第十一章-蛋白质的降解与-氨基酸代谢课件

第十章氨基酸的代谢第一节蛋白质的酶促降解水解胞外酶氨基酸

吸收入作为氮源和能源进行代谢。蛋白质不能储备。外源蛋白质蛋白质降解的反应机制

1.溶酶体（lysosome）无选择的降解蛋白质

2.泛素（ubiquitin）给选择降解的蛋白质加以标记

真核细胞中蛋白质的降解：需要ATP、泛素。泛肽(Ubiquitin)以高度保守、氨基酸序列极少变化而闻名(76个氨基酸)，人与酵母只有3个氨基酸残基不同。泛肽的主要作用：标记降解蛋白质。

胰蛋白酶胰糜蛋白酶原弹性蛋白酶羧基肽酶原胰蛋白酶原肠激酶胰糜蛋白酶弹性蛋白酶原羧基肽酶（Phe,Tyr,Trp）（Arg,Lys）（脂肪族）羧肽酶（Phe,Trp）消化道内几种蛋白酶的专一性氨肽酶羧肽酶胰蛋白酶弹性蛋白酶胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶11.2.1氨基酸的脱氨基作用转氨基氧化脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基第二节、氨基酸的分解代谢（一）L-谷氨酸氧化脱氨基作用

要点：①反应可逆。②L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为NAD+或NADP+。③此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强。④此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关。有毒！L-谷氨酸脱氢酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸氧化脱氨若外环境NH3大量进入细胞，或细胞内NH3大量积累α酮戊二酸大量转化NADPH大量消耗三羧酸循环中断，能量供应受阻，某些敏感器官（如神经、大脑）功能障碍。表现：语言障碍、视力模糊、昏迷、死亡。三羧酸循环丙酮酸α酮戊二酸氨中毒原理L-谷氨酸脱氢酶NAD++H2ONADH+H++NH4+

α-谷氨酸

α-酮戊二酸（二）转氨基作用（transamination）在转氨酶的作用下，-氨基酸的氨基转移到-酮酸的-碳上，生成相应的氨基酸，而原来的氨基酸则转变成-酮酸。

要点：①反应可逆。②体内除Lys、Pro和羟脯氨酸外，大多数氨基酸都可进行转氨基作用。③转氨酶均以磷酸吡哆醛为辅酶。磷酸吡哆醛是VB6的衍生物。反应中起传递氨基的作用。

转氨基作用机制体内重要的转氨酶①丙氨酸氨基转移酶（alanineamino-transferase,ALT或glutamicpyruvictransaminase,GPT）：肝中活性最高②天冬氨酸氨基转移酶（aspartateamino-transferase,AST或glutamicoxalo-acetictransaminase,GOT）：心肌中活性最高临床意义

提示：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是血液的100倍抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能肝组织受损破裂，肝细胞的转氨酶进入血液。（结合乙肝抗原等指标进一步确定是什么原因引起的）查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基本质上没有真正脱氨。产物反应物（三）、联合脱氨作用————转氨与氧化脱氨的联合谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶α-酮戊二酸转氨酶NH4+α-氨基酸NAD++H2Oα-酮酸NH32H由于两种酶活性强，分布广，动物体内大部分氨基酸联合脱氨。骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织主要以嘌呤核苷酸脱氨基为主。NADH+H+产物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸联合脱氨基谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶α-氨基酸α-酮酸NH3NH3天冬氨酸次黄苷酸H2ONH3H2ONAD+NADH+H+腺苷酸延胡索酸苹果酸谷-草转氨酶H2O反应物4.谷氨酰胺和天冬酰胺的脱氨基作用？脱氨H2ONH3谷氨酰胺谷氨酸天冬酰胺与之类似。水解酶11.2.2氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。

-氨基丁酸（GABA）由Glu脱羧生成组胺由His脱羧生成。氨是有毒物质，血中的NH3主要是以无毒的Ala及Gln两种形式运输的。11.2.3氨的代谢去路

是肌肉与肝之间氨的转运形式。意义：既使肌肉中的氨以无毒的Ala形式运到肝，肝又为肌肉提供生成丙酮酸的葡萄糖。（一）丙氨酸-葡萄糖循环（二）谷氨酰胺的运氨作用主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。

