蛋白质的降解和氨基酸的降解转化-课件

蛋白质 核酸 碳水化合物 脂类 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/构件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 电子传递链 氧化磷酸化 代谢终产物含氮终产物 ADP ATP TCA循环 H+e-o2+H2OCO2尿素循环第八章 蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢第一节 蛋白质的酶促降解第二节 氨基酸的降解与转化第三节 氮素循环第四节 氨基酸的生物合成v食物蛋白食物蛋白 组织（酶、蛋白、激素等）组织（酶、蛋白、激素等）v 消 合 分 氨基酸来龙去脉氨基酸来龙去脉v 化 成 解v 吸v 收 氨基酸库氨基酸库v 转化v v 排 转氨作用 非蛋白含氮物质v 泄 脱氨作用 （嘌呤、嘧啶、胆碱、v 肌酸、烟酰胺、卟啉v过剩的氨基酸 -酮酸 肾上腺素胆汁盐色素）v 糖或酮体v 三羧酸循环v CO2+H2O+ATP细胞内蛋白质降解的意义:1.组成防御机制2.清除不正常的蛋白质3.维持体内氨基酸代谢库4.蛋白质前体的裂解加工第一节 蛋白质的酶促降解胞内蛋白质降解系统p溶酶体系统（酸性系统）包括多种小分子蛋白酶，主要水解长寿命蛋白和外来蛋白。p泛素系统（碱性系统）含有高分子量的蛋白复合物，主要水解短寿命蛋白和反常蛋白。泛肽激活酶E1泛肽载体蛋白E2泛肽连接酶E3泛泛素素途途径径泛泛素素途途径径第二节 氨基酸的降解与转化 脱氨基作用脱氨基作用 氨基酸降解产物的去向氨基酸降解产物的去向氨基酸的降解：脱去的氨基 尿素循环 碳骨架 TCA循环1 1、转氨基作用、转氨基作用 2 2、（谷氨酸的氧化）脱氨基、（谷氨酸的氧化）脱氨基 作用作用3 3、氨的去向、氨的去向-尿素循环尿素循环 4 4、氨基酸碳骨架的代谢氨基酸碳骨架的代谢 5、由氨基酸衍生的其他重要由氨基酸衍生的其他重要化合物化合物第二节 氨基酸的降解与转化1 1、转氨基作用、转氨基作用氨基酸1 +-酮酸2 氨基酸2 +-酮酸1 1 1、转氨基作用、转氨基作用 转氨酶转氨酶绝大多数氨基酸之脱氨基出自转氨基作用。具有优势接受绝大多数氨基酸之脱氨基出自转氨基作用。具有优势接受脱下的氨基是脱下的氨基是a-酮戊二酸酮戊二酸，新生成的氨基酸转变成，新生成的氨基酸转变成谷氨酸谷氨酸。转氨基作用转氨基作用通式：通式：转氨酶辅基：转氨酶辅基：氧化脱氨基氧化脱氨基 联合脱氨基联合脱氨基2、脱氨基作用：、脱氨基作用：联合脱氨基作用：联合脱氨基作用：NH4+联合脱氨基联合脱氨基（谷草转氨酶为中心）（谷草转氨酶为中心）三、氨基酸降解产物的去向三、氨基酸降解产物的去向如果机体能正常利用糖、脂。则氨基酸主如果机体能正常利用糖、脂。则氨基酸主要是用来：要是用来：1、重新合成氨基酸。、重新合成氨基酸。2、生成、生成Asn,Gln。3、合成其它含、合成其它含N或非含或非含N化合物化合物(铵盐铵盐)。多余的氨基酸要进行分解代谢。多余的氨基酸要进行分解代谢。氨基酸的降解：脱去的氨基 谷氨酸谷氨酸 尿素循环 3、氨的去向氨的去向-尿素循环尿素循环：定位：跨两个膜区：胞质和线粒体。直接前体：精氨酸。尿尿素素循循环环定定位位：跨跨两两个个膜膜区区：胞胞质质和和线线粒粒体体。直直接接前前体体：精精氨氨酸酸。