资源描述
第十章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢,本章着重讨论蛋白质在机体内的降解，以及氨基酸的分解和合成的共同代谢途径,。,返回,思考,第一节,蛋白质的酶促降解,第二节,氨基酸的分解,第三节,氨基酸分解产物的转化,第四节,氨的同化及氨基酸的生物合成,第一节,蛋白质的酶促降解,一、蛋白质酶的种类和专一性,肽酶,（Peptidase）,蛋白酶,(Proteinase),二、细胞内蛋白质降解,溶酶体途径:,无选择地降解蛋白质,泛肽（ubiguitin）途径:,给选择降解的蛋白质加以标记,肽酶的种类和专一性,编号 名 称 作 用 特 征,3、4、11,3、4、13,-氨酰肽水解酶,(-aminoacyl peptide hydrolase),作用于多肽链的N-末端,-羧肽水解酶,(-carboxyl peptide hydrolase),作用于多肽链的C-末端,3、4、14,二羧肽水解酶,(depeptide hydrolase),水解二肽,蛋白酶的种类和专一性,编号 名 称 作用特征 实例,3、4、2、1,3、4、2、2,丝氨酸蛋白酶类,(serine pritelnase),活性中心含,Ser,3、4、2、3,3、4、2、4,硫醇蛋白酶类,(Thiol pritelnase),活性中心含,Cys,羧基（酸性）蛋白酶类,carboxyl(asid) pritelnase,活性中心含,Asp,最适pH在5以下,金属蛋白酶类,(metallopritelnase),活性中心含有,Zn,2+,、,Mg,2+,等金属,胰凝乳蛋白酶,胰蛋白酶,凝血酶,木瓜蛋白酶,无花果蛋白酶,菠萝酶,胃蛋白酶,凝乳酶,枯草杆菌蛋白酶,嗜热菌蛋白酶,消化道内几种蛋白酶的专一性,（Phe.Tyr.Trp）,（Arg.Lys）,（脂肪族）,胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶,弹性蛋白酶,羧肽酶,胰蛋白酶,氨肽酶,羧肽酶,（Phe. Trp）,蛋白质降解的泛肽途径,E1-S-,E1-SH,E2-S-,E1-SH,E2-SH,E2-SH,ATP AMP+PPi,E3,多泛肽化蛋白,ATP,26S蛋白酶体,20S蛋白酶体,ATP,19S调节亚基,去折叠,水解,E1：泛肽激活酶,E2：泛肽载体蛋白,E3：泛肽-蛋白质连接酶,（ubiquitin）,第二节 氨基酸的分解与转化,一、,氨基酸代谢概况,三、,氨基酸的脱羧基作用,二、,氨基酸的脱氨基作用,氨基酸代谢概况,食物蛋白质,氨基酸,特殊途径,-酮酸,糖及其代谢中间产物,脂肪及其代谢中间产物,TCA,鸟氨酸循环,NH,4,+,NH,4,+,NH,3,CO,2,H,2,O,体蛋白,尿素,尿酸,激素,卟啉,尼克酰氨衍生物,肌酸胺,嘧啶,嘌呤,生物固氮硝酸还原,（次生物质代谢）,CO,2,胺,二、氨基酸的脱氨基作用,4、,非氧化脱氨基作用,1、氧化脱氨基作用,2、,转氨基作用,3、,联合脱氨基作用,1、氧化脱氨基作用,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的,-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：,-氨基酸,氨基酸氧化酶（FAD、FMN）,-酮酸,R-CH-COO,-,NH,+,3,|,R-C-COO,-,+NH,3,O,|,H,2,O+O,2,H,2,O,2,L-谷氨酸脱氢酶,+,H,2,O,+,NH,3,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,COOH,CH,2,CH,2,C=O,COOH,COOH,CH,2,CH,2,CH NH,2,COOH,2、转氨基作用,-氨基酸1,R,1,-CH-COO,-,NH,+,3,|,-酮酸1,R,1,-C-COO,-,O,|,R,2,-C-COO,-,O,|,-酮酸2,R,2,-CH-COO,-,NH,+,3,|,-氨基酸2,转氨酶,（辅酶：磷酸吡哆醛）,在转氨酶的催化下， -氨基酸的氨基转移到-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的-氨基酸生成相应的-酮酸，而原来的-酮酸则形成了相应的-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。