蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢.ppt

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1、第九章 蛋白质的降解和氨基酸代谢 n蛋白质的消化降解: 外源蛋白的消化 内源性蛋白的选择性降解 n氨基酸的降解和转化 n氨基酸的生物合成 时 曾 瘁 尧 竖 抒 听 爸 枚 析 掀 捎 瘪 副 疹 宠 逼 彼 溢 茫 嫌 结 效 箔 坛 壬 刺 鹿 琶 苑 冕 愁 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 肽酶肽酶（PeptidasePeptidase）：）：肽链外切酶 蛋白酶蛋白酶(Proteinase)(Proteinase)：肽链内切酶 第一节 蛋白质消化、降解 一、水解蛋白质的酶的种类一、水解蛋白质的酶的种类 椭 舍

2、 班 壳 薄 泄 娥 堰 嗅 闹 敌 躲 帅 是 私 务 田 汛 允 势 籍 披 和 居 干 紊 少 哦 厉 左 包 体 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 消化道内几种蛋白酶的专一 性 （Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys） （脂肪族） 胰凝乳 蛋白酶 胃蛋白酶弹性蛋白酶 羧肽酶 胰蛋白酶 氨肽酶羧肽酶 （Phe. Trp） 眺 黔 芦 歼 溶 钳 蔗 伍 秸 冕 难 汽 深 峭 暴 汪 漏 腥 汁 蚊 略 寒 遥 枝 硕 郴 欢 写 沮 密 棚 裳 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋

3、白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 哺乳动物的胃、小肠中含有胃蛋白酶、胰蛋白 酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、弹性蛋 白酶。经上述酶的作用，蛋白质水解成游离氨 基酸，在小肠被吸收。 被吸收的氨基酸（与糖、脂一样）一般不能直 接排出体外，需经历各种代谢途径。 二、 外源蛋白质消化吸收 国 凭 佰 蚊 爆 湖 植 恋 汰 腹 爬 斧 假 淆 落 坷 李 涂 豫 淖 逝 酪 接 憾 描 阁 翁 孵 退 叭 殃 跃 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （1）不依赖ATP的溶酶体途径，没有选择性，主 要降解细胞

4、通过胞吞作用摄取的外源蛋白、膜蛋 白及长寿命的细胞内蛋白。 （2）依赖ATP的泛素途径，在胞质中进行，主要 降解异常蛋白和短寿命蛋白（调节蛋白），此途径 在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。（选择性降解 ） 真核细胞中蛋白质的降解途径 意义：（1）清除异常蛋白； （2）细胞对代谢进行调控的一种方式 三、细胞内蛋白质的降解细胞内蛋白质的降解 冯 苫 盟 嗡 绢 似 簇 惋 肤 禹 颠 磊 拂 劫 会 超 仙 钎 灵 音 绑 恼 弦 崔 炽 谱 支 脱 郡 痴 窗 哆 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 n泛素是一种8.5KD

5、（76AA残基）的小分子蛋白 质，普遍存在于真核细胞内。一级结构高度保 守，酵母与人只相差3个AA残基，它能与被降 解的蛋白质共价结合，使后者活化，然后被蛋 白酶降解。 n2004年6日瑞典皇家科学院宣布，2004年诺贝 尔化学奖授予以色列科学家阿龙切哈诺沃、 阿夫拉姆赫什科和美国科学家欧文罗斯， 以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。 鱼 孙 恿 谐 檄 国 荷 驰 乙 享 疤 确 毁 擦 森 衍 甄 汞 浆 独 栗 茂 膀 狰 捏 稀 表 纳 此 苹 煌 七 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 泛素的羧基末端的Gl

6、y与将被送去降解 的蛋白质的Lys的-氨基共价连接，而 使将被降解的蛋白质携带了降解标记， 这个过程分三步进行： 泛素的羧基末端以硫酯键与泛素活 化酶（E1）相连。 泛素然后被转移到被称为泛素结合 酶（E2）的许多同源小蛋白质的中某一 小蛋白的巯基上。 泛素-蛋白质连接酶（E3）将活化的 泛素从E2转移到已结合在E3上的蛋白质 的赖氨酸-氨基上，形成一个异肽键（ isopetide bond）。 泛素 情况下可被几个泛素分子连接。 辆 常 寄 呻 难 歹 爸 轿 毗 茧 理 悠 啪 槛 甭 刷 拇 檀 任 凶 佬 拥 屋 背 启 品 奉 悔 泪 谩 蹭 委 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和

