生物化学BIOCHEMISTRY 8 8 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢蛋白质酶促降解和氨基酸代谢8.1 8.1 蛋白质的酶促反应蛋白质的酶促反应8.2 8.2 氨基酸的分解与转化氨基酸的分解与转化8.3 8.3 氨的同化氨的同化8.4 8.4 蛋白质的生物合成蛋白质的生物合成内源蛋白内源蛋白: :组织以及酶等物质组织以及酶等物质外源蛋白外源蛋白: :食物食物8.1 8.1 蛋白质的酶促反应蛋白质的酶促反应3,3,水解产物：氨基酸和寡肽水解产物：氨基酸和寡肽8.1.2 8.1.2 食物中蛋白质的消化食物中蛋白质的消化1,1,消化酶的存在形式消化酶的存在形式: :酶元酶元2,2,主要的消化酶主要的消化酶: : 胃蛋白酶、胃蛋白酶、 胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、 寡肽酶等寡肽酶等8.2 8.2 氨基酸的分解和转化氨基酸的分解和转化+8.2.1 8.2.1 脱氨基作用脱氨基作用8.2.1.1 8.2.1.1 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用1,1,含义含义：氨基在酶的催化下氧化：氨基在酶的催化下氧化 生成酮酸，此时消耗氧并生成酮酸，此时消耗氧并 产生氨的过程产生氨的过程存在于肝、脑、肾中存在于肝、脑、肾中辅酶为辅酶为 NAD+ 或或NADP+GTP、ATP为其抑制剂为其抑制剂GDP、ADP为其激活剂为其激活剂催化酶：催化酶： L- L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶L-谷氨酸谷氨酸NH3-酮戊二酸酮戊二酸+NAD(P)+NAD(P)H+H+H2O2,2,氧化脱氨基过程（氧化脱氨基过程（特点：有氨生成特点：有氨生成） NAD NAD+ + NADH+ HNADH+ H+ + - -氨基戊二酸氨基戊二酸氨基戊二酸氨基戊二酸 + H2O + H2O -酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸酮戊二酸 + NH + NH3 3+ H+ H+ + L谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶3,3,酶酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶： 辅酶辅酶NAD+或或NADP+，生理活性高，生理活性高，分布广，只对分布广，只对LL谷氨酸起作用谷氨酸起作用8.2.1.2 8.2.1.2 转氨基作用转氨基作用1,1,含义：在含义：在转氨酶转氨酶的作用下，一种的作用下，一种 -氨基酸氨基酸的氨基转移到的氨基转移到 -酮酸酮酸上，从而生成相应上，从而生成相应 的一分子的一分子-酮酸和一分子酮酸和一分子 - -氨基酸的过程氨基酸的过程+ 转氨酶转氨酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛+2 2、转氨基历程、转氨基历程转氨酶的普遍性转氨酶的普遍性, ,最重要的转氨酶是最重要的转氨酶是 丙氨酸氨基转移酶丙氨酸氨基转移酶( (alanine trans-aminase, ,ALT) 也叫也叫也叫也叫GPT (谷丙转氨酶谷丙转氨酶)和和 天冬氨酸氨基转移酶天冬氨酸氨基转移酶( (aspartate transaminase, , AST）也叫也叫也叫也叫 GOT(谷草转氨酶谷草转氨酶)所有转氨酶的辅因子都是所有转氨酶的辅因子都是磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛( (胺胺) )转氨过程中氨基酸的种类会发生变化，转氨过程中氨基酸的种类会发生变化， 但是数量不会变但是数量不会变3,3,转氨酶转氨酶1,1,转氨酶转氨酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 