蛋白质代谢12.ppt

一、蛋白质的酶促降解一、蛋白质的酶促降解二、氨基酸的分解代谢二、氨基酸的分解代谢三、氨基酸的合成代谢三、氨基酸的合成代谢第十一章 蛋白质的降解 和氨基酸代谢第一节第一节 蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解蛋白酶蛋白酶 肽酶肽酶蛋白质蛋白质多肽片段多肽片段氨基酸氨基酸 蛋白质水解酶类蛋白质水解酶类肽链内切酶肽链内切酶二肽酶二肽酶肽链外切酶肽链外切酶肽链内切酶肽链内切酶胃蛋白酶：胃蛋白酶：水解水解芳香族氨基酸芳香族氨基酸的的NHNH2 2形形成的肽键。成的肽键。胰蛋白酶：胰蛋白酶：水解水解碱性氨基酸碱性氨基酸的的COOHCOOH形成的肽键。形成的肽键。(Arg Lys His Trp)(Arg Lys His Trp)胰凝乳蛋白酶：胰凝乳蛋白酶：水解水解芳香族氨基酸芳香族氨基酸的的COOHCOOH形成的肽键。形成的肽键。肽链外切酶肽链外切酶氨肽酶：从氨肽酶：从N末端末端羧肽酶羧肽酶:从从C末端末端食物蛋白食物蛋白消化吸收消化吸收体内合成体内合成（非必需（非必需氨基酸氨基酸 ）蛋白质（蛋白质（主主）合成合成酮体酮体氧化供能氧化供能糖糖脱羧脱羧胺类胺类转变转变其它含氮化合物其它含氮化合物经肾排出经肾排出 (1g/d)1g/d)氨氨基基酸酸代代谢谢库库分解分解脱氨脱氨-酮酸酮酸（生成尿素）（生成尿素）组织蛋白质组织蛋白质分解分解氨基酸代谢概况u脱氨基作用u脱羧基作用u氨的代谢u a-酮酸的代谢去路u 氨基酸与一碳基团代谢第二节第二节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢 一、脱氨基作用氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用。氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用。脱氨基作用包括：脱氨基作用包括：氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用转氨基作用转氨基作用联合脱氨基作用联合脱氨基作用亚氨基酸亚氨基酸氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶 2HCHCOOHRNH-酮酸酮酸+H2O+NH3CCOOHR2O氨基酸氨基酸CHCOOHRNH2(一一)氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用特点：有氨生成特点：有氨生成定义：定义：-AA-AA在酶的作用下，氧化生成在酶的作用下，氧化生成-酮酮 酸和氨的过程。酸和氨的过程。反应通式：反应通式：L-L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性低，分布于肝及肾脏，（活性低，分布于肝及肾脏，辅基为辅基为FMNFMN）D-D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶（活性强，但体内（活性强，但体内D-D-氨基酸少，氨基酸少，辅基为辅基为FADFAD）L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶1 1）活性强，分布于肝、肾及脑组织）活性强，分布于肝、肾及脑组织2 2）为变构酶，受）为变构酶，受ATPATP、ADPADP等调节，辅酶为等调节，辅酶为NADNAD+或或NADPNADP+3 3）专一性强，只作用于谷氨酸，催）专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应化的反应可逆可逆氨基酸氧化脱氨的主要酶：氨基酸氧化脱氨的主要酶：+H2O_H2O+NH3 -酮戊二酸酮戊二酸(CH2)2COOHC=OCOOHL-L-谷氨酸谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOHL-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 NAD+NADH+H+(CH2)2COOHC=NHCOOH L-谷氨酸脱氢酶：指指-AA-AA和酮酸之间氨基的转移作用，和酮酸之间氨基的转移作用，-AA-AA的的-氨基借助氨基借助转氨酶转氨酶的催化作用转移到酮酸的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的的酮基上，结果原来的AAAA生成相应的生成相应的酮酸酮酸，而原来的酮酸则形成相应的而原来的酮酸则形成相应的氨基酸氨基酸。