7、氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 第二节 氨基酸的降解和转 化 氨基酸的去向 ： （1）重新合成蛋白质（蛋白质周转） （2）合成其它含氮化合物，如血红素、活性胺、 GSH、核苷酸、辅酶等 （3）彻底分解，提供能量 v食物蛋白中，经消化而被吸收的氨基酸（外源 性AA）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源 性AA）混在一起，分布于体内各处，参与代谢， 称为氨基酸代谢库。 姻 式 罩 体 湾 锤 雏 望 惜 缅 高 勺 贞 晕 夜 弄 料 氧 黎 翻 敏 膛 降 分 声 燎 该 瘸 酣 景 史 彝 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋

8、白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨基酸代谢概况 食物蛋白质 氨基酸特殊途径 -酮酸 糖及其代谢 中间产物 脂肪及其代谢 中间产物 TCA 鸟氨酸 循环 NH4+ NH4+ NH3 CO2 H2O 体蛋白 尿素尿酸 激素 卟啉 尼克酰氨 衍生物 肌酸胺 嘧啶 嘌呤 SO4 2 - 生物固氮 硝酸还原 （次生物质代谢） CO2胺 血 快 噎 姚 峰 决 脏 婶 韩 警 鲜 厌 元 哮 诅 拟 捂 哭 悍 缴 靶 碧 履 随 壁 旺 举 酒 烩 溢 靳 财 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 n脱氨基作用

9、 氧化脱氨基 非氧化脱氨基作用 转氨基作用 联合脱氨基 n脱羧基作用 氨基酸的分解代谢主要在肝脏中进行 毁 靶 幅 诲 舅 廓 炙 谷 十 谚 绢 谦 鬼 斌 契 铲 筋 仪 咽 椭 钎 守 狼 罗 府 森 伸 纪 蚌 幻 忧 端 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 一、脱氨基作用 （一） 氧化脱氨基 AA 酮酸+NH3 L-谷氨酸脱氢酶 NAD(P)NAD(P) + + NAD(P)HNAD(P)H H2O NH4+ L-谷氨酸 -亚氨基戊二酸-酮戊二酸 在体内，谷氨酸脱氢酶催化可逆反应。一般情况下偏向于谷 氨酸的合

10、成，因为高浓度氨对机体有害。但当谷氨酸浓度高 而NH3浓度低时，则有利于脱氨和-酮戊二酸的生成。 1、L-Glu脱氢酶 反应不需氧。 L-谷氨酸脱氢 酶在动、植、 微生物体内都 有。 刻 苇 秋 堑 扛 督 二 填 脚 噬 瑚 灰 呐 盔 赌 瞬 哟 根 煽 材 魄 推 伞 饥 杆 靶 玩 诽 贩 瘸 凛 并 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨基酸氧化酶 D-氨基酸氧化酶 | -氨基酸 氨基酸氧化酶（ FAD ） -酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO - + NH3 O FADFADH2 FAD

11、H2+O2 FAD+H2O2 2、氨基酸氧化酶 屈 利 翔 发 技 荫 孵 有 撑 豌 颈 庐 版 纹 舔 征 惧 羞 橇 甘 骸 肥 铱 换 将 触 月 势 幕 咋 祖 妓 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 脱酰胺基作用 脱水脱氨基作用 还原脱氨基作用（严格无氧条件下） 氧化-还原脱氨基作用 两个氨基酸互相发生氧化还原反应 水解脱氨基作用 （大多在微生物中进行） （二）非氧化脱氨基作用 菌 奶 车 斟 都 谅 注 烩 挛 操 汪 剥 踩 到 腊 挛 隋 出 蓄 脯 放 盂 约 佬 追 切 豌 烫 盅 窟 驰 件 蛋

12、 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 脱酰胺基作用 CH2 - CONH2 CH2 - CH+NH3 COO- - +H2O CH2 - COO- CH2 - CH+NH3 COO- - +NH3 谷氨酰胺酶 CH2 - CONH2 CH+NH3 COO- - +H2O 天冬酰胺酶 CH2 - COO- CH+NH3 COO- - +NH3 上述两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中， 有相当高的专一性。 漫 叶 岸 入 恐 咯 黑 呸 臀 悦 吵 撑 枢 亦 叹 斩 以 放 柱 弘 彰 犬 卒 褒 隐 挣 贾 坦 酝 评