的联合脱氨作用联合的联合脱氨作用联合8.2.1.3 8.2.1.3 联合脱氨基作用联合脱氨基作用8.2.3 8.2.3 氨基酸降解产物的去路氨基酸降解产物的去路8.2.3.1 8.2.3.1 氨的代谢转变氨的代谢转变1,1,以以-酮酸生成新氨基酸酮酸生成新氨基酸, ,氨的再利用氨的再利用生成的部位：肝脏生成的部位：肝脏排泄的器官：肾脏排泄的器官：肾脏尿素生成的机理尿素生成的机理鸟氨酸循环鸟氨酸循环注意此循环的四步反应：注意此循环的四步反应： a a）氨甲酰磷酸的生成）氨甲酰磷酸的生成 b b）瓜氨酸的生成）瓜氨酸的生成 c c）精氨酸的生成）精氨酸的生成 d d）精氨酸的水解）精氨酸的水解总反应：总反应：2HN3+CO2+3ATP+3H2O 尿素尿素+2ADP+AMP+ 4H3PO42,2,尿素生成尿素生成( (鸟氨酸循环鸟氨酸循环)()(哺乳动物氨的主要出路）哺乳动物氨的主要出路）总结：总结： 每循环一次每循环一次消耗消耗2 2个氨基（一个游离氨，一个天冬个氨基（一个游离氨，一个天冬氨酸的氨基）氨酸的氨基）消耗一个消耗一个CO2CO2生成一个尿素生成一个尿素消耗消耗4 4个高能磷酸键个高能磷酸键意义：意义：解毒解毒为蛋白质的合成提供原料为蛋白质的合成提供原料氨态氮的贮存形式氨态氮的贮存形式8.2.3.3 8.2.3.3 酮酸的代谢转变酮酸的代谢转变1,1,再合成氨基酸（还原的过程）再合成氨基酸（还原的过程）还原过程还原过程转氨过程转氨过程2,2,转变成糖和脂肪转变成糖和脂肪生糖氨基酸：生糖氨基酸： 代谢过程中能产生产生丙酮酸、草酰乙代谢过程中能产生产生丙酮酸、草酰乙酸、酸、酮戊二酸、琥珀酸酮戊二酸、琥珀酸COACOA和延胡索和延胡索酸等酸等生酮（脂肪）氨基酸：生酮（脂肪）氨基酸： 代谢产生乙酰乙酸代谢产生乙酰乙酸( (酮体酮体) )等等3,3,氧化成氧化成CO2和和H2O先形成乙酰辅酶先形成乙酰辅酶A，进入，进入TCA直接进入直接进入TCA氨基酸氨基酸代谢库代谢库食物蛋白质食物蛋白质消化吸收消化吸收 组织组织蛋白质蛋白质分解分解 体内合成氨基酸体内合成氨基酸 (非必需氨基酸非必需氨基酸)氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况 -酮酸酮酸 脱氨基脱氨基作用作用 酮酮 体体氧化供能氧化供能糖糖胺胺 类类脱羧基作用脱羧基作用氨氨 尿素尿素代谢转变代谢转变其它含氮化合物其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等)合成合成 琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA酮体酮体CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T C A8.4.2 8.4.2 一碳基团代谢一碳基团代谢1 1，一碳单位定义：，一碳单位定义： 某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原某些氨基酸代谢过程中产生的只含有一个碳原子的基团，称为一碳单位子的基团，称为一碳单位(one carbon unit)(one carbon unit)。 甲基甲基 (methyl)-CH3甲烯基甲烯基 (methylene)-CH2-甲炔基甲炔基 (methenyl)-CH=甲酰基甲酰基 (formyl)-CHO亚亚氨氨甲基甲基 (formimino)-CH=NH 2 2，一碳单位的主要形式，一碳单位的主要形式5.5.一碳单位的生理功能一碳单位的生理功能作为合成嘌呤和嘧啶的原料作为合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来把氨基酸代谢和核酸代谢联系起来蛋白质的合成蛋白质的合成1、氨基酸的活化与转运、氨基酸的活化与转运 氨基酸与氨基酸与tRNA结合生成氨基酰结合生成氨基酰tRNA2、核蛋白体循环、核蛋白体循环 起始、延伸、终止起始、延伸、终止（进位、转肽、脱落、移位）（进位、转肽、脱落、移位）