zhì)合成的作用。故臨床測定癌瘤病人血、尿多胺含量作為觀察病情和輔助診斷癌癥的生化指標(biāo)之一。

羥化脫羧：酪氨酸多巴多巴胺＋CO2酪氨酸酶多巴脫羧酶?O2

在黑色素細胞內(nèi)，酪氨酸在酪氨酸酶的作用下生成多巴，多巴進一步轉(zhuǎn)變?yōu)槎喟王?，多巴醌可生成吲?5，6-醌，后者聚合生成黑色素。酪氨酸酶缺乏，黑色素合成障礙，患者皮膚、頭發(fā)等呈白色，稱為白化病。（四）、氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化CO2；NH3；α-酮酸；胺？1、氨的代謝轉(zhuǎn)變（1）重新生成氨基酸（2）谷氨酰胺和天冬酰氨的生成（3）尿素的生成——尿素循環(huán)（4）合成其他含N物質(zhì)谷氨酰胺的生成和利用+NH2+H2OATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶Mg2+尿素的生成

a、概念總反應(yīng)和過程

在排尿動物體內(nèi)由NH3合成尿素是在肝臟中通過一個循環(huán)機制完成的，這一個循環(huán)稱為尿素循環(huán)。鳥氨酸循環(huán)——尿素的合成

合成部位：

肝是合成尿素的主要器官。

尿素合成的過程：

尿素是由氨、CO2、ATP在多種酶的催化下，經(jīng)鳥氨酸循環(huán)合成。1）氨基甲酰磷酸的合成：

部位：在肝細胞的線粒體中進行原料：氨、CO2、H2O、Mg2+、ATP、N-乙酰谷氨酸酶：氨基甲酰磷酸合成酶I（CPS-Ⅰ）

N-乙酰谷氨酸是CPS-I的變構(gòu)激活劑。產(chǎn)物：氨基甲酰磷酸。CO2+H2O+NH3+2ATPP~O-C-NH2+2ADP+Pi氨甲酰磷酸合成酶IO2）瓜氨酸的合成：

部位：線粒體酶：鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶反應(yīng)：氨基甲酰磷酸與鳥氨酸合成瓜氨酸

生成的瓜氨酸出線粒體，進入胞液。L－鳥氨酸＋氨甲酰磷酸瓜氨酸＋磷酸鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶部位：胞液反應(yīng)：由瓜氨酸生成精氨酸包括兩步反應(yīng)3)精氨酸的合成：

1.瓜氨酸與天冬氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶的下，消耗ATP生成精氨酸代琥珀酸。

2.精氨酸代琥珀酸在精氨酸代琥珀酸裂解酶的催化下生成精氨酸和延胡索酸。ATPH2OAMPPPi精氨酸代琥珀酸合成酶+天冬氨酸+COOHCHNH2CH2COOH瓜氨酸(CH2)3CHNH2COOHNHCONH2精氨酸代琥珀酸N(CH2)3CHNH2COOHNHCNH2CHCOOHCH2COOH精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸延胡索酸CHNH(CH2)3CHNH2COOHNHCNH2+CHCOOHCOOH精氨酸代琥珀酸N(CH2)3CHNH2COOHNHCNH2CHCOOHCH2COOH4）精氨酸水解生成尿素：

部位：胞液

酶：

精氨酸酶

反應(yīng)：精氨酸水解生成尿素和鳥氨酸鳥氨酸轉(zhuǎn)運進入線粒體再參與鳥氨酸循環(huán)。NH(CH2)3CHNH2COOHNHCNH2精氨酸精氨酸酶H2O尿素CNH2ONH2鳥氨酸(CH2)3CHNH2COOHNH2+NH3+CO2+H2O氨基甲酰磷酸2ATP2ADP+Pi鳥氨酸Pi瓜氨酸鳥氨酸精氨酸代琥珀酸瓜氨酸ATPAMP+PPi天冬氨酸精氨酸延胡索酸蘋果酸草酰乙酸谷氨酸-酮戊二酸氨基酸-酮酸線粒體胞液尿素H2O鳥氨酸循環(huán)鳥氨酸循環(huán)氨基酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸鳥氨酸精氨酸延胡索酸草酰乙酸氨基酸谷氨酸-酮戊二酸天冬氨酸ATPAMP+PPiH2O2ATP+CO2+NH3+H2O2ADP+Pi基質(zhì)線粒體胞液NH2-C-NH2O尿素NH2-C-NH2O？NH3+CO2+3ATP+天冬氨酸+2H2ONH2-CO-NH2+

