蛋白质的酶促降解与氨基酸代谢

1、2021/3/141 蛋白质的生理价值=氮的吸收量氮的保留量100（二）必需氨基酸二）必需氨基酸（essential aninoacid） 动物体内不能合成或合成量不足而需由饲料供给的动物体内不能合成或合成量不足而需由饲料供给的氨基酸。氨基酸。 包括赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮包括赖氨酸、蛋氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、亮氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸氨酸、异亮氨酸、缬氨酸、苏氨酸;幼小动物还需组氨酸幼小动物还需组氨酸和精氨酸。对雏鸡还有甘氨酸。和精氨酸。对雏鸡还有甘氨酸。（一）蛋白质的生理价值（一）蛋白质的生理价值 蛋白质的生理价值是指饲料蛋白质被动物机体合成蛋白质的生理价值是指饲料蛋白质

2、被动物机体合成组织蛋白质的利用率。即组织蛋白质的利用率。即:三、蛋白质的生理价值与必需氨基酸三、蛋白质的生理价值与必需氨基酸2021/3/142四、蛋白质的互补作用四、蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质混合食用指营养价值较低的蛋白质混合食用,其必需氨其必需氨基酸可以互相补充而提高营养价值基酸可以互相补充而提高营养价值 蛋白质的需要量蛋白质的需要量成人每日最低需要量成人每日最低需要量: : 303050g/d50g/d我国营养学会推荐的我国营养学会推荐的成人每日需要量成人每日需要量: : 80g/d80g/d 2021/3/143五、蛋白质的酶促降解五、蛋白质的酶促降解降解蛋白质的酶肽酶：

3、肽链外切酶蛋白酶：肽链内切酶羧基肽酶羧基肽酶氨基肽酶氨基肽酶胃蛋白酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰蛋白酶糜蛋白酶糜蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶2021/3/144 第二节第二节 氨基酸的一般分解代谢氨基酸的一般分解代谢氨基酸的一般分解代谢氨基酸的一般分解代谢脱氨基作用脱氨基作用脱羧基作用脱羧基作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用转氨基作用转氨基作用联合脱氨基作用联合脱氨基作用2021/3/145一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨基作用(deamination)(deamination)（一）定义（一）定义:指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。（二）脱氨基作用的方式（二）

4、脱氨基作用的方式氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用转氨基作用转氨基作用联合脱氨基作用联合脱氨基作用2021/3/146HN2OH23ORCCOOH-2HRNHCCOOHRCHNHCOOH+ （1 1）定义）定义: : 氨基酸首先脱氢生成亚氨基酸氨基酸首先脱氢生成亚氨基酸, ,进而与进而与H H2 2O O作用形成作用形成- -酮酸及放出酮酸及放出NHNH3 3的过程。的过程。 D-D-氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD)FAD): :分布广活性强分布广活性强,但底物少。但底物少。L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶(NAD(NAD或或NADP)NADP):分布广活分布广活性强性强,专一性强。专一性强。（

5、2）氧化脱氨基）氧化脱氨基的酶及辅酶的酶及辅酶L-氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FMN或或FAD）:最适最适pH为为10 ,体内活性不强且分布不广。体内活性不强且分布不广。2021/3/147（transamination） （1）定义:是指一种-氨基酸和氨基酸和-酮酸在转氨酶的作用酮酸在转氨酶的作用下生成相应的下生成相应的-酮酸和新的氨基酸的过程。酮酸和新的氨基酸的过程。（2）生物体内两种重要的转氨基作用）生物体内两种重要的转氨基作用谷丙转氨基作用谷丙转氨基作用谷草转氨基作用谷草转氨基作用2021/3/148谷丙转氨酶谷丙转氨酶（ GPT）磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CHNH2CH3COOHCOOHC

6、H2CH2C=OCOOHCOOHCH3C=OH-C-NH2COOHCH2CH2COOH+谷丙转氨基作用谷丙转氨基作用谷草转氨基作用谷草转氨基作用H-C-NH2COOHCH2COOH+COOHCH2CH2C=OCOOH谷草转氨酶谷草转氨酶（ GOT）磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛COOHCH2COOHC=OH-C-NH2COOHCH2CH2COOH+2021/3/149转氨作用转氨作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用（三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用（symphysis deamination） 指指是转氨基作用和氧化脱氨基作用联合起来是转氨基作用和氧化脱氨基作用联合起来,共同脱掉氨共同脱掉氨基基的过程

