脂类和蛋白质代谢

脂类和蛋白质代谢第1页/共136页脂类的结构通式甘油脂肪酸脂肪酸脂肪酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪（脂肪酸的甘油酯

三酯酰甘油）有机碱：胆胺----脑磷脂有机碱：胆碱----卵鳞脂胆固醇(环戊烷高氢菲衍生物)HOMG:

一酯酰甘油(少量)DG:

二酯酰甘油(少量)TG:三酯酰甘油(主要)

有机碱P磷脂第2页/共136页脂类的来源与贮存

主要来源糖脂肪的来源次要来源食入糖蛋白质代谢降解产物为原料合成脂肪

皮下贮存肾周围统称脂库肠系膜第3页/共136页（一）脂类的消化小肠上段是主要的消化场所脂类(甘油三脂

TG、胆固醇Ch、磷脂PL等)微团胆汁酸盐乳化胰脂肪酶、辅脂酶等水解甘油一脂、溶血磷脂、长链脂肪酸、胆固醇等混合微团乳化

脂类的消化吸收胰脂酶磷脂酶辅脂酶及胆固醇酯酶第4页/共136页(二)脂类的吸收第5页/共136页第6页/共136页饱和脂肪酸：

简写式月桂酸：CH3(CH2)10COOH12:0豆蔻酸:CH3(CH2)14COOH14:0软脂酸（棕榈酸）:CH3(CH2)14COOH16:0硬脂酸:CH3(CH2)16COOH18:0花生酸:CH3(CH2)18COOH20:0饱和脂肪酸不饱和脂肪酸

脂肪酸的结构特点：第7页/共136页系统命名法：需标示脂肪酸的碳原子数和的位置。ω或n编码体系：从脂肪酸的甲基碳起计算其碳原子顺序。△编码体系：从脂肪酸的羧基碳起计算碳原子的顺序。CH3-(CH2)5-CH=CH-(CH2)7-COOH/n系编码系编码十六碳-7-烯酸十六碳-9-烯酸不饱和脂肪酸的命名第8页/共136页

油酸：十八碳-9-烯酸,

18：1△9c，亚油酸（ω-6,8）：十八碳-9，12-二-烯酸,18：2△9c，12c

α-亚麻酸（ω-3,6,9）：十八碳-9，12，15-三-烯酸，18:3△9c，12c，15c

花生四稀酸（ω-6,9,12,15）：二十碳-5，8，11，14四-烯酸，20：4△5c，8c，11c，14c

二十二碳六烯酸（DHA）

（ω-3,,,,,）：

22：6△4c，7c，10c，13c，16c，19c

二十碳五稀酸（EPA）

ω-3系多不饱和脂肪酸（PUFA）2.不饱和脂肪酸：1-6个双键第9页/共136页常见的不饱和脂肪酸第10页/共136页ω9及ω7系——体内可以合成，

ω6及ω3系——机体不能合成。ω3、ω6及ω9三族——体内彼此不能相互转化必需脂肪酸

ω6及ω3系。3族:

促进儿童智力发育、延缓大脑衰老、降低血液胆固醇浓度第11页/共136页（一）储能和供能的主要物质1g

脂肪在体内彻底氧化供能约38KJ，而1g糖彻底氧化仅供能约16.7KJ脂肪组织储存脂肪,约占体重10-20%.3、脂类的主要生理功能合理饮食脂肪氧化供能占15-25%空腹脂肪氧化供能占50%以上禁食1-3天脂肪氧化供能占85%饱食、少动脂肪堆积，发胖第12页/共136页(二)生物膜的重要结构成分

作为细胞膜的主要成分,细胞所含的磷脂几乎都集中在生物膜中，是生物膜结构的基本组成成分。磷脂（甘油磷脂和鞘磷脂），胆固醇，糖脂第13页/共136页（1）必需脂肪酸(人体不能合成，必须食物摄取)

亚油酸

18碳脂肪酸，含两个不饱和键；

亚麻酸

18碳脂肪酸，含三个不饱和键；

花生四烯酸

20碳脂肪酸，含四个不饱和键；

（2）参与代谢调控

(三)提供给机体必需脂肪酸并参与代谢调控花生四烯酸前列腺素等生物活性物质磷脂酰肌醇三磷酸肌醇、甘油二酯胆固醇类固醇激素、VD3（第二信使）(四)保护和保温作用。第14页/共136页10-3脂肪的分解代谢一、脂肪动员概念：储存于脂肪细胞中的脂肪，在脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。第15页/共136页乳糜微粒脂肪小肠血液淋巴系统脂肪脂肪酶甘油甘油激酶DHAP糖酵解脂肪酸氧化供能蛋白包装一、脂肪动员概念：脂肪细胞中的脂肪在脂肪酶作用下逐步水解为游离脂肪酸和甘油，释放入血供其它组织利用的过程，称脂肪动员。10-3脂肪的分解代谢动物和细菌获取能量的主要形式第16页/共136页三酯酰甘油的分解代谢