Gln即是氨的一种解毒形式，也是氨的储存和运输形式。(主要是肌肉)各组织细胞脱氨NH3谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液肝脏脱氨，转化为排泄形式提问：为什么以谷氨酰胺、丙氨酸转运氨呢？答案：经济性高效（一举两得）。肌肉剧烈运动丙酮酸NH3丙氨酸糖异生糖原脱氨酵解蛋白质分解产能水生生物直接扩散脱氨（NH3）哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、价廉的原则排氨。直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为排氨形式越复杂，越安全，但越耗能。？体内水循环迅速，NH3浓度低，扩散流失快，毒性小。？体内水循环较慢，NH3浓度较高，需要消耗能量使其转化为较简单，低毒的尿素形式。1932,德国学者HansKrebs提出尿素循环(ureacycle)或鸟氨酸循环(ornithinecycle)。尿素的生物合成(Arg)(Orn)尿素的形成——尿素循环部位——肝脏细胞氨基酸（外来的或自身的）α-酮戊二酸（转氨作用）谷氨酸谷氨酸α酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鸟氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸Pi瓜氨酸转氨基—氨精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延胡索酸鸟氨酸精氨酸H2O尿素消耗4ATP能量氨是尿素合成的前体的实验：15N标记铵盐饲喂动物证明：15N出现在Arg（精）的胍基、及全部的尿素上。鸟氨酸循环的详细步骤1.线粒体内的反应步骤

两步反应均不可逆；氨甲酰磷酸合成酶-Ⅰ(carbamoylphos-phatesynthetaseⅠ，CPS-Ⅰ)为变构酶，N-乙酰谷氨酸（N-AGA）为此酶的变构激活剂；此阶段消耗2个ATP；2、胞液内反应步骤鸟氨酸循环要点①尿素分子中的氮，一个来自氨甲酰磷酸（或游离的NH3），另一个来自Asp；②每合成1分子尿素需消耗4个~P；③循环中消耗的Asp可通过延胡索酸转变为草酰乙酸，再通过转氨基作用，从其他-氨基酸获得氨基而再生；④精氨酸代琥珀酸合成酶（ASS）为尿素合成的限速酶。-+精氨酸鸟氨酸尿素但还需要较多数量的饮水来冲洗血液中的尿素含量。鸟类、爬虫排尿酸均来自转氨不溶于水，毒性很小，合成需要更多的能量。提问：为什么这类生物如此排氨？水循环太慢，保留水分同时不中毒得付出高能量代价。高等植物，以谷氨酰胺或天冬酰胺形式储存氨，不排氨。11.2.4α-酮酸的代谢去路(1)合成氨基酸（合成代谢占优势时）(2)进入三羧酸循环彻底氧化分解!

生糖氨基酸：凡是在体内能转变成丙酮酸、－酮戊二酸、琥珀酸和草酰乙酸的氨基酸。生酮氨基酸：在体内能转变成酮体的氨基酸。有Leu和Lys。生糖兼生酮氨基酸：既能转变成糖也能转变成酮体的氨基酸。有Ile、Tyr、Phe、Trp。(3)转变成糖和脂肪碳骨架的氧化（肝脏中）异柠檬酸柠檬酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环乙酰CoAα-酮戊二酸琥珀酰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丙酮酸精氨酸组氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺三羧酸循环—焚烧炉11.3氨基酸的合成代谢

由糖代谢中间产物转化而来。蛋白质氨基酸非必需氨基酸(10种)糖必需氨基酸(10种)酮体动物CO2+H2O戊糖磷酸途径葡萄糖葡糖-6-磷酸3磷酸-甘油酸丙酮酸三羧酸循环乙醛酸循环核糖-5-磷酸酵解组氨酸色氨酸苯丙氨酸酪氨酸丝氨酸半胱氨酸甘氨酸亮氨酸异亮氨酸缬氨酸丙氨酸草酰乙酸α-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰胺甲硫氨酸苏氨酸微生物和植物可以合成所有类型氨基酸。谷氨酸谷氨酰胺赖氨酸精氨酸脯氨酸11.3.2氨基酸代谢与一碳单位1.概念：氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的基团（不包括CO2）。2.种类：甲基（-CH3）亚甲基（-CH2-甲烯基）次甲革（=CH-甲炔基）甲酰基（-CHO）亚氨甲基（-CH=NH）3.特点：不能游离存在，一般以四氢叶酸为载体参与反应一碳基团的来源与转变S-腺苷蛋氨酸（SAM）参与

甲基化反应N5-CH2-FH4NAD+NDAH+H+N5，

N10-CH2-FH4还原酶N5N10-

CH2-FH4为胸腺嘧啶合成提供甲基FH4

丝氨酸NAD+NDAH+H+N5，

N10-CH2-FH4脱氢酶

组氨酸甘氨酸FH4N5，N10=CH-FH4参与嘌呤合成H2OH+环水化酶

N10-CHO-FH4FH4

HCOOH参与嘌呤合成参与嘌呤、嘧啶核苷酸及蛋氨酸等的合成。将氨基酸与核苷酸代谢密切相连。一碳单位代谢障碍会影响DNA、蛋白质的合成，引起巨幼红细胞性贫血。磺胺类药及氨甲喋呤等是通过影响一碳单位代谢及核苷酸合成而发挥药理作用。参与许多物质的甲基化过程。一碳单位的生理功用S-腺苷甲硫氨酸循环：

甲硫氨酸是体内合成许多重要化合物，如肾上腺素、胆碱、肌酸和核酸等的甲基供体。其