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1、,*,,*,第十章 蛋白質(zhì)的酶促降解及氨基酸代謝,,,本章著重討論蛋白質(zhì)在機(jī)體內(nèi)的降解，以及氨基酸的分解和合成的共同代謝途徑,。,,返回,思考,?,第一節(jié),蛋白質(zhì)的酶促降解,,第二節(jié),氨基酸的分解,,第三節(jié),氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化,,第四節(jié),氨的同化及氨基酸的生物合成,2024/11/1,,1,第一節(jié),,蛋白質(zhì)的酶促降解,一、蛋白質(zhì)酶的種類和專一性,,,肽酶,（,Peptidase,）,,,蛋白酶,(Proteinase),二、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解,,,溶酶體途徑,:,,—,無(wú)選擇地降解蛋白質(zhì),,,泛肽（,ubiguitin,）途徑,:,,—,給選擇降解的蛋白質(zhì)加以標(biāo)記,,2024/11/1,,2,

2、肽酶的種類和專一性,,,,編號(hào) 名 稱 作 用 特 征,3,、,4,、,11,3,、,4,、,13,?-,氨酰肽水解酶,(?-aminoacyl peptide hydrolase),作用于多肽鏈的,N-,末端,?-,羧肽水解酶,(?-carboxyl peptide hydrolase),作用于多肽鏈的,C-,末端,3,、,4,、,14,二羧肽水解酶,(depeptide hydrolase),水解二肽,,,,2024/11/1,,3,蛋白酶的種類和專一性,,,,編號(hào) 名 稱 作用特征

3、 實(shí)例,3,、,4,、,2,、,1,3,、,4,、,2,、,2,絲氨酸蛋白酶類,(serine pritelnase),活性中心含,Ser,3,、,4,、,2,、,3,,3,、,4,、,2,、,4,硫醇蛋白酶類,(Thiol pritelnase),活性中心含,Cys,羧基（酸性）蛋白酶類,[carboxyl(asid) pritelnase],活性中心含,Asp,,,最適,pH,在,5,以下,金屬蛋白酶類,(metallopritelnase),活性中心含有,Zn,2+,,、,,Mg,2+,等金屬,胰凝乳蛋白酶,,胰蛋白酶,,凝血酶,木瓜蛋白酶,,無(wú)花果蛋白酶,,菠蘿酶,胃蛋白酶

4、,,凝乳酶,枯草桿菌蛋白酶,,嗜熱菌蛋白酶,,,,2024/11/1,,4,消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性,,（,Phe.Tyr.Trp,）,,,（,Arg.Lys,）,（脂肪族）,,胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶,彈性蛋白酶,羧肽酶,胰蛋白酶,,,,,,,,氨肽酶,羧肽酶,（,Phe. Trp,）,2024/11/1,,5,蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑,,,,,,E1-S-,E1-SH,,E2-S-,E1-SH,,,,E2-SH,E2-SH,,ATP AMP+PPi,,,E3,,多,泛肽化蛋白,ATP,26,S,蛋白酶體,20,S,蛋白酶體,ATP,1,9S,調(diào)節(jié)亞基,,,去折疊,水解,E1,：泛肽激活酶

5、,E2,：泛肽載體蛋白,,,E3,：泛肽,-,蛋白質(zhì)連接酶,（,ubiquitin,）,2024/11/1,,6,第二節(jié) 氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化,,一、,氨基酸代謝概況,三、,氨基酸的脫羧基作用,二、,氨基酸的脫氨基作用,2024/11/1,,7,氨基酸代謝概況,食物蛋白質(zhì),氨基酸,特殊途徑,?-,酮酸,糖及其代謝中間產(chǎn)物,脂肪及其代謝中間產(chǎn)物,,TCA,,鳥氨酸循環(huán),NH,4,+,NH,4,+,NH,3,CO,2,H,2,O,體蛋白,尿素,尿酸,激素,卟啉,尼克酰氨衍生物,肌酸胺,嘧啶,嘌呤,,,,,,,,,,,,,,,,,,生物固氮硝酸還原,,（次生物質(zhì)代謝）,,,CO,2,胺,2024/1

