第九章蛋白质的降解和氨基酸代谢预案.ppt

第九章 蛋白质的降解和氨基酸代谢 基因突变、生物合成误差、自发诱变和疾病等可导致反常蛋白产生 具有重要生理功能的酶蛋白，寿命短。 维持体内AA代谢库 防御机制组成部分 蛋白质前体的裂解加工 真核细胞中存在两条不同的降解途径： 1. 不依赖ATP的降解途径： 在溶酶体内进行，主要降解外源性蛋白质、膜蛋白和长寿命的胞内蛋白质。（酸性系统） 在胞液中进行，主要降解异常蛋白质和短寿命的蛋白质。需ATP和泛素参与。 泛肽(ubiquitin)是一种小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞中。 泛素化是指泛素分子在一系列特殊的酶作用下，将细胞内的蛋白质分类，从中选出靶蛋白分子，并对靶蛋白进行特异性修饰的过程 . 泛素化参与了细胞周期、增殖、凋亡、分化、转移、基因表达、转录调节、信号传递、损伤修复、炎症免疫等几乎一切生命活动的调控。 泛素化与肿瘤、心血管等疾病的发病密切相关。因此，作为近年来生物化学研究的一个重大成果，它已然成为研究、开发新药物的新靶点。 ⑴ 蛋白质的泛素化(ubiquitination)： 泛素与被降解的蛋白质形成共价连接，从而使后者活化。 蛋白质的泛素化过程 ⑵ 蛋白酶体的降解： 泛素化的蛋白质与多种蛋白质构成蛋白酶体(proteasome)，使蛋白质降解。 氨基酸代谢库的来源与去路 一、氨基酸的分解代谢（一）、氨基酸的脱氨基作用 L-谷氨酸脱氢酶(L-glutamatdehydrogenase)： 是一种不需氧脱氢酶，以NAD+或NADP+为辅酶，生成的NADH或NADPH可进入呼吸链经氧化磷酸化产生ATP。 该酶活性高，分布广泛，因而作用较大；该酶属于变构酶，其活性受ATP，GTP的抑制，受ADP，GDP的激活。 2、转氨基作用 氨基酸＋α—酮戊二酸 α— 酮酸＋谷氨酸 转氨基作用(transamination)可以在各种氨基酸与?-酮酸之间普遍进行。除Lys，Pro外，均可参加转氨基作用。 各种转氨酶(transaminase)均以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。 ⑴ 丙氨酸氨基转移酶（alanine transaminase, ALT），又称为谷丙转氨酶（GPT）： ALT催化丙氨酸与?-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。 ALT在肝中活性较高，在肝的疾病时，可引起血清中ALT活性明显升高。 ⑵ 天冬氨酸氨基转移酶（aspartate transaminase, AST），又称为谷草转氨酶（GOT）： AST催化天冬氨酸与?-酮戊二酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。 AST在心肌中活性较高，故在心肌疾患时，血清中AST活性明显升高。 3、联合脱氨基作用 转氨基作用与氧化脱氨基作用联合进行，从而使氨基酸脱去氨基并氧化为?-酮酸(?-ketoacid)的过程，称为联合脱氨基作用。 联合脱氨基作用可在肝、肾等大多数组织细胞中进行，是体内主要的脱氨基的方式。 嘌呤核苷酸循环 嘌呤核苷酸循环（purine nucleotide cycle, PNC）是存在于骨骼肌和心肌中的一种特殊的联合脱氨基作用方式。 在骨骼肌和心肌中，由于谷氨酸脱氢酶的活性较低，而腺苷酸脱氨酶(adenylate deaminase)的活性较高，故采用此方式进行脱氨基。 腺苷酸脱氨酶(adenylate deaminase)可催化AMP脱氨基，此反应与转氨基反应联系，即构成嘌呤核苷酸循环(PNC)的脱氨基作用。 （二）、氨基酸的脱羧基作用 二、氨在血中的转运 肌肉中的氨基酸将氨基转给丙酮酸生成丙氨酸，后者经血液循环转运至肝再脱氨基，生成的丙酮酸异生为葡萄糖后再经血液循环转运至肌肉重新分解产生丙酮酸，这一循环反应过程就称为丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle)。 （二）谷氨酰胺的运氨作用 肝外组织，如脑、骨骼肌、心肌，氨在谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase)的催化下，合成谷氨酰胺，以谷氨酰胺的形式将氨基经血液循环转运到肝，再由谷氨酰胺酶将其分解， 产生的氨即可用于合成尿素。 因此，谷氨酰胺(glutamine)对氨具有运输、贮存和解毒作用。 鸟氨酸循环 尿素的生成 体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素(urea)。 合成尿素的主要器官是肝，但在肾及脑中也可少量合成。 尿素合成是经称为鸟氨酸循环(ornithine cycle)的反应过程来完成的。 1．氨基甲酰磷酸的合成： 在线粒体中进行。 由氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ（carbamoyl phosphate synthetase -Ⅰ , CPS-Ⅰ）催化，需N-乙酰谷氨酸（AGA）作为变构激活剂。 反应不可逆。 2．瓜氨酸的合成： 在线粒体内进行。 反应由鸟氨酸氨基甲酰转移酶（ornithine carba