5 5、氨的去向、氨的去向-尿素循环尿素循环草酰乙酸草酰乙酸Asp延胡索酸延胡索酸精氨基精氨基琥珀酸琥珀酸 尿尿素素Arg鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸排氨作用：氨基酸的降解：脱去的氨基 尿素循环 碳骨架 TCA循环4、氨基酸的碳骨架 的代谢：TCA 循环生糖氨基酸生糖氨基酸 14种种生酮氨基酸生酮氨基酸 Leu（Lys）生糖生酮氨基酸生糖生酮氨基酸 IleLysPheTrpTyr1 1、转氨基作用、转氨基作用 2 2、（谷氨酸的氧化）脱氨基、（谷氨酸的氧化）脱氨基 作用作用3 3、氨的去向、氨的去向-尿素循环尿素循环 4 4、氨基酸碳骨架的代谢氨基酸碳骨架的代谢第二节 氨基酸的降解与转化5、由氨基酸衍生的由氨基酸衍生的 其他重要化合物其他重要化合物脱羧基作用脱羧基作用羟基化作用羟基化作用 5、由氨基酸衍生的 其他重要化合物脱羧基作用：脱羧基作用：脱羧基作用：脱羧基作用：谷氨酸谷氨酸 氨基丁酸氨基丁酸色氨酸色氨酸 吲哚乙酸吲哚乙酸丝氨酸丝氨酸 乙醇胺乙醇胺 胆碱胆碱赖氨酸赖氨酸 尸胺尸胺鸟氨酸鸟氨酸 腐胺腐胺羟基化作用：羟基化作用：氨基酸脱羧基和羟基化作用与生物活性物质的产生。由氨基酸降解而衍生的由氨基酸降解而衍生的其它重要化合物：其它重要化合物：生物体内物质的降解并非一个被动的消耗过程，而是一个主动的利用过程。第十一章 蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢第一节 蛋白质的酶促降解第二节 氨基酸的降解与转化第三节 氮素循环第四节 氨基酸的生物合成第三节第三节 氮素循环氮素循环 一、自然界的氮素循环一、自然界的氮素循环 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸还原作用三、硝酸还原作用 四、氨的同化四、氨的同化 一、自然界的氮素循环N2NH3生物生物 固氮固氮自生固氮利用光能进行氮素还原利用化学能进行氮素还原共生固氮 根瘤菌 二、生物固氮1.1.生物固氮的概念和意义生物固氮的概念和意义 及类型及类型2.2.生物固氮反应及反应条件生物固氮反应及反应条件 一些微生物在常温常压下通过体内复杂的固氮酶系统把大气中的分子态氮转化为有机体可利用的氨态氮的作用过程。生物固氮固氮酶复合体：固氮酶复合体：还原酶（铁蛋白）：提供很强还原力的电子固氮酶（钼铁蛋白）：利用高能电子将氮气还原为氨N2+8H+8e-+16ATP 2NH3+H2+16ADP+16Pi固氮反应所需条件：充分的能量（充分的能量（ATPATP）供应；）供应；强的还原剂；强的还原剂；厌氧环境。厌氧环境。三、硝酸还原作用三、硝酸还原作用v植物根系从土壤吸收的主要是硝态氮，有植物根系从土壤吸收的主要是硝态氮，有二种酶二种酶参与将硝态氮还原成为氨：参与将硝态氮还原成为氨：v NO3-硝酸还原酶硝酸还原酶 NO2-亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶 NH4+2 e-6e-v在植物体内硝酸还原发生在根和叶内，但在植物体内硝酸还原发生在根和叶内，但种子萌发或植株缺氧时主要在根部进行。种子萌发或植株缺氧时主要在根部进行。三、硝酸还原作用：NO3 NO2 NH42e6e 硝酸硝酸 还原酶还原酶亚硝酸亚硝酸还原酶还原酶-+第三节第三节 氮素循环氮素循环 一、自然界的氮素循环一、自然界的氮素循环 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸还原作用三、硝酸还原作用 四、氨的同化四、氨的同化 四、氨的同化生物体利用生物体利用3 3种途径把氨转化为有机种途径把氨转化为有机化合物化合物（一）谷氨酸与谷氨酰胺的形成：（二）氨甲酰磷酸的形成：N2 NH4+？（一）谷氨酸与谷氨酰胺的形成：（一）谷氨酸与谷氨酰胺的形成：1.谷氨酰胺合成酶途径转转氨氨基基作作用用谷氨酰胺谷氨酰胺合成酶合成酶 谷氨酸谷氨酸 合成酶合成酶-酮戊酮戊二酸二酸 2.