6、1/1,,8,二、氨基酸的脫氨基作用,,4,、,非氧化脫氨基作用,1,、,氧化脫氨基作用,,2,、,轉(zhuǎn)氨基作用,3,、,聯(lián)合脫氨基作用,2024/11/1,,9,1,、氧化脫氨基作用,,,氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成相應(yīng)的,α-,酮酸的過(guò)程稱為氧化脫氨基作用。主要有以下兩種類型：,,α,-,氨基酸,,氨基酸氧化酶（,FAD,、,FMN,）,α-,酮酸,,R-CH-COO,-,,,NH,+,3,,|,,R-C-COO,-,+NH,3,,O,||,,H,2,O+O,2,H,2,O,2,,,L-,谷氨酸脫氫酶,+,H,2,O,+,NH,3,,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,COOH,CH

7、,2,CH,2,C=O,COOH,,,,,COOH,CH,2,CH,2,CH NH,2,COOH,,,,,,,2024/11/1,,10,2,、轉(zhuǎn)氨基作用,,α,-,氨基酸,1,,R,1,-CH-COO,-,,,NH,+,3,,|,α-,酮酸,1,,R,1,-C-COO,-,,O,||,,R,2,-C-COO,-,,O,||,α-,酮酸,2,,R,2,-CH-COO,-,,,NH,+,3,,|,α-,氨基酸,2,,,轉(zhuǎn)氨酶,,（輔酶：磷酸吡哆醛）,,在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，,α-,氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到,α-,酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來(lái)的,α-,氨基酸生成相應(yīng)的,α-,酮酸，而原來(lái)的,α-,酮酸則

8、形成了相應(yīng)的,α-,氨基酸，這種作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。,2024/11/1,,11,,?-,氨基酸,,磷酸吡哆醛,,,醛亞胺,酮亞胺,磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛的作用機(jī)理,?-,酮酸,互變異構(gòu),2024/11/1,,12,谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶,谷丙轉(zhuǎn)氨酶（,GPT,）,谷草轉(zhuǎn)氨酶,(GOT),2024/11/1,,13,谷氨酰胺的生成和利用,,,,+NH,2,,+H,2,O,,ATP ADP+Pi,谷氨酰胺合成酶,Mg,2+,,+2H,谷氨酸合成酶,,2024/11/1,,14,3,、聯(lián)合脫氨基作用,,（,1,）概念,（,2,）類型,a,、,轉(zhuǎn)氨酶,與,L-

9、,谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián),b,、,轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián),,,,轉(zhuǎn)氨基作用,,和氧化脫氨基,,作用聯(lián)合進(jìn)行,,的脫氨基作用,,方式。,2024/11/1,,15,轉(zhuǎn)氨酶與,L-,谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián),轉(zhuǎn)氨酶,L-,谷氨酸脫氫酶,H,2,0+NAD,+,NH,3,+NADH,α-,酮酸,α-,氨基酸,α-,酮戊二酸,L-,谷氨酸,2024/11/1,,16,轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián),,,,α-,氨基酸,,,,,,,,,,α-,酮酸,α-,酮戊二酸,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酰琥珀酸,蘋果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黃苷酸,2024/11/1,,17,4,、非氧化脫氨基作用（