三酯酰甘油的水解TGH2O脂肪酸H2O脂肪酸H2O脂肪酸TG脂肪酶DG脂肪酶MG脂肪酶DGMG甘油COHCHO2CO-RCO-RCHO2CO-R123COHCHO2CHO2H3RCOOH12HHRCOOHRCOOH+第17页/共136页二、甘油的分解代谢糖异生3-磷酸甘油第18页/共136页三.脂肪酸的氧化分解饱和偶数碳链脂肪酸的氧化分解

β-氧化作用

α-氧化作用

ω-氧化作用饱和奇数碳链脂肪酸的氧化分解不饱和脂肪酸的氧化分解

CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH第19页/共136页

——是因为氧化发生在β-碳原子上而的名。基本过程：

1.脂肪酸的活化成脂酰辅酶A

(胞液)

2.脂肪酸的转运

(也即穿膜)

3.脂肪酸的-氧化

(线粒体)

4.乙酰辅酶A的氧化（一）饱和脂肪酸的β－氧化CH3-(CH2)n-

CH2-

CH2-COOH第20页/共136页1.脂肪酸活化——脂酰CoA形成（胞液）ATPAMP+PPiMg2+

H2O2Pi反应不可逆+CoA-SH脂酰CoA合成酶形成高能键的反应：

通过ATP的一个磷酸酐键水解产生，由ATP的第二个酸酐键驱动完成。第21页/共136页

脂酰-CoA水解时的标准自由能变化

ΔG0=-13KJ/mol

生物体内ATP供能往往通过偶联反应使

ΔG0<0

脂酰-CoA形成与ATP水解相偶联

焦磷酸的水解强化了供能22试解释脂肪酸活化的能量变化？第22页/共136页存在于线粒体外膜和内质网，该酶至少有三种，分别相应于长、中、短链脂肪酸23脂酰CoA合成酶(脂肪酸硫激酶)

活化了的脂肪酸分子（脂酰CoA）

小于10个碳，容易穿过线粒体内膜；大于10个碳？脂肪酸首先要进入线粒体基质才能开始代谢过程第23页/共136页2.穿膜（脂酰CoA进入线粒体）HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3

OHCH3CH31）脂酰CoA进入线粒体基质的载体

——肉碱(carnitine）来携带脂酰基。

羟基与脂肪酸连接成酯肉毒碱L-β-羟-γ-三甲氨基丁酸第24页/共136页酯酰肉碱穿梭系统移位酶2）肉碱脂肪酰转移酶同工酶(CAT)（酶Ⅰ和酶Ⅱ）

催化移换反应是由肉碱脂肪酰转移酶Ⅰ(carnitineacyltransferaseⅠ)和肉碱脂肪酰转移酶Ⅱ

共同完成.肉毒碱脂酰CoA转移酶Ⅰ(限速酶)肉毒碱脂酰CoA转移酶Ⅱ第25页/共136页肉毒碱此过程为脂肪酸β-氧化的限速步骤，CAT-Ⅰ是限速酶第26页/共136页①脱氢：

脂酰CoA脱氢酶，FAD

②加水：

△2烯酰CoA水化酶

③再脱氢：β-羟脂酰CoA脱氢酶，NAD+

④硫解（脱乙酰CoA）：

β-酮脂酰CoA硫解酶，HS-CoA

3.脂酸的β氧化第27页/共136页（1）脱氢脂酰CoA经脂酰CoA脱氢酶催化，在其α和β碳原子上脱氢，生成△2反烯脂酰CoA。（2）加水（水合反应）△2反烯脂酰CoA在△2反烯脂酰CoA水合酶催化下，在双键上加水生成L-β-羟脂酰CoA。

βα△G0’=-20kJ/mol

βα△G0’=-3.1kJ/mol2第28页/共136页（3）脱氢

L-β-羟脂酰CoA在L-β-羟脂酰CoA脱氢酶催化下，脱去β碳原子与羟基上的氢原子生成β-酮脂酰CoA，该反应的辅酶为NAD+。（4）硫解在β-酮脂酰CoA硫解酶催化下，β-酮脂酰CoA与CoA作用，硫解产生1分子乙酰CoA和比原来少两个碳原子的脂酰CoA。△G0’=+15.7kJ/mol△G0’=-28kJ/mol第29页/共136页