7、。的过程。是体内主要的脱氨基的方式是体内主要的脱氨基的方式, ,其逆反应也是非必需氨基酸合成的途径。其逆反应也是非必需氨基酸合成的途径。COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H2ONADHH+NAD+氨基酸氨基酸-酮酸-酮酸转氨酶转氨酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 Glu联合脱氨基2021/3/1410嘌呤核苷酸循环嘌呤核苷酸循环(purine nucleotide cycle)氨基酸-酮酸-酮戊二酸L-谷氨酸天冬氨酸草酰乙酸苹果酸腺苷酸代琥珀酸延胡索酸次黄嘌呤核苷酸腺苷酸脱氨酶腺嘌呤核苷酸COOH(CH2)2CCOOHOCO

8、OH(CH2)2HCCOOHNH2HOOCCH2CHNH2COOHCH2COOHCOCOOHCH2COOHCHOHCOOHHOOCCHHCCOOHHOOCCH2CHCOOHNNNNNHR-5-PNH3H2ONNHNNOR-5-PNNNNNH2R-5-P腺苷酸代琥珀酸合成酶GTP（IMP）（AMP） 指骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸脱氨基作用方式指骨骼肌和心肌中存在的一种氨基酸脱氨基作用方式 2021/3/1411（四）脱酰胺作用（四）脱酰胺作用2021/3/1412（五）氨基酸脱氨基产物的去路（五）氨基酸脱氨基产物的去路1、NH3的去路的去路（1）氨基化重新生成氨基酸（2）生成谷氨酰胺COOH

9、CHNH2(CH2)2COOH谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺酶COOHCHNH2(CH2)2CONH2NH3H2OATPADPPi+NH3 谷氨酰胺无毒,是生物细胞解除氨毒的主要方式,也是氨储存和运输的形式。在脑和肌肉中形成,运输到肝和肾中分解为氨基酸和氨,从而解毒。2021/3/1413（3 3）生成尿素生成尿素2021/3/1414尿素的生成尿素的生成 -鸟氨酸循环鸟氨酸循环2021/3/14152、-酮酸的去路酮酸的去路（1）氨基化）氨基化（2）转变成糖和脂类）转变成糖和脂类（3）氧化供能）氧化供能CHNH2CH3COOHCOOHCH3C=O脱氨基脱氨基糖异生糖异生G糖异生糖异生磷酸二羟丙酮磷酸

10、二羟丙酮- -磷酸甘油磷酸甘油乙酰乙酰CoA丙酮酸脱氢酶丙酮酸脱氢酶饱和脂肪酸饱和脂肪酸从头合成从头合成脂酰脂酰CoA脂肪脂肪TCACO22021/3/1416氨基酸碳骨架的代谢去向氨基酸碳骨架的代谢去向丙氨酸甘氨酸半胱氨酸丝氨酸苏氨酸色氨酸丙酮酸异亮氨酸亮氨酸色氨酸亮氨酸赖氨酸苯丙氨酸酪氨酸色氨酸乙酰辅酶A乙酰乙酰辅酶A葡萄糖磷酸烯醇式丙酮酸草酰乙酸延胡索酸琥珀酰辅酶A柠檬酸谷氨酸谷氨酰胺组氨酸脯氨酸精氨酸天冬氨酸天冬酰胺酪氨酸苯丙氨酸天冬氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸-酮戊二酸2021/3/1417氧化供能或转变成糖类及脂类酮体酮体Asp Asn甘油甘油糖糖磷酸丙糖磷酸丙糖脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪

11、Phe TyrLeu Lys PheTyr TrpArg Gln His ProIle Met Ser Thr ValIle Leu TrpAla Cys GlySer Thr TrpPEP丙酮酸丙酮酸GluGlu乙酰乙酰-CoA乙酰-CoA柠檬酸柠檬酸-酮戊二酸-酮戊二酸琥珀酰-CoA延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸TCATCAcyclecycle2021/3/1418氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢2021/3/1419 生糖氨基酸Pro, Arg, Ala, Asp, Met, Ser, Asn, Cys, Thr, Glu, Gly, Gln, Val, His 生酮氨基酸 Leu,

12、Lys生酮兼生糖氨基酸 Ile, Trp, Phe, Tyr2021/3/1420二二 氨基酸的脱羧作用氨基酸的脱羧作用(deCarboxylation)(deCarboxylation) CO2COOCNH2RHHHRCH N+ CO222 脱羧酶磷酸吡哆醛 2021/3/1421（二）生物体内中一些胺类的来源及功能（二）生物体内中一些胺类的来源及功能来来 源源胺胺 类类功功 能能谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸(GABA)(GABA)抑制性神经递质抑制性神经递质组氨酸组氨酸组胺组胺血管舒张剂血管舒张剂, ,促胃液分泌促胃液分泌色氨酸色氨酸5-5-羟色胺羟色胺抑制性神经递质抑制性神经递质, ,

