10 第九章 蛋白质的酶促降解及氨基酸的代谢.ppt

第1页：第九章蛋白质的酶促降解及氨基酸的代谢

第九章蛋白质的酶促降解及氨基酸的代谢

第2页：蛋白质的水解氨基酸的代谢

• 蛋白质的水解氨基酸的代谢
• 氨基酸的分解
• 氨基酸的合成主要内容

第3页：第一节蛋白质的水解

第一节蛋白质的水解水解胞外酶氨基酸吸收入作为氮源和能源进行代谢。蛋白质不能储备。外源蛋白质

第4页：消化

一、消化：主要在胃、小肠进行。（一）胃内消化：1、胃蛋白酶（pepsin):胃蛋白酶元→胃酸( H+) → 胃蛋白酶自激活作用蛋白质的消化吸收

第5页：胃酶作用

2、胃酶作用：蛋白质小分子肽→肠道胃酶作用于：Phe, Tyr, Trp, ( 芳香族）Leu, Glu, Gln。胃蛋白酶

第6页：小肠消化

（二）小肠消化：1、来自胰腺的酶：1）内肽酶：水解pro内部肽键。胰蛋白酶：Lys、Arg羧基端肽键；(碱性）糜蛋白酶：Phe、Tyr、Trp肽键；(芳香族）弹性蛋白酶：Val、Leu、Ser、Ala肽键（脂肪族）

第7页：外肽酶

2）外肽酶：羧肽酶：从C端水解；羧肽酶A：水解中性aa为C端的肽键；羧肽酶B：水解碱性aa为C端的肽键；2、来自小肠粘膜细胞的寡肽酶：1）氨肽酶：从N端水解，形成二肽。2）二肽酶：作用于二肽。寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞进行。

第8页：小肠腔的消化

3、小肠腔的消化：肽小肽小肽氨基酸至此：球蛋白几乎完全分解；纤维蛋白、角蛋白部分水解。胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶羧肽酶、氨肽酶

第9页：酶位点

酶位点（或底物）胰蛋白酶(Trypsin）Lys,Arg的羧基端胰凝乳(糜)蛋白酶Phe,Trp,Tyr的羧基端胃蛋白酶(Pepsin)Phe,Trp,Tyr的氨基端氨肽酶(aminopeptidase)肽的氨基端羧肽酶(carboxypeptidase)肽的羧基端二肽酶(dipeptidase)二肽弹性蛋白酶(elastase)各种脂肪族AA形成的肽几种常见的蛋白水解酶

第10页：细胞内能有选择的降解“过期蛋白”

细胞内能有选择的降解“过期蛋白”而不影响细胞的正常功能内源过期蛋白质水解氨基酸泛肽识别并在溶酶体中水解

第11页：泛肽过期蛋白质泛肽复合体溶酶体氨基酸泛肽

泛肽过期蛋白质泛肽复合体溶酶体氨基酸泛肽

第12页：被标记后的内源蛋白质

被标记后的内源蛋白质50~500nm各种水解酶双层膜游离于细胞质中，过于微小难以观察小分子单元溶酶体白细胞杀菌、细胞自溶也与之有关

第13页：不同蛋白酶的功能区别

• 提问：不同蛋白酶之间功能上区别可能有什么？NH3+—NH3+—COO-—COO-—
• 外切酶—氨肽酶随机内切酶特定氨基酸间限制性内切酶
• 外切酶—羧肽酶最终产物—氨基酸

第14页：第二节氨基酸的代谢

• 第二节氨基酸的代谢
• 2.1 氨基酸的分解
• A.脱氨基氨基酸？分解NH3、尿素、尿酸CO2、H2O、ATP合成其他合成？四大物质、激素等脱氨酶NH3？OOα酮酸

第15页：L-谷氨酸脱氢酶

• L-谷氨酸脱氢酶（专一催化谷氨酸脱氢分解及逆过程）1.氧化脱氨
• 脱氨酶——脱氢氧化酶酶——L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶酶2H+H+亚氨基酸不稳定H2O+H+水解加氧脱氢NH4+α-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：那种酶作用最重要？2

第16页：氨的毒性与氧化脱氨

有毒！L-谷氨酸脱氢酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸氧化脱氨

第17页：转氨基作用

• 2.转氨基作用
• 特点：a. 可逆，受平衡影响
• b. 氨基大多转给了α-酮戊二酸（产物谷氨酸）转氨酶α-氨基酸α-酮酸α-氨基酸α-酮酸逆过程交换三羧酸循环丙酮酸α酮戊二酸提问：为什么多转给α-酮戊二酸？答案：来源有保证，谷氨酸可由氧化脱氨迅速降解产生α-酮戊二酸。

第18页：谷氨酸氧化脱氨L-谷氨酸脱氢酶NAD

谷氨酸氧化脱氨L-谷氨酸脱氢酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸氧化脱氨转氨基谷—某转氨酶O（酮酸）NH4+(A)转氨基制谷氨酸

