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文档简介
食品中营养成分的代谢第1页/共128页基本概念新陈代谢:生物体与外界环境不断进行物质和能量交换的过程。同化作用:通过物质合成,将外部物质转化成机体的物,称同化作用。异化作用:通过分解,自身的物质又转化为外部物质,称不异化作用。第2页/共128页
生物小分子合成为生物大分子合成代谢物生物体的需要能量质新陈代谢能量代谢代释放能量谢分解代谢
生物大分子分解为生物小分子
第3页/共128页1、生物氧化的概念
生物氧化(BiologicalOxidation)物质在生物体内氧化分解的过程称为生物氧化,主要是指糖、脂肪、蛋白质等有机物在生物体内分解时逐步释放能量,最终生成CO2和H2O的过程。生物氧化的主要生理意义是为生物体提供能量。第4页/共128页2、生物氧化的过程
多糖脂肪蛋白质葡萄糖甘油+脂肪酸氨基酸HCO2TAC乙酰CoAO2H2O能量第5页/共128页3、生物氧化的特点
体内氧化体外氧化(1)物质氧化方式:加氧、脱氢、失电子(2)物质氧化时消耗的氧量、得到的产物和能量相同。1、相同点第6页/共128页2、不同点
体内氧化体外氧化(1)反应条件:温和剧烈(2)反应过程:分步反应一步反应
能量逐步释放能量突然释放(3)产物生成:间接生成直接生成(4)能量形式:热能、ATP热能、光能第7页/共128页生物氧化的特点生物氧化是在生物细胞内进行的酶促氧化过程,反应条件温和(水溶液,中性pH和常温)。氧化进行过程中,必然伴随生物还原反应的发生。水是许多生物氧化反应的氧供体。通过加水脱氢作用直接参予了氧化反应。在生物氧化中,碳的氧化和氢的氧化是非同步进行的。氧化过程中脱下来的氢质子和电子,通常由各种载体,如NADH等传递到氧并生成水。第8页/共128页生物氧化是一个分步进行的过程。每一步都由特殊的酶催化,每一步反应的产物都可以分离出来。这种逐步进行的反应模式有利于在温和的条件下释放能量,提高能量利用率。生物氧化释放的能量,通过与ATP合成相偶联,转换成生物体能够直接利用的生物能ATP。第9页/共128页2.componentsofrespiratorychain:
1).Intracellularsite第10页/共128页2.componentsofrespiratorychain:
第11页/共128页本质
生物氧化的本质是电子的得失,失电子者为还原剂,是电子供体,得电子者为氧化剂,是电子受体在生物体内,它有三种方式:加氧氧化电子转移
生物氧化的本质及过程O2苯丙氨酸酪氨酸第12页/共128页乳酸脱氢酶
脱氢氧化第13页/共128页
在无氧条件下,兼性生物或厌气生物能利用细胞中的氧化型物质作为电子受体,将燃料分子氧化分解,这称为无氧氧化。这些生物有的以有机物分子作为最终的氢受体(如厌氧发酵),有的则以无机物分子作为氢受体(如微生物中的化能自养菌对NO3-、SO42-的利用)。无氧氧化第14页/共128页
有氧氧化