乙酰CoAFADFADH2

NAD+NADHRCH2CH2CO-SCoA脂酰CoA脱氢酶脂酰CoA

β-烯脂酰CoA水化酶

β-羟脂酰CoA脱氢酶

β-酮酯酰CoA硫解酶RCHOHCH2CO~ScoARCOCH2CO-SCoARCH=CH-CO-SCoA

+CH3CO~SCoAR-CO~ScoAH2O

CoASHTCA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoAATPH20呼吸链H20呼吸链

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA

乙酰CoA-氧化循环的反应过程第30页/共136页脂肪酸氧化的三个阶段第31页/共136页脂肪酸β氧化最终的产物为乙酰CoA、NADH和FADH2：

FADH2→

2ATP;NADH→3ATP，故一次-氧化循环可生成5分子ATP。

1分子乙酰CoA经彻底氧化分解可生成12分子ATP。脂肪酸β-氧化的能量生成以16C的软脂酸为例来计算，则生成ATP的数目为：7次-氧化分解产生5×7=35分子ATP；8分子乙酰CoA可得12×8=96分子ATP；

共可得131分子ATP，减去活化时消耗的两分子ATP，故软脂酸彻底氧化分解可净生成129分子ATP。第32页/共136页对于任一偶数碳原子的长链脂肪酸，其净生成的ATP数目可按下式计算：nnATP净生成数=（—-1）×5+—×12–222β-氧化的次数生成的乙酰CoA数脂肪酸活化消耗的ATP数第33页/共136页（二）饱和脂肪酸的α-氧化作用(肝、脑)发生在α-碳原子上脂肪酸氧化作用RCH2COO-RCH(OH)COO-RCOCOO-CO2O2NAD+NADH+H+NAD+NADH+H+RCH(OOH)COO-CO2RCHOO2NAD+NADH+H+过氧化羟化单加氧酶脱氢酶脱氢酶α-羟脂酸RCOO-

第34页/共136页（三）饱和脂肪酸的ω氧化作用ω-氧化:

指脂肪酸的末端甲基（ω-端）经氧化转变成羟甲基，继而再氧化成羧基，从而形成α，ω-二羧酸的过程。

生成的二羧酸转运至线粒体,在进行-氧化,最后生成琥珀酰CoA,直接进入TCA代谢.CH3(CH2)nCOO-HOCH2(CH2)nCOO-OHC(CH2)nCOO--OOC(CH2)nCOO-O2NAD(P)+NAD(P)H+H+NAPD+NADPH+H+NAD(P)+NAD(P)H+H+混合功能氧化酶醇酸脱氢酶醛酸脱氢酶第35页/共136页脂肪酸的其他氧化方式L-甲基丙二酸单酰CoA消旋酶变位酶5-脱氧腺苷钴胺素琥珀酰CoA

丙酰CoA羧化酶（生物素）ADP+PiD-甲基丙二酸单酰CoAATP+CO2经三羧酸循环途径→丙酮酸羧化支路→糖有氧氧化途径彻底氧化分解1.奇数碳脂肪酸的氧化：奇数碳脂肪酸CH3CH2CO~CoA-氧化丙酰CoA第36页/共136页

不饱和脂酸β氧化

顺3-烯酰CoA顺2-烯酰CoA

反2-烯酰CoA3顺-2反烯酰CoA

异构酶

β氧化途径

L(+)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoA

表异构酶H2O脂肪酸的其他氧化方式乙酰CoA2.不饱和脂肪酸的氧化（差向异构酶、还原酶）

第37页/共136页1）进入TCA循环

2）胆固醇生物合成的起始化合物

3）脂肪酸合成前体的角色

4）生成酮体参与代谢(肝脏及肾脏细胞)

形成乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮，这三者统称为酮体(四)、乙酰CoA代谢结局第38页/共136页酮体的生成和利用1.概述酮体是肝输出脂肪能源的一种重要的形式，是肝脏分解氧化时特有的中间代谢产物。酮体具水溶性，能透过血脑屏障及毛细血管壁，

在正常情况下，酮体是脑组织的重要能源物质。在饥饿、糖尿病时，脂肪动员加强，酮体生成过多，超出肝外组织利用能力，酮血症(ketonemia)、酮尿症(ketonuria)、酮症酸中毒等。2.酮体的生成

3.酮体的氧化和利用第39页/共136页2.酮体的生成

场所：肝脏线粒体原料：乙酰CoA关键酶：β-羟-β-甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA）合成酶（肝中）第40页/共136页3.酮体的氧化和利用

肝内生酮，肝外利用肝脏向肝外组织输出脂肪酸能源的有效形式

利用酮体的酶有两种:

琥珀酰CoA转硫酶（心、肾、脑和骨骼肌细胞线粒中）乙酰乙酸硫激酶（心、肾、脑细胞线粒体中）。第41页/共136页

心、肾、脑、骨骼肌细胞心、肾、脑细胞β羟丁酸-NAD+NADH+H

HSCoA+ATP乙酰乙酸琥珀酰CoA乙酰乙酸硫激酶琥珀酰CoA转硫酶AMP+PPi乙酰乙酰CoA琥珀酸硫解酶2×乙酰CoA三羧酸循环+

β-羟丁酸脱氢酶

当由琥珀酰CoA转硫酶催化进行氧化利用时:乙酰乙酸可净生成24分子ATP，-羟丁酸可净生成27分子ATP。而由乙酰乙酸硫激酶催化

进行氧化利用时:乙酰乙酸则可净生成22分子ATP，-羟丁酸可净生成25分子ATP。丙酮可在一系列酶作用下转变成丙酮酸或乳酸，进而异生成糖。第42页/共136页10-4脂肪的合成代谢

