蛋白质和氨基酸分解学时

蛋白质和氨基酸分解学时第1页，共23页，2023年，2月20日，星期二第一节蛋白质的降解第二节氨基酸的脱氨基作用第三节氨基酸的脱羧基作用第四节氨基氮的排泄第五节氨基酸碳骨架的氧化途径第六节生糖氨基酸和生酮氨基酸第七节由氨基酸衍生的其它重要物质第八节氨基酸代谢缺陷症第2页，共23页，2023年，2月20日，星期二第五章蛋白质降解和

氨基酸的分解代谢氮平衡：机体摄入蛋白质和排出量在正常情况下处于平衡状态。负平衡：摄入少于排出。蛋白质寿命：半衰期（t1/2）氨基酸是蛋白质代谢的基本构造单元蛋白质生物氧化产能4kcal/g。蛋白质氧化提供的能量只占机体需要量的10~15%。第3页，共23页，2023年，2月20日，星期二第一节蛋白质的降解一机体对外源性蛋白的消化：胃分泌胃泌素刺激胃中柱细胞分泌

HCL球蛋白变性松散

（gastrin）

（parietalcells）激活主细胞分泌胃蛋白酶原胃蛋白酶

（chiefcells）

（pepsinogen）（pepsin）

小肠分泌肠促胰液肽中和胃酸小肽

（secretin）

胰蛋白酶，糜蛋白酶，弹性蛋白酶

内切（trypsin）（chymotrypsin）（elastase）

小肽+aa

羧肽酶，氨肽酶，二（三）肽酶（carboxypeptidase）（aminopeptidase）（di，tripeptidase）血液aa

胰腺第4页，共23页，2023年，2月20日，星期二二、氨基酸的吸收:肠黏膜细胞膜上具有转运氨基酸的载体蛋白：中性氨基酸载体：主要载体，侧链不带电荷氨基酸碱性氨基酸载体：Arg、Lys、Orn及中性的Cys等酸性氨基酸载体：Asp、Glu亚氨基酸和Gly载体：Pro、Hyp、Gly运输机制：依赖Na+离子梯度势能推动的Na+-氨基酸同向协同运输。类似的氨基酸主动转运还存在于肾小管、肌细胞等的细胞膜上。氨基酸富集。第5页，共23页，2023年，2月20日，星期二三细胞内蛋白质的降解1.溶酶体（lysosome）降解机制：溶酶体含有50多种不同的水解酶，包括多种蛋白酶（组织蛋白酶），内部pH5。溶酶体融合和降解：胞外蛋白、膜蛋白胞吞作用目的物；废弃细胞器、胞内蛋白膜包裹自体吞噬泡；

自体器官萎缩；多种慢性炎症，如类风湿关节炎(rheumatoidarthritis)

溶酶体降解无选择性，不依赖ATP，降解长寿命蛋白2.ATP依赖性的泛肽降解机制：泛肽（ubiguitin）：76个氨基酸构成；序列高度保守功能：泛肽给选择被降解的蛋白加以标记第6页，共23页，2023年，2月20日，星期二

泛肽对选择性降解蛋白的标记泛肽-蛋白连接酶第7页，共23页，2023年，2月20日，星期二

蛋白体(proteasome)结构：多种蛋白质组成（25个亚基）的中空的圆桶。内含多种蛋白酶，特异地消化被泛肽连接的蛋白。是细胞的“垃圾桶”第8页，共23页，2023年，2月20日，星期二第二节氨基酸的脱氨基作用脱氨作用（deamination）——氨基酸分解代谢的第一步，先脱去氨基，产物为-酮酸和氨。脱氨作用在体内大多数组织中都可进行，方式不同氧化脱氨基作用R-CH-COO-

aa氧化酶(O2)R-C-COO-

H2OR-C-COO-+NH3

NH3+

FPFPH2

NH2+

O第9页，共23页，2023年，2月20日，星期二

氨基酸氧化酶：1.L-aa氧化酶：有两种类型，分别以FAD和FMN为辅基，催化十几种L-型aa的脱氨基作用。但不作用于酸性、碱性、羟基氨基酸和Gly2.D-aa氧化酶：脊椎动物只见于肝和肾。以FAD为辅基，作用于D-Ala、D-Met速度最快。3.氧化专一氨基酸的酶：Gly氧化酶、D-Asp氧化酶、L-Glu脱氢酶。第10页，共23页，2023年，2月20日，星期二前两种氧化酶的作用机制与L(D)-aa氧化酶相同，需要O2分子参与。NH2-CH2-COOH+1/2O2Gly氧化酶

