蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝_第1頁
蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝_第2頁
蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝_第3頁
蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝_第4頁
蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝_第5頁
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文檔簡介

蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝第一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第一節(jié)

蛋白質(zhì)消化、降解及氮平衡一、

蛋白質(zhì)消化吸收P302胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶A、B、氨肽酶、彈性蛋白酶。第二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一二、

蛋白質(zhì)的降解是有選擇性的選擇性:(1)異常蛋白、(2)正常的調(diào)節(jié)蛋白和酶★意義:(1)清除異常蛋白;(2)細(xì)胞對代謝進(jìn)行調(diào)控的一種方式蛋白質(zhì)的周轉(zhuǎn):人及動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)處于不斷降解和合成的動(dòng)態(tài)平衡。周轉(zhuǎn)的速度用半壽期表示。成人每天有總體蛋白的1%~2%被降解、更新。不同蛋白的半壽期差異很大,人血漿蛋白質(zhì)的t1/2約10天,肝臟的t1/2約1~8天,結(jié)締組織蛋白的t1/2約180天,許多關(guān)鍵性的調(diào)節(jié)酶的t1/2

均很短。第四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★選擇性降解的特點(diǎn):(1)居于重要代謝調(diào)控位點(diǎn)的酶或調(diào)節(jié)蛋白,降解速度快(短壽蛋白多是調(diào)節(jié)蛋白或調(diào)節(jié)酶)(2)“持家蛋白”的降解速度慢(長壽蛋白多是持家蛋白)(3)蛋白質(zhì)的降解速度受到細(xì)胞營養(yǎng)及激素狀態(tài)的調(diào)節(jié),營養(yǎng)缺乏,周轉(zhuǎn)速度加快。P300表30-1大叔肝臟中某些酶的半壽期第五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)的選擇性降解有兩條途徑:(1)不依賴ATP的溶酶體途徑,沒有選擇性,主要降解外源蛋白、膜蛋白及長壽命的細(xì)胞內(nèi)蛋白。(2)依賴ATP的泛素途徑,在胞質(zhì)中進(jìn)行,主要降解異常蛋白和短壽命蛋白,此途徑在不含溶酶體的紅細(xì)胞中尤為重要。泛素是一種8.5KD(76a.a.殘基)的小分子蛋白質(zhì),普遍存在于真核細(xì)胞內(nèi)。一級結(jié)構(gòu)高度保守,酵母與人只相差3個(gè)a.a殘基,它能與被降解的蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合,使后者活化,然后被蛋白酶降解。第六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一三、

氨基酸代謝庫食物蛋白中,經(jīng)消化而被吸收的氨基酸(外源性a.a)與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的氨基酸(內(nèi)源性a.a)混在一起,分布于體內(nèi)各處,參與代謝,稱為氨基酸代謝庫。氨基酸代謝庫以游離a.a總量計(jì)算。肌肉中a.a占代謝庫的50%以上。肝臟中a.a占代謝庫的10%。腎中a.a占代謝庫的4%。血漿中a.a占代謝庫的1~6%。肝、腎體積小,它們所含的a.a濃度很高,血漿a.a是體內(nèi)各組織之間a.a轉(zhuǎn)運(yùn)的主要形式。第七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一四、

氮平衡氮平衡:機(jī)體攝入的氮量和排出量,在正常情況下處于平衡狀態(tài)。即,攝入氮=排出氮。氮正平衡:攝入氮>排出氮,部分?jǐn)z入的氮用于合成體內(nèi)蛋白質(zhì),兒童、孕婦。氮負(fù)平衡:攝入氮<排出氮。饑鋨、疾病。第八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一五、自然界的氮素循環(huán)植物、微生物從環(huán)境中吸收氨、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽等無機(jī)氮,合成各種氨基酸、蛋白質(zhì)、含氮化合物。人和動(dòng)物消化吸收動(dòng)、植物蛋白質(zhì),得到氨基酸,合成蛋白質(zhì)及含氮物質(zhì)。有些微生物能把空氣中的N2轉(zhuǎn)變成氨態(tài)氮,合成氨基酸。第九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第二節(jié)

