蛋白质代集的学习教案

蛋白质代集的学习教案第1页/共72页11.1蛋白质的酶解蛋白质在哺乳动物消化道中降解为氨基酸经过一系列的消化过程。蛋白质经各种酶的协同作用，最后全部转变为氨基酸。第2页/共72页

蛋白质的消化：胃蛋白酶水解食物蛋白质为多肽，再在小肠中完全水解为氨基酸。胃蛋白酶：催化水解芳香族氨基酸（Phe/Tyr/Trp）和蛋氨酸、亮氨酸。胰蛋白酶：水解碱性氨基酸（Lys/Arg）羧基；胰凝乳蛋白酶：催化断裂芳香族氨基酸（Phe/Tyr/Trp）弹性蛋白酶：水解脂肪族氨基酸（Ala/Ser/Thr）等。第3页/共72页第4页/共72页必需氨基酸与非必需氨基酸：体内不能合成，必须由食物蛋白质供给的氨基酸称为必需氨基酸。反之，体内能够自行合成，不必由食物供给的氨基酸就称为非必需氨基酸。必需氨基酸一共有八种：赖氨酸（Lys）、色氨酸（Trp）、苯丙氨酸（Phe）、蛋氨酸（Met）、苏氨酸（Thr）、亮氨酸（Leu）、异亮氨酸（Ile）、缬氨酸（Val）。精氨酸和组氨酸必需以必需氨基酸为原料来合成，故被称为半必需氨基酸。第5页/共72页氨基酸的吸收：主要在小肠进行，是一种主动转运过程，需由特殊载体携带。在人和动物体内，氨基酸被小肠粘膜吸收后即通过粘膜的微血管进入血液运到肝脏及其他器官进行代谢有少量氨基酸由淋巴系统进入血液抗菌素可抑制氨基酸的吸收。第6页/共72页氨基酸谷胱甘肽膜外膜膜内γ-谷氨酰氨基酸氨基酸若干步反应γ-谷氨酰循环转肽酶第7页/共72页

11.2.3蛋白质的分解胃蛋白酶：由胃粘膜分泌，初分泌时无活性（胃蛋白酶原），经胃中的HCl激活后即变为活性蛋白酶，胰蛋白酶及凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶能分解胰蛋白酶所不能作用的肽键.第8页/共72页肽酶氨肽酶：由十二指肠分泌，可使多肽链从自由氨基端开始水解。羧肽酶：由胰脏分泌进入小肠，可使多肤链从羧基端开始水解。二肽酶：使二肽水解成氨基酸。第9页/共72页11.2.4氨基酸的分解11.2.4.1氨基酸在代谢上的分生糖氨基酸:降解为柠檬酸循环中间代谢物的氨基酸可以进入糖异生途径生成葡萄糖，这样的氨基酸称之生糖氨基酸；生酮氨基酸:而那些形成乙酰CoA的氨基酸可以成为脂肪酸或酮体的前体，因此这类氨基酸称之生酮氨基酸

生酮和生糖氨基酸:还有的氨基酸降解时既可生成柠檬酸循环中间代谢物，又可生成乙酰CoA，这样的氨基酸称之既生糖又生酮氨基酸生酮氨基酸和生糖氨基酸的界限并不是非常严格的第10页/共72页

氨基酸失去氨基的作用称为脱氨基作用。氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作用氨基转换作用联合脱氨作用

11.2.4.2氨基酸的共同分解反应氨基酸的脱氨基作用第11页/共72页

氧化脱氨

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非氧化脱氨基作用1、还原脱氨基作用第13页/共72页2、水解脱氨基作用第14页/共72页3、脱水脱氨基作用以磷酸吡哆醛为辅酶第15页/共72页4、脱疏基脱氨基作用第16页/共72页5、氧化-还原脱氨基作用第17页/共72页氨基酸的脱酰胺基作用第18页/共72页第19页/共72页氨基酸的转氨基作用⑴

转氨基作用的一般概念

转氨基作用是α-氨基酸和酮酸之间胺基的转移作用；α-氨基酸的α-氨基借助酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的氨基酸生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。第20页/共72页例：第21页/共72页第22页/共72页第23页/共72页说明：转氨作用是氨基酸脱去氨基的一种重要方式。

构成蛋白质的氨基酸除甘氨酸、赖氨酸、苏氨酸、脯氨酸及羟脯氨酸外，都能以不同程度参加转氨作用。第24页/共72页

⑵

转氨酶催化胺基反应的酶称为转氨酶，或称氨基转换酶。它们对两个底物中的一个底物，即α-酮戊二酸（或谷氨酸）是专一的，而对另外一个底物则无严格的转移性。参与氨基转换的α-酮酸主要是α-酮戊二酸、其次为草酰乙酸。第25页/共72页动物和高等植物的转氨酶一般只催化L-氨基酸和α-酮酸的转氨作用。转氨酶催化的反应都是可逆的。真核细胞的线粒体和胞液中都可进行转氨作用。在细胞不同部位的转氨酶，虽然功能相同，但结构和性质并不相同。哺乳动物细胞中氨基酸氨基的集合作用是在胞液中进行的。第26页/共72页第27页/共72页

联合脱氨基作用氨基酸的α-氨基先借助转氨作用转移到α-酮戊二酸的分子上，生成相应的α-酮酸和谷氨酸，然后谷氨酸在L-谷氨酸脱氢酶的催化下，脱胺基生成α-酮戊二酸同时释放出氨。第28页/共72页第29页/共72页机体内部分氨基酸可进行脱羧基作用而生成相应的一级胺。