13、缩血管缩血管半胱氨酸半胱氨酸牛磺酸牛磺酸形成牛磺胆汁酸形成牛磺胆汁酸, ,促脂类消化促脂类消化鸟氨酸、精氨酸鸟氨酸、精氨酸腐胺腐胺, ,精胺等精胺等促进细胞增殖等促进细胞增殖等2021/3/1422第三节第三节 氨基酸合成代谢氨基酸合成代谢一、一、NH3 的来源的来源1. 1. 固氮作用固氮作用 N2 NH3固氮酶固氮酶2.2.硝酸还原作用硝酸还原作用 NO3 NO2 NH3硝酸还原酶硝酸还原酶亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶2021/3/14232021/3/1424二、氨的同化二、氨的同化（1）、）、谷氨酸脱氢酶途径谷氨酸脱氢酶途径 -酮戊二酸酮戊二酸+NH3+NADPH+H Glu+NADP+H

14、2O（2）、）、GlnGln合成酶途径合成酶途径 Glu+NH3 Gln Gln +- -酮戊二酸酮戊二酸 2GluGln合成酶合成酶GluGlu合成酶合成酶NADPH +H+ NADP+ATP ADP Pi2021/3/1425氨甲酰磷氨甲酰磷酸激酶酸激酶ATP ADPNH3+CO2 NH2-CO-P氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶2ATP 2ADP+Pi2021/3/14261 1、谷氨酸族（、谷氨酸族（ Glu Gln Pro ArgGlu Gln Pro Arg）共同碳架共同碳架:a-:a-酮酮戊二酸戊二酸 2.2. 天冬氨酸族（天冬氨酸族（Asp Asn Met Thr Ile Ly

15、sAsp Asn Met Thr Ile Lys）共同碳共同碳架架: :草酰乙酸草酰乙酸 3.3.丙氨酸族（丙氨酸族（Ala Val Leu Ala Val Leu ）共同碳架共同碳架: :丙酮酸丙酮酸 4. 4. 丝氨族（丝氨族（Ser Gly CysSer Gly Cys）共同碳架共同碳架: :3-3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸5.5. 芳香族与芳香族与组氨酸组氨酸(Phe Tyr Try (Phe Tyr Try His) ) : : PEPPEP和和 4 4磷酸赤藓糖、磷酸赤藓糖、按碳架来源分为五族按碳架来源分为五族:三、氨基酸合成途径按碳架来源分类三、氨基酸合成途径按碳架来源分类2021/

16、3/1427（一）由（一）由-酮酸氨基化生成酮酸氨基化生成COOHCH3C=OGEMP氨基化氨基化CHNH2CH3COOH四、氨基酸合成四、氨基酸合成2021/3/1428（二）由氨基酸之间转变生成（二）由氨基酸之间转变生成丙氨酸甘氨酸半胱氨酸丝氨酸丙酮酸 -酮戊二酸草酰乙酸葡萄糖天氡氨酸羟基丙酮酸甘油酸3-磷酸甘油酸谷氨酸谷氨酸- -半醛脯氨酸甲硫氨酸羟脯氨酸鸟氨酸精氨酸胱氨酸2021/3/1429氨基酸合成代谢氨基酸合成代谢2021/3/1430第四节第四节 个别氨基酸代谢个别氨基酸代谢一碳基团的代谢一碳基团的代谢芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢2021

17、/3/1431一、一碳基团的代谢一、一碳基团的代谢（一）一碳基团的定义及存在形式（一）一碳基团的定义及存在形式 1 1、 定义定义 某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团子的基团( (不包括羧基不包括羧基),),称为一碳单位称为一碳单位（one carbon unit）。）。是氨基酸的代谢产物是氨基酸的代谢产物, ,是合成嘌呤和嘧啶核苷是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。酸的原料。2021/3/1432（二）一碳基团的载体（二）一碳基团的载体 -四氢叶酸四氢叶酸FHFH4 4是一碳单位的运载体是一碳单位的运载体, ,携带甲基的部位是在携带甲基

18、的部位是在N N5 5,N,N1010 位位 2021/3/1433（三）一碳基团的来源及相互转变（三）一碳基团的来源及相互转变1.1.来源来源 主要来源于色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋氨主要来源于色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋氨酸的代谢酸的代谢 +10544+22+2甘氨酸裂解酶H，FHNNNHCONADHNADFHCOOHNHCH2CH2甘氨酸与一碳单位甘氨酸与一碳单位 2021/3/1434丝氨酸与一碳单位丝氨酸与一碳单位HCHCHCHCHNHCOOHFHNHN NFH，2+22222+44510COOHO丝氨酸羟甲基转移酶OH丝氨酸甘氨酸色氨酸与一碳单位色氨酸与一碳单位 CH