OHC–COOH+NH3L-Glu脱氢酶：不需要O2，是唯一以NAD+或NADP+为辅酶的aa氧化酶。也是aa直接脱氨基活力最强的酶。L-GluL-Glu脱氢酶

H2N+

=C-COO-

H2OO=C-COO-+NH3

NAD+NADH+H+(CH2)2-COO-

(CH2)2-COO-

(NADP+)(NADPH+H+)

-亚氨基戊二酸-酮戊二酸第11页，共23页，2023年，2月20日，星期二二氨基酸的转氨基作用及转氨酶转氨作用（transamination）：

aa和酮酸之间进行的氨基转移作用。Glu+丙酮酸转氨酶

-酮戊二酸+Ala线粒体和胞液中都可进行转氨转氨酶(transaminase)：催化转氨作用的酶。几乎所有的转氨酶都以磷酸吡哆醛为辅酶（基）多数转氨酶以-酮戊二酸为氨基受体，少数为草酰乙酸。对另一个aa无严格要求，但作用快慢有所差异

第12页，共23页，2023年，2月20日，星期二转氨的结果，使氨基集中到Glu和Asp上——

氨基集合作用（细胞质）哺乳动物中活性最强的转氨酶:1谷丙转氨酶（glutamicpyruvietransaminase,

GPT)，肝脏活性最高2谷草转氨酶（GOT,

glutamicoxaloacetatetransaminase),心肌含量最高正常情况下，血液中转氨酶水平很低；病理条件下细胞膜通透性改变，胞内转氨酶渗入血液。血液中转氨酶水平是诊断心脏功能和肝功能等的重要指标。第13页，共23页，2023年，2月20日，星期二三联合脱氨基作用(transdeamination)可迅速脱掉不同氨基酸的氨基，主要脱氨方式1以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用广泛存在：转氨+氧化脱氨

-氨基酸-酮戊二酸NADH+H+（脱氨）(NADPH+H+)(氨基化）转氨酶Glu脱氢酶NAD+(脱氨)-酮酸Glu

(NADP+)(氨基化）第14页，共23页，2023年，2月20日，星期二oo2以嘌呤核苷酸循环为主的联合脱氨基作用:来源于Glu或氨基集合作用第15页，共23页，2023年，2月20日，星期二转氨+嘌呤核苷酸合成

*骨骼肌、心肌、肝脏及脑中Glu脱氢酶的活性较弱，所以此循环为主要的脱氨方式，脑中占50%。第16页，共23页，2023年，2月20日，星期二四其它脱氨基方式主要是非氧化脱氨：脱水脱氨、脱硫脱氨、直接脱氨等

氧化脱氨(aa氧化酶)：需O2的aa氧化酶

L-Glu脱氢酶脱氨作用转氨作用(转氨酶)：谷丙、谷草转氨酶联合脱氨：以L-Glu脱氢酶为主+转氨以嘌呤核苷酸为主+转氨其它脱氨方式第17页，共23页，2023年，2月20日，星期二第三节氨基酸的脱羧基作用脱羧基作用：氨基酸在脱羧酶催化下，脱去羧基，形成相应的一级胺（伯胺）。氨基酸脱羧酶，专一性很高。除了His不需要辅酶外，氨基酸脱羧酶都是以磷酸吡哆醛为辅酶（基）。

CO2R-CH-NH3+

+O=CH-R

脱羧酶R-CH–N=CH-R+H2OCOO-COO-（醛亚胺）R-CH2–N=CH-RR-CH2-NH3+

+O=CH-R

第18页，共23页，2023年，2月20日，星期二

多数伯胺有毒性，少数具有特定的生理

功能：L–GluL–Glu脱羧酶

-氨基丁酸：抑制性神经递质(脑）HisHis脱羧酶

组(织)胺（histamine）：降血压：刺激胃液分泌TyrTyr脱羧酶

酪胺（tyramine）：升血压第19页，共23页，2023年，2月20日，星期二第四节氨基氮的排泄高氨血症；氨中毒：1%的氨将引起脑中枢神经中毒轻度：视力和语言障碍；重度：昏迷、死亡原因：脑线粒体将氨与-酮戊二酸结合生成Glu，一方面占用了大量的-酮戊二酸，使TCA循环受阻，脑供能不足。此外，NADPH的过量消耗，将影响各种生物合成过程。-酮戊二酸+NH3

NADH+H+（脱氨）(NADPH+H+)(氨基化）

Glu脱氢酶NAD+(脱氨)Glu

(NADP+)(氨基化）第20页，共23页，2023年，2月20日，星期二一氨的转运：1主要通过Gln形式：负责从脑、肌肉等组织中向肝脏和肾脏转运氨。Gln合成酶催化Glu与一分子氨结合形成Gln，需要消耗一个ATP。

Gln经过血液运送到肝脏后，由Gln酶水解放出氨2肌肉主要利用葡萄糖-丙氨酸循环(glucose-a