谷氨酸脱氢酶途径：(二)氨甲酰磷酸的形成：氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶:氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶:尿素循环（体内氨的排除）谷氨酰胺提供氨基（氨的同化：嘧啶合成）第三节第三节 氮素循环氮素循环 一、自然界的氮素循环一、自然界的氮素循环 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸还原作用三、硝酸还原作用 四、氨的同化四、氨的同化 第四节：氨基酸的生物合成N2 NH3 Glu?转氨基作用：v所有生物都通过所有生物都通过谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶和和谷氨酸合酶谷氨酸合酶形成谷氨酰胺和谷形成谷氨酰胺和谷氨酸；氨酸；v谷氨酰胺和谷氨酸谷氨酰胺和谷氨酸作为氮的供体，作为氮的供体，用于合成其它的氨基酸。用于合成其它的氨基酸。NH3氨基酸合成等氨基酸合成等 Glu Gln Glu -酮戊二酸酮戊二酸生物固氮 硝酸盐还原谷氨酸通过转氨基作用为氨基酸合成提供氨基(2)在氨基酸的降解中，NH4 4脱至 -酮戊二酸形成Glu进入尿素循环。+转氨基作用的意义：+(1)在氨基酸的合成中，由Glu转氨提供NH4 4。五、氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成v非必需氨基酸非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸体内可合成的氨基酸v必需氨基酸必需氨基酸：机体不能合成的氨基酸，必需从食机体不能合成的氨基酸，必需从食物中摄取，有八种：物中摄取，有八种：v 赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、色、苏氨酸色、苏氨酸 v半必需氨基酸半必需氨基酸：婴幼儿时期合成量不能满足需要，：婴幼儿时期合成量不能满足需要，有两种：组氨酸和精氨酸。有两种：组氨酸和精氨酸。v（赖蛋色苯精，二亮缬苏组赖蛋色苯精，二亮缬苏组）1、各种氨基酸的合成途径：(1)丙氨酸族丙氨酸族(2)丝氨酸族丝氨酸族(3)天冬氨酸族天冬氨酸族(4)谷氨酸族谷氨酸族(5)组氨酸组氨酸芳香氨基酸族芳香氨基酸族五、氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成:1、丙氨酸族：颉氨酸、丙氨酸和亮氨酸。共同碳骨架是糖酵解生成的丙酮酸。2、丝氨酸族：丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸。糖酵解的中间产物3-磷酸甘油酸。3、天冬氨酸族：天冬氨酸、天冬酰胺、赖氨酸、苏氨酸和甲硫氨酸。草酰乙酸。4、谷氨酸族：谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸。-酮戊二酸。脯氨酸和精氨酸通过谷氨酸合成。5、芳香族氨基酸：酪氨酸、色氨酸和苯丙氨酸。磷酸烯醇式丙酮酸和4-磷酸赤藓糖。6、组氨酸ATP腺嘌呤的吡啶环与核糖衍生物5-磷酸核糖-1-焦磷酸缩合，形成磷酸核糖-ATP，经过连续3步反应后的产物再与谷氨酰胺反应，生成咪唑甘油磷酸，再经5步反应生成组氨酸。芳香氨基酸族：磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 4-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 莽草酸莽草酸 分支酸分支酸苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸+第四节第四节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成1、各种氨基酸的合成途径2、氨基酸合成的调节：反馈调节反馈调节3、一碳单位