生物氧化在有氧和无氧条件下都能进行。在有氧条件下,好气生物或兼性生物吸收空气中的氧作为电子受体,可将燃料分子完全氧化分解,这称为有氧氧化。因为有氧氧化燃烧完全,产能多,所以,只要有氧气存在,细胞都优先进行有氧氧化。第15页/共128页生物能及其存在形式生物能和ATPATP是生物能存在的主要形式ATP是能够被生物细胞直接利用的能量形式。生物化学反应与普通的化学反应一样,也服从热力学的规律。高能化合物生物体通过生物氧化所产生的能量,除一部分用以维持体温外,大部分可以通过磷酸化作用转移至高能磷酸化合物ATP中。第16页/共128页氧化磷酸化作用在生物氧化过程中,氧化放能反应常常有吸能的磷酸化反应偶联发生。偶联反应将氧化释放的一部分自由能用于无机磷参加的高能磷酸键生成反应。这种氧化放能反应与磷酸化吸能反应的偶联,称为氧化磷酸化作用。根据生物氧化方式,可将氧化磷酸化分为底物水平磷酸化及电子传递体系磷酸化第17页/共128页ATP的生成底物水平磷酸化是在被氧化的底物上发生磷酸化作用。即底物被氧化的过程中,形成了某些高能磷酸化合物的中间产物,通过酶的作用可使ADP生成ATP电子传递体系磷酸化是指当电子从NADH或FADH2经过电子传递体系(呼吸链)传递给氧形成水时,同时伴有ADP磷酸化为ATP的全过程。通常所说的氧化磷酸化是指电子传递体系磷酸化。第18页/共128页ATP产生的数量研究氧化磷酸化最常用的方法是测定线粒体或其制剂的P/O比值和电化学实验。P/O比值是指每消耗一摩尔氧所消耗无机磷酸的摩尔数。根据所消耗的无机磷酸摩尔数,可间接测出ATP生成量。实验指明NADH呼吸链的P/O值是3,即每消耗一摩尔氧原子就可形成3摩尔ATP,FADH2呼吸链的P/O值是2,即消耗一摩尔氧原子可形成2摩尔ATP。第19页/共128页(2)ATP产生的部位ATP产生的部位都是有大的电位差变化的地方,例如,NADH呼吸链生成ATP的三个部位是:E0‘值在此三个部位有大的“跳动”,都在0.2伏以上第20页/共128页(3)ATP产生的机理
氧化与磷酸化作用如何耦联尚不够清楚,目前主要有三个学说:化学耦联学说、结构耦联学说与化学渗透学说,化学渗透学说的主要论点呼吸链存在于线粒体内膜之上,当氧化进行时,呼吸链起质子泵作用,质子被泵出线粒体内膜之外侧,造成了膜内外两侧间跨膜的化学电位差,后者被膜上ATP合成酶所利用,使ADP与Pi合成ATP。第21页/共128页
P/O比值
每消耗1mol氧原子,所消耗的无机磷摩尔数一对电子通过呼吸链P/O比值:一对电子通过呼吸链时生成ATP的个数1个氧原子2e+OO2-ADP+PiATP无机磷个数生成ATP的个数第22页/共128页1、-磷酸甘油穿梭:NADH+H+内膜线粒体内线粒体外NAD+磷酸二羟丙酮-磷酸甘油EFADFADH2ENADH的转运机制:
第23页/共128页2、苹果酸-天冬氨酸穿梭:苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸NADH+H+内膜线粒体内线粒体外-酮戊二酸NAD+E1NAD+NADH+H+E1E2E2
谷氨酸-酮戊二酸
谷氨酸P1P2第24页/共128页氨甲酰磷酸酰基腺苷酸氨酰基腺苷酸第25页/共128页9.2糖代谢糖的分解代谢糖酵解三羧酸循环丙酮酸羧化支路乙醛酸循环磷酸已糖途径糖的合成代谢第26页/共128页糖酵解过程ab1234第27页/共128页三羧酸循环草酰乙酸柠檬酸异柠檬酸a-酮戊二酸琥珀酸辅酶A琥珀酸延胡索酸苹果酸乙酰辅酶A第28页/共128页第29页/共128页㈢糖原的合成
糖原合成过程是一个耗能的过程。
葡萄糖先在葡萄糖激酶作用下磷酸化成为6-磷酸葡萄糖,后者再转变成1-磷酸葡萄糖。1-磷酸葡萄糖与尿苷三磷酸(UTP)反应生成尿苷二磷酸葡萄糖及焦磷酸,反应可逆,由UDPG焦磷酸化酶催化。UDPG可看成是"活性葡萄糖"。
UDPG的葡萄糖基转移给糖原引物的糖链末端,形成α-1,4糖苷键。