甘油三酯（肝脏、脂肪组织小肠）磷酸甘油脂肪酸甘油的磷酸化

（甘油再利用）乙酰CoA

糖代谢磷酸二羟丙酮合成部位原料糖糖酵解糖氧化分解第43页/共136页

脂肪合成原料：α-磷酸甘油脂肪酸（一）-磷酸甘油的合成来源有二来自糖代谢：G→3-磷酸甘油醛→-磷酸甘油细胞内甘油再利用(肝、肾组织)此过程既是细胞内甘油的生成过程又是其再利用过程第44页/共136页乙酰CoA:

来源于G和AA（丙氨酸脱氨），丙二酰CoA:脂肪酸的直接二碳供体

线粒体中的乙酰CoA，需通过柠檬酸-丙酮酸循环（或称柠檬酸穿梭系统）运到胞浆中，才能供脂肪酸合成所需。原料酶乙酰CoA羧化酶，辅基为生物素-HCO3﹣脂肪酸合成酶系脂酰基载体蛋白（ACP）（二）脂肪酸的生物合成（软脂酸）地点

胞浆中（肝脏、脂肪等组织）

NADPH

--供氢体（来自磷酸戊糖途经）

辅助因子ATP----供能乙酰辅酶A都是在线粒体内生成的第45页/共136页

(1)乙酰CoA的穿膜转运：柠檬酸-丙酮酸循环

(2)丙二酸单酰CoA形成：乙酰CoA的活化

乙酰CoA丙二酸单酰CoA脂肪酸合成过程可以分为两个阶段：1酰基转移反应2

脂肪酸（16C）的合成

缩合、还原、脱水、还原的碳链加长循环反应转酰基并羧化第46页/共136页1酰基转移反应(1)乙酰CoA的穿模转运(柠檬酸-丙酮酸循环)每循环一次，可使1分子乙酰CoA由线粒体进入胞液，同时消耗2分子ATP，消耗1

分子NADH,产生1分子NADPH第47页/共136页乙酰CoA羧化酶（辅基-生物素）CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA

长链脂酰CoA-乙酰CoA柠檬酸异柠檬酸+关键酶（限速酶）(2)乙酰CoA的羧化——丙二酸单酰CoA的合成提供CO2高糖低脂饮食会促进此酶的合成

该酶是３种蛋白质的复合体，其一是生物素羧基载体蛋白BCCP，另外两种蛋白是生物素羧化酶和转羧酶

第48页/共136页

1分子乙酰CoA

和7分子丙二酸单酰CoA在脂肪酸合成酶系催化下，由NADPH和H+供氢合成脂肪酸。

2、脂肪酸的合成（16C）第49页/共136页多功能酶，一条多肽链上具有7种不同功能。以脂酰基载体蛋白（ACP）为中心，周围有序排布着具有催化活性的酶。两个相同单体的-SH首尾相连成二聚体才具有活性。

ACP将底物转送到各个酶活性位点上，使脂肪酸合有序进行。有催化活性的酶分别催化酰基转移、缩合、加氢、脱水和硫解反应脂肪酸合成酶系——有7种酶活性和一个酰基载体蛋白质。第50页/共136页´脂肪酸合成中的脂酰基载体辅基：酰基载体蛋白ACP:

相对分子量较低的蛋白质，它的辅基是磷酸泛酰巯基乙胺，后者与ACP的Ser残基相连，另一端的SH基与脂酰基形成硫酯键。它在脂肪酸的合成中相当于脂肪酸降解中乙酰辅酶A的作用。第51页/共136页两类酰基载体ACP的辅基磷酸泛酰巯基乙胺与辅酶A的组成部分第52页/共136页一条多肽链上具有7种酶过程：由酰基转移、缩合、还原、脱水、再还原反应构成的重复加成过程。第53页/共136页

脂肪酸合酶催化形成脂肪酸共有7步反应：

1、启动：乙酰-CoA：ACP转酰酶

2、装载：丙二酸单酰CoA:ACP转酰酶

3、缩合：-酮酰-ACP合酶

4、加氢还原：-酮酰-ACP还原酶

5、脱水：-羟酰-ACP脱水酶

6、加氢还原：烯酰-ACP还原酶

7、释放：软脂酰-ACP硫酯酶第54页/共136页

乙酰CoA乙酰-ACP

丙二酸单酰CoA丙二酸单酰-ACP乙酰CoA酰基转移酶丙二酸单酰CoA转移酶催化启动与装载——酰基转移反应：第55页/共136页3.缩合：乙酰-ACP和丙二酸单酰-ACP缩合

