第10章氨基酸代谢.pptx

《第10章氨基酸代谢.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《第10章氨基酸代谢.pptx（56页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。

1、蛋白质的酶促降解及氨基酸代蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢谢 第一节 蛋白质的酶促降解第二节 氨基酸的分解与转化第三节 氨的同化及氨基酸的生物合成 本章着重讨论蛋白质在机体内的降解，以及氨基酸的分解和合成的代谢途径。第1页/共56页蛋白质的需要量 我国营养学会推荐的 成人每日需要量:80g/d成人每日最低需要量:3050g/d第2页/共56页蛋白质的营养价值蛋白质的营养价值 必需氨基酸：凡是机体不能自己合成，必需来自外界食物中摄取 的氨基酸，称为必需氨基酸。有：Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phe、Trp、(His Arg半必需氨基酸)非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸蛋白质的营养

2、价值取决于其含必需氨基酸种类及比例的多少第3页/共56页蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解一、水解蛋白质的酶的种类和专一性 蛋白酶(Proteinase)肽酶 （Peptidase）如：食物中蛋白质的消化吸收二、细胞内蛋白质降解 胞内蛋白质降解的意义 胞内蛋白质降解系统：溶酶系统和泛素系统 第4页/共56页 肽链内切酶（蛋白酶）：水解肽链内部的肽键。如胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶 肽链外切酶（肽酶）：分别从多肽链游离的羧基端或游离的 氨基端逐一地将肽链水解成氨基酸。羧肽酶和氨肽酶据水解肽键部位的不同分为两类：第5页/共56页（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳

3、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）消化道内几种蛋白酶的专一消化道内几种蛋白酶的专一性性第6页/共56页1.丝氨酸蛋白酶类2.硫醇蛋白酶类3.天冬氨酸蛋白酶类4.金属蛋白酶类据蛋白酶活性部位的的结构特征分为：第7页/共56页蛋白酶的种类和专一性蛋白酶的种类和专一性编 号 名 称 作用特征 实 例丝氨酸蛋白酶类(serine pritelnase)活性中心含Ser硫醇蛋白酶类(Thiol pritelnase)活性中心含Cys天冬氨酸蛋白酶类carboxyl(asid)pritelnase活性中心含Asp,最适pH在5以下金属蛋白酶类(metallopriteln

4、ase)活性中心含有Zn2+、Mg2+等金属胰凝乳蛋白酶胰蛋白酶凝血酶木瓜蛋白酶无花果蛋白酶菠萝酶胃蛋白酶凝乳酶枯草杆菌蛋白酶嗜热菌蛋白酶第8页/共56页肽酶的种类和专一性肽酶的种类和专一性编号 名 称 作 用 特 征3、4、113、4、13-氨酰肽水解酶(-aminoacyl peptide hydrolase)作用于多肽链的N-末端-羧肽水解酶(-carboxyl peptide hydrolase)作用于多肽链的C-末端3、4、14二羧肽水解酶(depeptide hydrolase)水解二肽第9页/共56页 食物中蛋白质的消化吸收第10页/共56页细胞质内蛋白质降解系统细胞质内蛋白质降

5、解系统溶酶系统（酸性）：水解长寿命蛋白质和外来蛋白质泛素系统（碱性）：水解短寿命蛋白质和反常蛋白质 蛋白质降解的泛素途径第11页/共56页蛋白质降解的泛素途径蛋白质降解的泛素途径E1-S-E1-S-E1-E1-SHSHE2-SE2-S-E1-E1-SHSHE2-SHE2-SHE2-SHE2-SHATP AMP+PPiATP AMP+PPiE E3 3多多泛素化蛋白泛素化蛋白ATPATP2626S S蛋白酶体蛋白酶体2020S S蛋白酶体蛋白酶体ATPATP1 19S9S调节亚基调节亚基去折叠去折叠水解水解E1E1：泛素激活酶：泛素激活酶 E2E2：泛素载体蛋白：泛素载体蛋白 E3E3：泛素：泛