第30页/共128页第31页/共128页糖原合成过程的概括1.G-1-P在UDPG焦磷酸化酶催化下生成UDPG2.在糖原合成酶催化下,UDPG将葡萄糖残基加到糖原引物非还原端形成α-1,4糖苷键。3.由分支酶催化,将α-1,4糖苷键。转化为α-1,6糖苷键,形成有分支的糖原第32页/共128页糖原的异生作用1.糖的异生途径2.糖异生作用的总反应式如下:丙酮酸+4ATP+2GTP+2NADH+2H++4H2O→葡萄糖+2NAD++4ADP+2GDP+6Pi第33页/共128页糖原异生作用第34页/共128页脂类代谢
脂类概述脂肪的分解代谢脂肪的生物合成第35页/共128页一、脂类概述1.概念脂类是脂肪和类脂的总称,它是有脂肪酸与醇作用生成的酯及其衍生物,统称为脂质或脂类,是动物和植物体的重要组成成分。脂类是广泛存在与自然界的一大类物质,它们的化学组成、结构理化性质以及生物功能存在着很大的差异,但它们都有一个共同的特性,即可用非极性有机溶剂从细胞和组织中提取出来。第36页/共128页2.分类脂肪真脂或中性脂肪(甘油三酯)
蜡类脂磷脂糖脂异戊二烯酯甾醇萜类甘油磷脂鞘氨醇磷脂卵磷脂脑磷脂第37页/共128页贮藏物质/能量物质脂肪是机体内代谢燃料的贮存形式,它在体内氧化可释放大量能量以供机体利用。提供给机体必需脂成分(1)必需脂肪酸亚油酸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)生物活性物质激素、胆固醇、维生素等。3.脂类的功能第38页/共128页生物体结构物质(1)作为细胞膜的主要成分几乎细胞所含的磷脂都集中在生物膜中,是生物膜结构的基本组成成分。(2)保护作用脂肪组织较为柔软,存在于各重要的器官组织之间,使器官之间减少摩擦,对器官起保护作用。用作药物卵磷脂、脑磷脂可用于肝病、神经衰弱及动脉粥样硬化的治疗等。第39页/共128页
甘油三酯的结构第40页/共128页脂肪的分解代谢第41页/共128页1.脂肪的水解乳化脂肪的消化主要在肠中进行,胰液和胆汁经胰管和胆管分泌到十二指肠,胰液中含有胰脂肪酶,能水解部分脂肪成为甘油及游离脂肪酸,但大部分脂肪仅局部水解成甘油一酯,甘油一酯进一步由另一种脂酶水解成甘油和脂肪酸。第42页/共128页甘油的分解
第43页/共128页甘油的代谢第44页/共128页2.脂肪酸的β-氧化作用(1)脂肪酸的活化
脂肪酸首先在线粒体外或胞浆中被活化形成脂酰CoA,然后进入线粒体或在其它细胞器中进行氧化。在脂酰CoA合成酶(硫激酶)
催化下,由ATP提供能量,将脂肪酸转变成脂酰CoA:脂酰CoA合成酶R-COOHAMP+PPiHSCoA+ATPR-CO~SCoA第45页/共128页脂酰CoA合成酶(acyl-CoAsynthetase)存在于内质网及线粒体外膜上第46页/共128页在线粒体外生成的脂酰CoA需进入线粒体基质才能被氧化分解,此过程必须要由肉碱(肉毒碱,carnitine)来携带脂酰基。(2)脂酰CoA转运入线粒体HOOC-CH2-CH-CH2-N+-CH3
OHCH3CH3β-羟基-r-三甲基铵基丁酸第47页/共128页借助于两种肉碱脂酰转移酶同工酶(酶Ⅰ和酶Ⅱ)催化的移换反应以及肉碱-脂酰肉碱转位酶催化的转运反应才能将胞液中产生的脂酰CoA转运进入线粒体。其中,肉碱脂酰转移酶Ⅰ(carnitineacyltransferaseⅠ)是脂肪酸-氧化的关键酶。第48页/共128页第49页/共128页关键酶2.
