生化a蛋白质代谢(分解)

1、第第8章章 蛋白质代谢蛋白质代谢蛋白质代谢概况蛋白质代谢概况 氨基酸分解代谢氨基酸分解代谢 氨基酸的分解一般有三步：氨基酸的分解一般有三步：1. .脱氨基；脱氨基；2. .脱下的氨基排出体外，或转变成尿素或尿酸排出脱下的氨基排出体外，或转变成尿素或尿酸排出体外；体外；3. .氨基酸脱氨后的碳骨架进入糖代谢途径彻底氧化；氨基酸脱氨后的碳骨架进入糖代谢途径彻底氧化； 碳骨架也可以进入其他代谢途径用于合成其他物质。碳骨架也可以进入其他代谢途径用于合成其他物质。 L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶和和D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶以以FAD为辅为辅基，催化基，催化L-及及D-氨基酸的氧化脱氨反应。产生的氨基酸

2、的氧化脱氨反应。产生的FADH2又被又被O2氧化。氧化。氨基酸氨基酸 + FAD + H2O 酮酸酮酸 + NH3 + FADH2 FADH2 + O2 FAD + H2O2氨基酸氨基酸 + O2 + H2O 酮酸酮酸 + NH3 + H2O21、脱氨基作用脱氨基作用（1 1）氧化脱氨基作用）氧化脱氨基作用D-氨基酸氧化酶的作用氨基酸氧化酶的作用 The function of D-amino acid oxidase, present at high levels in the kidney, is thought to be the detoxification of ingested D

3、-amino acids derived from bacterial cell walls and from cooked foodstuffs (heat causes some spontaneous racemization of the L-amino acids in proteins). 谷氨酸的氧化脱氨反应谷氨酸的氧化脱氨反应谷氨酸谷氨酸-亚氨基戊二酸亚氨基戊二酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（2 2）转氨作用）转氨作用谷丙转氨酶谷丙转氨酶谷草转氨酶谷草转氨酶 -酮酸酮酸1 1 氨基酸氨基酸2 2 氨基酸氨基酸1 -1 -酮酸酮酸2 2转氨酶

4、转氨酶（aminotransferase) ) 催化转氨反应的酶很多，大多数转氨酶以催化转氨反应的酶很多，大多数转氨酶以酮戊二酸为氨基受体，而对氨基供体无严格要酮戊二酸为氨基受体，而对氨基供体无严格要求求。转氨酶需要。转氨酶需要磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛辅酶。辅酶。 葡萄糖丙氨酸循环葡萄糖丙氨酸循环 在肌肉中有一组转氨酶，可把肌肉中糖酵解在肌肉中有一组转氨酶，可把肌肉中糖酵解产生的丙酮酸当作氨基的受体。形成的丙氨酸进产生的丙酮酸当作氨基的受体。形成的丙氨酸进入血液，运输到肝脏，在肝脏中再次转氨产生丙入血液，运输到肝脏，在肝脏中再次转氨产生丙酮酸，丙酮酸可进入糖异生途径产生葡萄糖，再酮酸，丙酮酸可进入

5、糖异生途径产生葡萄糖，再回到肌肉中。回到肌肉中。 通过葡萄糖丙氨酸循环，将肌肉中的氨运通过葡萄糖丙氨酸循环，将肌肉中的氨运输到了肝脏。在肝脏中，氨可转变成尿素，从尿输到了肝脏。在肝脏中，氨可转变成尿素，从尿液中排出。液中排出。葡萄糖葡萄糖丙氨酸循环丙氨酸循环（3 3）联合脱氨基作用）联合脱氨基作用 在肝脏中，通过转氨反应形成谷氨酸，谷氨酸进在肝脏中，通过转氨反应形成谷氨酸，谷氨酸进入线粒体，在谷氨酸脱氢酶催化下发生氧化脱氨的反入线粒体，在谷氨酸脱氢酶催化下发生氧化脱氨的反应为联合脱氨。应为联合脱氨。 而在骨骼肌和心肌中，而在骨骼肌和心肌中，L-L-谷氨酸脱氢酶的活性弱谷氨酸脱氢酶的活性弱, ,

