第09章：蛋白质的降解与氨基酸代谢

1、 蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢 氨基酸的合成代谢氨基酸的合成代谢 氨基酸衍生的其他含氮化合物氨基酸衍生的其他含氮化合物（一）内源性蛋白质的降解（一）内源性蛋白质的降解目标蛋白的泛素化标记目标蛋白的泛素化标记 酶：泛肽活化酶、泛素携带蛋白、泛酶：泛肽活化酶、泛素携带蛋白、泛素素-蛋白连接酶蛋白连接酶泛素化蛋白质在蛋白酶体中降解泛素化蛋白质在蛋白酶体中降解一、蛋白质的酶促降解一、蛋白质的酶促降解Stomach：胃蛋白酶胃蛋白酶Small Intestine： 胰液：胰液：胰蛋白酶，糜蛋白酶，弹性蛋胰蛋白酶，糜蛋白酶，弹性蛋白酶，羧肽酶白酶，羧肽酶小肠粘膜：小肠

2、粘膜：氨肽酶，二肽酶氨肽酶，二肽酶（二）外源性蛋白质的降解（二）外源性蛋白质的降解二、二、AA的分解代谢的分解代谢1、转氨作用、转氨作用概念：概念：-AA+-酮酸酮酸另一种另一种-酮酸酮酸+另一种另一种-AA（可逆可逆反应）反应）转氨酶种类多，分布广，活性高；但转氨酶种类多，分布广，活性高；但没有真正没有真正脱氨脱氨。且多数转氨酶以。且多数转氨酶以-KG为受体为受体肝脏肝脏、心脏心脏细胞内细胞内转氨酶活性最强转氨酶活性最强重要酶：重要酶：GOT（谷草转氨酶）、谷草转氨酶）、GPT（谷丙谷丙转氨酶）转氨酶） （一）脱氨基作用（一）脱氨基作用（deamination） GPTGOTPLPPLP 转

3、氨作用：转氨作用：连接糖代谢和连接糖代谢和Aa代谢的桥梁代谢的桥梁 除除Lys、Thr、Pro其余其余Aa均可转氨均可转氨 特别注意下面三种转化特别注意下面三种转化 Ala 丙酮酸丙酮酸 Asp OAA Glu -KGL- -谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2O NADH+H+NH3COO(CH2)2OCCOO-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸COO(CH2)2CHNH3COO+酶专一性强，真正实现脱氨基，但肌肉缺乏酶专一性强，真正实现脱氨基，但肌肉缺乏2、氧化脱氨基（、氧化脱氨基（oxidative deamination）3、联合脱氨、联合脱氨：转氨转氨 + 氧化脱氨氧化脱氨两种酶活性强，分

4、布广，动物体内大部分两种酶活性强，分布广，动物体内大部分Aa采取采取联合脱氨联合脱氨而骨骼肌、心肌、肝脏、脑主要以而骨骼肌、心肌、肝脏、脑主要以嘌呤核苷酸脱氨基嘌呤核苷酸脱氨基为主为主COOHCH2CH2CHCOOHNH2RCCOOHNH2HRCCOOHOCOOHCH2CH2COCOOHNH3H2ONADHH+NAD+氨氨基基酸酸- -酮酮酸酸（二）脱羧基作用（二）脱羧基作用1、直接脱羧、直接脱羧RCHNH2COOHCO2 + RCH2NH2胺胺脱羧酶脱羧酶PLP胺：微量调节（信息传递），过量伤害胺：微量调节（信息传递），过量伤害胺氧化酶：胺氧化酶：RCH2NH2 RCHO RCOOH CO2

5、+H2O 举例：举例：Ser（脱羧）脱羧）乙醇胺乙醇胺胆碱胆碱脑磷脂、卵脑磷脂、卵磷脂磷脂Asp-丙氨酸丙氨酸泛酸泛酸Trp（脱氨、脱羧、氧化）脱氨、脱羧、氧化）吲哚乙酸吲哚乙酸Glu-氨基丁酸（抑制中枢神经传导）氨基丁酸（抑制中枢神经传导）2、羟化脱羧、羟化脱羧多巴多巴 黑素黑素（水果、蔬菜切口变黑；人体毛发（水果、蔬菜切口变黑；人体毛发和皮肤变黑）和皮肤变黑）多巴、多巴胺多巴、多巴胺生物碱（植物）、去甲肾上腺素、生物碱（植物）、去甲肾上腺素、肾上腺素（动物）肾上腺素（动物）（三）氨基酸分解产物的代谢（三）氨基酸分解产物的代谢氨中毒原理氨中毒原理1、NH3的去路的去路1）各种动物排氨的方式）

6、各种动物排氨的方式 直接排氨，毒性大，但不消耗能量直接排氨，毒性大，但不消耗能量 转化排氨，形式越复杂毒性越小，但越耗能转化排氨，形式越复杂毒性越小，但越耗能水循环迅速水循环迅速 NH3扩散扩散流失快流失快 毒性小毒性小哺乳、两栖动物排尿素哺乳、两栖动物排尿素水循环较慢水循环较慢 NH3转化转化为低毒的尿素（消耗能为低毒的尿素（消耗能量）量）水生生物直接扩散脱氨水生生物直接扩散脱氨NNNNOOO-鸟类、爬虫排尿酸鸟类、爬虫排尿酸尿酸（膏状）不溶于水，毒性很小尿酸（膏状）不溶于水，毒性很小 水循环太慢，水循环太慢，保留水分同时不中毒保留水分同时不中毒得付出得付出高能量代价高能量代价需要需要较多饮