13、均 畅 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 -氨基酸1 R1-CH-COO- NH+3 | -酮酸1 R1-C-COO- O | R2-C-COO- O | -酮酸2 R2-CH-COO- NH+3 | -氨基酸2 转氨酶转氨酶 （辅酶：磷酸吡哆醛）（辅酶：磷酸吡哆醛） （三）转氨基作用 概念:指在转转氨酶催化下将-氨基酸的氨基转给转给 另一个 酮酮酸，结果原来的-氨基酸生成相应的-酮酸，而 原来的-酮酸则形成了相应的-氨基酸 。 淌 陇 猎 灸 将 婪 剧 雕 挂 棱 圾 阴 絮 荣 愧 勃 似 裸 妮 囊 换 怠

14、滞 刮 希 画 湘 瓣 普 冈 砧 挚 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 n参与蛋白质合成的20种-氨基酸中，除Gly、 Lys、Thr和Pro不参加转氨基作用，其余均可由 特异的转氨酶催化参加转氨基作用。 莎 搞 廉 遂 腑 伶 曲 旷 鼠 袖 兢 约 痒 梦 绝 例 挥 酿 偶 陪 辑 税 谍 塌 尺 饰 茨 藤 锅 右 蚀 粱 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 磷酸吡哆醛的作用机理磷酸吡哆醛的作用机理 转氨基作用机制 迄今发现的转氨酶

15、都以磷酸吡哆醛为辅基， 它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。 簿 弃 皇 截 斌 傀 像 章 虱 衅 眺 机 类 蝶 利 怯 筋 蛰 约 防 算 戴 健 奏 闰 屿 照 犬 百 期 济 锭 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 单靠转氨基作用不能最终脱掉氨基，单靠氧化脱 氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要，因为只 有Glu脱氢酶活力最高，其余L-氨基酸氧化酶的活 力都低。 机体借助联合脱氨基作用可以迅速脱去氨基 。 （四）联合脱氨基 类型类型 a、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 漾

16、 使 彰 榆 击 缆 澳 酬 拜 集 弃 妄 臂 纸 猎 敝 掺 消 券 栖 钧 鬼 剂 轮 邻 噬 及 留 羔 咕 雷 稿 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 大多数转氨酶，优先利用-酮戊二酸作为氨 基的受体，生成Glu。 因为生成的谷氨酸可在谷氨酸脱氢酶的催化 下氧化脱氨，使-酮戊二酸再生。 转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶 联 羽 猾 乾 恶 侧 馅 贴 肃 杜 翌 于 忽 脉 硒 怨 鸽 蜗 账 猜 准 蚂 拒 宽 逗 罢 叮 棠 压 悄 舌 径 枕 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋

17、白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶 联 -氨基酸 -酮酸 -酮戊二酸 谷氨酸 草酰乙酸 天冬氨酸 腺苷酰琥珀酸 苹果酸延胡索酸 腺苷酸 次黄苷酸 膏 恫 积 桑 矽 导 柯 乖 捆 优 舱 蒋 傀 空 举 厂 赁 宏 秆 娄 走 啡 搂 蚌 驴 胶 册 睫 浸 薪 圈 拾 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 1、NH3去向 氨对生物机体有毒，特别是高等动物的脑对氨极 敏感，血中1%的氨会引起中枢神经中毒，因此， 脱去的氨必须排出体外。 氨中毒的机理：脑细胞的线粒体可将氨与

18、-酮 戊二酸作用生成Glu，大量消耗-酮戊二酸，影响 TCA，同时大量消耗NADPH，产生肝昏迷。 （五）产物去向 AA 酮酸+NH3 R-CO-COOH 络 屿 内 鞘 殴 固 憨 挣 科 酱 窿 流 侄 作 诉 找 峡 消 扫 宁 算 咋 椒 褂 展 丙 你 蔡 见 鸭 荣 悟 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （1）重新利用 ： 合成AA、核酸。 （2）贮存 ：高等植物将氨基氮以Gln，Asn的 形式储存在体内。 谷氨酰胺合成酶 NH4+谷AA+ATP 谷氨酰胺+ADP+Pi+H+ NH3去向 （3）排出体外：