脂酰CoA
进入线粒体第50页/共128页脂酰CoA进入线粒体的过程
胞液外膜内膜基质
*脂酰转移酶ⅠRCO~SCoA
HSCoA
肉碱RCO-肉碱
转位酶RCO-肉碱
脂酰转移酶ⅡRCO~SCoA
肉碱HSCoA
第51页/共128页第52页/共128页脂肪酸的β氧化
长链脂酰CoA的β氧化是在线粒体脂肪酸氧化酶系作用下进行的,每次氧化断去二碳单位的乙酰CoA,再经TCA循环完全氧化成二氧化碳和水,并释放大量能量。偶数碳原子的脂肪酸β氧化最终全部生成乙酰CoA。
第53页/共128页-氧化过程由四个连续的酶促反应组成:①脱氢②水化③再脱氢④硫解
(3)脂肪酸的-氧化第54页/共128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,该脱氢反应的辅基为FAD。(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。第55页/共128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。第56页/共128页①脱氢脂酰CoA脱氢酶
R-CH2-CH2-CH2-CO~SCoAFAD
FADH2R-CH2-CH=CH-CO~SCoA④硫解硫解酶
-2CCH3-CO~SCoAHSCoA②水化水化酶
H2OR-CH2-CH(OH)-CH2-CO~SCoA-氧化的反应过程(△2反式烯脂酰COA)L-β-羟脂酰COA③再脱氢L-β-羟脂酰CoA脱氢酶R-CH2-CO-CH2-CO~SCoANADH+H+
NAD+β-酮脂酰COA第57页/共128页肉碱转运载体线粒体膜脂酰CoA脱氢酶L(+)-β羟脂酰CoA脱氢酶
NAD+NADH+H+反2-烯酰CoA
水化酶H2OFADFADH2
β酮脂酰CoA
硫解酶CoA-SH脂酰CoA合成酶ATPCoASHAMPPPiH2O呼吸链2ATPH2O呼吸链3ATPTCA第58页/共128页①-氧化循环过程在线粒体基质内进行;②-氧化循环由脂肪酸氧化酶系催化,反应不可逆;③需要FAD,NAD+,CoA为辅助因子;④每循环一次,生成一分子FADH2,一分子NADH,一分子乙酰CoA和一分子减少两个碳原子的脂酰CoA。脂肪酸-氧化循环的特点第59页/共128页生成的乙酰CoA进入三羧酸循环彻底氧化分解并释放出大量能量,并生成ATP。彻底氧化:第60页/共128页1分子FADH2可生成2分子ATP,1分子NADH可生成3分子ATP,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。脂肪酸氧化分解时的能量释放第61页/共128页活化:消耗2个高能磷酸键
β氧化:
每轮循环
四个重复步骤:脱氢、水化、再脱氢、硫解产物:1分子乙酰CoA1分子少两个碳原子的脂酰CoA1分子NADH+H+1分子FADH2
脂肪酸氧化的能量生成
——
以16碳饱和软脂酸的氧化为例第62页/共128页7轮循环产物:8分子乙酰CoA7分子NADH+H+7分子FADH2能量计算:
生成ATP
8×12+7×3+7×2=131
净生成ATP
131–2=129公式总结:[(n/2)-1]×(2+3)+[(n/2)×12-2n为碳原子的数目第63页/共128页饱和脂肪酸的α-氧化作用1.概念脂肪酸在一些酶的催化下,其α-C原子发生氧化,结果生成一分子CO2和较原来少一个碳原子的脂肪酸,这种氧化作用称为α-氧化。RCH2CH2COOHRCH2COOH+CO2第64页/共128页RCH2COOHO2,NADPH+H+
单加氧酶Fe2+,抗坏血酸R-CH-COOHOH-(L-α-羟脂肪酸)NAD+NADH+H+脱氢酶R-C-COOHO=(α-酮脂酸)ATP,NAD+,抗坏血酸脱羧酶RCOOH+CO2(少一个C原子)α-氧化的可能反应历程第65页/共128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L(+)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoAD(-)-β羟脂酰CoA