,-,氨基酸,磷酸吡哆醛,醛亚胺,酮亚胺,磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛的作用机理,-,酮酸,互变异构,谷丙转氨酶和谷草转氨酶,谷丙转氨酶（GPT）,谷草转氨酶(GOT),谷氨酰胺的生成和利用,+NH,2,+H,2,O,ATP ADP+Pi,谷氨酰胺合成酶,Mg,2+,+2H,谷氨酸合成酶,3、联合脱氨基作用,（1）概念,（2）类型,a、转氨酶,与,L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联,b、,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,转氨基作用,和氧化脱氨基,作用联合进行,的脱氨基作用,方式。,转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶,L-谷氨酸脱氢酶,H,2,0+NAD,+,NH,3,+NADH,-酮酸,-氨基酸,-酮戊二酸,L-谷氨酸,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,-氨基酸,-酮酸,-酮戊二酸,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酰琥珀酸,苹果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黄苷酸,4、非氧化脱氨基作用（自学）,（1）直接脱氨基作用,（2）还原脱氨基作用,（3）水解脱氨基作用,（4）脱水脱氨基作用,（5）氧化还原脱氨基作用,三、氨基酸的脱羧基作用,1、概念,3、,脱羧产物的进一步转化（次生物质代谢,）,氨基酸在脱羧酶的,作用下脱掉羧基生成相,应的一级胺类化合物,的作用。脱羧酶的辅,酶为磷酸吡哆醛。,直接脱羧 胺,羟化脱羧 羟胺,2、类型,:,第三节 氨基酸分解产物的转化,一、,氨的代谢转变,二、,氨基酸碳骨架的转化途径,三、,氨基酸与一碳基团,四、,氨基酸与生物活性物质,一、,氨的代谢转变,1、,重新生成氨基酸,2、,谷氨酰胺和天冬酰氨的生成,3、,尿素的生成尿素循环,4、,合成其他含N物质,谷氨酸的重新生成,L-谷氨酸脱氢酶,谷氨酸+,H,2,O,-酮戊二,酸+,NH,3,NAD（P）,+,NAD（P）H,谷氨酸+丙酮酸,-酮戊二,酸+,丙氨酸,转氨酶,在大脑中发生上述反应，大量消耗了,-酮戊二,酸和NADPH，引起中毒症状。,在肌肉中，可利用这一反应生成的谷氨酸的转氨基作用，生成丙氨酸，将氨转运到肝脏中去。,2、尿 素 的 生 成,（1）概念,（2）,总反应和,过程,在排尿动物体内由,NH,3,合成 尿素是在肝脏,中通过一个循环机制完,成的，这一个循环称为,尿素循环。,NH,3,+CO,2,+3ATP+天冬氨酸+2H,2,O,NH,2,-CO-NH,2,+,2ADP +2+,AMP +PPi+延胡索酸,尿素循环,氨基酸,谷氨酸,谷氨酸,氨甲酰磷酸,鸟氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,鸟氨酸,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,2ADP+Pi,2ATP+CO,2,+NH,3,+H,2,O,1,细胞溶液,线粒体,NH,2,-C-NH,2,O,尿素,-酮戊二酸,-酮戊二酸,H,2,N-C-,P,O,2,3,4,5,二、,氨基酸碳骨架的转化途径,1、,再氨基化生成氨基酸,2、,转变成糖或脂肪,生糖氨基酸,生酮氨基酸,3、,氧化供能生成CO,2,和H,2,O,作业：分别写出谷氨酸在体内生成糖和氧化分解成CO,2,、 H,2,O的代谢途径，并计算氧化分解时可产生的ATP数。,氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径,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,赖氨酸,色氨酸,丙氨酸,苏氨酸,甘氨酸,丝氨酸,半胱氨酸,谷氨酸,谷氨酰胺,精氨酸,组氨酸,脯氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,缬氨酸,苯丙氨酸,酪氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,缬氨酸,葡萄糖,柠檬酸,一碳基团,在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括CO,2,），称为一碳基团，一碳基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的生物合成。