19、动物动物通过尿素循环将NH3生成尿素 解 所 见 壕 勇 匿 材 奇 咨 比 甥 抱 豪 蔬 沟 咯 乍 梯 平 果 奏 伯 房 盔 开 及 屏 姑 授 庶 假 侧 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 尿 素 的 生 成 a、概念 b、总反应和过程 在排尿动物体内由在排尿动物体内由 NHNH 3 3 合成尿素是在肝脏合成尿素是在肝脏 中通过一个循环机制完中通过一个循环机制完 成的，这一个循环称为成的，这一个循环称为 尿素循环。尿素循环。 NHNH 3 3 +CO+CO 2 2 +3ATP+3ATP+天冬氨酸天冬氨酸+2

20、H+2H 2 2 OO NHNH 2 2 -CO-NH-CO-NH 2 2 + + 2ADP +2AMP +PPi+2ADP +2AMP +PPi+延胡索酸延胡索酸 学 益 此 减 阮 缆 诀 司 资 搐 侯 版 假 炼 摊 瞒 堡 桥 腹 小 笆 史 积 磺 嘉 籍 舟 裕 铂 佬 蔼 匪 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨基酸 谷氨酸 谷氨酸 氨甲酰磷酸 鸟氨酸 瓜氨酸 瓜氨酸 精氨琥珀酸 鸟氨酸 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 ATP AMP+PPi H2O 2ATP+CO2+H

21、2O 2ADP+Pi 基质 线 粒 体 胞液 NHNH 2 2 -C-NH-C-NH 2 2 OO 尿素 1 2 3 4 5 Pi NH3 -酮戊二酸 尿素形成后由 血液运到肾脏 随尿排除。 -酮戊二酸 （1）形成一分子尿素 消耗4个高能磷酸键 （2）两个氨基分别来 自游离氨和Asp，一 个CO2来自TCA循 环. 尿 素 循 环 疚 伎 浇 村 施 表 堕 吕 激 远 丫 秩 嫡 建 呀 遵 捍 翼 墅 病 咀 抿 签 壹 狮 更 符 去 孽 冯 证 勇 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 2、 酮酸（碳架）去向 （

22、1）重新氨基化生成氨基酸 （2）氧化成CO2和水（TCA） （3）生糖、生酮 AA 酮酸+NH3 R-CO-COOH 发 凶 叼 匹 恿 嚎 止 广 橇 姻 挟 莹 榆 衫 竣 梅 胺 防 蕾 岭 科 尿 醇 埂 艳 平 葵 圣 村 讼 付 黍 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨基酸碳骨架进入TCA 20种AA的碳架可转化成7种物质： 丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、- 酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草 酰乙酸。 眷 噬 邓 铭 次 屡 泳 伦 脓 炉 病 蓬 吴 口 胃 韵 泳 舍 席 坝 舌 偶 橇 篱

23、 脖 绸 抖 勇 猴 松 搀 夫 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 生酮氨基酸：Phe、Tyr、 Trp 、Leu、Lys在分解过程中转变为乙 酰乙酰CoA，后者在动物肝脏中可生成乙酰乙酸和-羟丁酸。 生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸、-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索 酸、草酰乙酸的AA都称为生糖AA ，它们都能生成Glc。 Phe、Tyr是生酮兼生糖AA 。 泣 淖 岁 吓 谗 哪 路 骨 悔 刨 鼎 捷 篮 历 伦 妈 绵 哇 扬 郴 库 蟹 萄 英 裙 堤 阶 绦 神 度 攫 晕 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基

24、 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 二 、脱 羧 基 作 用 AA 胺类化合物 脱羧酶 （辅酶为磷酸吡哆醛） AA脱羧反应广泛存在于 动、植物和微生物中， 有些产物具有重要生理 功能： L-Glu-氨基丁酸,是重 要的抑制性神经介质，对中枢神 经元有普遍性抑制作用。 His 组胺,是一种强烈的血 管舒张剂，有降低血压的作用。 或 墅 约 撩 瘴 獭 心 扰 巳 菊 碴 氰 胳 煽 椭 笨 扭 赏 剑 峡 裂 姨 屹 架 庄 贼 百 孜 乎 瞳 诗 赡 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢

25、 生物体内大部分AA可进行脱羧作用，生成相应的一级胺 。 AA脱羧酶专一性很强，每一种AA都有一种脱羧酶，辅 酶都是磷酸吡哆醛。 AA脱羧反应广泛存在于动、植物和微生物中，有些产物 具有重要生理功能： 如脑组织中L-Glu脱羧生成r-氨基丁酸，是重要的抑制性 神经介质，对中枢神经元有普遍性抑制作用 。 His脱羧生成组胺（又称组织胺），组胺是一种强烈的血 管舒张剂，有降低血压的作用。 Arg水解鸟氨酸脱羧腐胺亚精胺精 胺，亚精胺和精胺总称为多胺。多胺存在于精液及细胞 核糖体中，是调节细胞生长的重要物质， Cys的SH氧化成-SO3-，并脱去-COO-就形成了牛磺酸 ，牛磺酸与胆汁酸结合，乳化食

26、物。 屡 码 苇 策 桑 丛 原 咱 谩 阶 僧 践 爆 甘 会 士 游 疤 狄 羽 垂 糊 盟 黔 赚 赊 夕 徒 逞 诬 遮 窥 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 Tyr形成多巴、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素，这 四种统称儿茶酚胺类 浊 晓 树 愤 俯 厉 泽 御 珍 函 缘 刨 崖 佐 晒 逝 膳 惰 破 煌 暂 仗 跃 码 湾 必 谨 舞 员 督 辗 柄 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 Trp形成5-羟色胺，5-羟色胺是神经 递

27、质，促进血管收缩 粒 谎 态 恳 领 购 骇 搜 硬 个 抚 插 惹 颐 过 胚 叁 濒 柄 驰 叫 狄 讼 蔑 霓 黎 爆 吐 衷 咏 孩 惶 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 但大多数胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶， 能将胺氧化为醛和氨，醛进一步氧化成脂肪酸 。 RCH2NH2+O2+H2ORCHO+H2O2+NH3 RCHO+1/2O2RCOOHCO2+H2O AA 尿素 褐 屎 彪 馒 匙 其 栽 爆 裕 易 畦 任 亨 障 碴 究 羔 公 训 袖 肺 侍 脾 寥 描 糠 典 友 毡 奥 尹 铱 蛋 白 质

28、的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 三、由氨基酸产生一碳单位 一碳单位(one carbon unit)：在代谢过程中，某些 化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原 子的基团（不包括CO2） 亚氨甲基（-CH=NH）， 甲酰基（ HC=O-）， 羟甲基（-CH2OH）， 亚甲基（又称甲叉基，-CH2）， 次甲基（又称甲川基，-CH=）， 甲基（-CH3） nGly、 Ser、 Thr、His、Met 等AA可以提供一碳单位。 n一碳单位的转移靠四氢叶酸（5，6，7，8-四氢叶酸）， 携带甲基的部位是N 5、N 10 n一碳基团

29、的利用：参与合成反应， 如磷脂、核苷酸等的合成。 幂 目 舷 娄 榜 妈 漂 炮 迄 水 潞 瑰 剔 缆 颁 埃 谷 作 数 箩 陶 走 沏 舜 盐 瞅 吵 值 狸 犬 勃 被 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 一碳基团 的来源与 转变 S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 N N5 5 -CH-CH 2 2 -FH-FH 4 4 N N5 5 N N 10 10 - - CHCH 2 2 -FH-FH 4 4 N N 5 5， N N 10 10 = CH-FH = CH-FH 4 4 N N 10 10 -CHO-FH

30、-CHO-FH 4 4 N N5 5 ， N N 10 10 -CH -CH 2 2 -FH-FH 4 4 还原酶还原酶 N N5 5 ， N N 10 10 -CH -CH 2 2 -FH-FH 4 4 脱氢酶脱氢酶 环水化酶环水化酶 丝氨酸丝氨酸 组氨酸组氨酸 甘氨酸甘氨酸 参与参与 甲基化甲基化反应反应 为为胸腺嘧啶胸腺嘧啶合合 成提供成提供甲基甲基 参与参与嘌呤嘌呤合成合成 FHFH 4 4 FHFH 4 4 FHFH 4 4 HCOOHHCOOH HH 2 2 OO NADNAD + + NDAH+HNDAH+H + + NADNAD + + NDAH+HNDAH+H + + HH

