蛋白质的降解和氨基酸的代谢

关于蛋白质的降解和氨基酸的代谢1、α-酮戊二酸衍生类型(谷氨酸族氨基酸的合成)包括：Glu、Gln、Pro、Arg共同碳架：TCA中的α-酮戊二酸

α-酮戊二酸

Glu为还原同化作用+NH3

+NADH+NAD++H2O谷AA

脱H酶（动物和真菌，不普遍）谷氨酰胺+α-酮戊二酸2谷AA（普遍）

α-酮戊二酸谷AA+NH3

+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O

合酶

Glu合酶NADPH+H+NADP+（一）氨基酸合成途径的类型第2页,共29页，2024年2月25日，星期天几种氨基酸的关系α-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA羟脯AA鸟AA瓜AA精AA第3页,共29页，2024年2月25日，星期天2、草酰乙酸衍生类型(天冬氨酸族氨基酸的合成)包括：Asp、Asn、Lys、Thr、Met、Ile共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CH+NH3COO---CH2-COO-CH+NH3COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---++转氨天冬AA第4页,共29页，2024年2月25日，星期天天冬酰胺合酶Mg2+Mg2+Asp+NH3+ATPAsn+H2O

+AMP+PPiAsp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPi（植物，细菌）（动物）第5页,共29页，2024年2月25日，星期天草酰乙酸赖氨酸苏氨酸甲硫氨酸异亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸β-天冬氨酸半醛几种氨基酸的关系第6页,共29页，2024年2月25日，星期天包括：Ala、Val、Leu3、丙酮酸衍生类型(丙氨酸族氨基酸的合成)共同碳架：EMP中的丙酮酸

COOH

CH3

C=O--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CH3

CHNH2--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--谷丙转氨酶++丙酮酸谷AA

丙AA

α-酮戊二酸

谷丙转氨酶：GPT第7页,共29页，2024年2月25日，星期天丙氨酸族其它氨基酸的合成2丙酮酸α-酮异戊酸

缩合CO2转氨基缬氨酸α-酮异己酸

亮氨酸转氨基-CH3C=OCOO---CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH--CH3-CHα-酮异戊酸

第8页,共29页，2024年2月25日，星期天4、甘油-α-磷酸衍生类型(丝氨酸族氨基酸的合成)包括：Ser、Gly、Cys甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CHO-+

COOH

CH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH--+α-酮戊二酸

甘AA

谷AA

乙醛酸

第9页,共29页，2024年2月25日，星期天

COOH

CH2NH2-

COOH

CH2OH

CHNH2-+NH3+CO2+2H++

2e-2H2O

丝AA

甘AA

碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸丝AA还有其它合成途径第10页,共29页，2024年2月25日，星期天COOH

HO-CHCH2O-P--COOH

C=OCH2O-P--COOH

CHNH2CH2O-P--

COOH

CH2OH

CHNH2-COOH

C=OCH2O-P--COOH

HO-CHCH2OH--COOH

C=OCH2OH--H2O

Pi磷酸酶转氨基氧化H2O

Pi转氨磷酸化途径非磷酸化途径3-磷酸甘油酸3-磷酸羟基丙酮酸3-磷酸丝氨酸甘油酸3-羟基丙酮酸丝氨酸第11页,共29页，2024年2月25日，星期天半胱氨酸的合成途径（植物或微生物中）丝AA+乙酰-COAO-乙酰丝AA+COA

O-乙酰丝AA+硫化物半胱氨酸+乙酸三种氨基酸的关系乙醛酸甘AA丝AA半胱AA3-磷酸甘油酸转乙酰基酶提供硫氢基团（P273）第12页,共29页，2024年2月25日，星期天5、4-磷酸-赤藓糖和烯醇式丙酮酸磷酸衍生类型

(芳香族氨基酸的合成)包括酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)、色AA(Trp)芳香族AA碳架：4-磷酸-赤藓糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH--NHCHN来自核糖来自谷氨酰胺的酰胺基从谷氨酸经转氨作用而来来自ATP第13页,共29页，2024年2月25日，星期天芳香族氨基酸的关系色氨酸

PEP4-磷酸赤藓糖莽草酸分支酸预苯酸酪氨酸苯丙氨酸若将莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前体，因此芳香族氨基酸合成时相同的一段过程叫莽草酸途径第14页,共29页，2024年2月25日，星期天6、组氨酸生物合成

His合成途径在一些方面不同于其他氨基酸的生物合成途径。核糖-5-磷酸↓

His第15页,共29页，2024年2月25日，星期天第四节一碳基团的代谢

一、一碳基团的概念及意义定义：

某些氨基酸在分解代谢过程中产生的含有一个碳原子的基团(不包括羧基)，称为一碳单位（onecarbonunit）。

是氨基酸的代谢产物，是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。也参与肌酸、卵磷脂等生物分子的合成。第16页,共29页，2024年2月25日，星期天二、存在形式