第19页：

第20页：转氨酶与肝功能检查

• 提示：肝细胞中转氨酶活力比其他组织高出许多，是血液的100倍
• 抽血化验若转氨酶比正常水平偏高则有可能肝组织受损破裂，肝细胞的转氨酶进入血液。（结合乙肝抗原等指标进一步确定是什么原因引起的）查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基本质上没有真正脱氨。

第21页：产物反应物

产物反应物3. 联合脱氨————转氨与氧化脱氨的联合谷氨酸L-谷氨酸脱氢酶α-酮戊二酸转氨酶NH4+α-氨基酸NAD++H2Oα-酮酸NH32H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。骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织主要以嘌呤核苷酸脱氨基为主。NADH+H+

第22页：产物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸联合脱

产物腺苷酸琥珀酸草酰乙酸嘌呤核苷酸联合脱氨基谷氨酸α-酮戊二酸转氨酶α-氨基酸α-酮酸NH3NH3天冬氨酸次黄苷酸H2ONH3H2ONAD+NADH+H+腺苷酸延胡索酸苹果酸谷-草转氨酶H2O反应物

第23页：谷氨酰胺

4.谷氨酰胺和天冬酰胺的脱氨脱氨H2ONH3谷氨酰胺谷氨酸天冬酰胺与之类似。NH3何处去呢？水解酶

第24页：主要是肌肉

(主要是肌肉)5.NH3的转运与排泄各组织细胞脱氨NH3谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸丙酮酸丙氨酸谷氨酰胺血液肝脏脱氨，转化为排泄形式提问：为什么以谷氨酰胺、丙氨酸转运氨呢？答案：经济性、高效（一举两得）。肌肉剧烈运动丙酮酸NH3丙氨酸糖异生糖原脱氨酵解蛋白质分解产能

第25页：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，但越耗能。？体内水循环迅速，NH3浓度低，扩散流失快，毒性小。体内水循环较慢，NH3浓度较高，需要消耗能量使其转化为较简单，低毒的尿素形式。

第26页：尿素的形成

尿素的形成——尿素循环（脲循环）部位——肝脏细胞氨基酸（外来的或自身的）α-酮戊二酸（转氨作用）谷氨酸谷氨酸α酮戊二酸NH4+CO22ADP+Pi+H+2ATPPi鸟氨酸瓜氨酸氨甲酰磷酸Pi瓜氨酸天冬氨酸转氨基—氨精氨琥珀酸ATPAMP+PPi延胡索酸鸟氨酸精氨酸H2O尿素消耗4ATP能量

第27页：精氨琥珀酸精氨酸延胡索酸

精氨琥珀酸精氨酸延胡索酸

第28页：精氨酸鸟氨酸尿素但还需要较多数量

-+精氨酸鸟氨酸尿素但还需要较多数量的饮水来冲洗血液中的尿素含量。

第29页：鸟类与爬虫的排氨方式

鸟类、爬虫排尿酸均来自转氨不溶于水，毒性很小，合成需要更多的能量。提问：为什么这类生物如此排氨？水循环太慢，保留水分同时不中毒得付出高能量代价。高等植物，以谷氨酰胺或天冬酰胺形式储存氨，不排氨。

第30页：生酮氨基酸

• 生酮氨基酸(只能转化为脂肪）6. α-酮酸的转化
• (1)合成氨基酸（合成代谢占优势时）
• (2)进入三羧酸循环彻底氧化分解!
• (3)转化为糖及脂肪除亮氨酸、赖氨酸外的氨基酸可由？转化为糖。糖异生

第31页：碳骨架的氧化

碳骨架的氧化（肝脏中）异柠檬酸柠檬酸延胡索酸苹果酸草酰乙酸CoASH三羧酸循环乙酰CoAα-酮戊二酸琥珀酰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丙酮酸精氨酸组氨酸谷氨酰胺脯氨酸谷氨酸异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸苯丙氨酸酪氨酸天冬酰胺谷氨酰胺

第32页：三羧酸循环

三羧酸循环—焚烧炉

第33页：第二节氨基酸的合成由糖代谢

必需——分解不可逆，缺乏碳骨架供给。第二节氨基酸的合成由糖代谢中间产物转化而来。蛋白质氨基酸非必需氨基酸(10种)糖必需氨基酸(10种)酮体动物

第34页：氨基酸的合成由糖代谢CO

CO2+H2O戊糖磷酸途径葡萄糖葡糖-6-磷酸3磷酸-甘油酸丙酮酸三羧酸循环乙醛酸循环核糖-5-磷酸酵解组氨酸色氨酸苯丙氨酸酪氨酸丝氨酸半胱氨酸甘氨酸亮氨酸异亮氨酸缬氨酸丙氨酸草酰乙酸α-酮戊二酸天冬氨酸天冬酰胺甲硫氨酸苏氨酸微生物和植物可以合成所有类型氨基酸。谷氨酸谷氨酰胺赖氨酸精氨酸脯氨酸