蛋白质的酶促降解及氨基酸的代谢

1、会计学1蛋白质的酶促降解及氨基酸的代谢蛋白质的酶促降解及氨基酸的代谢主要内容主要内容第一节第一节 蛋白质的水解蛋白质的水解水解胞外酶胞外酶氨基酸氨基酸 吸收入作为作为氮氮源和能源进行代谢源和能源进行代谢。蛋白质不能储备。蛋白质不能储备。蛋白质的消化吸收蛋白质的消化吸收胃蛋白酶（二）小肠消化：（二）小肠消化：2）外肽酶：外肽酶：2.来自小肠粘膜细胞的寡肽酶：来自小肠粘膜细胞的寡肽酶：1）氨肽酶：从）氨肽酶：从N端水解，形成二肽。端水解，形成二肽。2）二肽酶：作用于二肽。）二肽酶：作用于二肽。寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞进行。寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞进行。 3.3.小肠腔的消化：小肠腔的消化：

2、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶羧肽酶、氨肽酶酶酶 位点（或底物）位点（或底物） 胰蛋白酶胰蛋白酶(Trypsin） Lys,Arg的羧基端的羧基端胰凝乳胰凝乳(糜糜)蛋白酶蛋白酶 Phe,Trp,Tyr 的羧基端的羧基端胃蛋白酶胃蛋白酶(Pepsin) Phe,Trp,Tyr的氨基端的氨基端氨肽酶氨肽酶(aminopeptidase) 肽的氨基端肽的氨基端羧肽酶羧肽酶(carboxypeptidase) 肽的羧基端肽的羧基端二肽酶二肽酶(dipeptidase) 二肽二肽弹性蛋白酶弹性蛋白酶(elastase) 各种脂肪族各种脂肪族AA形形 成的肽成的肽几种常见的蛋白水解酶几种常见的蛋白水解酶

3、水解氨基酸氨基酸泛肽泛肽溶酶体溶酶体氨基酸氨基酸被标记后被标记后的的内源蛋内源蛋白质白质50500nm各种各种水水解酶解酶双层膜双层膜游离于细胞质中，过于微小难以观察游离于细胞质中，过于微小难以观察小分子单元小分子单元白细胞杀菌、细胞自溶也与白细胞杀菌、细胞自溶也与之有关之有关NH3+ NH3+ COO- COO-外切外切酶酶氨肽酶氨肽酶随机内切内切酶酶特定氨基酸间限制性内切限制性内切酶酶外切外切酶酶羧肽酶羧肽酶最终产物最终产物氨基酸氨基酸Qinghai University Xining Peoples Republic of China August 2011_COOHI-NH2Prote

4、ins are very large molecules made of amino acidsThe basic structure of protein is a chain of amino acids that contain carbon, hydrogen, oxygen, and nitrogen Long chain of amino acids genetically codifiedFor example a mutation at DNA level could give rise to an amino acid variation at protein levelQi

5、nghai University Xining Peoples Republic of China August 2011The absence of dominance is very useful, because homozygous individuals present in the electropherogram only one variant for each protein, while heterozygous ones both variants, so that the count of the gene frequencies for a population re

6、sults very easyGenetic polymorphismABC氨基酸氨基酸RCHNH2COOH？分解分解NH3、尿素、尿酸、尿素、尿酸 CO2、H2O、ATP合成其他合成其他合成合成？四大物质、激素等四大物质、激素等RCHNH2COOH脱氨酶脱氨酶NH3？RCHNH2COOHOO L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程）（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程）酶酶L-氨基酸氧化酶、氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亚氨基酸亚氨基酸不稳定不稳定H2O+H+水解加氧水解加氧脱氢脱氢NH4+-CORCOO -酮酸

