蛋白質(zhì)促降解與氨基酸代謝

關(guān)于蛋白質(zhì)促降解與氨基酸代謝第1頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三氨基酸代謝概況氨基酸代謝庫其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)體內(nèi)合成氨基酸

(非必需aa)組織蛋白質(zhì)食物蛋白質(zhì)a-酮酸胺類氨酮體氧化供能糖尿素脫氨基脫羧基代謝轉(zhuǎn)變消化吸收合成分解第2頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三二、氨基酸的一般代謝（共同途徑）天然氨基酸分子都含有α-氨基和羧基，因此各種氨基酸都具有共同的代謝途徑。但是由于不同氨基酸的側(cè)鏈基團(tuán)不同，所以個別氨基酸還有其特殊的代謝途徑。氨基酸的共同代謝包括脫氨基作用和脫羧基作用兩方面。第3頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（一）氨基酸的脫氨基作用主要有轉(zhuǎn)氨基作用、氧化脫氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用等。1、轉(zhuǎn)氨基作用（氨基移換作用）一種α-氨基酸的氨基可以轉(zhuǎn)移到α-酮酸上，從而生成相應(yīng)的一分子α-酮酸和一分子α-氨基酸。催化轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)的酶叫做轉(zhuǎn)氨酶。第4頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三第5頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三

其中，α-氨基酸可以看作是氨基的供體，α-酮酸是氨基的受體。由糖代謝所產(chǎn)生的丙酮酸、草酰乙酸及α-酮戊二酸可分別轉(zhuǎn)變成丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸；另外，蛋白質(zhì)分解所產(chǎn)生的丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸也可轉(zhuǎn)變?yōu)楸?、草酰乙酸和?酮戊二酸。

轉(zhuǎn)氨酶的種類很多，其中最重要的兩種轉(zhuǎn)氨酶是：谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶。第6頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（1）谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）催化谷氨酸與丙酮酸之間的轉(zhuǎn)氨作用。谷丙轉(zhuǎn)氨酶以肝臟中活力最大，當(dāng)肝細(xì)胞損傷時，酶就釋放到血液內(nèi)。因此臨床上常以此來判斷肝功能的正常與否。（2）谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOT）催化谷氨酸與草酰乙酸的轉(zhuǎn)氨作用。

GOT以心臟中活力最大，其次是肝臟。臨床上常以此作為心肌梗塞、心肌炎的輔助判斷指標(biāo)。第7頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三轉(zhuǎn)氨作用第8頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三2、氧化脫氨基作用

α-氨基酸在酶催化下氧化脫氫生成α-酮酸，同時釋放出游離氨。

氧化脫氨基作用包含脫氨與水解兩個步驟。較重要的有L-谷氨酸脫氫酶，其輔酶是NAD+或NADP+，能催化L-谷氨酸氧化脫氨基，生成α-酮戊二酸及氨。第9頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三