6、难于进行氧化脱氨难于进行氧化脱氨, ,这些组织中的氨基酸主要通过嘌这些组织中的氨基酸主要通过嘌呤核苷酸循环进行联合脱氨作用。呤核苷酸循环进行联合脱氨作用。- -氨基酸氨基酸- -酮酸酮酸- -酮戊二酸酸酮戊二酸酸谷氨酸谷氨酸NADPH + H+ +NH3谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NADP+联合脱氨基作用（发生于肝脏）联合脱氨基作用（发生于肝脏）腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸( (IMP) )天冬氨酸天冬氨酸 次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸联合脱氨基作用（发生于骨骼肌和心肌）联合脱氨基作用（发生于骨骼肌和心肌）腺苷酸腺苷酸 次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸 腺苷酸腺苷酸（AMP

7、） 延胡索酸延胡索酸裂解酶裂解酶- -氨基酸氨基酸- -酮酸酮酸- -酮戊二酸酸酮戊二酸酸谷氨酸谷氨酸天冬氨酸天冬氨酸 草酰草酰 苹果酸苹果酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸 腺苷酸腺苷酸NH3H2O联合脱氨基作用（发生于骨骼肌和心肌）联合脱氨基作用（发生于骨骼肌和心肌）2 2、氨基酸的脱羧基作用、氨基酸的脱羧基作用 机体内部分氨基酸可进行脱羧反应，生成相应机体内部分氨基酸可进行脱羧反应，生成相应的一级胺。催化脱羧反应的酶称为的一级胺。催化脱羧反应的酶称为脱羧酶脱羧酶，这类酶，这类酶的辅基为的辅基为磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛。 氨基酸氨基酸 一级胺一级胺 脱羧酶脱羧酶3、氨的去向 氨对生物机体是有毒物质

8、，特别是高等动物的氨对生物机体是有毒物质，特别是高等动物的脑对氨极为敏感，血液中脑对氨极为敏感，血液中1%1%的氨就可引起中枢神经的氨就可引起中枢神经系统中毒，因此氨的排泄是生物体维持正常生命活系统中毒，因此氨的排泄是生物体维持正常生命活动所必需的。动所必需的。1. .排氨动物：某些水生或海洋动物，如原生动物和排氨动物：某些水生或海洋动物，如原生动物和线虫以及鱼类、水生两栖类等。线虫以及鱼类、水生两栖类等。2. .排尿酸动物：鸟类和陆生的爬行动物。排尿酸动物：鸟类和陆生的爬行动物。3. .排尿素动物：绝大多数陆生动物。排尿素动物：绝大多数陆生动物。氨、尿素及尿酸的结构氨氨 尿酸尿酸 尿素尿素（

9、1 1）尿素的形成和）尿素的形成和尿素循环尿素循环 氨是通过尿素循环合成尿素的。尿素循环是由氨是通过尿素循环合成尿素的。尿素循环是由发现柠檬酸循环的发现柠檬酸循环的Krebs和他的学生和他的学生Kurt Henseleit发现的，并且比发现柠檬酸循环还早发现的，并且比发现柠檬酸循环还早5年。年。 Krebs和他的学生观察到，往悬浮有肝脏切片的和他的学生观察到，往悬浮有肝脏切片的缓冲液中加入鸟氨酸、瓜氨酸或精氨酸中的任何一缓冲液中加入鸟氨酸、瓜氨酸或精氨酸中的任何一种时，都可以促使肝脏切片显著加快尿素的合成，种时，都可以促使肝脏切片显著加快尿素的合成，而其他任何氨基酸或含氮化合物都没有这个作用。

10、而其他任何氨基酸或含氮化合物都没有这个作用。他们研究了这他们研究了这3种氨基酸的结构关系，提出了尿素循种氨基酸的结构关系，提出了尿素循环途径。环途径。尿素循环尿素循环5步步1.1.氨甲酰磷氨甲酰磷酸合成酶酸合成酶2.2.鸟氨酸转鸟氨酸转氨甲酰酶氨甲酰酶3.3.精氨琥珀精氨琥珀酸合成酶酸合成酶4.4.精氨琥精氨琥珀酸酶珀酸酶5.5.精氨酸酶精氨酸酶线粒体线粒体细胞溶胶细胞溶胶尿素循环与柠檬酸循环的联系尿素循环与柠檬酸循环的联系Krebs Bicycle尿素循环尿素循环尿素循环的调节 氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶存在于线粒体中，它被存在于线粒体中，它被N-乙酰谷氨酸别构激活。乙酰谷氨酸别构激活