7、酮酸本应是L-氧化酶（大多数氨基酸都是L型），但该酶分布不普遍，活力低（pH=7)，作用小。提问：提问：那种酶作用最重要？那种酶作用最重要？2有毒！有毒！L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ - -谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨转氨酶转氨酶CHR1NH3COO+- -氨基酸氨基酸CHR2OCOO- -酮酸酮酸CHR2NH3COO+-CHR1OCOO- -氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸逆过程逆过程交换交换三羧酸三羧酸循环循环丙酮酸丙酮酸酮戊二酸提问：提问：为什么多转给为什么

8、多转给-酮戊二酸酮戊二酸？答案：答案：来源有保证，来源有保证，谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生-酮戊二酸酮戊二酸。谷氨酸谷氨酸氧化脱氨氧化脱氨L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶NAD+H2OCOO(CH2)2OCCOONADH+H+NH4+ - -谷氨酸谷氨酸 - -酮戊二酸酮戊二酸COO(CH2)2CHNH3COO+ O（酮酸酮酸） NH4+(A)转氨基制转氨基制谷氨酸谷氨酸查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基转氨基本质上本质上没有真正脱氨。没有真正脱氨。产物反应物3. 联合脱氨联合脱氨转氨转氨与与氧化脱氨氧化脱氨的联合的联

9、合谷氨酸谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 -酮戊二酸酮戊二酸转氨酶转氨酶NH4+ -氨基酸氨基酸NAD+H2O -酮酸酮酸NH32H由于两种酶活性强，分布广，动物体内大部分氨基酸由于两种酶活性强，分布广，动物体内大部分氨基酸联合脱氨。联合脱氨。骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织主要以骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织主要以为主。为主。NADH+H+产物-NNNNRNHCHCH2COOCOO5P-腺苷酸琥珀酸腺苷酸琥珀酸COOCOCH2COO-草酰乙酸草酰乙酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸转氨酶转氨酶-氨基氨基酸酸 - 酮酸酮酸NH3NH3COCOOHCHNH3CH2COO-+天冬氨酸天冬氨酸NNNNROH

10、5P次黄苷酸次黄苷酸NAD+NADH+H+NNNNRNH25P腺苷酸腺苷酸COOCHCHCOO延胡索酸延胡索酸COOCHOHCOOCH2苹果酸苹果酸HH谷谷-草草转转氨酶氨酶反应物脱氨脱氨H2OCOO(CH2)2CHNH3COO+(CH2)2CHNH3COOCONH2+谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸水解酶水解酶(主要是肌肉)各组织细各组织细胞胞脱氨脱氨谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷谷氨氨酸酸肝脏肝脏提问：提问：为什么以为什么以谷氨酰胺、丙氨酸转运氨呢？转运氨呢？答案：答案：经济性、高效（一举两得）经济性、高效（一举两得）。肌肉剧烈运动肌肉剧烈运动丙酮酸丙酮酸NH3糖异生糖异生脱氨脱氨酵解酵解

11、蛋白质分蛋白质分解产能解产能水生生物直接扩散脱氨水生生物直接扩散脱氨（NH3）哺乳、两栖动物排尿素哺乳、两栖动物排尿素各种生物根据安全、价廉的原则排氨。各种生物根据安全、价廉的原则排氨。直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为排氨形式越复杂，越安全直接排氨，毒性大，不消耗能量。转化为排氨形式越复杂，越安全，但越耗能。，但越耗能。？体内水循环迅速，体内水循环迅速，NHNH3 3浓度低，扩散流失快浓度低，扩散流失快，毒性小。，毒性小。CONH2NH2体内水循环较慢，体内水循环较慢，NHNH3 3浓浓度较高，需要消耗能量度较高，需要消耗能量使其转化为较简单，低使其转化为较简单，低毒的尿素形式。毒的尿素形

12、式。部位肝脏细胞氨基酸氨基酸（外来的或自身的）（外来的或自身的） -酮戊二酸酮戊二酸（转氨作用）（转氨作用）谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸酮戊二酸酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鸟氨酸鸟氨酸瓜瓜氨氨酸酸氨氨甲甲酰酰磷磷酸酸Pi瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸转氨基转氨基氨氨精氨琥珀酸精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延延胡胡索索酸酸鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸H2OCONH2NH2精氨琥珀酸精氨琥珀酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸COOCHH3NCH2CH2CH2NHCNH2NH2+-+OHH精氨酸精氨酸CONH2NH2COOCHH3NHNCH2CH2CH2-+H2鸟氨酸鸟氨酸尿素尿素但还需