10、自學(xué)）,,（,1,）直接脫氨基作用,,（,2,）還原脫氨基作用,,（,3,）水解脫氨基作用,,（,4,）脫水脫氨基作用,,（,5,）氧化還原脫氨基作用,2024/11/1,,18,三、氨基酸的脫羧基作用,,,1,、概念,3,、,脫羧產(chǎn)物的進(jìn)一步轉(zhuǎn)化（次生物質(zhì)代謝,）,,,氨基酸在脫羧酶的,,作用下脫掉羧基生成相,,應(yīng)的一級(jí)胺類化合物,,的作用。脫羧酶的輔,,酶為磷酸吡哆醛。,直接脫羧 胺,,羥化脫羧 羥胺,,,,2,、類型,:,2024/11/1,,19,第三節(jié) 氨基酸分解產(chǎn)物的轉(zhuǎn)化,一、,氨的代謝轉(zhuǎn)變,二、,氨基酸碳骨架的轉(zhuǎn)化途徑,三、,氨基酸與一碳基團(tuán),四、,氨基酸與生

11、物活性物質(zhì),2024/11/1,,20,一、,氨的代謝轉(zhuǎn)變,,1,、,重新生成氨基酸,2,、,谷氨酰胺和天冬酰氨的生成,,3,、,尿素的生成,——,尿素循環(huán),4,、,合成其他含,N,物質(zhì),2024/11/1,,21,谷氨酸的重新生成,L-,谷氨酸脫氫酶,谷氨酸,+,H,2,O,,?-,酮戊二,酸,+,NH,3,,NAD,（,P,）,+,NAD,（,P,）,H,谷氨酸,+,丙酮酸,,?-,酮戊二,酸,+,丙氨酸,轉(zhuǎn)氨酶,,在大腦中發(fā)生上述反應(yīng)，大量消耗了,?,-,酮戊二,酸和,NADPH,，引起中毒癥狀。,,在肌肉中，可利用這一反應(yīng)生成的谷氨酸的轉(zhuǎn)氨基作用，生成丙氨酸，將氨轉(zhuǎn)運(yùn)到肝臟中去。,20

12、24/11/1,,22,么么么么方面,Sds,絕對(duì)是假的,2,、尿 素 的 生 成,,（,1,）概念,（,2,）,總反應(yīng)和,過(guò)程,,,在排尿動(dòng)物體內(nèi)由,,NH,3,合成 尿素是在肝臟,,中通過(guò)一個(gè)循環(huán)機(jī)制完,,成的，這一個(gè)循環(huán)稱為,,尿素循環(huán)。,,NH,3,+CO,2,+3ATP+,天冬氨酸,+2H,2,O,?,NH,2,-CO-NH,2,,+,,2ADP +2+,,AMP +PPi+,延胡索酸,2024/11/1,,24,尿素循環(huán),氨基酸,谷氨酸,谷氨酸,氨甲酰磷酸,鳥氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,鳥氨酸,精氨酸,延胡索酸,草酰乙酸,氨基酸,谷氨酸,?,-,酮戊二酸,天冬氨酸,2ADP+

13、Pi,2ATP+CO,2,+NH,3,+H,2,O,1,細(xì)胞溶液,線粒體,NH,2,-C-NH,2,,,,O,尿素,?,-,酮戊二酸,?,-,酮戊二酸,H,2,N-C-,,P,,,O,,,2,3,4,5,2024/11/1,,25,二、,氨基酸碳骨架的轉(zhuǎn)化途徑,,1,、,再氨基化生成氨基酸,2,、,轉(zhuǎn)變成糖或脂肪,?,生糖氨基酸,,?,生酮氨基酸,3,、,氧化供能生成,CO,2,和,H,2,O,,作業(yè)：分別寫出谷氨酸在體內(nèi)生成糖和氧化分解成,CO,2,、,H,2,O,的代謝途徑，并計(jì)算氧化分解時(shí)可產(chǎn)生的,ATP,數(shù)。,2024/11/1,,26,氨基酸碳骨架進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑,草酰乙酸,磷酸

14、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,,賴氨酸,,色氨酸,丙氨酸,,蘇氨酸,,甘氨酸,,絲氨酸,,半胱氨酸,谷氨酸,,谷氨酰胺,,精氨酸,,組氨酸,,脯氨酸,異亮氨酸,,亮氨酸,,纈氨酸,苯丙氨酸,,酪氨酸,,天冬氨酸,,,,異亮氨酸,,甲硫氨酸,,纈氨酸,葡萄糖,檸檬酸,2024/11/1,,27,一碳基團(tuán),,在代謝過(guò)程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解產(chǎn)生具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)（不包括,CO,2,），稱為一碳基團(tuán)，一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移除了和許多氨基酸的代謝直接有關(guān)外，還參與嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的