L-谷氨酸脫氫酶特性：（1）有很強(qiáng)的特異性，只催化L-谷氨酸氧化脫氨；（2）別構(gòu)酶：ATP、NADH是其別抑制劑，ADP是其別構(gòu)激活劑。（3）存在：動植物、微生物中。特別是肝及腎組織中活力更強(qiáng)。第10頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三意義：聯(lián)系糖代謝與氨基酸代謝：L-谷氨酸脫氫脫氨后所產(chǎn)生的α-酮戊二酸可進(jìn)入TCA循環(huán)徹底氧化產(chǎn)生能量；另外，在糖代謝中所產(chǎn)生的α-酮戊二酸也可轉(zhuǎn)變?yōu)長-谷氨酸（氨基化作用）。3、聯(lián)合脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用配合進(jìn)行。聯(lián)合脫氨基作用是生物體內(nèi)氨基酸脫氨基作用的主要方式。生物體內(nèi)存在兩種聯(lián)合脫氨基作用：第11頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（1）轉(zhuǎn)氨基作用與谷氨酸氧化脫氨基作用的聯(lián)合體內(nèi)某些組織如肝臟、腎臟中的L-谷氨酸脫氫酶活性高，主要以該種方式進(jìn)行。該反應(yīng)可逆，其逆反應(yīng)是生成非必需氨基酸的途徑。第12頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（2）轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合體內(nèi)某些組織如骨骼肌、心肌中的L-谷氨酸脫氫酶活性低，這些部位以“嘌呤核苷酸循環(huán)”脫氨基作用為主。第13頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三第14頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（二）氨基酸的脫羧基作用概念：aa在aa脫羧酶作用下生成CO2和一個相應(yīng)一級胺類化合物的作用。酶：專一性強(qiáng)，且只對L-氨基酸起作用。除組氨酸脫羧酶不需輔酶外，余均以吡哆醛磷酸為輔酶。第15頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三1、重要氨基酸的脫羧基作用（1）谷氨酸第16頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三γ-氨基丁酸（GABA）：對中樞神經(jīng)系統(tǒng)的傳導(dǎo)具有抑制作用；VB6是其輔酶，因此臨床上用VB6防治神經(jīng)性妊娠嘔吐及小孩抽搐；主要存在于大腦中。第17頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（2）組氨酸組胺：血管舒張劑，具有擴(kuò)張血管降低血壓功效；促進(jìn)胃液分泌；動物性食物腐敗產(chǎn)生大量組胺。第18頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（3）酪氨酸酪胺：使血壓升高。第19頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（4）色氨酸5-羥色胺（5-HT，血清素）：促進(jìn)微血管收縮、血壓升高和促進(jìn)腸胃蠕動；促進(jìn)睡眠；與神經(jīng)興奮傳導(dǎo)有關(guān)，當(dāng)其濃度降低時，痛閾降低。第20頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三谷氨酸—γ-氨基丁酸：重要的神經(jīng)介質(zhì)，抑制神經(jīng)中樞；組氨酸—組胺：有降壓、刺激胃液分泌的作用酪氨酸—酪胺：有升壓作用色氨酸—

5-羥色胺：血壓升高和促進(jìn)腸胃蠕動；促進(jìn)睡眠；與神經(jīng)興奮傳導(dǎo)有關(guān)，第21頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三三、氨基酸分解產(chǎn)物的代謝氨基酸經(jīng)脫氨作用生成氨及α-酮酸；氨基酸經(jīng)脫羧作用產(chǎn)生二氧化碳及胺。其中，二氧化碳由肺排出；胺可隨尿直接排出，也可在酶作用下轉(zhuǎn)化為其它物質(zhì)；