13、要较多数量的饮水来冲洗血液中的尿素含量。但还需要较多数量的饮水来冲洗血液中的尿素含量。NNNNOOO-均来自转均来自转氨氨不溶于水，不溶于水，毒性很小，毒性很小，合成需要更合成需要更多的能量。多的能量。提问提问：为什么这类生物如此排氨？：为什么这类生物如此排氨？水循环太慢，水循环太慢，保留水分同时不中毒保留水分同时不中毒得付出高能量代价得付出高能量代价。生酮氨基酸生酮氨基酸(3)转化为糖及脂肪转化为糖及脂肪异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环三羧酸循环乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙

14、酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺除亮氨酸、赖氨酸外除亮氨酸、赖氨酸外的氨基酸可由的氨基酸可由？转化为糖。转化为糖。异柠檬酸异柠檬酸柠檬酸柠檬酸延胡索酸延胡索酸苹果酸苹果酸草酰乙酸草酰乙酸CoASH乙酰乙酰CoA -酮戊二酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰CoACoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮

15、氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸丙酮酸丙酮酸精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸谷氨酸谷氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬酰胺天冬酰胺谷氨酰胺谷氨酰胺三羧酸三羧酸循环循环焚烧炉焚烧炉必需必需分解不可逆，分解不可逆，缺乏碳骨架供给。缺乏碳骨架供给。 第三节第三节 氨基酸分解产物的转化氨基酸分解产物的转化由糖代谢中间产物转化而来。由糖代谢中间产物转化而来。动物动物CO2+H2O葡萄糖葡萄糖葡糖葡糖-6-磷酸磷酸3磷酸磷酸-甘油酸甘油酸丙酮酸丙酮酸核糖核糖-5-磷酸磷酸组氨酸组氨

16、酸色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸丝氨酸丝氨酸 半胱氨酸半胱氨酸甘氨酸甘氨酸亮氨酸亮氨酸 异亮氨酸异亮氨酸缬氨酸缬氨酸 丙氨酸丙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天冬酰胺天冬酰胺甲硫氨酸甲硫氨酸苏氨酸苏氨酸微生物和植物可以合成所有微生物和植物可以合成所有类型氨基酸。类型氨基酸。谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺赖氨酸赖氨酸 精氨酸精氨酸 脯氨酸脯氨酸Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phr、Trp 、(His Arg) 凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。（1）非必需氨基酸的生物合成非必需氨基酸的生物合成各族氨基酸的前体及相互关

17、系各族氨基酸的前体及相互关系a、由、由-酮酸氨基化生成酮酸氨基化生成b、由某些非必需氨基酸转化而来、由某些非必需氨基酸转化而来c、由某些必需氨基酸转变而来、由某些必需氨基酸转变而来谷氨酸族谷氨酸族天冬氨天冬氨酸族酸族丙氨丙氨酸族酸族丝氨丝氨酸族酸族His 和和芳香族芳香族3、一碳基团的利用：参与合成反应， 如磷脂、核苷酸等的合成。-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 甲基甲基叶叶酸酸四四氢氢叶叶酸酸HH105主要内容主要内容氨基酸氨基酸RCHNH2COOH？分解分解NH3、尿素、尿酸、尿素、尿酸 CO2、H2O、ATP合成其他合成其他合成合成？四大物质、激素等四大物质、激素等RCHNH2COOH脱氨酶脱氨酶NH3？RCHNH2COOHOO L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程）（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程）酶酶L-氨基酸氧化酶、氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶CHRNH3COO+-CNHRCOO酶酶2H+H+亚氨基酸亚氨基酸不稳定不稳定H2O+H+水解加氧水解加氧脱氢脱氢NH4+