,一碳基团的转移由相应的一碳基团转移酶催化，,其辅酶,为,FH,4,一碳基团和氨基酸代谢,-,CH=NH 亚氨甲基,H-CO- 甲酰基,-CH,2,OH 甲醇基,-CH= 次甲基,-CH,2,- 亚甲基,-CH,3,甲基,叶酸,和 四氢叶酸（FH,4,或THFA）,叶酸,四氢叶酸,H,H,10,5,N,5,，N,10,-CH,2,-FH,4,N,5,-CHO-FH,4,CH,2,CHO,一碳基团的来源与转变,S-腺苷蛋氨酸,N,5,-CH,3,-FH,4,N,5 ，,N,10,-,CH,2,-FH,4,N,5，,N,10,= CH-FH,4,N,10,-CHO-FH,4,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,还原酶,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,脱氢酶,环水化酶,丝氨酸,组氨酸苷氨酸,参与,甲基化,反应,为,胸腺嘧啶,合成提供,甲基,参与,嘌呤,合成,FH,4,FH,4,FH,4,HCOOH,H,2,O,NAD,+,NDAH+H,+,NAD,+,NDAH+H,+,H,+,参与,嘌呤,合成,四、氨基酸与生物活性物质,酪氨酸代谢与黑色素的形成,色氨酸代谢与5-羟色胺与吲哚乙酸,谷氨酸与,-氨基丁酸,组氨酸与组胺,半胱氨酸和牛磺酸,第 四节 氨的同化及氨基酸的生物合成,一、,氨基酸的生物合成,二、,生物固氮,三、氨基酸重要衍生物的,生物合成(自学),自然界的氮素循环,硝酸盐,亚硝酸,NH,3,生物固氮,工业固氮,固氮生物,动植物,硝酸盐还原,大气固氮,大气氮素,岩浆源的固定氮,火成岩,反硝化作用,氧化亚氮,蛋白质,入地下水,动植物废物死的有机体,生物,固N的化学本质,2NH,3,3H,2,6e,-,N,2,+,12ATP+12H,2,O,12ADP+12Pi,固氮酶,（厌氧环境）,N,2,还原剂,铁蛋白,钼铁蛋白,NADPH,生物固氮的作用机理,e,-,e,-,e,-,e,-,固 N 酶,ATP酶活性：能催化ATP分解，从中获取能量推动电子向还原底物上转移。,（2）,作用机理：,（3）,特点：,是一种多功能酶,N,2,还原剂,铁蛋白,钼铁蛋白,氧化还原酶：不仅能催化N,2,还原，还可,催化N,2,O化合物等还原。,（1）,结构组成,二聚体、含Fe和S,形成Fe,4,S,4,簇,四聚体（,2,2,）,含Mo、Fe和S,硝酸还原作用,（2）,硝酸还原酶,(3),亚硝酸还原酶,（1）,硝酸还原作用的化学本质,NH,+,4,NO,-,3,2e,-,6e,-,硝酸还原酶,亚硝酸还原酶,NO,-,2,硝酸还原酶,a、铁氧还蛋白硝酸还原酶,b、NAD(P)H-硝酸还原酶,H,2,O,NO,-,3,+,2F,d还原态,+,2H,+,NO,-,2,+,2F,d氧化态,+,+,NAD(P)H,+,H,+,NO,-,2,+,NAD(P),+,+,H,2,O,NO,3,-,亚硝酸还原酶,2H,2,O,a、铁氧还蛋白亚硝酸还原酶,NO,-,2,+,6F,d还原态,+,8H,+,NH,+,4,+,6F,d氧化态,+,2H,2,O,b、NAD(P)H亚硝酸还原酶,NO,-,2,+,3NAD(P)H,+,NH,+,4,+,3NAD(P),+,+,5H,+,氨的同化,1、谷氨酸的形成途径,2、氨甲酰磷酸的生成,三、氨基酸的生物合成,1、,必需氨基酸,2、20种,氨基酸的生物合成概况,3、,氨基酸生物合成的调节,必需氨基酸的概念,Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phe、Trp (His、 Arg),凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。,人的必需氨基酸：,二十种氨基酸的生物合成概况,谷氨酸族,天冬氨酸族,丙氨酸族,丝氨酸族,His 和芳香族,氨基酸生物合成的分族情况,（1）,丙氨酸族,丙酮酸 Ala、Val、Leu,（2）,丝氨酸族,甘油酸-3-磷酸 Ser、Gly、Cys,（3）,谷氨酸族,-酮戊二酸,Glu、Gln、Pro、Arg,（4）,天冬氨酸族,草酰乙酸 Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、Met,（5）,组氨酸和芳香氨基酸族,磷酸核糖 His,磷酸赤藓糖+PEP Phe、Tyr、Trp,3、,氨基酸生物合成的调节,(1),通过终端产物对氨基酸,生物合成的抑制,(2),通过酶生成量的改变调节,氨基酸的生物合成,氨基酸合成的反馈调控,反硝化作用,氧化亚氮,氨甲酰磷酸,分支酸,脱氧庚酮糖酸-7-磷酸,天冬氨酸,天冬氨酰磷酸,赤藓糖-4-磷酸,脱氢奎尼酸,莽草酸,谷氨酸,磷酸烯醇式丙酮酸,+,预苯酸,Try,Phe,Trp,Ile,Trp,His,CTP,AMP,Gln,Lys,Met,Thr,酮丁酸,Gly,Ala,谷氨酰胺合酶,天冬氨酰半醛,高丝氨酸,氨基苯甲酸,
展开阅读全文