《08蛋白质与氨基酸代谢》.ppt

生物化学课件 生物科学专业 第八章 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢 第一节 蛋白质的酶促降解 一、细胞内蛋白质降解的意义 细胞内蛋白质处于不断更新过程中, 蛋白质代谢是十分复杂和受精密控制的过程，代谢速率不仅与生物体的种类、营养状况、环境因素、发育阶段等有关，还与蛋白质的种类有关。细胞内蛋白质降解是有选择性的，对细胞生长发育和适应内外环境变化有重要功能： ①清除反常蛋白, 避免其干扰正常的生命活动。 ②控制短寿命蛋白含量, 如酶和调节蛋白，通过基因表达和降解对其含量进行精确，使细胞代谢井然有序。 此外，生长发育及细胞分化过程中代谢途径的改变，也涉及到酶蛋白的降解。 ③外源蛋白质的消化吸收。 ④维持体内氨基酸代谢库。 肽酶的种类和专一性 蛋白酶的种类和专一性 蛋白质降解的泛肽途径 第二节 氨基酸的分解与转化 一、氨基酸代谢概况 二、氨基酸的脱氨基作用 1、氧化脱氨基作用 2、转氨基作用 谷丙转氨酶和谷草转氨酶 3、联合脱氨基作用 转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 4、非氧化脱氨基作用（自学） 三、氨基酸的脱羧基作用 第三节 氨基酸分解产物的转化 一、氨的代谢转变 谷氨酸的重新生成 谷氨酰胺的生成和利用 尿 素 的 生 成 二、氨基酸碳骨架的转化途径 氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径 第 四节 氨的同化及氨基酸的生物合成 二十种氨基酸的生物合成概况 氨基酸生物合成的分族情况 氨基酸生物合成的调节 氨基酸合成的反馈调控 1、重新生成氨基酸 ?还原氨基化 ?转氨作用 2、转变成糖或脂肪 ?生糖氨基酸 ?生酮氨基酸 3、氧化供能生成CO2和H2O 4、一碳单位 草酰乙酸 磷酸烯醇式酸 ?-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 赖氨酸 色氨酸 丙氨酸 苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 半胱氨酸 谷氨酸 谷氨酰胺 精氨酸 组氨酸 脯氨酸 异亮氨酸 亮氨酸 缬氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 天冬氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 缬氨酸 葡萄糖 柠檬酸 脂肪酸 ?-酮酸可以转变为糖和脂肪。根据氨基酸代谢的碳骨架，可将氨基酸分为生糖氨基酸和生酮氨基酸两类。 生糖氨基酸可降解为丙酮酸、草酰乙酸、?-酮戊二酸、琥珀酰CoA和延胡索酸等糖代谢中间物。 生酮氨基酸在体内能转变为酮体，按脂肪酸途径代谢，其分解产物为乙酰CoA或乙酰乙酸。乙酰CoA可进入脂肪酸合成途径。 20种氨基酸中，只有亮氨酸是纯粹生酮的，异亮氨酸、赖氨酸、苯丙氨酸、色氨酸和酪氨酸是既生酮也生糖的，其它14种氨基酸纯粹是生糖的。 转变为糖和脂肪 一碳基团 -CH=NH 亚氨甲基 H-CO- 甲酰基 -CH2OH 甲醇基 -CH= 次甲基 -CH2- 亚甲基 -CH3 甲基 三、有机胺的转化 四、氨基酸衍生为其他化合物 一、氨的来源 二、碳架来源 三、氨基酸的生物合成 一、氨基酸的生物合成的氨源 1．生物固氮作用 某些微生物，例如与豆科类植物共生的根瘤菌以及自生固氮菌等能将空气中的氮固定还原成氨。固氮酶是一种复杂的多亚基酶（α2β2）, 约220kD，固氮酶催化这一复杂反应： N2 + 8H＋ +8e－ + 16ATP + 16H2O → 2NH3 + H2 + 16ADP＋ +16Pi 2.硝酸盐、亚硝酸盐还原为氨 大多数植物和微生物含有硝酸盐还原酶和亚硝酸盐还原酶，能催化硝酸盐和亚硝酸盐转变成氨： NO3－ + NADPH + H＋ → NADP＋ + NO2－ + H2O NO2－ + 3NADPH + 4H＋ → 3NADP＋ +H2O + NH3 3．氨基酸脱氨基作用产生的氨 NH+4 NO-3 2e- 6e- 硝酸还原酶 亚硝酸还原酶 NO-2 二．氨基酸的生物合成的碳源 直接碳源是α-酮酸。各种氨基酸的碳架不同，其形成过程也不同。有些生物能合成20种氨基酸的全部碳骨架，有些只能部分合成。碳骨架的来源是糖酵解、磷酸戊糖途径和TCA循环的中间物。不同生物利用这些中间物的能力是不同的，因而导致有些生物能合成20种全部氨基酸，有些只能部分合成。 ? 三．氨是如何参入