15、生物合成。,,?,一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移由相應(yīng)的一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶催化，,,其輔酶,為,FH,4,,,?,一碳基團(tuán)和氨基酸代謝,-,CH=NH,亞氨甲基,,H-CO-,甲?；?,-CH,2,OH,甲醇基,,-CH=,次甲基,,-CH,2,-,亞甲基,,-CH,3,甲基,2024/11/1,,28,葉酸,和 四氫葉酸（,FH,4,或,THFA,）,葉酸,,四氫葉酸,H,,H,,,10,5,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,,N,5,-CHO-FH,4,,,CH,2,,,,,CHO,,,,2024/11/1,,29,一碳基團(tuán)的來(lái)源與轉(zhuǎn)變,S-,腺苷蛋氨酸,N,5,-CH,3,-FH,4,N,5,，

16、,N,10,-,,CH,2,-FH,4,N,5,，,N,10,= CH-FH,4,,N,10,-CHO-FH,4,N,5,，,,N,10,-CH,2,-FH,4,還原酶,N,5,，,,N,10,-CH,2,-FH,4,脫氫酶,環(huán)水化酶,,絲,氨酸,,組氨酸苷氨酸,參與,,甲基化,反應(yīng),為,胸腺嘧啶,合成提供,甲基,參與,嘌呤,合成,,,,FH,4,,,,FH,4,FH,4,,HCOOH,,H,2,O,,NAD,+,NDAH+H,+,,NAD,+,NDAH+H,+,H,+,,參與,嘌呤,合成,2024/11/1,,30,四、氨基酸與生物活性物質(zhì),,?,酪氨酸代謝與黑色素的形成,,?,色氨酸代謝與

17、,5-,羥色胺與吲哚乙酸,,?,谷氨酸與,?,-,氨基丁酸,,?,組氨酸與組胺,,?,半胱氨酸和?；撬?2024/11/1,,31,第 四節(jié) 氨的同化及氨基酸的生物合成,,一、,氨基酸的生物合成,,二、,生物固氮,,三、氨基酸重要衍生物的,,生物合成,(,自學(xué),),2024/11/1,,32,自然界的氮素循環(huán),硝酸鹽,亞硝酸,NH,3,生物固氮,工業(yè)固氮,固氮生物,動(dòng)植物,硝酸鹽還原,大氣固氮,大氣氮素,巖漿源的固定氮,火成巖,反硝化作用,氧化亞氮,蛋白質(zhì),入地下水,動(dòng)植物廢物死的有機(jī)體,2024/11/1,,33,生物,固,N,的化學(xué)本質(zhì),,2NH,3,3H,2,6e,-,N,2,+,,,

18、12ATP+12H,2,O,12ADP+12Pi,,固氮酶,（厭氧環(huán)境）,N,2,,,,還原劑,鐵蛋白,鉬鐵蛋白,NADPH,,生物固氮的作用機(jī)理,e,-,e,-,e,-,e,-,2024/11/1,,34,固,N,酶,,?,,ATP,酶活性：能催化,ATP,分解，從中獲取能量推動(dòng)電子向還原底物上轉(zhuǎn)移。,（,2,）,作用機(jī)理：,,（,3,）,特點(diǎn)：,是一種多功能酶,N,2,,,,還原劑,鐵蛋白,鉬鐵蛋白,?,,氧化還原酶：不僅能催化,N,2,還原，還可,,催化,N,2,O,化合物等還原。,,（,1,）,結(jié)構(gòu)組成,,二聚體、含,Fe,和,S,,,形成,[Fe,4,S,4,],簇,四聚體（,α,2