19、COOH1044+2+HFHNFHCHNCHOHCOOHATPADPPiN10CHOFH4色氨酸犬尿酸合成酶2021/3/1435与四氢叶酸相连的各类一碳基团可以通过氧化还原过程相互转变与四氢叶酸相连的各类一碳基团可以通过氧化还原过程相互转变色氨酸甲酸嘌呤苏氨酸甘氨酸组氨酸丝氨酸蛋氨酸乙醛酸嘧啶甲酰四氢叶酸甲炔四氢叶酸甲烯四氢叶酸甲基四氢叶酸亚氨甲基四氢叶酸N510NADPHNADPFHCH2NHCHONADHNAD+4N10H+H ONN10FHFH44N5CHN5NHNH334FH10N N2CH55NN1010N N5N+5CH34FHN5，+2. 一碳基团的相互转变一碳基团的相互转变2

20、021/3/1436二二 芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢包括包括Phe； Tyr； Trp2021/3/1437（一）（一） 苯丙氨酸的代谢苯丙氨酸的代谢 COOHOHCHNHCHCHNHCHCOOH222222+O+H O苯丙氨酸羟化酶四氢生物蝶呤二氢生物蝶呤NADP+NADPHH+ 苯丙氨酸是必需氨基酸苯丙氨酸是必需氨基酸, ,正常情况下正常情况下, ,其主要代谢是其主要代谢是经羟化作用经羟化作用, ,生成酪氨酸。催化此反应的酶是生成酪氨酸。催化此反应的酶是 苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶羟化酶 （phenylalanine hydroxylase）。）。 此反应是苯丙氨酸的主要代谢途径苯丙

21、氨酸的主要代谢途径2021/3/1438苯丙酮酸尿症（苯丙酮酸尿症（phenyl Keronuria,PKU）2021/3/1439（二）酪氨酸代谢（二）酪氨酸代谢2CHNHCHOCOOHH22HCOOHOCHNHCH22HCOOHOCHNHCH22COOHOCHNHCH22COOHOCHNHCH2OHOHIIIIIIIIIIII酪氨酸一碘酪氨酸二碘酪氨酸3，5三碘甲腺原氨酸甲状腺素（）T4（MIT）（DIT）3，T）（31.1.生成甲状腺素生成甲状腺素2021/3/1440COOHCHOHCHNHCHHOCOCHNHCHOHHOHOCHNHCHOHCHCHNHCOOHCHNHHOCHOHOH

22、OHOH酪氨酸羟化酶活性甲硫氨酸同型腺苷半胱氨酸322222222222酪氨酸多巴多巴胺去甲肾上腺素肾上腺素儿茶 酚胺2.2.生成儿茶酚胺生成儿茶酚胺2021/3/1441酪氨酸对羟基苯丙酮酸（2，5-二羟基苯乙酸）尿黑酸（酮体）乙酰乙酸延胡索酸22OOOCOOHCHCHOOCCHCHCHCOOHCHCCHCHCOOHOHHOCH COOH2HOCO2COOHCHNHCHCOOH2CHCH2HOOC32CHO-酮戊二酸谷氨酸对羟苯丙酮酸氧化酶尿黑酸氧化酶延胡索酰乙酰乙酸氧化酶延胡索酰乙酰乙酸O2CO2O23 3 酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮）酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮） 体内尿黑酸生成的酶先天性

23、缺陷体内尿黑酸生成的酶先天性缺陷,尿黑酸分解受阻尿黑酸分解受阻,出出现尿黑酸症现尿黑酸症2021/3/1442CHHOOHCOOHNHCI23HOOC222COCHCH2COOHCHCH2COOHOHCHCH2COOHOHCHNHNHCHCOOH2CH2OHOIIICHCOOH2COHOHOCHCOOH2CO2COOHCHHOOHCOOHCH CHCCHCOOHCHCHCHHOOCC CH COOHOOO22HO2COOHCH CHNH22NHCHCH2HOOH222OHHO2CHCH NH2OHOHNHCHCHHOOH2CH3NHCH2CH2HOCH3CO糖延胡索酸乙酰乙酸（酮体）尿黑酸）2，5-二羟基苯丙酮酸（2，5-二羟基苯乙酸对羟基苯丙酮酸苯丙氨酸苯丙酮酸黑色素苯乳酸甲状腺素去甲肾上腺素肾上腺素多巴胺二羟苯丙氨酸（多巴）酪胺酪氨酸碘化转氨酶转氨酶羟化酶羟化酶羟化酶羟化酶儿茶酚胺儿茶酚胺2021/3/1443（三）（三） 色氨酸代谢色氨酸代谢NHOHNHCH CHCOOH2222COOHCHCHNHHN2NHNHCH CH2222CHNHHNCOOHCOOHNHCH CH22C2NHOC