表构酶H2O单不饱和脂肪酸的氧化第66页/共128页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
奇数碳脂肪酸CH3CH2CO~CoA-氧化
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奇数碳脂肪酸的氧化第67页/共128页脂肪酸的生物合成第68页/共128页来源线粒体内的丙酮酸氧化脱羧(糖)脂肪酸的β-氧化氨基酸的氧化转运柠檬酸穿梭(三羧酸转运体系)
乙酰CoA(碳源)的来源及转运第69页/共128页线粒体基质内膜胞液HSCoA柠檬酸草酰乙酸柠檬酸合酶H2O+乙酰CoAHSCoA+ATP柠檬酸裂解酶草酰乙酸乙酰CoA+ADP+Pi
丙酮酸NADH+H+苹果酸脱氢酶苹果酸NAD+ADP+Pi丙酮酸羧化酶
ATP+CO2柠檬酸苹果酸酶NADP+NADPH+H++CO2
丙酮酸苹果酸NAD+NADH+H+苹果酸脱氢酶
乙酰CoA转运出线粒体第70页/共128页在关键酶乙酰CoA羧化酶的催化下,将乙酰CoA羧化为丙二酸单酰CoA。乙酰CoA羧化酶(生物素)*CH3CO~SCoAADP+PiHCO3-
+H++ATPHOOC-CH2-CO~SCoA
长链脂酰CoA-柠檬酸异柠檬酸+丙二酸单酰CoA的合成第71页/共128页脂肪酸合成时碳链的缩合延长过程是一循环反应过程。每经过一次循环反应,延长两个碳原子。合成反应由脂肪酸合成酶系催化。在低等生物中,脂肪酸合成酶系是一种由1分子脂酰基载体蛋白(acylcarrierprotein,ACP)和7种酶单体所构成的多酶复合体。脂肪酸合成循环第72页/共128页
乙酰基转移反应CH3-C~SCOA=OCH3-C~SACP=OACP-SH酮脂酰-ACP合酶CH3-C~S-合酶=O
丙二酸单酰基转移反应COA-SHACP-SHACP脂酰基转移酶HOOC-CH2-C~SCOA+ACP-SHHOOC-CH2-C~SACPO=丙二酸单酰转移酶HOOC-CH2-C~SCOAO=+COA-SH反应历程第73页/共128页缩合反应CH3-C~S-合酶+=OHOOC-CH2-C~SACPO=β-酮脂酰-ACP合酶CH3-C-CH2-C~SACPO=O=+合酶-SH+CO2还原反应CH3-C-CH2-C~SACPO=O=+NADPH++
H+
β-酮脂酰-ACP还原酶CH3-CH-CH2-C~SACPO-OH=+NADP+
D-β-羟丁酰-ACP第74页/共128页脱水反应CH3-CH-CH2-C~SACPO-OH==-C-C==CO-CH3-HH~SACPβ-羟脂酰-ACP脱水酶+H2O(△2反式丁烯酰-ACP,巴豆酰-ACP)再还原反应-C==CO-CH3HH~SACPC-=-
32+NADPH+H+β-烯脂酰-ACP还原酶CH3-CH2-CH-C~SACPO=+NADP+(丁酰-ACP)丁酰-ACP与丙二酸单酰-ACP重复缩合、还原、脱水、再还原的过程,直至生成软脂酰-ACP。第75页/共128页缩合反应CH3-C~S-合酶+=OHOOC-CH2-C~SACPO=β-酮脂酰-ACP合酶CH3-C-CH2-C~SACPO=O=+合酶-SH+CO2由于缩合反应中,β-酮脂酰-ACP合酶是对链长有专一性的酶,仅对14C及以下脂酰-ACP有催化活性,故从头合成只能合成16C及以下饱和脂酰-ACP。软脂酰-ACP硫酯酶水解ACP+软脂酸(棕榈酸)释放H2O第76页/共128页8CH3-C~SCOA=O+7ATP+14NADPH++14H+CH3(
CH2)14COOH+14NADP+
+8CoASH+
7ADP
+7Pi+
6H2O
那么这个过程与糖代谢有一定关系:原料(乙酰辅酶A