氨基酸分解代謝氨基酸的去向:(1)重新合成蛋白質(zhì)(蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn))(2)合成血紅素、活性胺、GSH、核苷酸、輔酶等(3)徹底分解,提供能量(4)多余的氨基酸轉(zhuǎn)化為葡萄糖、脂肪酸、酮體等第十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一氨基酸的分解代謝一般是:(1)肝外組織以轉(zhuǎn)氨基、聯(lián)合脫氨基等形式脫去氨基,并以Ala、Gln的形式運(yùn)到肝臟(2)尿素循環(huán)(3)脫氨后的碳骨架可以被氧化成CO2和H2O,也可以轉(zhuǎn)化為糖、脂肪酸第十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一一、

脫氨基作用(一)氧化脫氨基第十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第一步,脫氫,生成亞胺。第二步,水解。第十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★催化氧化脫氨基反應(yīng)的酶(1)、

L—氨基酸氧化酶有兩類輔酶,E—FMN、E—FAD(人和動(dòng)物)對下列a.a不起作用:Gly、β-羥氨酸(Ser、Thr)、二羧a.a(Glu、Asp)、二氨a.a(Lys、Arg)第十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(2)、

D-氨基酸氧化酶E-FAD有些細(xì)菌、霉菌和動(dòng)物肝、腎細(xì)胞中有此酶,可廣譜性地催化D-a.a脫氨。(3)、

Gly氧化酶E-FADP220結(jié)構(gòu)式使Gly脫氨生成乙醛酸。(4)、

D-Asp氧化酶E-FADP220結(jié)構(gòu)式E-FAD兔腎中有D-Asp氧化酶,D-Asp脫氨,生成草酰乙酸。第十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(5)、

L-Glu脫氫酶E-NAD+E-NADP+第十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一真核細(xì)胞的Glu脫氫酶,大部分存在于線粒體基質(zhì)中,是一種不需O2的脫氫酶。此酶是能使a.a直接脫去氨基的活力最強(qiáng)的酶,是一個(gè)結(jié)構(gòu)很復(fù)雜的別構(gòu)酶。在動(dòng)、植、微生物體內(nèi)都有。ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。ADP、GDP及某些a.a可激活此酶活性。因此當(dāng)ATP、GTP不足時(shí),Glu的氧化脫氨會(huì)加速進(jìn)行,有利于a.a分解供能(動(dòng)物體內(nèi)有10%的能量來自a.a氧化)。第十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(二)

非氧化脫氨基作用P221-222結(jié)構(gòu)式

①還原脫氨基(嚴(yán)格無氧條件下)

②水解脫氨基

③脫水脫氨基

④脫巰基脫氨基⑤氧化-還原脫氨基兩個(gè)氨基酸互相發(fā)生氧化還原反應(yīng),生成有機(jī)酸、酮酸、氨。⑥脫酰胺基作用谷胺酰胺酶:谷胺酰胺+H2O→谷氨酸+NH3天冬酰胺酶:天冬酰胺+H2O→天冬氨酸+NH3第十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(三)

轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨作用是肝外組織中a.a脫氨的重要方式,除Gly、Lys、Thr、Pro外,a.a都能參與轉(zhuǎn)氨基作用。

第十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第二十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶,優(yōu)先利用α-酮戊二酸作為氨基的受體,生成Glu。如丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶(谷丙轉(zhuǎn)氨酶,GPT),可生成Glu,肝細(xì)胞受損后,血中此酶含量大增,活性高。在大多數(shù)動(dòng)物組織細(xì)胞中,Asp轉(zhuǎn)氨酶(谷草轉(zhuǎn)氨酶)的含量最高,活性最大,Asp是合成尿素時(shí)氮的供體,通過轉(zhuǎn)氨作用解決氨的去向。第二十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(1)肝外:氨基酸+α-酮戊二酸α-酮酸+谷氨酸(2)肝臟:谷氨酸+草酰乙酸α-酮戊二酸+天冬氨酸谷氨酸+NAD(P)α-酮戊二酸+NH3+NAD(P)H天冬氨酸+NH3尿素第二十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一轉(zhuǎn)氨作用機(jī)制P305圖30-3