氨和α-酮酸進(jìn)一步代謝。第22頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（一）氨的代謝轉(zhuǎn)變1、氨的來源氨基酸脫氨基產(chǎn)生；腸道吸收（食物腐敗產(chǎn)生、尿素滲入腸道被脲酶水解）；腎小管上皮細(xì)胞分泌（谷氨酰胺分解產(chǎn)生）；藥物或其它含氮物質(zhì)。氨有毒，高等動物的腦組織對氨相當(dāng)敏感，血液中含1%氨即可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒（語言紊亂、視力模糊、甚至昏迷死亡，機(jī)理：高濃度的氨與α-酮戊二酸形成谷氨酸，使大腦中的α-酮戊二酸大量減少，導(dǎo)致TCA循環(huán)無法正常進(jìn)行，從而引起腦功能受損）。第23頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三2、氨的代謝轉(zhuǎn)變水生動物—直接排氨鳥類、爬行動物—尿酸形式排氨脊椎動物—尿素形式排氨以上生物依次稱：排氨生物、排尿酸生物和排尿素生物。第24頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（1）尿素的合成：是氨代謝的主要途徑。合成器官：主要是肝臟。合成途徑：鳥氨酸循環(huán)，分為四個步驟：a、瓜氨酸的生成氨和二氧化碳（來源于糖代謝）在氨基甲酰磷酸合成酶作用下生成氨基甲酰磷酸，再在鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶作用下，將氨基甲酰轉(zhuǎn)移給鳥氨酸生成瓜氨酸。整個反應(yīng)在線粒體內(nèi)進(jìn)行。第25頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三氨的活化：在線粒體中進(jìn)行，耗能。氨甲酰磷酸合成酶催化形成氨甲酰磷酸N-乙酰谷氨酸為別構(gòu)激活劑。第26頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三形成瓜氨酸：在線粒體內(nèi)；鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶將氨甲酰磷酸交給鳥氨酸，進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。第27頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三b、精氨酸的生成線粒體內(nèi)合成的瓜氨酸穿過線粒體膜轉(zhuǎn)運(yùn)到細(xì)胞液中，在精氨酸代琥珀酸合成酶和精氨酸代琥珀酸裂解酶作用下生成精氨酸。第28頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三第29頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三c、精氨酸水解生成尿素精氨酸在精氨酸酶催化下生成尿素和鳥氨酸。第30頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三精氨酸酶專一性很強(qiáng)，只對L-精氨酸有作用，存在于排尿素動物的肝臟中。產(chǎn)生的鳥氨酸又可穿過線粒體膜進(jìn)入線粒體中在參與循環(huán)。總結(jié)：有毒的氨在肝臟中轉(zhuǎn)變?yōu)闊o毒的尿素后，經(jīng)血液運(yùn)送到腎臟，然后隨尿液排出體外。每生成1mol尿素要消耗3molATP。第31頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三第32頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（2）酰胺的合成存在于大腦、肝臟及肌肉等細(xì)胞中的谷氨酰胺合成酶，能催化氨與谷氨酸合成谷氨酰胺，然后谷氨酰胺通過血液循環(huán)運(yùn)送到肝臟，經(jīng)谷氨酰胺作用分解成谷氨酸和氨。因此，谷氨酰胺既是氨的解毒產(chǎn)物，也是氨的儲運(yùn)及運(yùn)輸形式。第33頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三第34頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三另外，氨在天冬酰胺合成酶的催化下還可生成天冬酰胺，當(dāng)需要時，天冬酰胺分子內(nèi)的氨基又可以通過天冬酰胺酶作用分解出來，合成氨基酸。第35頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（3）重新利用氨可以使α-酮酸氨基化為非必需氨基酸；還可以合成嘧啶環(huán)。第36頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（二）α-酮酸的代謝轉(zhuǎn)變1、再合成氨基酸體內(nèi)的氨基酸脫氨基作用與α-酮酸的氨基化是一對可逆反應(yīng)，在正常情況下處于動態(tài)平衡。當(dāng)體內(nèi)氨基酸過剩時，脫氨基作用旺盛；當(dāng)機(jī)體需要氨基酸時，氨基化作用旺盛。

α-酮酸氨基化是生成非必需氨基酸的途徑之一。第37頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三2、氧化成二氧化碳及水當(dāng)體內(nèi)需要能量時，α-酮酸可被氧化成二氧化碳和水，并釋放能量。氧化的主要途徑是TCA循環(huán)。丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸均可通過TCA循環(huán)被氧化。第38頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三3、轉(zhuǎn)變成糖及脂肪當(dāng)體內(nèi)不需要α-酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘被?，且體內(nèi)能量供給充分時，α-酮酸可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘羌爸?。生糖氨基酸：在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)樘堑陌被?。生酮氨基酸：在體內(nèi)可以轉(zhuǎn)變?yōu)橥w的氨基酸。生糖兼生酮氨基酸：二者兼有的氨基酸。第39頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三氨基酸、糖、脂肪代謝的關(guān)系：第40頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三一碳單位與氨基酸代謝1.概念：氨基酸在分解過程中產(chǎn)生的含一個碳原子的基團(tuán)（不包括CO2）。2.種類：甲基（-CH3）亞甲基（-CH2-甲烯基）次甲基（=CH-甲炔基）甲酰基（-CHO）亞氨甲基（-CH=NH）3.特點(diǎn)：不能游離存在，一般以四氫葉酸為載體參與反應(yīng)章首第41頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三參與嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。將氨基酸與核苷酸代謝密切相連。一碳單位代謝障礙會影響DNA、蛋白質(zhì)的合成，引起巨幼紅細(xì)胞性貧血?；前奉愃幖鞍奔奏┻实仁峭ㄟ^影響一碳單位代謝及核苷酸合成而發(fā)揮藥理作用。參與許多物質(zhì)的甲基化過程。一碳單位的生理功用章首節(jié)首第42頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三（三）氨基酸與生物活性物質(zhì)1、苯丙氨酸代謝：第43頁，講稿共49頁，2023年5月2日，星期三2