环境生物化学：第8章 蛋白质代谢.ppt

第八章 蛋白质代谢,要点： 蛋白质的酶水解 氨基酸的脱氨基作用 鸟氨酸循环,蛋白质的代谢是一切生命活动的基础 氨基酸代谢是基础 氨基酸处于动态平衡中 游离氨基酸“库”，用于构成含氮化合物，而较少用于降解,肌肉50% 肝脏10% 肾脏4% 血浆1-6%,8-1 蛋白质的酶促反应,蛋白质的水解 放能反应，能量以热的形式放出 蛋白质水解酶类 蛋白酶对蛋白质的水解作用,胃蛋白酶：色、苯丙、酪、蛋、亮 胰蛋白酶：精、赖 糜蛋白酶 ：苯丙、酪、色 弹性蛋白酶：脂肪族氨基酸残基 氨基肽酶：除脯氨酸外任何氨基酸残基 羧基肽酶A：除精、赖、脯外氨基酸残基 羧基肽酶B：精、赖,补充：真核生物中蛋白质的降解途径,溶酶体内降解过程 不依赖ATP 利用组织蛋白酶降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白 依赖泛素的降解过程 依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白,泛素： 76个氨基酸的小分子蛋白 普遍存在于真核生物 一级结构高度保守,泛素介导的蛋白质降解过程 泛素化：泛素与选择性被降解蛋白质形成共价连接，并使其激活 蛋白酶体对泛素化蛋白质的降解,补充：蛋白质的肠内腐败作用,未被消化的蛋白质及未被吸收的AA，在大肠下部受细菌的作用产生一系列产物 以无氧分解为主，少数有营养价值，如Vk；大多数是有害的 氨基酸脱羧生成胺类： 酪AA脱羧成酪胺，再脱氨基成对甲酚，再氧化成苯酚，生成一系列有害物质 色AA分解产生吲哚及甲基吲哚，是粪便臭味的主要来源；半胱AA可分解成硫醇、H2S及甲烷等；AA还原性脱氨基作用可产生氨,组AA产生的组胺和赖AA生成的尸胺具有降压作用 酪胺和色胺具有升压作用 胺类主要在肝内分解转化，肝功能不好时不经转化进入脑内引起神经症状,Glu氨基丁酸（GABA）抑制性神经递质 His组胺 血管舒张剂、胃酸刺激剂 Trp5羟色胺.抑制性神经递质、血管收缩剂 Cys牛磺酸 . 结合胆汁酸组分 Orn多胺(腐胺、精脒、精胺).细胞生长调节剂,补充：假性神经递质,某些物质结构与神经递质相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能 -羟酪胺和苯乙醇胺结构类似儿茶酚胺，可取代其与脑细胞结合，但不能传递神经冲动，是大脑发生异常抑制,帕金森病,黑色素,苯丙酮尿症,8-2 氨基酸的分解代谢,氨基酸共同的分解代谢途径 脱氨基作用 氧化脱氨基作用 L-AA氧化酶是含FAD和FMN辅基的需氧脱氢酶，以O2为直接氢受体，在生物体内分布少，活性低,L-谷氨酸脱氢酶： 以NAD+和NADP+为辅酶，不需氧 高度专一性：催化L-Glu脱氢及其逆反应 粒体中，催化AA脱氨基活性最强 -酮戊二酸可进入TCA氧化产生能量；而糖代谢产生的-酮戊二酸也可在该酶催化下与氨合成L-谷氨酸,别构酶，六个相同的亚基，别构调节 GTP和ATP是此酶的别构抑制剂 GDP和ADP则是别构激活剂 体内能量不足时，能促进谷氨酸加速氧化供能,转氨基作用 转氨酶催化AA的-氨基转移到-酮酸的酮基上，两种AA互变 多是-酮戊二酸，其次是草酰乙酸 转氨基作用使糖代谢产生的-酮戊二酸、草酰乙酸和丙酮酸转变成AA，是AA生物合成的重要途径,转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛或磷酸吡哆胺，常见的有谷丙转氨酶（GPT）和谷草转氨酶（GOT） GPT在肝脏中活性最高，肝炎时血清中GPT活性增高；心肌梗塞时血清中GOT明显上升,联合脱氨基作用 转氨基和氧化脱氨基联合作用 以-酮戊二酸为氨基受体的转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶分布广，活性高，脱氨基效率高 联合脱氨基作用是氨基酸脱氨基的主要方式，过程可逆，合成的重要途径 必需AA相应的-酮酸在体内不能合成,氨基酸非氧化脱氨基作用 还原脱氨基作用 水解脱氨基作用 脱水脱氨基作用 脱巯基脱氨基作用 氧化还原脱氨基作用 氨基酸的脱酰胺作用,脱羧基作用：生成胺及CO2 直接脱羧基 AA脱羧酶分布广，具有较好的底物专一性 脱羧产物对机体具有重要作用 胺一般都有毒性，可被胺氧化酶氧化分解 肠道中细菌，可以将未被吸收的AA脱羧生成多种胺，然后排出体外 羟化脱羧基,补充：一碳单位,概念：由氨基酸代谢生成的含有一个碳原子的化学基团，如甲基、亚甲基（甲烯基）、次甲基（甲炔基）、羟甲基、甲酰基、亚氨甲基。