轉(zhuǎn)氨酶輔酶是維生素B6(磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺)

第二十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(四)

聯(lián)合脫氨基單靠轉(zhuǎn)氨基作用不能最終脫掉氨基,單靠氧化脫氨基作用也不能滿足機(jī)體脫氨基的需要,因?yàn)橹挥蠫lu脫氫酶活力最高,其余L-氨基酸氧化酶的活力都低。機(jī)體借助聯(lián)合脫氨基作用可以迅速脫去氨基。第二十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一1、以谷氨酸脫氫酶為中心的聯(lián)合脫氨基作用P307圖30-54以谷氨酸脫氫酶為中心的聯(lián)合脫氨基作用第二十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第二十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一2、

通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基做用

P307圖30-6通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基做用

P308圖30-7從α-氨基酸開始通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基做用骨骼肌、心肌、肝臟、腦都是以嘌呤核苷酸循環(huán)的方式為主第二十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第二十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第二十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第三十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一二、

脫羧作用P308自學(xué)第三十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一生物體內(nèi)大部分a.a可進(jìn)行脫羧作用,生成相應(yīng)的一級胺。a.a脫羧酶專一性很強(qiáng),每一種a.a都有一種脫羧酶,輔酶都是磷酸吡哆醛。a.a脫羧反應(yīng)廣泛存在于動(dòng)、植物和微生物中,有些產(chǎn)物具有重要生理功能,如腦組織中L-Glu脫羧生成r-氨基丁酸,是重要的神經(jīng)介質(zhì)。His脫羧生成組胺(又稱組織胺),有降低血壓的作用。Tyr脫羧生成酪胺,有升高血壓的作用。但大多數(shù)胺類對動(dòng)物有毒,體內(nèi)有胺氧化酶,能將胺氧化為醛和氨。第三十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一三、

氨的去向氨對生物機(jī)體有毒,特別是高等動(dòng)物的腦對氨極敏感,血中1%的氨會(huì)引起中樞神經(jīng)中毒,因此,脫去的氨必須排出體外?!锇敝卸镜臋C(jī)理:腦細(xì)胞的線粒體可將氨與α-酮戊二酸作用生成Glu,大量消耗α-酮戊二酸,影響TCA,同時(shí)大量消耗NADPH,產(chǎn)生肝昏迷。第三十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★氨的去向:(1)重新利用合成a.a、核酸。(2)貯存Gln,Asn高等植物將氨基氮以Gln,Asn的形式儲(chǔ)存在體內(nèi)。(3)排出體外排氨動(dòng)物:水生動(dòng)物,排泄時(shí)需少量水排尿素動(dòng)物:陸生脊椎動(dòng)物排尿酸動(dòng)物:鳥類、爬蟲類

第三十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一四、

血氨的轉(zhuǎn)運(yùn)(肝外→肝臟)1、Gln轉(zhuǎn)運(yùn)

:Gln合成酶、Gln酶Gln合成酶,催化Glu與氨結(jié)合,生成Gln。Gln中性無毒,易透過細(xì)胞膜,是氨的主要運(yùn)輸形式。Gln經(jīng)血液進(jìn)入肝中,經(jīng)Gln酶分解,生成Glu和NH3。第三十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一谷氨酸+NH4++ATP谷氨酰胺+ADP+H+gln合成酶肝外谷氨酰胺+H2O谷氨酸+NH4+谷胺酰胺酶肝臟第三十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一肌肉中NH4++α-酮戊二酸+NADPH+H+谷氨酸+NADP+谷氨酸脫氫酶肌肉中Glu+丙酮酸α-酮戊二酸+Ala丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶丙氨酸在PH7時(shí)接近中性,不帶電荷,經(jīng)血液運(yùn)到肝臟肝臟中Ala+α-酮戊二酸丙酮酸+Glu丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶2、

