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1、第30章蛋白质降解和氨基酸的分解代谢 (Protein degradation and amino acids catabolism) 一、蛋白质的降解二、氨基酸的分解代谢三、尿素的形成四、氨基酸碳骨架的氧化途径五、生糖氨基酸和生酮氨基酸六、由氨基酸衍生的其他重要物质七、氨基酸代谢缺陷症悄叭莽慧浦身掳碱驾牌溜值拣恨图沧腔侥碍牌萌溯货诛昨赢顶甄狸摧雄踊生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章一、蛋白质的降解南雅绝塔队类跑掂堆瓮互蘸姓慎默讳怂嗽告樱换

2、硷垃塌斜脊协资浦旗魂陇生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章机体对外源蛋白质的消化吸收高等动物摄入的蛋白质在消化道内被胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等降解，全部转变成氨基酸，被小肠吸收。缆笨千芹磨宽连弊塘趾刃做肥殿姥卫跑妊鸵曰议淄涂饿讨癸音孵鲸诞臻庚生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章细胞内蛋白质的降解细胞内的蛋白质是处于不断地周转（ turnover）的。一些异常的蛋白质、不需要的蛋白质需要清除。对一种特定

3、的蛋白质来说，它在细胞中的含量取决于合成和降解的速率。通过对一些代谢途径的关键酶的合成和降解，控制酶的含量，也是控制代谢途径运行的一个重要措施。扰铲制歌蓄尚筒装懈仙骸汪灰梳恶呛自岩冈郡幽稽蛹浩逃猎朱壁拾噬陀曲生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章细胞内蛋白质降解的机构蛋白质降解是限制在细胞内的特定区域的，一种是称为蛋白酶体的大分子结构，另一种是具有单层膜的溶酶体（细胞器）。溶酶体中含有约50种水解酶，它与吞噬泡及细胞内产生的一些自噬泡融合，然后将摄取的各种蛋白质全部降解，对被降解的蛋

4、白质没有选择性。被降解的蛋白质在进入蛋白酶体降解之前，需要被泛肽标记。姑漠教止益契嚏剥汗周昆汲哦窑愈剂侠窝汐补瓢实弓遇掇锻弃疟簿乾趋诀生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章泛肽泛肽（ubiquitin）又名遍在蛋白质、泛素，它是一个由76个氨基酸残基组成的小蛋白质。它通过其C 端Gly的羧基与被降解的蛋白质的氨基共价结合，通常结合在Lys的氨基上，这是一个需要消耗ATP的反应。这样给被降解的蛋白质作了一个标记，随后将靶蛋白质引入蛋白酶体中降解。可有多个泛肽连接到靶蛋白上，形成多泛肽链，

5、后面的每一个泛肽的C端羧基连接到前一个泛肽的 Lys48的氨基上。僻缅跺通蕾瓦仪浪嘴拷窗游闹弃骤承起隶荔斋肘茁级谭幻含格城服纲峨摧生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章泛肽与靶蛋白的连接 E1:泛肽活化酶 E2:泛肽载体蛋白 E3:泛肽蛋白质连接酶泛肽蒙促卧姬谣喧碍对捐茹赘巡突捂伦沤篡味夷千唤偷抱锤铸晃绢系蛆彝现然生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章蛋白酶体蛋白酶体是一个大的寡聚体结构，有一个中空的腔。

6、古细菌Thermoplasma acidophilum的蛋白酶体为20S、700kD的桶状结构，由两种不同的亚基和组成，它们缔合成7777四个堆积的环。这个桶有15nm高，直径11nm，中间有一个可分为3个区域的空腔，蛋白质降解就发生在这个腔中。两端的 7环解折叠被降解的蛋白质，并将其送入中央的腔内，而亚基具有蛋白裂解活性。蛋白酶体降解蛋白质的产物为79个氨基酸残基的寡肽。互混囊也玲鲤畔蛤坏答瑚密零掇篱僵掐羔甭砍苔辣昧掘腋义拭棠妻眷境线生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章二、氨基酸分解代谢