——生成β-酮脂酰-ACP（乙酰乙酰-ACP）4.第一次加氢：——还原为β-羟丁酰-ACP。乙酰乙酰-ACPβ-酮脂酰-ACP还原酶第56页/共136页5.脱水——其α与β碳原子间脱去一分子水生成

烯丁酰-ACP（反式）β-羟丁酰-ACPβ-羟脂酰-ACP脱水酶6.二次加氢——丁酰-ACP生成β-烯丁酰-ACPβ-烯脂酰-ACP还原酶丁酰-ACP是脂肪酸合成的第一轮产物第57页/共136页丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP：

再循环缩合、加氢、脱水、加氢，又增加两个碳原子，释放一分子CO2，消耗2个NADPH，经过6次重复后合成软脂酰-ACP；软脂酰-ACP合成——循环6次7.释放软脂酰-ACP在硫酯酶催化下水解释放出软脂酸第58页/共136页

乙酰CoA＋7丙二酸单酰CoA＋14NADPH＋14H+软脂酸＋14NADP+＋7CO2＋6H2O＋8CoA-SH脂肪酸合成酶系（7次循环）软脂酸（16C）合成的总反应式：第59页/共136页脂肪酸合成的特点：在细胞质中进行;有CO2的加入和放出;由甲基端向羧基断合成;用NADPH作为还原剂。第60页/共136页软脂酸的合成总图第61页/共136页

合成氧化细胞中部位细胞质线粒体酶系7种酶，多酶复合体4种酶分散存在酰基载体ACPCoA二碳片段丙二酸单酰CoA乙酰CoA电子供体（受体）NADPHFAD、NAD循环缩合、还原、脱水、还原氧化、水合、氧化、裂解β-羟脂酰基构型D型L型底物穿梭机制柠檬酸穿梭脂酰肉碱穿梭对HCO3-及柠檬酸的要求要求不要求方向甲基到羧基羧基到甲基能量变化消耗7个ATP及14个NADPH，共49ATP。（7FADH2+7NADH-2ATP）共33ATP产物16碳酸以内的脂肪酸。18碳酸可彻底降解脂肪酸的β－氧化和从头合成的异同第62页/共136页脂肪酸的β－氧化和从头合成的异同第63页/共136页

体内有两种不同的酶系可以催化碳链的延长:

（三）脂肪酸碳链的延长(16C以上)内质网脂肪酸延长酶系

用丙二酸单酰CoA作为C2的供体，NADPH作为H的供体，中间过程和脂肪酸合成酶系的催化过程相同，产物主为24碳硬脂酸。

线粒体脂肪酸延长酶系

以乙酰CoA为C2供体，不需要酰基载体，由软脂酰CoA与乙酰CoA直接缩合，产物主为24～26碳硬脂酸。第64页/共136页1、糖代谢对脂肪酸合成的调节乙酰CoA羧化酶的别构调节物抑制剂：软脂酰CoA及其他长链脂酰CoA

激活剂：柠檬酸、异柠檬酸、乙酰辅酶A（四）脂肪酸合成的调节糖代谢调节激素代谢调节第65页/共136页糖代谢加强，糖代谢产生的乙酰辅酶A及柠檬酸别构激活乙酰辅酶A羧化酶(脂肪酸合成的调节酶),促进丙二酸单酰CoA的合成，有利于脂肪酸的合成。NADPH及乙酰CoA供应增多，有利于脂肪酸的合成。另外，丙二酸单酰CoA又可与脂酰CoA竞争脂肪分解的调节酶---肉毒碱酰基转移酶Ⅰ，阻碍脂酰CoA进入线粒体进行β-氧化。所以，糖供应充分，氧化分解正常时，脂肪合成代谢加强，分解代谢减慢。1）糖供应充足时对脂肪酸代谢的影响第66页/共136页

糖供应不足，脂肪动员加快，肝细胞内脂酰CoA增多，后者可别构抑制乙酰CoA羧化酶，从而抑制了脂肪酸合成。脂肪酸的β-氧化明显。2）、糖供应不充分时对脂肪酸代谢的影响第67页/共136页1）、促进脂肪合成的激素

胰岛素

诱导乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶、柠檬酸裂解酶等酶的合成，从而促进脂肪合成。2、激素对脂肪代谢的影响如胰岛素：通过磷蛋白磷酸酶，使乙酰CoA羧化酶