Glc-Ala循環(huán)第三十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★Glc-Ala循環(huán)的生物學(xué)意義:P310在肌肉中,糖酵解提供丙酮酸,在肝中,丙酮酸又可生成Glc。肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量的氨和丙酮酸,兩者都要運(yùn)回肝臟進(jìn)一步轉(zhuǎn)化,而以Ala的形式運(yùn)送,一舉兩得。第三十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第三十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一五、

氨的排泄(一)、

直接排氨排氨動(dòng)物將氨以Gln形式運(yùn)至排泄部位,經(jīng)Gln酶分解,直接釋放NH3。游離的NH3借助擴(kuò)散作用直接排除體外。第四十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(二)、生成尿素(尿素循環(huán))排尿素動(dòng)物在肝臟中合成尿素的過程稱尿素循環(huán)1932年,Krebs發(fā)現(xiàn),向懸浮有肝切片的緩沖液中,加入鳥氨酸、瓜氨酸、Arg中的任一種,都可促使尿素的合成。

第四十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一P311圖30-9尿素循環(huán)途徑(鳥氨酸循環(huán))總的結(jié)果P312反應(yīng)式第四十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一1、氨甲酰磷酸的生成(限速步驟)肝細(xì)胞液中的a.a經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用,與α-酮戊二酸生成Glu,Glu進(jìn)入線粒體基質(zhì),經(jīng)Glu脫氫酶作用脫下氨基,游離的氨(NH4+)與TCA循環(huán)產(chǎn)生的CO2反應(yīng)生成氨甲酰磷酸。P312圖30-10氨甲酰磷酸合成酶I(CPSI)的催化機(jī)制第四十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一氨甲酰磷酸是高能化合物,可作為氨甲?;墓w。氨甲酰磷酸合酶I:存在于線粒體中,參與尿素的合成。氨甲酰磷酸合酶II:存在于胞質(zhì)中,參與尿嘧啶的合成。N-乙酰Glu激活氨甲酰磷酸合酶I、II第四十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一2、

合成瓜氨酸(鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶)鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶存在于線粒體中,需要Mg2+作為輔因子瓜氨酸形成后就離開線粒體,進(jìn)入細(xì)胞液。第四十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一3、

合成精氨琥珀酸(精氨琥珀酸合成酶)P313圖30-11精氨琥珀酸合成酶的催化機(jī)制第四十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一4、

精氨琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索素酸(精氨琥珀酸裂解酶)此時(shí)Asp的氨基轉(zhuǎn)移到Arg上。來自Asp的碳架被保留下來,生成延胡索酸。延胡索素酸可以經(jīng)蘋果酸、草酰乙酸再生為天冬氨酸,第四十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一5、

精氨酸水解生成鳥氨酸和尿素尿素形成后由血液運(yùn)到腎臟隨尿排除。

第四十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★尿素循環(huán)小結(jié)NH4++HCO3-+3ATP+Asp+2H2O→尿素+2ADP+AMP+2Pi+PPi+延胡索酸(1)形成一分子尿素消耗4個(gè)高能磷酸鍵(2)兩個(gè)氨基分別來自游離氨和Asp,一個(gè)CO2來自TCA循環(huán),(3)2個(gè)氨基酸通過尿素循環(huán)形成1分子尿素,可以凈生成1個(gè)ATP:脫氨:1個(gè)NADH延胡索酸經(jīng)草酰乙酸轉(zhuǎn)化為Asp:1個(gè)NADH

第四十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一尿素循環(huán)與TCA的關(guān)系:延胡素酸→蘋果酸→草酰乙酸→Asp→

精氨琥珀酸肝昏迷(血氨升高,使α-酮戊二酸下降,TCA受阻)可加Asp或Arg緩解。P314圖30-12尿素循環(huán)與TCA的聯(lián)系第五十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一6、尿素循環(huán)的調(diào)節(jié)★N-乙酰Glu激活氨甲酰磷酸合成酶I氨基酸降解[N-乙酰Glu]↑[Glu]↑N-乙酰Glu合酶乙酰-CoA轉(zhuǎn)氨基↑CPSI★[尿素]↑第五十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(三)、

生成尿酸(見核苷酸代謝)尿酸(包括尿素)也是嘌呤代謝的終產(chǎn)物。第五十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一六、