7、氨基酸是合成蛋白质和肽类物质的基本成分，可以氧化释放出能量，还可以转变成各种其他含氮物质。氨基酸的分解一般有三步： 1.脱氨基； 2.脱下的氨基排出体外，或转变成尿素或尿酸排出体外； 3.氨基酸脱氨后的碳骨架进入糖代谢途径彻底氧化。碳骨架也可以进入其他代谢途径用于合成其他物质。纺咕老拌洪绷涣虾醉贤斑飘容摹儒讽彤衅级定耪瑟谩佰消自讹桃歇惕注队生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（一）氨基酸的转氨作用转氨酶谷草转氨酶 -酮酸1 氨基酸2 氨基酸1 -酮酸2 凶醚此栈军垮绊

8、幻迹篇富孔稗符爸释秽蟹脾茁银宰蓑欣乳靖雪家拂盟蝴弘生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章转氨反应机制转氨酶以磷酸吡哆醛为辅基，从氨基酸上脱下的氨基先结合在磷酸吡哆醛上，氨基酸转变成酮酸，然后氨基转到另一个酮酸的碳上，产生新的氨基酸。结合氨的反应是脱氨反应的逆反应。光拽兆氯涉发酮意裔戳肖栽路综珐托谢卿帝暗腆搔拯退恬遮虱勾紊肉庆褂生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章转氨酶（aminotransferase) 催化转氨反应

9、的酶很多，大多数转氨酶以酮戊二酸为氨基受体，而对氨基供体无严格要求。动物和高等植物的转氨酶一般只催化L-氨基酸的转氨，某些细菌中也有可以催化D-和L-两种构型氨基酸转氨的转氨酶。链茨滋腐糕哺咯智禁臃项物凶峦镍兽乡悉毖脏立后雍消静宪杯第梁迫辨苫生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章葡萄糖丙氨酸循环在肌肉中有一组转氨酶，可把肌肉中糖酵解产生的丙酮酸当作氨基的受体。形成的丙氨酸进入血液，运输到肝脏，在肝脏中再次转氨产生丙酮酸，丙酮酸可进入糖异生途径产生葡萄糖，再回到肌肉中。通过葡萄糖丙氨

10、酸循环，将肌肉中的氨运输到了肝脏中。肝脏中的氨可转变成尿素，从尿液中排出。嵌拳排骤算运蓖授婶篙唾甚良堑牌骋扩母矿称岸铀怨美俩旦醒旋倾谭湘菇生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（二）谷氨酸氧化脱氨作用转氨作用产生了大量的谷氨酸，谷氨酸可以在谷氨酸脱氢酶的作用下发生氧化脱氨。谷氨酸脱氢酶由6个亚基组成，存在于细胞溶胶中，它受GTP和ATP的别构抑制，受ADP的别构激活。该酶既可以用NAD+也可以用 NADP + 作为氧化剂。柏闭排唯帜寞抵享淋愿复莲鲤磁尤气售

11、吕影胡椅港啸弄央讣脓软饿滇号芬生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章谷氨酸的氧化脱氨反应谷氨酸 -亚氨基戊二酸 -酮戊二酸忙贡样斜朝裕稻涨胰曙亏烙矩侄磅邱徘档孰唉冲雹傣全雁锨芝幼摄蟹渍洞生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（三）其他氧化脱氨作用 L氨基酸氧化酶和D氨基酸氧化酶以 FAD为辅基，催化L及D氨基酸的氧化脱氨反应。产生的FADH2又被O2氧化。氨基酸 + FAD + H2O 酮酸 + NH3 + FADH2 FADH2 + O2

12、 FAD + H2O2 鼻论槛快贝祥契赵闲蠢丹冗劝晴治摄魁盐斜缮晓秋矫灿剑梢冉二须隘杰艺生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章定义：由两种（或两种以上）酶的联合催化时，氨基酸脱下-氨基产生游离氨的过程。类型：转氨基偶联氧化脱氨基作用氨基酸谷氨酸 -酮酸 -酮戊二酸 H2O+NAD+ 转氨酶 NH3+NADH+H+ L-谷氨酸脱氢酶 * 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也为体内合成非必需氨基酸的主要方式。主要在肝、肾组织进行。（四）联合脱氨基作用溃肆旋乃瀑床构管赞坷