催化脱羧反应的酶称为脱羧酶。辅酶为磷酸吡哆醛。氨基酸的脱羧基作用第30页/共72页第31页/共72页第32页/共72页说明：氨基酸脱羧酶的专一性很高。在脱羧酶中只有组氨酸脱羧酶不需要辅酶。氨基酸的脱羧反应普遍存在于微生物、高等动、植物组织中。氨基酸脱羧后形成的胺，有许多重要的生理作用。第33页/共72页绝大多数胺类是对动物有毒的。体内有胺氧化酶，能将胺氧化为醛和氨。第34页/共72页11.2.4.3氨的代谢出路①在肝脏转变为尿素；②合成氨基酸；③合成其他含氮物；④合成天冬酰胺和谷氨酰胺；⑤直接排出。

第35页/共72页11.2.4.3氨的代谢去路水生动物，一般将氨直接排山体外；两栖类，将氨变为尿素再排出；鸟类及爬行动物(如龟)则将氨转变为尿酸排出陆栖高等动物第36页/共72页氨在血液循环中的转运，需以无毒的形式进行，将氨转运至肝脏或肾脏进行代谢。

利用谷氨酰胺进行转化。

氨的转运谷氨酰胺是中性无毒物质，容易透过细胞膜，是氨的主要运输形式第37页/共72页谷氨酰胺由血液运送到肝脏后：第38页/共72页2、

通过葡萄糖—丙氨酸循环转运丙氨酸通过血液运至肝脏：第39页/共72页

丙氨酸-葡萄糖循环：肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转运至肝脏再脱氨基，生成的丙酮酸经糖异生转变为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸，这一循环过程就称为丙氨酸-葡萄糖循环。

在肌肉中，丙酮酸由糖酵解提供。在肝脏中，多余的丙酮酸又可通过葡糖异生作用转化为葡萄糖。将丙酮酸与氨转化为丙氨酸，收到一举两得的功效。第40页/共72页返回尿素循环（鸟氨酸循环）第41页/共72页延胡索酸苹果酸草酰乙酸。草酰乙酸同乙酰CoA缩合成柠檬酸，也可经转氨作用产生天冬氨酸，或成经糖原异牛作用转变为葡萄糖。延胡索酸是鸟氨酸循环与TCA循环的连接物。第42页/共72页①肝细胞液的谷氨酸，透过线粒体膜进入线粒体基质，由谷氨酸脱氢酶将氨基脱下形成游离氨。第43页/共72页②形成瓜氨酸。第44页/共72页③瓜氨酸形成后即离开线粒体进入细胞液。第45页/共72页④精氨琥珀酸在精氨琥珀酸裂解酶催化下分解为精氨酸及延胡索酸。第46页/共72页⑤精氨酸在精氨酸酶催化下，水解为鸟氨酸和尿素。总反应：第47页/共72页说明：形成一分子尿素可清除两分子氨基氮及一分子二氧化碳。尿素循环的优越性：解除氨的毒性，减少血液的酸性

形成一分子尿素需消耗4个高能磷酸键水解释放的自由能。尿素形成过程在机体的不同器官，组织及细胞内的职能分工有利于生物体的自身保护。精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的关键酶第48页/共72页6.1.3

尿酸的形成排尿酸动物如陆生爬虫类和鸟类，以尿酸作为氨基酸基排泄的主要形式。

第49页/共72页说明：

尿素、氨、尿酸并不是自然氨基排泄的仅有形式，蜘蛛以鸟嘌呤作为氨基氮的排泄形式。许多鱼类以氧化三甲胺作为排氮形式。高等植物则将氨基氮以谷氨酰胺和天冬酰胺形式贮存于体内。第50页/共72页20氨基酸的氧化分解途径各异，但它们都集中形成5种产物而进入三羧酸循环，最后氧化为CO2和水。

氨基酸碳骨架的氧化途径第51页/共72页返回第52页/共72页构成蛋白质的20种氨基酸通过转变为乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸以及草酰乙酸五种物质而进入三羧酸循环。第53页/共72页经生成乙酰CoA的途径1、经丙酮酸到乙酰CoA的途径第54页/共72页2、经乙酰乙酰CoA到乙酰CoA的途径第55页/共72页

α-酮戊二酸途径

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形成琥珀酰CoA的途径

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延胡索酸途径有苯丙氨酸和酪氨酸。

草酰乙酸途径天冬酰胺和天冬氨酸可转变为草酰乙酸而进入三羧酸循环。第58页/共72页9

由氨基酸衍生的其他重要物质9.1

氨基酸与一碳单位9.1.1

一碳单位概念一碳单位就是指含有一个碳原子的基团，体内一碳单位有多种形式。常见的一碳单位有甲基（-CH3）、亚甲基或甲烯基（-CH2-）、次甲基或甲炔基（=CH-）、甲酰基（-CHO）、亚氨甲基（-CH=NH）、羟甲基（-CH2OH）等在物质代谢过程中常遇到一碳单位的转移，这类反应需要一碳单位转移酶参加，这一类酶的辅酶为四氢叶酸。第59页/共72页第60页/共72页携带甲基的部位是在N5,N10位。第61页/共72页各种不同形式的一碳单位四氢叶酸：第62页/共72页第63页/共72页常见的一碳单位四氢叶酸衍生物①N10-甲酰四氢叶酸（N10-CHOFH4）；②N5-亚氨甲基四氢叶酸（N5-CH=NHFH4）；③N5,N10-亚甲基四氢叶酸（N5,N10-CH2-FH4）；④N5,N10-次甲基四氢叶酸（N5,N10=CH-FH4）；⑤N5-甲基四氢叶酸（N5-CH3FH4）。第64页/共72页9.1.2

一碳单位的产生如：①甘氨酸的分解反应产生N5,N10,-CH2,-FH4。第65页/共72页②丝氨酸的降解也产生N5,N10,-CH2,-FH4。第66页/