氨基酸碳架的去向20種aa有三種去路(1)重新氨基化生成氨基酸。(2)氧化成CO2和水(TCA)。(3)生糖、生脂。第五十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一20種aa的碳架可轉(zhuǎn)化成7種物質(zhì):丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。最后集中為5種物質(zhì)進(jìn)入TCA:乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。

第五十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一315圖30-13氨基酸碳骨架進(jìn)入TCA的途徑第五十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(一)形成乙酰-CoA的途徑★

通過丙酮酸到乙酰-CoA的途徑★通過乙酰乙酰-CoA到乙酰-CoA★氨基酸直接形成乙酰-CoA第五十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一1、通過丙酮酸到乙酰-CoA的途徑Ala、Gly、Ser、Thr、Cys第五十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第五十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(1)、

AlaL-Ala+α-酮戊二酸谷丙轉(zhuǎn)氨酶丙酮酸+谷氨酸第五十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(2)、

GlyGly與Ser的互變是極為靈活的,該反應(yīng)也是Ser生物合成的重要途徑?!锵绒D(zhuǎn)變成Ser,再由Ser轉(zhuǎn)變成丙酮酸。Gly+N5.N10-甲烯基四氫葉酸絲氨酸轉(zhuǎn)羥甲基酶L-Ser+四氫葉酸Mn2+第六十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★提供一碳單位Gly的分解代謝不是以形成乙酰CoA為主要途徑,Gly的重要作用是一碳單位的提供者。

Gly+FH4+NAD+→N5,N10-甲烯基FH4+CO2+NH4++NADH第六十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(3)、Ser絲氨酸脫水酶脫水、脫氨,生成丙酮酸

P235反應(yīng)式

第六十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(4)、

Thr有3條途徑P316①由Thr醛縮酶催化裂解成Gly和乙醛,后者氧化成乙酸→乙酰CoA。Thr蘇氨酸醛縮酶Gly+乙醛②Thr絲氨酸-蘇氨酸脫水酶α-酮丁酸③

第六十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(5)、

Cys有3條途徑①轉(zhuǎn)氨,生成β-巰基丙酮酸,再脫巰基,生成丙酮酸。

②氧化成丙酮酸

③加水分解成丙酮酸第六十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一2、通過乙酰乙酰CoA到乙酰-CoA的途徑P237圖16-9Phe、Tyr、Leu第六十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(1)、

Phe→Tyr→乙酰乙酰CoAP238圖16-10產(chǎn)物:Phe、Tyr分解為乙酰乙酰CoA和延胡索酸(2)、

TyrP238圖16-10

產(chǎn)物:1個(gè)乙酰乙酰CoA(可轉(zhuǎn)化成2個(gè)乙酰CoA。),1個(gè)延胡索酸,1個(gè)CO2,(3)、

LeuP240圖16-12產(chǎn)物:1個(gè)乙酰CoA,1個(gè)乙酰乙酰CoA,相當(dāng)于3個(gè)乙酰CoA。

反應(yīng)中先脫1個(gè)CO2,后又加1個(gè)CO2,C原子不變。(4)、

LysP241圖16-13產(chǎn)物:1個(gè)乙酰乙酰CoA,2個(gè)CO2。在反應(yīng)途中轉(zhuǎn)氨:a.氧化脫氨,b.轉(zhuǎn)氨(5)、

TrpP242圖16-14

產(chǎn)物:1個(gè)乙酰乙酰CoA,1個(gè)乙酰CoA,4個(gè)CO2,1個(gè)甲酸。第六十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(二)、

α-酮戊二酸途徑P243圖16-16Arg、His、Gln、Pro、Glu形成α-酮戊二酸的途徑第六十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第六十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(1)、

ArgP244圖16-17

產(chǎn)物:1分子Glu,1分子尿素(2)、

HisP244圖16-18產(chǎn)物:1分子Glu,1分子NH3,1分子甲亞氨基(3)、

Gln三條途徑①.Gln酶:Gln+H2O→Glu+NH3②Glu合成酶:.Gln+α-酮戊二酸+NADPH→2Glu+NADP+③轉(zhuǎn)酰胺酶:Gln+α-酮戊二酸→Glu+r-酮谷酰氨酸→α-酮戊二酸+NH4+(4)、