6、素-蛋白质连接酶蛋白质连接酶（ubiquitin）第12页/共56页氨基酸的分解与转化氨基酸的分解与转化一、氨基酸代谢概况三、氨基酸的脱羧基作用四、氨基酸分解产物的转化二、氨基酸的脱氨基作用第13页/共56页氨基酸代谢概况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NHNH4 4+NH4+NH3CO2H2O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胺第14页/共56页食物蛋白消化吸收体内合成（非必需氨基酸）蛋白质（主）合成酮体氧化供能糖脱羧胺类转变其它含氮化合物经肾排出(1g/d)氨

7、基酸代谢库分解脱氨-酮酸（生成尿素）组织蛋白质分解氨基酸的代谢第15页/共56页氨基酸的脱氨基作用氨基酸的脱氨基作用4、非氧化脱氨基作用1、氧化脱氨基作用 2、转氨基作用3、联合脱氨基作用第16页/共56页氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：-氨基酸 氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸 R-CH-COO-NH+3|R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O2 L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸+H2O-酮戊二 酸+NH3NAD（P）+NAD（P）H第17页/共56页L-氨基酸氧化酶 （活性低，分布于肝及肾脏）最适pH

8、10 L-谷氨酸脱氢酶 活性强，分布于肝、肾及脑组织 辅酶为NAD+或NADP+专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应 可逆氨基酸氧化脱氨的主要酶第18页/共56页转转 氨氨 基基 作作 用用-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（辅酶：磷酸吡哆醛）在转氨酶的催化下，-氨基酸的氨基转移到-酮酸的酮基碳原子上，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，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。第19页/共56页磷酸吡哆醛的作用机理磷酸吡哆醛的作用机理磷酸吡哆

9、醛的作用机理磷酸吡哆醛的作用机理第20页/共56页特点：生理意义：接受氨基的主要酮酸有：*只有氨基的转移，没有氨的生成*催化的反应可逆*其辅酶都是磷酸吡哆醛 是体内合成非必氨基酸的重要途径，也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。丙酮酸 -酮戊二酸 草酰乙酸转氨基作用特点及意义转氨基作用特点及意义第21页/共56页谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清GPT升高 谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗患者血清GOT升高GPT谷氨酸+丙酮酸 -酮戊二酸+丙氨酸GOT谷氨酸+草酰乙酸 -酮戊二酸+天冬氨酸重要的转氨酶重要的转氨酶第22页/共56页谷丙转氨酶和谷草转氨酶谷丙转氨酶和谷草转氨酶谷丙转氨

10、酶（GPT）谷草转氨酶(GOT)第23页/共56页联合脱氨基作用联合脱氨基作用（1）概念（2）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转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式。第24页/共56页转氨酶与转氨酶与L-L-谷氨酸脱氢酶作用相偶谷氨酸脱氢酶作用相偶联联转氨酶L-谷氨酸脱氢酶H20+NAD+NH3+NADH-酮酸-氨基酸-酮戊二酸L-谷氨酸第25页/共56页转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联联-氨基酸-酮酸-酮戊二酸谷氨酸草酰乙酸天冬氨酸腺苷酸代琥珀酸苹果酸延胡索酸腺苷酸次黄嘌呤核苷酸第26页/共56页非氧化脱

11、氨基作用（自学）非氧化脱氨基作用（自学）（1）直接脱氨基作用（2）还原脱氨基作用（3）水解脱氨基作用（4）脱水脱氨基作用（5）氧化还原脱氨基作用第27页/共56页氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用1、概念3、脱羧产物的进一步转化（次生物质代谢）氨基酸在脱羧酶的作用下脱掉羧基生成相应的一级胺类化合物的作用。脱羧酶的辅酶为磷酸吡哆醛。直接脱羧 胺羟化脱羧 羟胺 2、类型:第28页/共56页 氨基酸在氨基酸脱羧酶（辅酶为磷酸吡哆 醛）作用下脱羧基生成相应的胺。+H2OCO2H2OR-CH2-NH2氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用OCR-PHRCHHNCH R-PRCCOOHHNH2OCR-PH