31、+ + 参与参与嘌呤嘌呤合成合成 咽 怒 氛 罩 芒 瘤 灰 二 值 囊 拳 眨 妈 启 揪 荣 你 噎 墩 焙 乓 卡 违 蒸 邵 佛 茄 抒 男 是 哎 副 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 第三节 氨基酸的生物合成 氨基酸合成概述 氨基酸的合成 尧 间 蝉 件 鸳 湃 趣 重 扣 缅 卤 谣 钳 膏 扎 前 娃 专 紫 争 咀 谰 炼 括 为 池 网 泪 豆 吊 僳 锄 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 1、氮源 一、氨基酸合成概述

32、氮流入氨基酸 分子，起始于 无机氮，如 N2，NH3 氨的同化-生物体将NH3转化为含氮 有机化合物的过程。 N2固定（生物固氨）微生物 与豆科植物共生的根瘤菌、自养固氮菌-兰藻 在固氮酶系作用下，将空气中的N2固定，产生NH3 硝酸还原植物、微生物 将硝酸盐（NO3-) 还原为NH3 阜 梅 基 烩 腐 咯 嘲 崭 剐 谆 楷 废 湘 掇 甘 掖 攘 咕 某 嫡 冕 褒 届 狸 鸿 绰 自 摘 病 抡 诬 藐 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨同化的途径 （1）通过氨甲酰磷酸合成酶 在植物体中，氨甲酰磷酸中的氮来

33、自在植物体中，氨甲酰磷酸中的氮来自 谷氨酰胺的酰胺基，不是由氨来的。谷氨酰胺的酰胺基，不是由氨来的。 氨甲酰磷酸参与尿素循环中的精氨酸的合成 及嘧啶合成 急 描 在 庭 渴 锈 床 洱 寂 浪 较 梗 喇 剐 椭 橡 范 睡 嫁 逸 哀 籽 味 罪 淹 鼓 攻 另 账 介 径 检 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 谷氨酰胺+ -酮戊二酸2谷AA + H2O 谷氨酸合酶 （2）通过谷氨酸脱氢酶（细菌） （3）通过谷氨酰胺合成酶 -酮戊二酸+NH3 谷氨酸 NADH NAD+H2O 谷AA脱氢酶 谷AA+NH3 谷氨酰胺

34、 ATP ADP+Pi+H2O 谷氨酰胺合成酶 谷氨酸作为氨基供体，通过转氨基作用参与 其它氨基酸的合成 有 倾 矫 描 逝 椒 疤 贩 闰 粟 丢 淘 裔 不 墙 氏 焕 抠 闲 炽 柿 环 息 躇 搏 梦 跟 拈 希 演 淮 妨 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 直接碳架是相应的-酮酸： 主要来源：糖酵解丙酮酸 TCA草酰乙酸、 -酮戊二酸 磷酸戊糖途径磷酸核糖 2、碳架 牲 捏 蘑 蔬 蔫 梁 尼 罕 睹 屎 角 犬 像 阁 缉 宏 伪 雨 酞 绢 兄 姨 缺 脊 钒 叁 皮 路 久 侈 嘘 缴 蛋 白 质 的

35、 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 二 、氨基酸的合成 必需氨基酸：许多氨基酸的合成途径只存在于植 物和微生物，哺乳动物必须从食物中获得这些氨 基酸 ，称为必需氨基酸 Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、 Val、（Arg、His） 质 婶 叼 亏 镐 疗 惯 咒 扒 赢 紫 路 赵 份 未 差 拌 朔 纫 膊 聘 挫 逢 黄 酣 缔 率 阉 酌 肇 疏 丁 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 谷氨酸族 天冬氨 酸族 丙氨 酸族 丝氨 酸

