蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代謝

關(guān)于蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代謝氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化

一、氨基酸代謝概況三、氨基酸的脫羧基作用四、氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化二、氨基酸的脫氨基作用第2頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸代謝概況食物蛋白質(zhì)氨基酸特殊途徑-酮酸糖及其代謝中間產(chǎn)物脂肪及其代謝中間產(chǎn)物TCA鳥氨酸循環(huán)NH4+NH4+NH3CO2H2O體蛋白尿素尿酸激素卟啉尼克酰氨衍生物肌酸胺嘧啶嘌呤SO42

-生物固氮硝酸還原（次生物質(zhì)代謝）CO2胺第3頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸的脫氨基作用

4、非氧化脫氨基作用1、氧化脫氨基作用

2、轉(zhuǎn)氨基作用3、聯(lián)合脫氨基作用第4頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氧化脫氨基作用

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。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第5頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)氨基作用

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）

在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，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(lái)的α-氨基酸生成相應(yīng)的α-酮酸，而原來(lái)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。第6頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天磷酸吡哆醛的作用機(jī)理第7頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天谷氨酰胺的生成和利用+NH2+H2OATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶Mg2++2H谷氨酸合成酶第8頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天聯(lián)合脫氨基作用

（1）概念（2）類型a、轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)b、轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行的脫氨基作用方式。第9頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(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H20+NAD+NH3+NADHα-酮酸α-氨基酸α-酮戊二酸L-谷氨酸第10頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)

α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸蘋果酸延胡索酸腺苷酸次黃苷酸第11頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天非氧化脫氨基作用（自學(xué)）

（1）直接脫氨基作用（2）還原脫氨基作用（3）水解脫氨基作用（4）脫水脫氨基作用（5）氧化還原脫氨基作用第12頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸的脫羧基作用

1、概念3、脫羧產(chǎn)物的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化（次生物質(zhì)代謝）

氨基酸在脫羧酶的作用下脫掉羧基生成相應(yīng)的一級(jí)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:第13頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化1.氨的代謝轉(zhuǎn)變2.氨基酸碳骨架的代謝途徑第14頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨的代謝轉(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)第15頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)第16頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天谷氨酸的重新生成L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸+H2O-酮戊二酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H第17頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天尿素的生成

a、概念b、總反應(yīng)和過程

在排尿動(dòng)物體內(nèi)由NH3合成尿素是在肝臟中通過一個(gè)循環(huán)機(jī)制完成的，這一個(gè)循環(huán)稱為尿素循環(huán)。NH3+CO2+3ATP+天冬氨酸+2H2O

NH2-CO-NH2+

2ADP+2+

AMP+PPi+延胡索酸第18頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天鳥氨酸循環(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尿素第19頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸碳骨架的代謝途徑（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作業(yè)：分別寫出谷氨酸在體內(nèi)生成糖和氧化分解成CO2、H2O的代謝途徑，并計(jì)算氧化分解時(shí)可產(chǎn)生的ATP數(shù)。第20頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑

草酰乙酸磷酸烯醇式酸

-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第21頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天

轉(zhuǎn)氨基作用是α—氨基酸與α-酮酸之間的氨基的轉(zhuǎn)移作用。即：一種α-氨基酸的α-氨基在轉(zhuǎn)氨酶作用下轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基上，結(jié)果原來(lái)的氨基酸生成相應(yīng)的酮酸，而原來(lái)的酮酸則形成相應(yīng)的氨基酸，反應(yīng)如圖第22頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)的酶促降解

一、水解蛋白質(zhì)的酶的種類和專一性肽酶（Peptidase）蛋白酶(Proteinase)二、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的意義胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解系統(tǒng)：溶酶系統(tǒng)和泛肽系統(tǒng)蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑第23頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天肽酶的種類和專一性編號(hào)名稱作用特征3、4、113、4、13-氨酰肽水解酶(-aminoacylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的N-末端-羧肽水解酶(-carboxylpeptidehydrolase)作用于多肽鏈的C-末端3、4、14二羧肽水解酶(depeptidehydrolase)水解二肽第24頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白酶的種類和專一性編號(hào)名稱作用特征實(shí)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(wú)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第25頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）第26頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶體20S蛋白酶體ATP19S調(diào)節(jié)亞基去折疊水解E1：泛肽激活酶E2：泛肽載體蛋白

E3：泛肽-蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin）第27頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天自然界的氮素循環(huán)硝酸鹽亞硝酸氮生物固氮工業(yè)固氮固氮生物動(dòng)植物硝酸鹽還原大氣固氮大氣氮素巖漿源的固定氮火成巖反硝化作用氧化亞氮蛋白質(zhì)入地下水動(dòng)植物廢物死的有機(jī)體第28頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸的生物合成1、必需氨基酸和非必需氨基酸2、氨基酸的生物合成第29頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸的生物合成的碳架來(lái)源（1）非必需氨基酸的生物合成（2）各族氨基酸的前體及相互關(guān)系a、由α-酮酸氨基化生成b、由某些非必需氨基酸轉(zhuǎn)化而來(lái)c、由某些必需氨基酸轉(zhuǎn)變而來(lái)第30頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天非必需氨基酸的生物合成第31頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天各種氨基酸的前體及相互關(guān)系

谷氨酸族天冬氨酸族丙氨酸族絲氨酸族His和芳香族第32頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天氨基酸與一碳基團(tuán)代謝

1、一碳基團(tuán)（一碳單位）的概念2、一碳基團(tuán)和氨基酸代謝Gly、Ser、Thr、His都可以作為一碳基團(tuán)的供體。

3、一碳基團(tuán)的利用：參與合成反應(yīng)，如磷脂、核苷酸等的合成。第33頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天一碳基團(tuán)

在代謝過程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解產(chǎn)生具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)（不包括CO2），稱為一碳基團(tuán)。一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移除了和許多氨基酸的代謝直接有關(guān)外，還參與嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成。一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶的輔酶：FH4一碳基團(tuán)四氫葉酸化合物的結(jié)構(gòu)和命名-CH=NH亞氨甲基H-CO-甲?；?CH2OH甲醇基-CH=次甲基-CH2-亞甲基-CH3甲基第34頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天第35頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天第36頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天葉酸和四氫葉酸（FH4）葉酸四氫葉酸HH105N5，N10-CH2-FH4N5-CHO-FH4CH2CHO第37頁(yè),共41頁(yè)，2024年2月25日，星期天一碳基團(tuán)的來(lái)源與轉(zhuǎn)變S-腺苷蛋氨酸N5-CH2-FH4N5N10-

CH2-FH4N5，N10=CH-FH4

N10-CHO-FH4N5，

N10-CH2-FH4還原酶N5，

N10-CH2-FH4脫氫酶環(huán)水化酶

絲氨酸

組氨酸苷氨酸參與

甲基化反應(yīng)為胸腺嘧啶合成提供甲基參與嘌呤合成F