ProP145圖16-19產(chǎn)物:Pro→GluHpro→丙酮酸+丙醛酸第六十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(三)、

形成琥珀酰CoA途徑

P246圖16-20Met、Ile、Val轉(zhuǎn)變成琥珀酰CoA第七十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(1)、

MetP246圖16-21

給出1個(gè)甲基,將-SH轉(zhuǎn)給Ser(生成Cys),產(chǎn)生一個(gè)琥珀酰CoA(2)、

IleP247圖16-22產(chǎn)生一個(gè)乙酰CoA和一個(gè)琥珀酰CoAValP247圖16-23第七十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(四)、

延胡索酸途徑Phe、Tyr可生成延胡索酸(前面已講過)。第七十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(五)、形成

草酰乙酸途徑Asp和Asn可轉(zhuǎn)變成草酰乙酸進(jìn)入TCA,Asn先轉(zhuǎn)變成Asp(Asn酶),Asp經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成草酰乙酸.第七十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一七、

生糖氨基酸與生酮氨基酸P315圖30-13氨基酸碳骨架進(jìn)入TCA的途徑生酮氨基酸:Phe、Tyr、Trp、Leu、Lys。在分解過程中轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴R阴oA,后者在動(dòng)物肝臟中可生成乙酰乙酸和β-羥丁酸。生糖氨基酸:凡能生成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸的a.a.都稱為生糖a.a,它們都能生成Glc。Phe、Tyr是生酮兼生糖a.a。第七十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一八、

由氨基酸衍生的其它重物質(zhì)1、

由氨基酸產(chǎn)生一碳單位一碳單位:具有一個(gè)碳原子的基團(tuán),包括:亞氨甲基(-CH=NH),甲酰基(HC=O-),羥甲基(-CH2OH),亞甲基(又稱甲叉基,-CH2),次甲基(又稱甲川基,-CH=),甲基(-CH3)第七十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一Gly、Ser、Thr、His、Met等a.a.可以提供一碳單位。P331圖30-33一碳單位的轉(zhuǎn)移靠四氫葉酸(5,6,7,8-四氫葉酸),攜帶甲基的部位是N5、N10

P330圖30-32FH4結(jié)構(gòu)第七十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一2、

氨基酸與生物活性物質(zhì)P332表30-2氨基酸來源的生物活性物質(zhì)第七十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(1)、

Tyr與黑色素P332第七十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(2)、

Tyr與兒茶酚胺類可生成多巴、多巴胺(神經(jīng)遞質(zhì))、去甲腎上腺素、腎上腺素(激素),這四種統(tǒng)稱兒茶酚胺類。P252圖16-24Tyr形成多巴、多巴胺、去甲腎上腺素、腎上腺素第七十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(3)、

Trp與5-羥色胺及吲哚乙酸

P252圖16-25Trp形成5-羥色胺及吲哚乙酸

5-羥色胺是神經(jīng)遞質(zhì),促進(jìn)血管收縮第八十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(4)、

肌酸和磷酸肌酸(Arg、Gly、Met)肌酸和磷酸肌酸,在貯存和轉(zhuǎn)移磷酸鍵能中起重要作用。它們存在于動(dòng)物的肌肉、腦、血液中。P253圖16-26Arg、Gly、Met形成磷酸肌酸肌酸合成中的甲基化:S-腺苷Met第八十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(5)、

His與組胺His脫羧生成組胺,是一種血管舒張劑,在神經(jīng)組織中是感覺神經(jīng)的一種遞質(zhì)。(6)、

Arg→水解→鳥氨酸→脫羧→腐胺→亞精胺→精胺(7)、

Glu與r-氨基丁酸Glu本身就是一種興奮性神經(jīng)遞質(zhì)(還有Asp),在腦、脊髓中廣泛存在。Glu脫羧形成的r-氨基丁酸是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)。(8)、

?;撬岷虲ysP336Cys的SH氧化成-SO3-,并脫去-COO-就形成了?;撬幔;撬崤c膽汁酸結(jié)合,乳化食物。第八十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一九、