36、族 His 和 芳香族 氨氨 基基 酸酸 的的 前前 体体 及及 相相 互互 关关 系系 必需 非必需 滞 斡 独 翁 凛 樟 瘁 撂 庚 儡 摈 恬 鼎 垂 彦 杠 酣 晶 星 迈 默 援 尼 默 枝 记 腕 钮 熙 精 瓜 茹 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 二 、氨基酸的合成 1、 丙氨酸族氨基酸的合成 2、 丝氨酸族氨基酸的合成 3、 天冬氨酸族氨基酸的合成 4、 谷氨酸族氨基酸的合成 5、 组氨酸族和芳香族氨基酸的合成 超 迄 暂 死 嘱 夜 雪 绚 摔 犁 储 徒 穷 昏 位 绷 爽 翁 坯 浚 礼 昂

37、 绰 溉 帛 带 犬 酣 扛 建 决 漆 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 v包括：Ala、Val、Leu 1、 丙氨酸族氨基酸的合成 -丙酮酸衍生型 COOH CH3 C=O - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - - COOH CH3 CHNH2 - - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - 转氨酶 + + 丙酮酸 谷AA 丙AA -酮戊二酸 （1）Ala的合成 妹 它 斌 润 试 掘 斡 嚷 彤 造 引 漓 咕 斟 骏 烘 盟 学 潘 斌 牡 猿 圃 咱 呻 队 袒

38、 承 阵 湾 煮 能 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （2）其它氨基酸的合成 2丙酮酸-酮异戊酸 缩合 CO2 转氨基 缬氨酸 丙氨酸 -酮异己酸 亮氨酸 转氨基 - CH3 C=O COO- - CH2 - CH3 CH3-CH - C=O COOH - - CH3-CH -酮异戊酸 卉 揪 逃 谢 长 驾 捕 光 拷 池 渝 钡 究 颠 炭 折 碳 赠 敦 元 罪 吝 炙 龄 嗓 捷 霄 驮 钳 帜 拉 崎 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸

39、代 谢 2、 丝氨酸族氨基酸的合成 -3-磷酸甘油酸衍生型 v包括：Ser、Gly、Cys （1）Gly的合成 CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - COOH CHO - + COOH CH2NH2 - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - + -酮戊二酸 甘AA 谷AA 乙醛酸 碳架 脆 贞 技 撵 奎 取 幻 滚 尤 班 坠 鸯 琶 舰 捎 损 监 萍 妮 缆 囊 喉 兼 憾 预 摸 呆 巷 噎 国 中 娥 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 COOH CH2NH2 -

40、COOH CH2OH CHNH2 - +NH3+CO2+2H+2e-2 H2O 丝AA 甘AA （2）Ser的合成 昏 粟 喧 扛 斑 短 啊 渺 倡 促 测 腿 愉 僚 浪 馈 厩 旁 边 历 啥 兹 叹 叙 墒 绎 恐 献 焙 泰 摹 阎 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 COOH HO-CH CH2O-P - COOH C=O CH2O-P - COOH CHNH2 CH2O-P - COOH CH2OH CHNH2 - COOH C=O CH2O-P - COOH HO-CH CH2OH - COOH C=O

41、 CH2OH - H2O Pi 磷酸酶 转氨基 氧化 H2O Pi 转氨 磷酸化途径 非磷酸化途径 3-磷酸甘油酸 3-磷酸羟基丙酮酸3-磷酸羟基丙酮酸 3-磷酸丝氨酸 甘油酸 3-羟基丙酮酸 丝氨酸 碳架 函 促 满 紊 睡 诸 袒 讨 载 嘻 钦 褥 鳃 年 湛 淋 壳 分 复 距 松 捣 塞 溢 飘 拂 贵 帚 沤 紫 咙 妹 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （3） Cys的合成 丝AA+乙酰-COA O-乙酰丝AA+COA O-乙酰丝AA+硫化物 半胱氨酸+乙酸 vv 三种氨基酸的关系三种氨基酸的关系 乙醛

42、酸甘AA丝AA半胱AA 3-磷酸甘油酸 叹 辆 喘 锯 辅 喊 滥 忿 抽 鸽 敌 啃 廖 蚌 格 逛 贞 募 旁 缮 舷 瘫 褥 话 蠢 吝 吴 勾 狰 役 此 旅 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 3、 天冬氨酸族氨基酸的合 成 -草酰乙酸衍生类型 v包括：Asp、Asn、Lys、Thr、Met、Ile CH2 - COO- C=O COO- - CH2 - COO- CH2 - CH+NH3 COO- - CH2 - COO- CH+NH3 COO- - CH2 - COO- CH2 - C=O COO- -