)来源羧化反应中消耗的ATP可由EMP途径提供还原力NADPH从哪来?总反应式第77页/共128页甘油三酯的消化与吸收第78页/共128页在糖和脂肪等物质充分供应的条件下,为维持氮的总平衡,至少必需摄入的蛋白质的量,称为蛋白质的最低生理需要量。成人每日最低蛋白质需要量为30—50g我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。9.4蛋白质的代谢蛋白质的最低生理需要量第79页/共128页(一)真核细胞中存在两条不同的降解途径:1.不依赖ATP的降解途径:在溶酶体内进行,主要降解外源性蛋白质、膜蛋白和长寿命的胞内蛋白质。一、体内蛋白质的降解第80页/共128页2.依赖ATP和泛素的降解途径:在胞液中进行,主要降解异常蛋白质和短寿命的蛋白质。需ATP和泛素参与泛素(ubiquitin)是一种小分子蛋白质,普遍存在于真核细胞中。第81页/共128页(二)蛋白质水解酶(1)内肽酶(蛋白酶,肽链内切酶)形成各种短肽(2)端肽酶(肽酶)羧肽酶氨肽酶二肽酶(三)蛋白质酶促降解
需内肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用蛋白质多肽AA合成新蛋白质第82页/共128页二、氨基酸代谢库食物蛋白经消化吸收的氨基酸(外源性氨基酸)与体内组织蛋白降解产生的氨基酸(内源性氨基酸)混在一起,分布于体内各处参与代谢,称为氨基酸代谢库。第83页/共128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)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
第84页/共128页特殊分解代谢→特殊侧链的分解代谢一般分解代谢CO2
胺脱羧基作用→
脱氨基作用→
NH3-酮酸氨基酸的分解代谢概况第85页/共128页第二节氨基酸的分解与转化一、脱氨基作用
氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用氨基酸主要通过五种方式脱氨基氧化脱氨基非氧化脱氨基脱酰胺作用转氨基作用联合脱氨基
第86页/共128页㈠氧化脱氨基作用定义:-AA在酶的作用下,氧化生成-酮酸,同时消耗氧并产生氨的过程。氧化脱氨基的反应过程包括脱氢和水解两步,脱氢反应需酶催化,而水解反应则不需酶的催化。R-CH-COOHNH2
2H
R-C-COOH+NH3
OH2OR-C-COOHNH
酶第87页/共128页还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。(在微生物中个别AA进行,但不普遍)L-丝氨酸CH2COO-C-NH3+=-CH3COO-C=NH2+--COOHCH2OHNH2-C-H--COOHCH3C=O--丝氨酸脱水酶+NH3丙酮酸-H2O+H2Oα-氨基丙烯酸亚氨基丙酸㈡非氧化脱氨例:脱水脱氨基(只适于含一个羟基的AA)第88页/共128页指α-AA和酮酸之间氨基的转移作用,α-AA的α-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上,结果原来的AA生成相应的酮酸,而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。R’-CH-COOH
R”-C-COOH
NH2
OR’-C-COOH
R”-CH-COOH
ONH2转氨酶(四)转氨基作用第89页/共128页转氨基作用(transamination)可以在各种氨基酸与-酮酸之间普遍进行。除Lys,Pro外,均可参加转氨基作用。各种转氨酶(transaminase)均以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。第90页/共128页(五)联合脱氨基(动物组织主要采取的方式)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