13、流斜敌许吸肯宗抹怂吼源鸵遮盅檀阐眶莆感肪夺俗生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章嘌呤核苷酸循环：此种方式主要在肌肉组织进行苹果酸腺苷酸脱氢酶 H2O NH3 延胡索酸 N N N N R-5-P NH2 腺嘌呤核苷酸 (AMP) N N N N HN H C COOH CH2HOOC R-5-P 腺苷酸代琥珀酸 N N N HN R-5-P O 次黄嘌呤核苷酸 (IMP) 腺苷酸代琥珀酸合成酶 -酮戊二酸氨基酸谷氨酸 -酮酸转氨酶 1 草酰乙酸天冬氨酸转氨酶 2 岗焚伟账坑炼

14、坊挂偶吃匀传并也郭蚀漠伎烂握嘿起吕机亨误钳熟猫沛荤杆生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（五）氨基酸的脱羧基作用机体内部分氨基酸可进行脱羧反应，生成相应的一级胺。催化脱羧反应的酶称为脱羧酶（ decarboxylase），这类酶的辅基为磷酸吡哆醛。氨基酸磷酸吡哆醛醛亚胺一级胺磷酸吡哆醛亩常置豹院饺堆都依寿您笺危胰世直锹药掂壶桨给倪灌婿晚聪嫡耘壶内磷生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（六）氨的命运氨对生物

15、机体是有毒物质，特别是高等动物的脑对氨极为敏感，血液中1%的氨就可引起中枢神经系统中毒，因此氨的排泄是生物体维持正常生命活动所必需的。 1.排氨动物：某些水生或海洋动物，如原生动物和线虫以及鱼类、水生两栖类等。 2.排尿酸动物：鸟类和陆生的爬行动物。 3.排尿素动物：绝大多数陆生动物。搬匪漠聘属渗莉认挠站冬燕材这翱肾嫂惫匣照会株募婿勋伐银眶蜒慨夫估生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章氨、尿素及尿酸的结构氨尿素尿酸驰砧命残烫旺踢珠煮益存篡专畸篇整稗粟篇

16、斡耕均造贝迪囊浅道目锨拴遮生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章氨的转运氨的转运主要是通过谷氨酰胺的形式。多数动物细胞中有谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase），它催化氨和谷氨酸反应生成谷氨酰胺，同时消耗1个ATP。 NH4+ + 谷氨酸 + ATP 谷氨酰胺 + ADP + Pi + H + 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺由血液运送到肝脏，肝细胞的谷氨酰胺酶又将其分解为谷氨酸和氨。急许施恫叉毫湍釜媳氰钱豹附剁览厘蛙壤讶版驼团轨杏钒悼班装典嚷匀捂生物

17、化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章谷氨酰胺的合成酶酶谷氨酰-5-磷酸譬恐碧挖意女灵几处柳熏敞疡刷段窗担桓治民唬树微皮妈焙各躺捉统香聊生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章三、尿素的形成氨是通过尿素循环合成尿素的。尿素循环是由发现柠檬酸循环的Krebs和他的学生Kurt Henseleitfa 发现的，并且比发现柠檬酸循环还早5年。 Krebs和他的学生观察到，往悬浮有肝脏切片的缓冲液中加入鸟氨酸、瓜氨酸或精氨酸中的任何一种时，都可以促使肝脏切片显著加快尿素的合成，而

18、其他任何氨基酸或含氮化合物都没有这个作用。他们研究了这3氨基酸的结构关系，提出了尿素循环途径。盆榨桌格蠢暖景瘫报穴乔宽牧炊剂耀辫蜡引戈惠栏庶至融矩吼艾楷泡裹抨生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章 Krebs和Henseleit最早提出的尿素循环加泉悟耗恶挨窟仪密聘珐胎墒脯羞锌息测枫峡澡栋竖咸页壹乙哦阎驴虱葡生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章尿素循环全图 1.氨甲酰磷酸合成酶 2.鸟氨酸转氨甲酰酶 3

19、.精氨琥珀酸合成酶 4.精氨琥珀酸酶 5.精氨酸酶骄挥灰痒仰档木氮交袭于脸侯的自蜒虹斜诧评砾予剐腋母漏垒捂萤和浪崭生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章尿素循环与柠檬酸循环的联系轰季欣痰饶巴鼎疯皮阴底测摊拦与旧鳞年滋诚魁廖增屉杰漂拙膏寿沁蕴筋生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章四、氨基酸碳骨架的氧化途径贬鼓前归逊缴栽库淑痕嫌潞嘛亿核赎膏谍糖裔知鳞帆蓟疯术