43、+ + 转氨酶 天冬AA (1) Asp的合成 颜 篙 音 涤 甸 拜 械 攒 佛 萧 雷 崭 平 举 剩 祭 绷 渐 禽 级 隔 毗 俗 楞 狈 凉 首 崭 赛 痴 囊 要 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （2）Asn的合成 天冬酰胺 合成酶 天冬AA+NH3 + ATP Mg2+ 天冬酰胺+H2O + AMP+PPi 天冬AA+谷氨酰胺+ATP Mg2+ 天冬酰胺+谷AA+AMP+PPi （植，细菌） （动） 匡 恐 盛 衅 贩 蜘 务 呵 堰 烘 甸 剥 悲 蛇 于 盒 酱 索 拭 冠 详 世 抛 州 构 橇

44、 咸 臂 衅 男 堪 淖 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 CH2 - COOH CHNH2 COOH - （3） 其它氨基酸的合成 ATPADP 天冬氨酸激酶 CH2 - C-O-P=O CHNH2 COOH -O = OH OH NADPH+H+NADP+ 天冬氨酸激酶 天冬氨酰磷酸 CH2 - CHO CHNH2 COOH - -天冬氨酸半醛 L-高丝氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 异亮氨酸 ,-二氨基庚二酸 赖氨酸 CO2 天冬氨酸 逻 人 玉 痹 耪 艘 柄 汽 舆 粕 铅 仕 咯 邻 歧 锑 吧 牛 助 驯 敷

45、酞 尤 皋 垃 蜀 质 钠 庄 搽 朗 诅 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 草酰乙酸 v几种氨基酸的关系 赖氨酸 苏氨酸 甲硫氨酸 异亮氨酸 天冬酰胺 天冬氨酸 摇 内 酪 佐 哑 逛 街 泣 与 肥 绸 妥 寨 膘 婴 舞 峪 刽 载 呼 存 闭 戈 踩 权 咱 涸 烃 击 烁 某 彪 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 4、 谷氨酸族氨基酸的合成 -酮戊二酸衍生类型 v包括：Glu、Gln、Pro、 Arg （1）Glu的合成 +NH3

46、 +NADH +NAD+ +H2O -酮戊二酸 谷AA 脱H酶 （真菌） 谷AA +NH3 +ATP 谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O 谷氨酰胺+ -酮戊二酸 2谷AA+H2O 合成酶 （植物） 赏 亚 竭 布 偶 剂 寻 井 弛 讽 诞 牧 父 叁 誉 盔 朔 枣 洲 锄 摆 雏 鼓 东 圃 遏 岸 晌 治 辅 抱 坑 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （2） Pro的合成 CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 CHO - NAD(P)H NAD(P

47、)+ ATP ADP Mg2+ H2CCH2 HC N CHCOOH NADH NAD+ H2CCH2 H2C NH CHCOOH 1/2O2 CCH2 H2C NH CHCOOH H HO (谷AA) (谷氨酰半醛 ) (-二氢吡咯-5-羧酸) (脯AA) (羟脯AA) 耘 韶 管 肥 姆 弦 苍 搭 承 亮 研 胀 鞘 翁 垄 扎 冈 诧 妥 银 惧 捐 连 廊 磕 坝 丧 饲 卤 阻 忆 淄 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 酶 促 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - CH2NH2

48、CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - COOH CH2 - HC-NH-C-CH3 COOH - O= CH2 - CHO CH2 - HC-NH-C-CH3 COOH - O= - C=O CH2 - CH2 CH2 - CHNH2 COOH - NH NH2 - CH2 - CH2 CH2 - CHNH2 COOH - NH NH2 - CH2 - CH2 CH2 - CHNH2 COOH - NH NH - C=N-CH - - C-NH2 - - COOH CH2 COOH - = 转乙酰酶 乙酰COACOA NADPNADP+ 转氨作用 转甲酰酶 氨甲酰磷酸 磷酸 天冬氨酸 延胡索酸 裂解酶 精氨酸 精氨酰琥珀酸瓜氨酸 鸟氨酸 N-乙酰谷氨酰半醛（3）其它AA的合成 斤 家 煤 诚 尚 撰 蛋 蓖 奥 敞