氨基酸代謝缺陷癥

P336表30-3先天性氨基酸代謝缺陷癥

苯丙酮尿癥(PKU)第八十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一第三節(jié)

氨基酸及其重要衍生物的生物合成第八十四頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一一、

氨基酸合成概論1、

氮源(1)生物固氨(微生物)

a.與豆科植物共生的根瘤菌

b.自養(yǎng)固氮菌蘭藻在固氮酶系作用下,將空氣中的N2固定,產(chǎn)生NH3

(2)硝酸鹽和亞硝酸鹽(植物、微生物)

(3)各種脫氨基作用產(chǎn)生的NH3(所有生物)

第八十五頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一★氨的固定方式:(1)通過氨甲酰磷酸合成酶(2)通過谷氨酸脫氫酶P343反應(yīng)式(3)通過谷氨酰胺合成酶P343反應(yīng)式第八十六頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一2、

碳源直接碳源是相應(yīng)的α-酮酸。植物能合成20種a.a.相應(yīng)的全部碳架或前體。人和動(dòng)物只能直接合成部分a.a.相應(yīng)的α-酮酸。主要來源:糖酵解、TCA、磷酸已糖支路。必需氨基酸:Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Val、(Arg、His)第八十七頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一3、

a.a.生物合成的概貌P341圖31-1、31-220種氨基酸生物合成的概貌第八十八頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一①α-酮戊二酸衍生類型Glu、Gln、Pro、Arg、Lys(蕈類、眼蟲)

與a.a.分解進(jìn)入α-酮酸的途徑比較,少了一種a.a.,即His。

②草酰乙酸衍生類型Asp、Asn、Met、Thr、Ile(也可歸入丙酮類)、Lys(植物、細(xì)菌)

經(jīng)TCA中間產(chǎn)物(α-酮戊二酸、草酰乙酸)可合成10種a.a.,即Glu、Gln、Pro、Arg、Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys。

第八十九頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一③丙酮酸衍生類型Ala、Val(Ile)、Leu

④3-磷酸甘油酸衍生類型Ser、Gly、Cys

經(jīng)酵解中間產(chǎn)物(3-磷酸甘油酸、丙酮酸),可合成Ser、Cys、Gly、Ala、Val、Leu等6種a.a。

⑤經(jīng)酵解及磷酸戊糖中間產(chǎn)物(磷酸烯醇丙酮酸、4-磷酸赤蘚糖),可合成Phe、Tyr、Trp等3種芳香族a.a。

⑥His有自己獨(dú)特的合成途徑,與其它氨基酸之間沒有關(guān)系第九十頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一二、脂肪族氨基酸生物合成途徑(一)、α-酮戊二酸衍生類型Glu、Gln、Pro、Arg、Lys(蕈類、眼蟲))第九十一頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一1、Glu的合成由α-酮戊二酸與游離氨,經(jīng)L-Glu脫氫酸催化。對于植物和微生物,氨的來源是Gln的酰胺基。NH3+α-酮戊二酸Glu脫氫酶/NADPHGlu+H2OGln+α-酮戊二酸Glu合酶/NADPH2GluP345圖31-5由α-酮戊二酸、Gln形成Glu的關(guān)系圖第九十二頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(2)、

Gln的合成由α-酮戊二酸形成Glu,由Glu可以進(jìn)一步形成Gln,Glu+NH4++ATP谷胺酰胺合酶Gln+ADP+Pi+H+Gln合酶是催化氨轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)含氮物的主要酶,活性受9種含氮物反饋調(diào)控:氨基Glc-6-P、Trp、Ala、Gly、Ser、His和CTP、AMP、氨甲酰磷酸。除Gly、Ala,其余含氮物的氮都來自Gln。第九十三頁,共一百零八頁,編輯于2023年,星期一(3)、

Pro的合成(Glu環(huán)化而成)P262圖17-2

(4)、

Arg合成P263圖17-3(5)、

Lys合成①α-酮戊二酸衍生型(蕈類、眼蟲)P264圖17-

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