12、RCCOOHHNCH R-P第29页/共56页几种生物胺的生成几种生物胺的生成2.组氨酸的脱羧基生成组胺1、谷氨酸脱羧生成-氨基丁酸（GABA）3、色氨酸脱羧基生成5-羟色胺（5-HT）4.酪氨酸脱羧生成儿茶酚胺第30页/共56页氨基酸分解产物的转化氨基酸分解产物的转化氨基酸分解产物的转化氨基酸分解产物的转化1、氨的代谢转变2、氨基酸碳骨架的代谢途径第31页/共56页氨的代谢转变氨的代谢转变（1）重新生成氨基酸（2）谷氨酰胺和天冬酰氨的生成（3）尿素的生成 尿素循环（4）合成其他含N物质第32页/共56页谷氨酸的重新生成谷氨酸的重新生成L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸+H2O-酮戊

13、二酮戊二 酸酸+NH3NADNAD（P P）+NADNAD（P P）H H第33页/共56页谷氨酰胺的生成和利用谷氨酰胺的生成和利用+NH+NH2 2+H+H2 2OOATP ADP+PiATP ADP+Pi谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶MgMg2+2+2H+2H谷氨酸合成酶谷氨酸合成酶第34页/共56页尿尿 素素 的的 生生 成成1、概念2、总反应和过程 在排尿动物体内由在排尿动物体内由NHNH33合成合成 尿素是在肝脏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。NHNH3 3+CO+CO2 2+3ATP+3ATP+天冬氨酸天

14、冬氨酸+2H+2H2 2O O NHNH2 2-CO-NH-CO-NH2 2 +2ADP+2+2ADP+2+AMP+PPi+AMP+PPi+延胡索酸延胡索酸第35页/共56页鸟鸟氨氨酸酸循循环环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ATPAMP+PPiH2O2ATP+CO2+NH3+H2O2ADP+Pi基质线粒体胞液NH2-C-NH2NH2-C-NH2OO尿素第36页/共56页1)主要器官：肝脏（肝细胞线粒体和胞浆）CO2 2NH3（其中1分子来自于天冬氨酸）3个ATP的4个高能磷酸键4)生理意义：是体内氨的主要去路，

15、解氨毒的 重要途径。3)总反应方程式：尿素+2ADP+AMP+2Pi+PPi2)原料：合成1分子尿素需：2NH3+CO2+3ATP+H2O尿素合成小结第37页/共56页氨基酸碳骨架的代谢途径氨基酸碳骨架的代谢途径（1）再氨基化生成氨基酸（2）转变成糖或脂肪生糖氨基酸和生酮氨基酸（3）氧化成CO2和H2O作业：分别写出谷氨酸在体内生成糖和氧化分解成CO2、H2O的代谢途径，并计算氧化分解时可产生的ATP数。第38页/共56页谷氨酸的重新生成谷氨酸的重新生成L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸+H2O-酮戊二酮戊二 酸酸+NH3NADNAD（P P）+NADNAD（P P）H H第39页/

16、共56页 酮酸的代谢酮酸的代谢 氨基酸脱去氨基后生成氨基酸脱去氨基后生成-酮酸即氨基酸的酮酸即氨基酸的碳骨架碳骨架，当体内不需要将当体内不需要将-酮酸再合成氨基酸，并且体内的能量供酮酸再合成氨基酸，并且体内的能量供给充足时，给充足时，-酮酸可以转化成糖和脂肪而贮存起来。酮酸可以转化成糖和脂肪而贮存起来。根据氨基酸碳骨架的代谢合成，可将氨基酸分为生糖根据氨基酸碳骨架的代谢合成，可将氨基酸分为生糖氨基酸和生酮氨基酸。氨基酸降解的碳骨架经氨基酸和生酮氨基酸。氨基酸降解的碳骨架经TCLTCL可以进入可以进入糖异生途径生成葡萄糖，这样的氨基酸称为糖异生途径生成葡萄糖，这样的氨基酸称为生糖氨基酸生糖氨基酸