去磷酸化而复活。第68页/共136页

肾上腺素、生长素、甲状腺素等能促进脂肪水解的调节酶——三脂酰甘油脂肪酶

活性，从而促进脂肪分解。2）、有利于脂肪分解的激素第69页/共136页第十一章蛋白质分解代谢catabolismofprotein个别氨基酸的代谢氨基酸的一般代谢第70页/共136页第71页/共136页溶酶体途径:—无选择地降解蛋白质泛肽（ubiguitin）途径:—给选择降解的蛋白质加以标记2、细胞内蛋白质降解第72页/共136页溶酶体系

含有约50种不同的水解酶。溶酶体:

融合细胞中的吞噬噬泡，随即分解其内容物；

降解蛋白质是非选择性的，不依赖ATP；主要降解

细胞胞吞作用摄取的外源蛋白、膜蛋白

及长寿命的细胞内蛋白。1）溶酶体系统—无选择地降解蛋白质第73页/共136页第74页/共136页

泛肽76个ＡＡ组成的非常保守的小蛋白质。

蛋白质降解途径依赖ATP，在胞质中进行；主要降解异常蛋白和短寿命蛋白（调节蛋白），此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。是目前已知的最重要的、有高度选择性的蛋白质降解途径。2)泛肽系统(ubiguitin简称Ub))

—给选择的蛋白质加以标记第75页/共136页E1-泛素活化酶E2-泛素携带蛋白泛素CO-O+HS-E1ATPAMP+PPi泛素COS

E1HS-E2HS-E1泛素COSE2泛素COSE1被降解蛋白质HS-E2泛素COSE2泛素CNH被降解蛋白质OE3泛素化过程E3-泛素蛋白连接酶第76页/共136页2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙·切哈诺沃、阿夫拉姆·赫什科和美国科学家欧文·罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。第77页/共136页

防止异常或不需要的蛋白质的积累，有利于氨基酸的循环利用。蛋白质降解意义作为氮源和能源进行代谢。蛋白质不能储备。细胞对代谢进行调控的一种方式第78页/共136页（1）主动转运

由氨基酸运载蛋白与氨基酸、Na+组成三联体，

ATP供能将氨基酸、Na+转入细胞内，

Na+再由钠泵排出细胞。碱性氨基酸运载蛋白酸性氨基酸运载蛋白亚氨基酸与甘氨酸载体运载蛋白1.吸收机制（两种方式）中性氨基酸运载蛋白（二）、氨基酸的吸收氨基酸载体类型第79页/共136页(2).γ-谷氨酰基循环转运①谷胱甘肽对氨基酸的转运②谷胱甘肽再合成转运的特点γ-谷氨酰转移酶位于细胞膜上，

其他酶在细胞液中.

转运1分子氨基酸需要消耗3分子ATP第80页/共136页半胱氨酰甘氨酸(Cys-Gly)半胱氨酸甘氨酸E4肽酶E2

-谷氨酸环化转移酶氨基酸5-氧脯氨酸谷氨酸E35-氧脯氨酸酶ATPADP+Pi-谷氨酰半胱氨酸E4-谷氨酰半胱氨酸合成酶ADP+PiATPE5谷胱甘肽合成酶ATPADP+Pi谷胱甘肽

GSH细胞外E1γ-谷氨酰基转移酶细胞膜细胞内氨基酸COOHCHNH2CH2CH2CONHCHCOOHR-谷氨酰氨基酸-谷氨酰基循环第81页/共136页利用肠粘膜细胞上的二肽或三肽的转运体系此种转运也是耗能的主动吸收过程吸收作用在小肠近端较强2、肽的吸收第82页/共136页§11.4氨基酸的一般代谢一、氨基酸代谢概况二、脱氨基作用三、氨的代谢四、－酮酸的代谢GeneralMetabolismofAminoAcids大多数氨基酸分解代谢方式相似，但合成代谢途径有所不同。第83页/共136页氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收

组织蛋白质分解体内合成氨基酸

(非必需氨基酸)一、氨基酸代谢概况α-酮酸脱氨基作用酮体氧化供能糖胺类脱羧基作用氨尿素代谢转变其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成氨基酸代谢库：外源性氨基酸与内源性氨基酸混合，分布于体内各处，参与代谢，称为~。§11.4氨基酸的一般代谢第84页/共136页氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱羧基作用+一、氨基酸代谢概况第85页/共136页脱羧——CO2出路

?

1、大部分直接排出细胞外

2、小部分通过丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或苹果酸，他们对于三羧酸循环有促进作用。第86页/共136页脱羧——胺出路?