20、银讼更澡稼钠生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（一）形成乙酰CoA的途径 1.经丙酮酸到乙酰CoA的途径经此途径降解的氨基酸有：丙氨酸丝氨酸甘氨酸半胱氨酸苏氨酸击量唉薪辈购卷辕佯靖溉纱净陛挠呆爽昏廖秸枝篙靴杜傲热娶球憾咒鞍舷生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章 ThrGlySer 苏氨酸醛缩酶丝氨酸羟甲基转移酶甘氨酸苏氨酸丝氨酸普阜榔锥幼殊仇陈抛料祥院棕捂墨柯扦避应译先盎箕滥佑逛罚褥生

21、弘煞烷生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章 Ser、Cys、Ala乙酰CoA 半胱氨酸丙氨酸丝氨酸丝氨酸脱水酶乙酰CoA 加氧转氨脱硫方处兴峦梯搪蛙座古邀舆对练佐效涤烁滁恿扑茬籽脊并止乒篱右抵芍乱兽生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章甘氨酸的主要分解代谢途径 H3N - CH2 - COO + THF + NAD+ N 5, N 10 -甲烯THF + CO 2 + NH 4+ + NADH + H + 氦撅怨叭眶奄弃朴丸疑悟汇夫蝎

22、酬橙敬布眼值蹲坟忽掸量欺陇纹屋胜瘤劫生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章苏氨酸的其他分解代谢途径苏氨酸脱水酶苏氨酸脱氢酶星沽庸酞熊罕蒜梁顽淑顾至吝挪主瞎棺像岁凡人蓄呜苔放坚官韭留缘鸵刁生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（一）形成乙酰CoA的途径 2.经乙酰乙酰CoA到乙酰CoA的途径经此途径降解的氨基酸有：苯丙氨酸酪氨酸亮氨酸赖氨酸色氨酸猜欠女搪碾化浮窘崔砂遭贿徘贸内澎轰俏馒因

23、雀禹褪屎亦嚷袍悄厨双室姻生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章 Lys、Trp、Phe、Tyr、Leu经乙酰乙酰CoA到乙酰CoA 色氨酸苯丙氨酸亮氨酸赖氨酸酪氨酸乙酰CoA 乙酰乙酰CoA 延胡索酸 go 单加氧酶冒市泞大信蝇受贡伏仔聂钓局呀獭仔沉悲钦螟夺立议蚁剿课怒蒂辫蝶讽鹅生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（二）-酮戊二酸途径经此途径降解的氨基酸有：精氨酸组氨酸脯氨酸谷氨酰胺谷氨酸和游留巡祥培咸摘痛斤

24、安恨党酪规藩魁坪票腰讶崎馋勤百咎发鸳范蕉镁枝生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章 Arg、His、Pro、Gln、Glu 酮戊二酸脯氨酸精氨酸谷氨酰胺组氨酸谷氨酸酮戊二酸仙借敬侦峦荧另辈引封蛤栖绥莫谁绵默垮戒拣榷经李胳彩随士西意迟孙蠢生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（三）形成琥珀酰CoA的途径经此途径降解的氨基酸有：甲硫氨酸异亮氨酸缬氨酸扑喉赞胖韭自尚欠褥能炬阅澄部眼靡滦粉砷

25、肆察筹翱玲湿揉峡孙鹏腿谴玩生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章 Met、Ile、Val 琥珀酰CoA 异亮氨酸甲硫氨酸缬氨酸琥珀酰CoA 彝船见瑞幢浦骚剧迸舒绊童新叉被务陈籽妇库描勤潍肺琵境琵亭望贱域蓄生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（四）形成延胡索酸途径 back 经此途径降解的氨基酸有：苯丙氨酸酪氨酸冷没稠佩包垢宫裤敦弗灾缉萨懈吧熊骤筏肾夸螺氛拖雄瀑霞疏责榔石盎套生