2ADP+2+

AMP+PPi+延胡索酸主要器官：肝臟CO2

2NH3（其中1分子來自于天冬氨酸）3個ATP的4個高能磷酸鍵生理意義：是體內(nèi)氨的主要去路，解氨毒的重要途徑?？偡磻?yīng)方程式：尿素+2ADP+AMP+4Pi原料：（合成1分子尿素)2NH3+CO2+3ATP+3H2O小結(jié)2、氨基酸碳骨架（α-酮酸）的代謝途徑（1）再氨基化生成氨基酸（2）轉(zhuǎn)變成糖或脂肪生糖氨基酸和生酮氨基酸（3）氧化成CO2和H2O如谷氨酸的重新生成L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H類別氨基酸生糖氨基酸甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、纈氨酸、組氨酸、精氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸、丙氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、天冬酰胺、蛋氨酸生酮氨基酸亮氨酸、賴氨酸生糖兼生酮氨基酸異亮氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸生糖和生酮氨基酸分類氨基酸碳骨架進入三羧酸循環(huán)的途徑

草酰乙酸磷酸烯醇式丙酮酸酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸賴氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸組氨酸脯氨酸異亮氨酸亮氨酸纈氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸異亮氨酸甲硫氨酸纈氨酸葡萄糖檸檬酸3胺的轉(zhuǎn)變氧化：在胺氧化酶的作用下氧化成醛，再在醛氧化酶的作用下氧化成酸。轉(zhuǎn)化：轉(zhuǎn)變?yōu)樯飰A、生長刺激劑或其他含氮活性化合物。三、氨基酸的生物合成（四）、氨基酸與一碳基團代謝（一）、生物固氮（自學(xué)）（三）、氨基酸的生物合成（二）、氨的同化（一）生物固氮1、生物固N的化學(xué)本質(zhì)2、固N酶3、固N條件

將空氣中的N2還原為氨稱之生物固氮（biologicalnitrogenfixation）。

生物圈中的大多數(shù)固氮工作都是靠少數(shù)幾種能夠合成復(fù)雜的固氮酶的微生物和藻類進行的。固氮酶是個多亞基蛋白質(zhì)，它可以催化N2轉(zhuǎn)化為兩分子的NH3。固氮酶存在于與許多植物，例如大豆、蠶豆、豌豆、苜蓿和紅花草等豆科植物的根瘤共生的根瘤菌（Rhizobium）。N2也可以被生活在土壤中的某些細菌固定。

生物固N的化學(xué)本質(zhì)

3H26e-2NH3N2+生物固氮的意義？固N酶

（1）結(jié)構(gòu)組成鐵蛋白：二聚體、含F(xiàn)e和S，形成[Fe4S4]簇

鉬鐵蛋白：四聚體（α2β2），含Mo、Fe和S

b、ATP酶活性：能催化ATP分解，每傳遞兩個電子消耗4－5個ATP,從中獲取能量推動電子向還原底物上轉(zhuǎn)移。a、氧化還原酶：不僅能催化N2還原，還可催化N2O，乙烯等化合物還原。（2）特點：是一種多功能酶c、固氮酶催化的放氫反應(yīng)：

2H3O++2e2H2O+H2固N條件（1）需要高電位還原電子供體：還原態(tài)鐵氧還蛋白（2）更多的ATP供能：（3）厭氧環(huán)境：由于兩個金屬蛋白對O2高度敏感，與氧接觸就會失活硝酸還原作用（2）硝酸還原酶(3)亞硝酸還原酶（1）硝酸還原作用的化學(xué)本質(zhì)NH+4NO-32e-6e-硝酸還原酶亞硝酸還原酶NO-2硝酸還原酶（nitratereductaseNRase）a、鐵氧還蛋白——硝酸還原酶b、NAD(P)H----硝酸還原酶H2ONO-3+2Fd還原態(tài)+2H+NO-2+2Fd氧化態(tài)++NAD(P)H+H+NO-2+NAD(P)++H2ONO3-亞硝酸還原酶(nitritereductase)2H2Oa、鐵氧還蛋白——亞硝酸還原酶NO-2+6Fd還原態(tài)+8H+NH+4+6Fd氧化態(tài)+2H2Ob、NAD(P)H——亞硝酸還原酶NO-2+3NAD(P)H+NH+4+3NAD(P)++5H+（二）氨的同化1、谷氨酸的形成途徑2、氨甲酰磷酸的生成1谷氨酸合成途徑1）谷氨酸脫氫酶途徑

L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二

酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H谷氨酸合成酶2）谷氨酸合成酶途徑谷氨酸＋NH3＋ATP谷氨酰胺＋ADP+Pi+H2O谷氨酰胺合成酶NAD(P)H+2H+NAD(P)2、氨甲酰磷酸的生成1)氨甲酰激酶催化NH3+CO2+ATP