胺可在胺氧化酶的催化下生成醛。醛在醛脱氢酶的催化下，加水脱氢生成有机酸。有机酸再经β－氧化生成乙酰CoA。乙酰CoA进入三羧酸循环，最后被氧化成CO2和H2O。第87页/共136页

二、

氨基酸的脱氨基作用脱氨基方式：氧化脱氨基、

转氨基

联合脱氨基非氧化脱氨基。而非氧化脱氨基作用则主要见于微生物中。定义

氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程第88页/共136页酶2H+H+亚氨基酸不稳定H2O+H+水解加氧脱氢NH4+α-酮酸2包括脱氢和水解两步,其中脱氢反应需酶催化，而水解反应则不需酶的催化。（一）氧化脱氨基作用——有氨生成酶——L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶！第89页/共136页L-氨基酸氧化酶

需氧脱氢酶，以FAD或FMN为辅基，脱下的氢原子交给O2，生成H2O2。该酶活性低，分布于肝及肾脏，在各组织器官中分布局限，因此作用不大。

D-氨基酸氧化酶

以FAD为辅基。活性强，但体内

D-氨基酸少。氧化脱氨的主要酶：L-谷氨酸脱氢酶不需氧脱氢酶，

NAD+或NADP+为辅酶，

第90页/共136页+H2O_H2O+NH3L-谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶

NAD+(NADP+)NADH+H+(NADPH+H+)L-谷氨酸脱氢酶的作用：-亚氨基戊二酸-酮戊二酸第91页/共136页活性强，分布于肝、肾及脑组织。辅酶为NAD+或NADP+

，

变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。

专一性强，只作用于谷氨酸，使生成α-酮戊二酸，催化的反应可逆。氧化脱氨基作用的局限性：仅谷氨酸经此脱氨

L-谷氨酸脱氢酶：第92页/共136页酶——转氨酶（二）转氨基作用：转氨酶磷酸吡哆醛（胺）

（VB6）

转氨基作用——α-AA和酮酸之间氨基的转移作用特点：a.

可逆，受平衡影响

b.

氨基大多转给了α-酮戊二酸（产物谷氨酸）第93页/共136页大多数转氨酶都需要-酮戊二酸作为氨基的受体，许多氨基酸的氨基，通过转氨作用转化为谷氨酸，再经L-谷氨酸脱氢酶的催化导致了氨基酸的氧化分解。但赖氨酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。所以,生物体内转氨基作用以谷氨酸与α一酮戊二酸组成的转氨体系最重要。举例磷酸吡哆醛（VB6）提问：为什么多转给α-酮戊二酸？答案：来源有保证，谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生α-酮戊二酸。第94页/共136页举例天冬氨酸+α-酮戊二酸

草酰乙酸+谷氨酸CH2-COO-CH+NH3COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CH+NH3COO---++谷草转氨酶磷酸吡哆醛（VB6）第95页/共136页转氨基作用的机制:(作业)

转氨酶的辅酶：

迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP）为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。PLPPMP第96页/共136页⑴丙氨酸氨基转移酶(ALT或GPT)⑵天冬氨酸氨基转移酶(AST或GOT)2、体内重要的转氨酶(alanineaminotransferase)(aspartateaminotransferase)第97页/共136页CH3CHNH2COOH+ALTCH3C=OCOOH+丙氨酸α-酮戊二酸丙酮酸谷氨酸COOH(CH2)2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOHCOOH(CH2)2C=OCOOHCOOHCH2CHNH2COOH+ASTCOOHCH2C=OCOOHCOOH(CH2)2CHNH2COOH天冬氨酸α-酮戊二酸草酰乙酸谷氨酸+（谷丙转氨酶）（谷草转氨酶）第98页/共136页正常成人各组织中AST和ALT活性（单位/g湿组织）组织名称ASTALT心脏1560007100肝骼肌990004800肾脏9100019000胰脏280002000脾脏140001200肺脏10000700血清20

16谷丙谷草第99页/共136页

丙氨酸氨基转移酶（ALT）又称谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高该酶在肝中活性较高，在肝的疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。ALT、AST的临床意义

天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT)该酶在心肌中活性较高，故心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。临床意义：心肌梗患者血清AST升高第100页/共136页接受氨基的主要酮酸有：丙酮酸-酮戊二酸草酰乙酸只有氨基转移，没有氨(NH3)的生成.其辅酶都是磷酸吡哆醛.既是氨基酸分解代谢的途径，也是体内非必需氨基酸合成的重要途径。反应可逆K≈1。生理学意义：对糖和蛋白质代谢产物的互相转变有重要性转氨基作用特点氨基酸侧链末端的氨基亦可通过转氨基作用脱去。丙酮酸丙氨酸草酰乙酸天冬氨酸-酮戊二酸谷氨酸沟通了糖与蛋白质的代谢第101页/共136页转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行的过程。使氨基酸脱去氨基并氧化为-酮酸方法有：转氨基偶联谷氨酸氧化脱氨基作用

转氨基偶联嘌呤核苷酸（AMP）循环脱氨作用（三）联合脱氨基作用：联合脱氨作用可在肝、肾等大多数组织细胞中进行，由于酶活性强，分布广，是体内主要的脱氨基的方式。第102页/共136页转氨酶氨基酸-酮酸L-谷氨酸脱氢酶NH3