CO、CO2等分子不属于一碳单位 载体：四氢叶酸（FH4） 来源：Ser、Gly、His、Trp、Met 一碳单位的利用：嘌呤和胸腺嘧啶合成的原料、活性甲基（SAM）合成的原料、联系氨基酸代谢和核苷酸代谢,一碳单位的相互转变,氨基酸分解产物的代谢 氨的去向 尿素的生成和尿素循环 酰胺的合成 嘧啶环的合成 -酮酸的代谢转变 合成非必需氨基酸 转变成糖或脂肪,氨在生物体内的输送 组织细胞内反应： 肝脏细胞内的反应：,只有肝脏细胞才能将氨转变为尿素，但不能直接由血液运输,Gln是无毒的中性物质，易透过细胞膜并由血液运送到肝脏,尿素循环（鸟氨酸循环） NH3瓜氨酸：氨与CO2和ATP作用生成氨基甲酰磷酸，转移Orn成瓜氨酸 瓜氨酸精氨酸：瓜氨酸烯醇式与Asp结合成精氨基琥珀酸，裂成Arg和延胡索酸 精氨酸鸟氨酸和尿素：Arg水解成鸟氨酸和尿素 尿素合成的总反应： NH4+CO2+3ATP+Asp+2H2O尿素+2ADP+2Pi+AMP+PPi+延胡索酸,酰胺的形成 谷胺酰胺和天冬酰胺是动植物共有的储氮形式，植物体不合成尿素 动物体内的铵盐部分可由尿排出 嘧啶环的合成,-酮基酸的代谢 合成新的氨基酸 氧化成CO2及水 转变成糖及脂肪,有些AA分解产物是丙酮酸、 -酮戊二酸、草酰乙酸、延胡索酸、琥珀酰CoA等，可以通过代谢途径转变成糖，称为生糖AA。

所有的非必需AA都是生糖AA 有些AA分解的中间产物是乙酰CoA或乙酰乙酰CoA，可以转变成酮体，称为生酮AA 有些AA分解的中间产物既可以转变成糖，也可以转变成酮体，称为生糖兼生酮AA,作业：,分析P224第1、2、4题,第十章 物质代谢的联系与调节,要点： 三大营养物质代谢之间的相互联系,10-1 物质代谢的联系,物质代谢的特点： 共有的代谢池 动态平衡，防止中间产物堆积和缺乏 代谢联系构成代谢网络 代谢调节与协调 各部位代谢各有特色，相互配合成整体 ATP是机体能量利用的共同形式 NADPH是合成代谢所需的还原当量 糖和脂肪为主要供能物质，节约蛋白质 存在两用代谢途径，简化机构,枢纽性中间产物可沟通不同代谢通路 糖酵解、异生、有氧氧化、磷酸戊糖途径及糖原代谢的交汇点：（6C水平） 糖、核苷酸代谢的交汇点：（5C） 糖、甘油代谢的交汇点：（3C） 糖、脂、AA分解代谢的交汇点：（2C） AA、核苷酸代谢的交汇点：（1C）,3个重要氨基酸与糖代谢的交汇点： Asp-草酰乙酸（4C）；Glu-酮戊二酸(5C)；Ala-丙酮酸(3C) 奇数碳原子脂肪酸代谢与糖代谢的交汇点：琥珀酰辅酶A(4C)、乙酰辅酶A(2C) 磷酸戊糖途径可实现3、4、5、6、7C的转变,能量代谢的共性 糖类、脂类是人体的主要供能物质 糖类在动物供能中的优势 脂肪是良好的能量储存形式，相同碳原子的脂肪酸氧化分解时提供的ATP最多 ATP在能量代谢中的中心作用,自然界碳和氮循环,10-2 代谢的调节,细胞水平的调节 酶水平的调节（自学） 酶活性的调节 酶数量的调节（合成与降解） 激素水平的调节（不做要求） 神经系统对代谢的调节（不做要求）,前馈激活作用 酶的共价修饰 反馈抑制作用,。