7、水较多饮水来冲洗来冲洗血液中的尿素含量，血液中的尿素含量，否则将导致否则将导致尿毒症尿毒症2）合成酰胺）合成酰胺 高等植物高等植物Glu + ATP + NH3 Gln + ADP + Pi 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶Asp + ATP + NH3 Asn + ADP + Pi 天冬酰胺合成酶天冬酰胺合成酶3）重新合成）重新合成Aa和其他含氮化合物和其他含氮化合物2、Aa骨架的去向骨架的去向 1）重新合成）重新合成Aa2）彻底氧化分解）彻底氧化分解Aa分解分解产物（乙酰产物（乙酰CoA、-KG、琥珀琥珀酰酰CoA、延胡索酸、延胡索酸、OAA）TCA循环循环碳骨架的氧化（肝脏）碳骨架的氧化（肝

8、脏）异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环三羧酸循环乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA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丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬氨酸天冬氨酸3）转变成糖和脂肪）转变成糖和脂肪生糖生糖Aa：可以转化成：可以转化成糖糖的的Aa，即能生成丙即能生成丙酮酸、酮

9、酸、TCA循环中间产物循环中间产物的的Aa；生酮生酮Aa：可以转变成：可以转变成酮体酮体的的Aa，即凡能生，即凡能生成乙酰乙酰成乙酰乙酰CoA和乙酰和乙酰CoA的的Aa；生糖兼生酮生糖兼生酮Aa：既可生糖，又可生酮的：既可生糖，又可生酮的Aa三、氨基酸的合成代谢三、氨基酸的合成代谢（一）氨的合成（一）氨的合成 动物利用现成的氨合成氨基酸；动物利用现成的氨合成氨基酸； 微生物和植物通过微生物和植物通过还原硝酸盐还原硝酸盐获得氨；获得氨； 固氮菌通过固氮菌通过固氮作用固氮作用将将N2转化为氨。转化为氨。1、生物固氮作用、生物固氮作用种类：自生型固氮、共生型固氮种类：自生型固氮、共生型固氮酶：固氮酶

10、还原酶、固氮酶酶：固氮酶还原酶、固氮酶体系：体系：ATP、强还原剂和厌氧条件强还原剂和厌氧条件反应式：反应式：N2 + 8e- + 16ATP + 16H2O 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi + 8H+2、 NO3-、NO2-还原成还原成NH3硝酸还原酶硝酸还原酶 亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶NO3 -NO2 -NH3（二）氨的同化（二）氨的同化定义：无机氨定义：无机氨含氮有机化合物含氮有机化合物类型：类型：1、谷氨酸合成途径、谷氨酸合成途径Glu + ATP + NH3Gln合成酶合成酶Gln + ADP + PiGln + -KG + NADPH + H+Glu合成酶合成酶G

11、lu + NADP+2、氨甲酰磷酸合成途径、氨甲酰磷酸合成途径 3、氨基酸的合成、氨基酸的合成原料：原料：氨基：由氨基：由Glu通过转氨作用提供通过转氨作用提供碳架：碳架：-酮酸（糖代谢中间产物）酮酸（糖代谢中间产物）1）丙氨酸族）丙氨酸族包括：包括：Ala、Val、Leu共同碳架：共同碳架：丙酮酸丙酮酸（EMP）2）丝氨酸族）丝氨酸族包括：包括：Ser、Gly、Cys共同碳架：共同碳架：3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸（EMP） 一碳基团一碳基团3）天冬氨酸族）天冬氨酸族包括：包括：Asp、Asn、Thr、Met、Ile、Lys；共同碳架：共同碳架：OAA（TCA）4）谷氨酸族）谷氨酸族包括：包括：

12、Glu、Gln、Pro、Arg；共同碳架：共同碳架：-酮戊二酸酮戊二酸（TCA） 5）芳香族）芳香族包括：包括：Trp、Tyr、Phe；碳架：碳架：4-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖（PPP）、）、PEP（EMP）6）组氨酸）组氨酸碳架：碳架：5-磷酸核糖磷酸核糖（PPP）小小 结结生物体生物体最先合成的最先合成的Aa都是都是Glu或或Gln；Aa的合成需要转氨作用，转氨作用的的合成需要转氨作用，转氨作用的NH3来源来源于于Glu，而而C架来自糖代谢的架来自糖代谢的-酮酸；酮酸；由由-酮酸直接转氨合成的只有酮酸直接转氨合成的只有Ala、Asp、Glu（GPT、GOT催化的重要反应）；催化的重要反应）；植物和绝大多数微生物能植物和绝大多数微生物能合成全部合成全部Aa；人和动人和动物有部分物有部分Aa不能合成。不能合成。 1、肌酸、肌酸四、氨基酸衍生的其他含氮化合物四、氨基酸衍生的其他含氮化合物2、谷胱甘肽、谷胱甘肽3、血红素和叶绿素、血红素和叶绿素学习要点学习要点掌握掌握L-谷氨酸脱氢酶催化