+NADH+H+H2O+NAD+

-酮戊二酸谷氨酸原料：α-氨基酸、α-酮酸酶：转氨酶、L-谷氨酸脱氢酶（NAD+、NADP+）部位：肝、肾、脑组织细胞内特点：有氨生成，反应过程可逆

脱氨迅速体内合成非必需氨基酸的主要途径转氨酶L-谷氨酸脱氢酶α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸L-谷氨酸NADH+NH3NAD++H20

酶：转氨酶、谷氨酸脱氢酶，１.联合脱氨——转氨与氧化脱氨的联合第103页/共136页2、转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨①转氨酶

②

谷草转氨酶(GOT)③腺苷酸代琥珀酸合成酶GTPMg2+

④裂合酶⑤腺苷酸(AMP)脱氨酶⑥延胡索酸酶⑦L-苹果酸脱氢酶（NAD+）原料：α-氨基酸、α-酮酸、谷氨酸、草酰乙酸、天冬氨酸、次黄嘌呤核苷酸（IMP）部位：骨骼肌和心肌组织酶：第104页/共136页α-氨基酸α-酮酸α-酮戊二酸L-谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸腺苷酸代琥珀酸苹果酸延胡索酸腺苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMP）裂合酶转氨酶谷草转氨酶合成酶Mg2+腺苷酸(AMP)脱氨酶延胡索酸酶L-苹果酸脱氢酶2.转氨偶联嘌呤核苷酸循环脱氨简图H2O=O=OH2O第105页/共136页谷氨酰胺和天冬酰胺的脱氨？脱氨H2ONH3谷氨酰胺谷氨酸天冬酰胺与之类似。NH3何处去呢？谷氨酰胺酶上述两种酰胺酶广泛存在，有相当高的专一性。反应可逆，亦是NH3的利用途径（谷氨酰胺、天冬酰胺生物合成）第106页/共136页血氨肠道吸收氨基酸脱氨酰胺水解其他含氮物分解合成尿素合成氨基酸合成酰胺合成其他含氮物铵盐直接排出血氨的来源与去路以谷氨酰胺天冬酰胺形式儲存三、氨的代谢转变第107页/共136页尿素：蛋白质分解代谢的最终产物

合成部位：肝脏的线粒体及胞液中。生成机制:

鸟氨酸循环（尿素循环）（一）氨的代谢——尿素合成（解氨毒形式）

瓜氨酸精氨酸酶尿素鸟氨酸NH3+CO2精氨酸NH3第108页/共136页1.氨基甲酰磷酸的合成（线粒体）

2.瓜氨酸的合成（线粒体）

3.精氨琥珀酸的合成（细胞质）

4.精氨酸的合成（细胞质）

5.精氨酸水解生成尿素（细胞质）

尿素循环的详细步骤第109页/共136页1.氨甲酰磷酸的合成（线粒体）HCO3-+CPS-Ⅰ作用：氨做氮的供体，参与尿素合成。氨甲酰磷酸合成酶有两种：线粒体中氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ（CPS-Ⅰ）细胞质内氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ

（CPS-Ⅱ

）变构激活剂CPS-Ⅱ作用：用谷氨酸做氮的供给体参与嘧啶生物合成。乙酰CoA＋谷氨酸AGA合成酶精氨酸（+）第110页/共136页2.瓜氨酸的合成（线粒体）第111页/共136页3、精氨琥珀酸和4.精氨酸的合成（细胞质）第112页/共136页5.精氨酸水解生成尿素（细胞质）第113页/共136页

尿素的两个氨基，一个来源于氨，另一个来源于天冬氨酸；一个碳原子,来源于HCO3-，共消耗4个高能磷酸键，是一个需能过程，总反应但谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸反应生成1分子NADH；

延胡索酸经草酰乙酸转化为天冬氨酸也形成1分子NADH。两个NADH再氧化，可产生5个ATP。第114页/共136页CPS-Ⅰ的调节：精氨酸↑→尿素合成速度↑

N-乙酰谷氨酸激活酶精氨酸代琥珀酸合成酶：鸟氨酸氨基甲酰转移酶：（肝细胞再生时，活性↓）

尿素合成的调节

食物蛋白质的影响：高蛋白饮食→尿素合成速度↑第115页/共136页精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸合成酶,Mg2+鸟氨酸氨基甲酰转移酶氨基甲酰磷酸合成酶I精氨酸酶鸟氨酸循环第116页/共136页氨基甲酰磷酸第117页/共136页

1.丙氨酸-葡萄糖循环其它氨基酸—酮酸丙酮酸糖分解丙氨酸丙氨酸丙氨酸尿素NH3-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸葡萄糖葡萄糖葡萄糖肌肉血液肝||||||||||||||||||||||(二)氨的转运丙氨酸-葡萄糖循环

谷氨酰胺的运氨作用肌肉蛋白质分解转氨酶GPT谷氨酸第118页