1）亚氨甲基（-CH=NH，formimino-）

2）甲酰基（-CHO，formyl-）

3）羟甲基（-CH2OH，hydroxymethyl-）

4）甲烯基（-CH2-，methylene）

5）甲炔基或次甲基（-CH=，methenyl-）

6）甲基（CH3-methyl-）第17页,共29页，2024年2月25日，星期天三、一碳基团的载体

---------四氢叶酸FH4是一碳单位的运载体，携带甲基的部位是在N5,N10第18页,共29页，2024年2月25日，星期天

N5-第19页,共29页，2024年2月25日，星期天四、一碳基团的来源及相互转变1.来源

主要来源于色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋氨酸的代谢。甘氨酸与一碳单位

+++10544++22+2甘氨酸裂解酶HFH,NNNHCONADHNADFHCOOHNHCH2CH2第20页,共29页，2024年2月25日，星期天丝氨酸与一碳单位色氨酸与一碳单位

第21页,共29页，2024年2月25日，星期天2.一碳基团的相互转变

与四氢叶酸相连的各类一碳基团可以通过氧化还原过程相互转变第22页,共29页，2024年2月25日，星期天

肌酸(creatine)，即甲基胍乙酸，存在于动物的肌肉、脑和血液，特别在骨骼肌中含量高。既可以游离存在，也可以磷酸化形式存在。后者称为磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸在储存和转移高能磷酸键中起重要作用。

肌酸的代谢第23页,共29页，2024年2月25日，星期天附：先天性代谢缺陷

分子病：蛋白质分子合成异常引起的疾病，也许是DNA突变可以遗传而称为先天性代谢缺陷，也许不能遗传如免疫球蛋白疾病。

先天性代谢缺陷：遗传性疾病中由于人体内某种酶的遗传缺陷而产生的疾病，这是有DNA变化引起的,多为隐性的遗传病。

氨基酸代谢缺陷症：氨基酸代谢中出现的某一种酶引起的疾病。大部分发生在婴儿时期，多在幼年死亡，症状为智力迟钝、发育不良、周期性呕吐、沉睡、共济失调及昏迷等。第24页,共29页，2024年2月25日，星期天1、苯丙酮尿症phenylketonuria，PKU症

缺乏苯丙氨酸4-单加氧酶。患者血和尿中Phe和与α-酮戊二酸转氨形成苯丙酮酸的含量剧增（正常人尿中Phe量小于2mg/100ml，病人6~18mg/100ml），酪氨酸为此类病人的必需氨基酸。发病率比较高，为1/1.0~1.5万。临床症状：缺乏黑色素，头发和皮肤颜色浅。婴幼儿智力受损，智商小于50，可能是大量苯丙氨酸脱羧形成的苯乙胺的缘故。检查出病因时食物中限制苯丙氨酸的含量可以治疗该病。第25页,共29页，2024年2月25日，星期天2、尿黑酸尿症alkaptonuria缺乏尿黑酸氧化酶，患者尿中含尿黑酸，在碱性条件下暴露在氧气中的尿黑酸被氧化并聚合成为类似黑色素的物质，使尿迹呈黑色。该病是一种常染色体隐性遗传病，患者身体健康，在结缔组织有不正常的色素沉积，如沉积于软骨，分子聚合形成一种棕褐色物质，使软骨及关节呈棕褐色和变性，老年容易患褐黄色关节炎。累积于心脏而发生心肌病和心肌梗塞。第26页,共29页，2024年2月25日，星期天3、枫糖尿症maplesyrupurinedisease，MSUD

枫（槭）糖尿症为常染色体隐性遗传缺陷病。患儿的三种BCAA（branchchainaminoacid，缬氨酸、亮氨酸、异亮氨酸）相应的α-酮酸脱羧酶活力不足，以致血及尿中BCAA及其酮酸显著增加，尿呈现有枫（槭）糖的气味，由别异亮氨酸产生。治疗时用完全缺乏BCAA的食物，待血浆BCAA水平接近正常，再于食物中逐渐加入三种BCAA，监测血浆BCAA的浓度，至稳定后采用牛乳代替三种BCAA的混合物，最后用含BCAA较少的蛋白质代替。宜早治疗，否则效果不佳。患者出生后约一周末出现症状，喂食困难、呕吐、昏睡等，出现广泛大脑损伤，一般周岁死亡。第27页,共29页，2024年2月25日，星期天4、鸟氨酸循环障碍Ureacycledisor