(二二)转氨基作用转氨基作用+CHCOOHR1NH2 转氨酶转氨酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛CHCOOHR2NH2+CHCOOHR2OCHCOOHR1O（辅基）（辅基）AAR1-酮酸酮酸R2P-吡哆醛吡哆醛醛亚胺醛亚胺酮亚胺酮亚胺AAR2-酮酸酮酸R1 草酰乙酸草酰乙酸 +谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸-酮戊二酸酮戊二酸 +丙氨酸丙氨酸天冬氨酸天冬氨酸+-酮戊二酸酮戊二酸 特点特点生理意义生理意义只有氨基的转移，没有氨的生成只有氨基的转移，没有氨的生成催化的反应可逆催化的反应可逆其辅酶都是其辅酶都是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛是体内合成非必需氨基酸的重要途径，也是联是体内合成非必需氨基酸的重要途径，也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。接受氨基的主要酮酸有：丙酮酸接受氨基的主要酮酸有：丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸谷丙转氨酶谷丙转氨酶(GPT)临床意义：急性肝炎患者血清临床意义：急性肝炎患者血清GPTGPT升高升高 谷草转氨酶谷草转氨酶(GOT)临床意义：心梗患者血清临床意义：心梗患者血清GOTGOT升高升高GPT谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸+丙氨酸丙氨酸GOT谷氨酸谷氨酸 +草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸 +天冬氨酸天冬氨酸重要的转氨酶重要的转氨酶(三三)联合脱氨基作用联合脱氨基作用1 1、AAAA的的-NH3-NH3借助借助转氨酶转氨酶转移到转移到-酮戊二酸酮戊二酸上，生成相应的上，生成相应的-酮酸和谷氨酸。谷氨酸在酮酸和谷氨酸。谷氨酸在谷谷氨酸脱氢酶氨酸脱氢酶的崔化下脱去的崔化下脱去NH3 NH3，生成，生成-酮戊二酮戊二酸和酸和NH3NH3-AA-酮酸酮酸转氨酶转氨酶-酮戊二酸酮戊二酸谷谷AA NAD(P)+NAD(P)H+H+谷谷AA脱氢酶脱氢酶转氨酶转氨酶-酮酸酮酸CH COOHRO-酮戊二酮戊二酸酸(CH2)2COOHC=OCOOH氨基酸氨基酸CHCOOHRNH2谷氨酸谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOHOH2+NAD+谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NH3+NADH+H+2 2、嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基作用：、嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基作用：IMP IMP 腺苷酸腺苷酸 IMP +NH3IMP +NH3 腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸 H2OH2O Asp Asp 延胡索酸延胡索酸 苹果酸苹果酸 草酰乙酸草酰乙酸（骨骼肌、心肌、肝、脑组织（骨骼肌、心肌、肝、脑组织 ）二、脱 羧 基 作 用 R1 COOH H-C-NH2-H R2O=C-+AA胺类化合物胺类化合物脱羧酶脱羧酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛 R1 COOH H-C-N=C-H-R2醛亚胺醛亚胺+H2O R1 H H-C-N=C-H-R2CO2H2O H R2O=C-+R1 H H-C-NH2-专一性强专一性强（除（除His）胺胺生物活性物质、激素、维生素生物活性物质、激素、维生素胺胺（胺氧化酶）醛（胺氧化酶）醛脂肪酸。脂肪酸。RCH2NH2+O2+H2O RCHO+H2O2+NH3RCHO+1/2O2 RCOOH CO2+H2OAA尿素尿素*一级胺的作用一级胺的作用L-L-谷氨酸脱羧酶谷氨酸脱羧酶 CO2功能：功能：为一种抑制性神经递质，对中枢神经为一种抑制性神经递质，对中枢神经 系统有抑制作用。系统有抑制作用。GABAGABA(CH2)2COOHCH2NH2L-L-谷氨酸谷氨酸(CH2)2COOHCHNH2COOH谷氨酸脱羧生成谷氨酸脱羧生成-氨基丁酸（氨基丁酸（GABAGABA）CO2组氨酸脱羧酶组氨酸脱羧酶组胺CH2CH2NH2NHNL-组氨酸COOHCCH2NH2NHNH组氨酸的脱羧基生成组胺组氨酸的脱羧基生成组胺功能：功能：扩张血管、降低血压扩张血管、降低血压 刺激胃酸分泌、刺激胃酸分泌、感觉神经递质，与外周感觉神经递质，与外周神经的感觉与传递有关神经的感觉与传递有关功能：功能：脑中的脑中的5-HT5-HT是一种抑制性神经递质是一种抑制性神经递质 外周组织的外周组织的5-HT5-HT有收缩血管的作用有收缩血管的作用 CO25-HT5-HT羟化、羟化、脱羧酶脱羧酶5-HTCH2NH2CH2NHCOOHCHCH2NH2NH色氨酸色氨酸脱羧生成色氨酸脱羧生成5-5-羟色胺（羟色胺（5-HT5-HT）HO-CO2功能：功能：结合胆汁酸的重要组成成分结合胆汁酸的重要组成成分L-L-半胱氨酸半胱氨酸COOHCHNH2CH2SH牛磺酸牛磺酸CHNH2CH2SO3H磺酸丙氨酸磺酸丙氨酸3（O）COOHCHNH2CH2SO3H半胱氨酸脱羧并氧化生成牛磺酸半胱氨酸脱羧并氧化生成牛磺酸磺酸丙氨磺酸丙氨酸脱羧酶酸脱羧酶来源：来源：氨基酸脱氨氨基酸脱氨 肾脏产生的氨肾脏产生的氨 胺的氧化胺的氧化 去路：去路：1.1.