第八章 蛋白质的酶促降解和AA代谢2学时.ppt

第八章 蛋白质的酶促 降解和AA代谢第一节 蛋白质的酶促降解第二节 AA的分解与转化第三节 氨基酸的生物合成 人和动物体内蛋白质处于不断降解和合成的动态平衡，成人每天有1%2%的蛋白被降解、更新 不同蛋白的半寿期（半存活期）差异很大，人血浆蛋白质的t1/2约10天，肝脏的t1/2约18天，结缔组织蛋白的t1/2约180天，许多关键性调节酶的t1/2 很短第一节 蛋白质的酶促降解一、肽链内切酶肽链内切酶：又称蛋白酶，它能水解肽链内部的肽键，使蛋白质多肽链水解为许多小肽段如:胃蛋白酶; 胰凝乳蛋白酶; 胰蛋白酶（水解酶类，EC3）二、肽链外切酶肽链外切酶：肽酶，可分别从多肽链的游离羧基端或游离氨基端逐个水解AA的E1、氨肽酶：从多肽链氨基端逐个水解AA的E 羧肽酶 A：水解中性AA为羧基2、羧肽酶末端的肽键 羧肽酶 B：水解碱性AA为羧基 末端的肽键（水解酶类，EC3）第二节 AA的分解与转化 AA的共同代谢途径： RCCOOH + NH3RCHCOOH O NH2 RCH2NH2 + CO2脱氨基作用脱羧基作用一、脱氨基作用1、氧化脱氨基作用：氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应酮酸的过程LAA氧化E（组成蛋白质的氨基酸，都属L型）RCHCOOH + O2 + H2O LAA氧化E NH2 O RCCOOH + NH3 + H2O2（存在于动物肝、肾和某些细菌、真菌中）最适pH为10，在生理条件下活性不大 COOH COOHCHNH2 C=OCH2 + H2O 谷氨酸脱氢E CH2 + NH3CH2 NAD(P)+ NAD(P)H CH2COOH +H+ COOH谷氨酸 酮戊二酸谷氨酸脱氢E（EC 2）：在生物体内分布广泛，且活性强，是氧化脱氨基作用的主要E。

非氧化脱氨基作用（1）直接脱氨基作用（PAL:苯丙氨酸解氨酶）（2）还原脱氨基作用（P250）（3）脱水脱氨基作用（P250）、脱酰氨基作用、转氨基作用转氨酶：催化转氨作用的酶称为转氨酶，以磷酸吡哆醛为辅酶，它是VB6的磷酸酯转氨作用： -氨基酸和-酮酸之间的氨基转移反应AA1 + -酮酸2 转氨E -酮酸1 + AA2转氨酶广泛存在于动、植物和微生物体内，其中重要的是谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT） COOH CH3 COOH CH3 CHNH2 + C=O GPT C=O + CHNH2(CH2)2 COOH (CH2)2 COOH COOH COOH Glu Pyr -Kg Ala实验证明，除Lys、Arg和Thr外，其余L-AA都可以通过转氨酶的转氨作用形成，且大多数转氨酶都需Glu作为氨基的供体，所以Glu作为AA的转换站联合脱氨基作用（生物体脱氨基的主要形式） COOHR (CH2)2 NH3+NADH+H+CHNH2 C=O (或NADPH+H+)COOH COOH 转氨酶 COOH L谷氨酸脱氢酶R (CH2)2 C=O CHNH2 NAD+ (或NADP+)+H2OCOOH COOH(1)转氨E谷氨酸脱氢E的联合脱氨作用 NH2 HN N + H2O N N R-5-P（2）转氨E嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用（了解） （心肌、骨骼肌、脑、肝、肾 ）氨基酸 -酮戊二酸 天冬氨酸 NH3 腺苷酸代 次黄嘌呤核苷酸 琥珀酸 合成E 腺苷酸代琥珀酸 腺嘌呤核苷酸 -酮酸 L-谷氨酸 草酰乙酸 延胡索酸 苹果酸 O HN N N N R-5-P脱氨基作用1、氧化脱氨基作用2、非氧化脱氨基作用（1）直接脱氨基作用（2）还原脱氨基作用（3）脱水脱氨基作用3、脱酰氨基作用4、转氨基作用5、联合脱氨基作用（1）转氨E谷氨酸脱氢E的联合脱氨作用（2）转氨E嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用二、脱羧基作用1、直接脱羧基作用AA脱羧E广泛存在于生物体内，以磷酸吡哆醛为辅酶。