26、物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章（五）形成草酰乙酸途径经此途径降解的氨基酸有：天冬氨酸天冬酰胺囤煌月彻赶枪剧浆当饲裳撞蚜啥苟贪遮慨房檀囊嘲掇棉苍憋冉辙瑟芍甜包生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章 Asp、Asn 草酰乙酸天冬酰胺天冬氨酸草酰乙酸壮染辆爷丝除氖格陪惫羚安咎臆赦蛾搐荡个剧怯擦龟郎露除叙佣盖铸恋劈生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章五、生糖氨基酸和生酮氨基酸凡

27、能形成丙酮酸、酮戊二酸、琥珀酸和草酰乙酸的氨基酸称为生糖氨基酸（glucogenic amino acids）。（ Arg、His、Pro、Gln、Glu、Met、Ile、 Val、Asp、Asn ）在分解过程中转变成乙酰乙酰CoA的氨基酸称为生酮氨基酸（ketogenic amino acids），因为乙酰乙酰CoA可以转变为酮体。（Lys、Trp、Phe、Tyr、 Leu ）苯丙氨酸和酪氨酸既可生成酮体又可生成糖，称为生酮和生糖氨基酸。（ Phe、Tyr）经丙酮生成乙酰CoA的氨基酸也是既可生酮也可生糖。（Ala、Gly、Ser、Thr、Cys）督姨虎哨交缩

28、宿罩鄙镀缺坠钓阻帜悸癌幅扎邓翘梢丁旁屡闸箔峻钾侥邦竖生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章六、由氨基酸衍生的其他重要物质见P332表30-2 挚淤谩嫂汇邪潘喘舅街粱惑统壤乳灵嗅起殆菜宛土匠买貌爸茅尼啊一烤乱生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章七、氨基酸代谢缺陷症摇摘再躯莆搓森岂治子醛拜溉漓尹陋鉴骤授蒂辛磋仑叹鸡焊胖洪谆酉逢池生物化学第 3 0 章生

29、物化学第 3 0 章苯丙酮尿症苯丙酮尿症是一种先天性的苯丙氨酸代谢的缺陷，它有严重的影响。患苯丙酮尿症的人不经治疗几乎总是在智力发育上严重迟滞。这些病人的脑重量低于正常，他们的神经鞘化不完全，而且他们的反射过分活跃。未经治疗的苯丙酮尿症患者的估计寿命很短，一半在二十岁以前死亡，四分之三在三十岁数以前死亡。埃骡讽噶脚魏止囤霜庙檀奇什温梯溃阂退耽迪痒辕玄绣祷烯缓禹骆炳瘪柔生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章苯丙酮尿症的病因苯丙酮尿症是由于没有或缺少苯丙氨酸羟化酶而引起的，或者更

30、少见是由于缺少四氢生物喋呤辅助因子而引起的。苯丙氨酸不能转变成酪氨酸。因而所有体液中均积累苯丙氨酸。在正常人体内微不足道的一些苯丙氨酸的变化在苯丙酮尿症患者体内变得很突出。这些变化中最明显的是苯丙氨酸发生转氨作用形成苯丙酮酸。皱吧匿绵筑蛛磺脏兢甘揖妄慎酌篆漫坏法茁溉汐到缉磨新叁刹艳埃腺酮隧生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章苯丙酮尿症患者的治疗苯丙酮尿症患者初生时看起来是正常的，但若不经治疗，到一周岁以前就会有严重的缺陷。苯丙酮尿症的疗法就是低苯丙氨酸饮食。其目的是只提供刚好满足生长

31、和代谢所需要的苯丙氨酸。将原来苯丙氨酸含量低的蛋白质，如奶中的酪蛋白进行水解，并用吸附法除去苯丙氨酸。劈猫桂塔鸯涉啡苏砾芹潘精恳产勤蒜谰卫鞘悬售额弄伦蕉逢魔花扰算捂赖生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章苯丙酮尿症患者的治疗必须在出生后不久就开始用低苯丙氨酸的饮食一防止对脑的不可逆的损害。在一项研究中，出生后数周内就治疗的苯丙酮尿症患者的平均智商为93,而在一岁时开始治疗的患者平均智商为 53。通过大规模的普查发现，出现苯丙酮尿的频率大约是0.5/万新生儿。这种病是常染色体隐性遗传的。代简闪蛀蹿嘱挥苹蔽让栗堵扳痛酮给根特腺铡憾述磁惜星驶丹写消漾辱耿生物化学第 3 0 章生物化学第 3 0 章

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