排泄排泄 2.2.以酰胺的形式储存以酰胺的形式储存 3.3.重新合成氨基酸或其他含氮物重新合成氨基酸或其他含氮物 三、氨的代谢三、氨的代谢排氨：排氨：NHNH3 3转变成酰胺（转变成酰胺（GlnGln），运到排泄部），运到排泄部 位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）以尿酸排出：以尿酸排出：（陆生爬虫及鸟类）（陆生爬虫及鸟类）以尿素排出：以尿素排出：尿素循环（哺乳动物）尿素循环（哺乳动物）重新利用：重新利用：合成酰胺合成酰胺（高等植（高等植 物中）物中）嘧啶环的合成嘧啶环的合成（核酸代谢）（核酸代谢）NH3+CO2+H2O氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸2ATP2ADP+Pi氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶鸟氨酸鸟氨酸Pi瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸尿素尿素鸟氨酸鸟氨酸H2OATPAMP+PPi天冬氨酸天冬氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸-酮戊二酸酮戊二酸Aa-酮酸酮酸线粒体线粒体胞液胞液尿素的合成1)1)鸟氨酸循环，鸟氨酸循环，肝脏肝脏 COCO2 2 NHNH3 33 3个个ATPATP的的4 4个高能磷酸键个高能磷酸键天冬氨酸天冬氨酸2)2)原料：合成原料：合成1 1分子尿素需：分子尿素需：尿素合成小结尿素合成小结:生理意义：是体内氨的主要去路，解氨毒的生理意义：是体内氨的主要去路，解氨毒的重要途径。重要途径。总反应方程式：总反应方程式：NHNH4 4+CO+CO2 2+3ATP+2 H3ATP+2 H2 2O+AspO+Asp尿素尿素 +2ADP+AMP+2Pi+Ppi+2ADP+AMP+2Pi+Ppi+延胡索酸延胡索酸以酰胺的形式储存以酰胺的形式储存谷氨酸谷氨酸+NH+NH3 3谷氨酰胺谷氨酰胺天冬氨酸天冬氨酸+NH+NH3 3天冬酰胺天冬酰胺四、四、a -a -酮酸的代谢去路酮酸的代谢去路再合成再合成AA:AA:草酰乙酸草酰乙酸 丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 转变成糖及脂肪转变成糖及脂肪:3:3种情况种情况氧化成二氧化碳和水：进入氧化成二氧化碳和水：进入TCATCA生糖生糖AAAA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙 酸和酸和-酮戊二酸的酮戊二酸的AAAA。（。（Ala Thr Gly Ser Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Met Val Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Met Val Glu Glu）生酮生酮AAAA：凡能生成乙酰乙酸、：凡能生成乙酰乙酸、-丁酸的丁酸的AAAA。（Leu Lys,Leu Lys,在动物肝脏中）在动物肝脏中）生糖兼生酮生糖兼生酮AA:AA:Phe Tyr TrpPhe Tyr Trp IleIle 乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA酮体草酰乙酸三羧酸循环琥珀酰CoA-酮戊二酸延胡索酸苯丙、酪苯丙、酪蛋、蛋、缬、异亮缬、异亮天冬天冬亮、色亮、色异亮异亮丙、甘、丙、甘、丝、半胱丝、半胱苏苏脂肪酸脂肪脂肪甘油亮、赖亮、赖、苯丙、酪、色苯丙、酪、色谷谷精、组、脯精、组、脯氨基酸、糖及脂肪代谢的联系：糖丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰CoACoA磷酸丙糖-CH=NH 亚氨甲基亚氨甲基H-CO-甲酰基甲酰基-CH2OH 甲醇基甲醇基-CH=次甲基次甲基-CH2-亚甲基亚甲基-CH3 甲基甲基叶酸和 四氢叶酸（FHFH4 4）二二氢氢叶叶酸酸四四氢氢叶叶酸酸HH1052 2、第三节第三节 氨基酸的合成代谢氨基酸的合成代谢酮戊二酸衍生类型酮戊二酸衍生类型草酰乙酸衍生类型草酰乙酸衍生类型丙酮酸