1）Glu脱羧COOH COOH(CH2)2 Glu脱羧E (CH2)2 CHNH2 CO2 CHNH2COOH -氨基丁酸（2）Ser的脱羧(3) Lys、鸟氨酸的脱羧2、羟化脱羧基作用Tyr在酪氨酸酶的作用下发生羟化生成多巴，进一步氧化成黑色素(皮肤，头发等） 脱羧基作用1、直接脱羧基作用（1）Glu脱羧（2）Ser的脱羧（3） Lys、鸟氨酸的脱羧2、羟化脱羧基作用三、AA降解产物的去向（一）氨的代谢转变在正常情况下细胞中游离氨浓度非常低 1、重新合成AA：不能增加AA数量，能改变AA种类 2、生成酰胺：谷氨酰胺与天冬酰胺是生物体中氨基的储备库，也是运输氨的主要形式3、生成铵盐：保证细胞内正常的pH 4、经鸟氨酸循环，合成尿素，排出体外在哺乳动物体内，氨的主要去路是在肝脏中合成尿素并随尿排出体外 H2N2NH3 + CO2 + 3ATP + 3H2O C=O + 2ADP + H2N AMP + 4Pi 在植物体内也有尿素的生成，植物体中含有脲酶，能将尿素水解：H2N C=O + H2O 脲酶 2NH3 + CO2H2N生成的氨可再循环利用二）-酮酸的代谢转变1、还原氨基化合成新AA2、转变为糖和脂肪 生糖AA：在生物体内可以转变为糖的AA，代谢终产物为丙酮酸或TCA循环的有机酸。

生酮AA：在生物体内可以转变为酮体的AA，代谢终产物为乙酰CoA或乙酰乙酰CoA只有Leu是纯粹生酮的）3、氧化为CO2和H2O氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径草酰乙酸磷酸烯醇式酸-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰氨丙酮酸延胡索酸琥珀酰CoA乙酰CoA乙酰乙酰CoA苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸丙氨酸苏氨酸甘氨酸丝氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酰胺精氨酸组氨酸脯氨酸异亮氨酸亮氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸葡萄糖柠檬酸（三）脱羧基产物的转化胺：生理活性物质Lys尸胺（戊二胺）鸟AA腐胺（丁二胺）精胺、亚精胺 Trp色胺吲哚乙酸Ser乙醇胺胆碱卵磷脂 脑磷脂Cys-巯基乙胺Asp-丙氨酸CoA 、ACP第三节 氨基酸的生物合成（P262） 氨基化作用（直接氨基化） NH3 + -酮酸 AA（一）氨的来源1、生物固氮某些微生物，在常温常压下，将N2转变为NH3的过程在植物体内N是以NH3进入AA 的，而植物从土壤中吸收的主要是硝酸盐硝酸还原主要在叶中进行，但在种子萌发初期或缺N的情况下，主要在根中进行2、硝酸盐的还原作用 NO3 NR NO2 NiR NH4+ NADH+H+ NAD+H2O NADPH+H+ NAD(P)+H2O（1）NR（硝酸还原酶）（2）NiR （亚硝酸还原酶）NO2- + 7H+ +6e- NiR NH3 + H2ONR是诱导酶，我国吴相钰和汤佩松在1957年首先发现。

NO3- + NAD(P)H+H+ NO2- + NAD(P)+ + H2ONR3、分解代谢产生的NH3（二）-酮酸的来源 1、来自糖代谢：Pyr、OAA、-Kg 2、来自GAC：CHOCOOH 3、来自脂类代谢 光合作用 呼吸作用CO2 葡萄糖 乙醇酸 EMP PPP 磷酸核糖 His 乙醛酸 3-磷酸甘油酸 磷酸赤藓糖 Gly 莽草酸 Ser Ala PEP Trp Phe TyrCys Val 丙酮酸 Leu 草酰乙酸TCA Asn -酮戊二酸 Gln Asp Glu Lys Thr Met Arg Pro Ile （三）氨的同化（氨基化作用） COOH COOH C=O + NH3 + NADH+H+ GDH CHNH2 + NAD+(CH2)2 (CH2)2 +H2O COOH COOH 1、Glu合成途径 Glu 其它AA （1）Glu脱氢酶(GDH)途径（异养真核生物）GDH对NH3的亲和力低，反应要求较高的NH3,非Glu的合成主路径2）GSGOGAT途径（高等绿色植物）GS：谷氨酰胺合成E；GOGAT：谷氨酸合成ECOOH COOHCHNH2 CHNH2CH2 + NH3 + ATP GS CH2 + ADP + PiCH2 CH2COOH CONH2谷氨酸 谷氨酰胺COOH COOH COOHC=O CHNH2 CHNH2CH2 + CH2 + NADPHH+ GOGAT2CH2 + NADP+CH2 CH2 CH2COOH CONH2 COOH 谷氨酸 谷氨酰胺 谷氨酸习题（课下完成）1. 名词解释： 转氨作用、联合脱氨、GOT、 GPT、 PAL、 鸟氨酸循环、生糖氨基酸、生酮氨基酸2. 氨基酸脱氨后产生的氨和-酮酸有哪些主要的去路？3. 试述天冬氨酸彻底氧化分解成CO2和H2O的反应历程，并计算产生的ATP的摩尔数。

4. 以氨基酸降解为例，阐述TCA循环是代谢的枢纽。