11、。N-乙酰谷氨酸是由乙酰谷氨酸是由N-乙酰谷乙酰谷氨酸合酶催化谷氨酸和乙酰氨酸合酶催化谷氨酸和乙酰CoA合成的。合成的。 当氨基酸降解加速时，谷氨酸浓度升高，当氨基酸降解加速时，谷氨酸浓度升高，N-乙乙酰谷氨酸也增高，激活了氨甲酰磷酸合成酶酰谷氨酸也增高，激活了氨甲酰磷酸合成酶，从，从而使尿素循环速度加快。而使尿素循环速度加快。 当尿素循环中某些酶遗传性不足时，除精氨酸当尿素循环中某些酶遗传性不足时，除精氨酸酶外，都不会因此发生尿素的重大减量，但会产生酶外，都不会因此发生尿素的重大减量，但会产生“高氨血症高氨血症”。产生智力迟钝、嗜睡等症状。产生智力迟钝、嗜睡等症状。 氨的转运主要是通过谷氨酰

12、胺的形式。多数氨的转运主要是通过谷氨酰胺的形式。多数动物细胞中有动物细胞中有谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶，它催化氨和谷氨，它催化氨和谷氨酸反应生成谷氨酰胺，同时消耗酸反应生成谷氨酰胺，同时消耗1个个ATP。NH4+ + 谷氨酸谷氨酸 + ATP 谷氨酰胺谷氨酰胺 + ADP + Pi + H + 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶 谷氨酰胺由血液运送到肝脏，肝细胞的谷氨酰胺由血液运送到肝脏，肝细胞的谷氨谷氨酰胺酶酰胺酶又将其分解为谷氨酸和氨。又将其分解为谷氨酸和氨。（2 2）酰胺的合成）酰胺的合成4 4、氨基酸碳骨架的去向、氨基酸碳骨架的去向（1）合成非必需氨基酸）合成非必需氨基酸（2）转变成糖或者

13、脂肪）转变成糖或者脂肪 (生糖氨基酸、生酮氨基酸生糖氨基酸、生酮氨基酸)（3 3）氨基酸碳骨架的彻底氧化降解途径）氨基酸碳骨架的彻底氧化降解途径TCA 循环循环（一）形成乙酰CoA的途径1.经丙酮酸到乙酰经丙酮酸到乙酰CoA的途径的途径经此途径降解的氨基酸有：经此途径降解的氨基酸有： 丙氨酸丙氨酸 丝氨酸丝氨酸 甘氨酸甘氨酸 半胱氨酸半胱氨酸 苏氨酸苏氨酸ThrGlySer苏氨酸醛缩酶苏氨酸醛缩酶丝氨酸羟甲基转移酶丝氨酸羟甲基转移酶甘氨酸甘氨酸苏氨酸苏氨酸丝氨酸丝氨酸N5, N10-甲甲烯基烯基FH4Ser、Cys、Ala乙酰CoA半胱氨酸半胱氨酸丙氨酸丙氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸脱水酶丝氨酸脱水

14、酶乙酰乙酰CoA加氧加氧 转氨转氨 脱硫脱硫丙酮酸丙酮酸苏氨酸的其他分解代谢途径苏氨酸脱水酶苏氨酸脱水酶苏氨酸脱氢酶苏氨酸脱氢酶-酮丁酸酮丁酸-氨基氨基-酮丁酸酮丁酸 氨基丙酮氨基丙酮（一）形成乙酰CoA的途径2.经乙酰乙酰经乙酰乙酰CoA到乙酰到乙酰CoA的途径的途径经此途径降解的氨基酸有：经此途径降解的氨基酸有： 苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 亮氨酸亮氨酸 赖氨酸赖氨酸 色氨酸色氨酸Lys、Trp、Phe、Tyr、Leu经乙酰乙酰CoA到乙酰CoA色氨酸色氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA延胡索酸延胡索酸go单加氧酶单加氧酶4步反应步反应（二）-酮戊二酸途径经此途径降解的氨基酸有：经此途径降解的氨基酸有： 精氨酸精氨酸 组氨酸组氨酸 脯氨酸脯氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸Arg、His、Pro、Gln、Glu 酮戊二酸脯氨酸脯氨酸精氨酸精氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸谷氨酸谷氨酸酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸-半醛半醛（三）形成琥珀酰CoA的途径经此途径降解的氨基酸有：经此途径降解的氨基酸有： 甲硫氨酸甲硫氨酸 异亮氨酸异亮氨酸 缬氨酸缬氨酸Met、Ile