由于转氨基作用不能最后脱掉氨基,氧化脱氨中只有谷氨酸脱氢酶活力高,转氨基作用与氧化脱氨基作用联合在一起才能迅速脱氨,这种作用就称为联合脱氨作用。第91页/共128页
二、脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation)氨基酸脱羧酶氨基酸胺类RCH2NH2+CO2磷酸吡哆醛
由氨基酸脱羧酶(decarboxyase)催化,辅酶为磷酸吡哆醛,产物为CO2和胺。所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸,酸可由尿液排出,也可再氧化为CO2和水。第92页/共128页四、氨基酸分解产物的代谢以尿酸排出:将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。(陆生爬虫及鸟类)排氨生物:NH3转变成酰胺(Gln),运到排泄部位后再分解。(原生动物、线虫和鱼类)以尿素排出:经尿素循环(肝脏)将NH3转变为尿素而排出。(哺乳动物)重新利用合成AA:合成酰胺(高等植物中)嘧啶环的合成(核酸代谢)(一)氨的去路第93页/共128页蛋白质生物合成过程第二节第94页/共128页原核生物翻译过程中核蛋白体结构模式:A位:氨基酰位(aminoacylsite)P位:肽酰位(peptidylsite)E位:排出位(exitsite)第95页/共128页翻译的起始(initiation)翻译的延长(elongation)翻译的终止(termination)整个翻译过程可分为:翻译过程从阅读框架的5´-AUG开始,按mRNA模板三联体密码的顺序延长肽链,直至终止密码出现。第96页/共128页一、原核生物的翻译过程(一)起始阶段1.核蛋白体大小亚基分离;2.mRNA与小亚基结合;3.起始氨基酰-tRNA与小亚基结合;4.核蛋白体大亚基结合;第97页/共128页原核、真核生物各种起始因子的生物功能
第98页/共128页IF-3IF-11.核蛋白体大小亚基分离第99页/共128页AUG5'3'IF-3IF-12.mRNA与小亚基结合第100页/共128页S-D序列第101页/共128页IF-3IF-1IF-2GTP3.起始氨基酰tRNA(fMet-tRNAimet)与小亚基结合AUG5'3'第102页/共128页IF-3IF-1IF-2GTPGDPPi4.核蛋白体大亚基结合,起始复合物形成AUG5'3'第103页/共128页(二)延长阶段
肽链延长在核蛋白体上连续性循环式进行,又称为核蛋白体循环,每次循环增加一个氨基酸,包括以下三步:1.进位(entrance)2.成肽(peptidebondformation)3.转位(translocation)第104页/共128页延伸过程所需蛋白因子称为延长因子(elongationfactor,EF)原核生物:EF-T(EF-Tu,EF-Ts)EF-G真核生物:EF-1、EF-2第105页/共128页原核延长因子生物功能对应真核延长因子EF-Tu促进氨基酰-tRNA进入A位,结合分解GTPEF-1-αEF-Ts调节亚基EF-1-βγEFG有转位酶活性,促进mRNA-肽酰-tRNA由A位前移到P位,促进卸载tRNA释放EF-2肽链合成的延长因子第106页/共128页又称注册(registration)1.进位指根据mRNA下一组遗传密码指导,使相应氨基酰-tRNA进入核蛋白体A位。
第107页/共128页第108页/共128页TuTsGTPGDPAUG5'3'TuTsGTP第109页/共128页2.成肽是由转肽酶(transpeptidase)催化的肽键形成过程。第110页/共128页3.转位延长因子EF-G有转位
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