19、,β,2,）,,含,Mo,、,Fe,和,S,2024/11/1,,35,硝酸還原作用,,（,2,）,硝酸還原酶,(3),亞硝酸還原酶,（,1,）,硝酸還原作用的化學(xué)本質(zhì),NH,+,4,NO,-,3,2e,-,6e,-,,硝酸還原酶,亞硝酸還原酶,NO,-,2,,,2024/11/1,,36,硝酸還原酶,a,、鐵氧還蛋白,——,硝酸還原酶,b,、,NAD(P)H-,硝酸還原酶,H,2,O,NO,-,3,+,2F,d,還原態(tài),+,2H,+,NO,-,2,+,2F,d,氧化態(tài),+,,+,NAD(P)H,+,H,+,,NO,-,2,+,NAD(P),+,+,H,2,O,NO,3,-,2024/11/1

20、,,37,亞硝酸還原酶,2H,2,O,a,、鐵氧還蛋白,——,亞硝酸還原酶,NO,-,2,+,6F,d,還原態(tài),+,8H,+,,NH,+,4,+,6F,d,氧化態(tài),+,2H,2,O,b,、,NAD(P)H——,亞硝酸還原酶,NO,-,2,+,3NAD(P)H,+,,NH,+,4,+,3NAD(P),+,+,5H,+,2024/11/1,,38,氨的同化,1,、谷氨酸的形成途徑,2,、氨甲酰磷酸的生成,,2024/11/1,,39,三、氨基酸的生物合成,1,、,必需氨基酸,,2,、,20,種,氨基酸的生物合成概況,,3,、,氨基酸生物合成的調(diào)節(jié),2024/11/1,,40,必需氨基酸的概念,Th

21、r,、,Val,、,Leu,、,Ile,、,Met,、,Lys,、,Phe,、,Trp (His,、,Arg),,凡是機(jī)體不能自己合成，必需來(lái)自外界的氨基酸，稱為必需氨基酸。,,人的必需氨基酸：,2024/11/1,,41,二十種氨基酸的生物合成概況,,,,,,,,,,,,谷氨酸族,天冬氨酸族,丙氨酸族,絲氨酸族,His,和芳香族,2024/11/1,,42,氨基酸生物合成的分族情況,（,1,）,丙氨酸族,,丙酮酸,Ala,、,Val,、,Leu,,（,2,）,絲氨酸族,,甘油酸,-3-,磷酸,Ser,、,Gly,、,Cys,,（,3,）,谷氨酸族,,,?,-,酮戊二酸,Glu,、,Gln,、

22、,Pro,、,Arg,,（,4,）,天冬氨酸族,,草酰乙酸,Asp,、,Asn,、,Lys,、,Thr,、,Ile,、,Met,,（,5,）,組氨酸和芳香氨基酸族,,磷酸核糖,His,,,磷酸赤蘚糖,+PEP Phe,、,Tyr,、,Trp,,,,,,,2024/11/1,,43,3,、,氨基酸生物合成的調(diào)節(jié),(1),通過(guò)終端產(chǎn)物對(duì)氨基酸,,,生物合成的抑制,,(2),通過(guò)酶生成量的改變調(diào)節(jié),,氨基酸的生物合成,2024/11/1,,44,氨基酸合成的反饋調(diào)控,反硝化作用,氧化亞氮,氨甲酰磷酸,分支酸,脫氧庚酮糖酸,-7-,磷酸,天冬氨酸,天冬氨酰磷酸,赤蘚糖,-4-,磷酸,脫氫奎尼酸,莽草酸,谷氨酸,磷酸烯醇式丙酮酸,+,預(yù)苯酸,Try,Phe,Trp,Ile,Trp,His,CTP,AMP,Gln,Lys,Met,Thr,酮丁酸,Gly,Ala,谷氨酰胺合酶,天冬氨酰半醛,高絲氨酸,氨基苯甲酸,2024/11/1,,45,