十一蛋白质降解及氨基酸代谢ppt课件.ppt

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十一蛋白质降解及氨基酸代谢ppt课件

2.半胱氨酸分解代谢  人体中半胱氨酸主要通过两条途径降解为丙酮酸。一是加双氧酶催化的直接氧化途径,或称半胱亚磺酸途径,另一是通过转氨的3-巯基丙酮酸途径。 3.18 半胱氨酸分解代谢 3.活性硫酸根代谢  含硫氨基酸经分解代谢可生成H2S,H2S氧化成为硫酸。半胱氨酸巯基亦可先氧化生成亚磺基,然后再生成硫酸。其中一部分以无机盐形式从尿中排出,一部分经活化生成3′磷酸腺苷-5-磷酸硫酸(3-phosphoadenosine5-phosphosulfate,PAPS),即活性硫酸根。 3.19 活性硫酸根代谢 4.谷胱甘肽的合成  谷胱甘肽(GSH)是一种含γ-酰胺键的三肽,由谷氨酸、半胱氨酸及甘氨酸组成。GSH的合成通过γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle),由Meister提出,又称为Meister循环(图7-17)。γ-谷氨酰基循环有双重作用,一是GSH的再合成,二是通过GSH的合成与分解将外源氨基酸主动转运到细胞内。 3.20 谷胱甘肽的合成  γ-谷氨酰基循环 3.21 γ-谷氨酰基循环 GSH的合成由γ-谷氨酰半胱氨酸合成酶和GSH合成酶所催化。由ATP水解供能。GSH的分解中γ-谷氨酰转肽酶、γ-谷氨酰环转移酶和5氧脯氨酸酶及一个细胞内肽酶所催化。 GSH在人体解毒、氨基酸转运及代谢中均有重要作用。GSH的活性基团是其半胱氨酸残基上的巯基,GSH有氧化型和还原型两种形式,可以互变。 谷胱甘胱还原酶催化上面反应,辅酶为NADPH,细胞中GSH与GSSG的比例为100∶1。GSH可保护某些蛋白质及酶分子的巯基不被氧化,从而维持其生物活性。如红细胞中含有较多GSH,对保护红细胞膜完整性及促使高铁血红蛋白还原为血红蛋白均有重要作用。此外,体内产生的过氧化物及自由基,亦可通过含硒的GSH过氧化酶而被清除,如: 3.22 谷胱甘肽 氨基甲酰磷酸(carbamyl phosphate)是在Mg++、ATP及N乙酰谷氨酸(Nacetyl glutamic acid,AGA)存在的情况下,由氨基甲酰磷酸合成酶I(carbamyl phosphate synthetaseI, CPSI)催化NH3和HCO-3在肝细胞线粒体中合成。 真核细胞中有两种CPS:(1)线粒体CPS-Ⅰ利用游离NH3为氮源合成氨基甲酰磷酸,参与尿素合成。(2)胞液CPS-Ⅱ,利用谷氨酰胺作N源,参与嘧啶的从头合成。 2.4.3.1 氨基甲酰磷酸的合成 CPS-Ⅰ催化的反应包括下述三步(图)。 (1)ATP活化HCO-3生成ADP和羰基硫酸(carbonyl phosphate) (2)NH2与羰基硫酸作用替代硫酸根,生成氨基甲酸(carbamate)和Pi。 (3)第2个ATP对氨甲酸磷酸化,生成氨基甲酰磷酸和ADP。 此反应是不可逆的,消耗2分子ATP。CPS1是一种变构酶,AGA是此酶变构激活剂。由乙酰CoA和谷氨酸缩合而成。 肝细胞线粒体中谷氨酸脱氢酶和氨基甲酰磷酸合成酶I催化的反应是紧密偶联的。谷氨酸脱氢酶催化谷氨酸氧化脱氨,生成的产物有NH3和NADH+H+。NADH经NADH氧化呼吸链传递氧化生成H2O,释放出来的能量用于ADP磷酸化生成ATP。因此谷氨酸脱氢酶催化反应不仅为氨基甲酰磷酸的合成提供了底物NH3,同时也提供了该反应所需要的能量ATP。氨基甲酰磷酸合成酶I将有毒的氨转变成氨基甲酰磷酸,反应中生成的ADP又是谷氨酸脱氢酶的变构激活剂,促进谷氨酸进一步氧化脱氨。这种紧密偶联有利于迅速将氨固定在肝细胞线粒体内,防止氨逸出线粒体进入细胞浆,进而透过细胞膜进入血液,引起血氨升高。 2.4.3.1 氨基甲酰磷酸的合成(2) 鸟氨酸氨基甲酰转移酶(ornithine transcarbamoylase)存在于线粒体中,通常与CPS-I形成酶的复合物催化氨基甲酰磷酸转甲酰基给鸟氨酸生成瓜氨酸。(注意:鸟氨酸,瓜氨酸均非标准α-氨基酸,不出现在蛋白质中)。此反应在线粒体内进行,而鸟氨酸在胞液中生成,所以必需通过一特异的穿梭系统进入线粒体内。 2.4.3.2 瓜氨酸的生成 瓜氨酸穿过线粒体膜进入胞浆中,在胞浆中由精氨酸代琥珀酸合成酶(Argininosuccinate Synthetase)催化瓜氨酸的脲基与天冬氨酸的氨基缩合生成精氨酸代琥珀酸,获得尿素分子中的第二个氮原子。此反应由ATP供能。 2.4.3.3 精氨酸代琥珀酸的合成 精氨酸代琥珀酸裂解酶(Argininosuccinase)催化精氨酸代琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索酸. 上述反应中生成的延胡索酸可经三羧酸循环的中间步骤生成草酰乙酸,再经谷草转氨酶催化转氨作用重新生成天冬氨酸。由此,通过延胡索酸和天

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