17、。而那些形成乙酰而那些形成乙酰CoACoA的氨基酸可以成为脂肪酸和酮体的前体，的氨基酸可以成为脂肪酸和酮体的前体，因此这类氨基酸称为因此这类氨基酸称为生酮氨基酸生酮氨基酸。还有些氨基酸降解时既。还有些氨基酸降解时既可生成可生成TCLTCL中间代谢物，又可生成乙酰中间代谢物，又可生成乙酰CoACoA，这样的氨基酸，这样的氨基酸称为称为既生糖又生酮氨基酸既生糖又生酮氨基酸（异亮、赖、苯丙、色和酪）（异亮、赖、苯丙、色和酪）。第40页/共56页氨基酸的三种类型氨基酸的三种类型第41页/共56页氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径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

18、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第42页/共56页氨基酸碳骨架进入三羧酸循环氨基酸碳骨架进入三羧酸循环第43页/共56页氨的同化及氨基酸的生物合成氨的同化及氨基酸的生物合成一、氮素循环二、生物固氮（自学）四、氨基酸的生物合成五、氨基酸与一碳基团代谢三、氨的同化（自学）第44页/共56页自然界的氮素循环自然界的氮素循环硝酸盐亚硝酸氮生物固氮工业固氮固氮生物动植物硝酸盐还原大气固氮大气氮素岩浆源的固定氮火成岩反硝化作用氧化亚氮蛋白质入地下水

19、动植物废物死的有机体第45页/共56页氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成必需氨基酸和非必需氨基酸氨基酸的生物合成第46页/共56页必需氨基酸的概念必需氨基酸的概念Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phe、Trp、(His Arg)凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。人的必需氨基酸：非必需氨基酸的概念第47页/共56页氨基酸的生物合成的碳架来源氨基酸的生物合成的碳架来源（1）非必需氨基酸的生物合成（2）各族氨基酸的前体及相互关系a、由-酮酸氨基化生成b、由某些非必需氨基酸转化而来c、由某些必需氨基酸转变而来第48页/共56页非非必必需需氨氨基基酸酸的的生生物物

20、合合成成第49页/共56页各各种种氨氨基基酸酸的的前前体体及及相相互互关关系系谷氨酸族天冬氨酸族丙氨酸族丝氨酸族His 和芳香族第50页/共56页氨基酸与一碳基团代谢氨基酸与一碳基团代谢1、一碳基团（一碳单位）的概念2、一碳基团和氨基酸代谢Gly、Ser、Thr、His 都可以作为一碳基团的供体。3、一碳基团的利用：参与合成反应，如磷脂、核苷酸等的合成。第51页/共56页一碳基团一碳基团 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），称为一碳基团。一碳基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成。一碳基团转移酶的辅酶：FH4

21、一碳基团四氢叶酸化合物的结构和与合成-CH=NH 亚氨甲基H-CO-甲酰基-CH2OH 甲醇基-CH=次甲基-CH2-亚甲基-CH3 甲基第52页/共56页一碳单位与氨基酸代谢一碳单位与氨基酸代谢1.概念：氨基酸在分解过程中产生的含一个碳原子的基团（不包括CO2）。2.种类：甲基（-CH3）亚甲基（-CH2-甲烯基）次甲革（=CH-甲炔基）甲酰基（-CHO）亚氨甲基（-CH=NH）3.特点：不能游离存在，一般以四氢叶酸为载体参与反应第53页/共56页四氢叶酸（四氢叶酸（FHFH4 4）的结构与合成的结构与合成蝶呤+对氨基苯甲酸+L-谷氨酸 二氢叶酸 四氢叶酸二氢叶酸合成酶二氢叶酸还原酶第54页

22、/共56页一碳基团的一碳基团的来源与转变来源与转变S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸（SAMSAM）参与参与 甲基化甲基化反应反应N N5 5-CH-CH2 2-FH-FH4 4NADNAD+NDAH+HNDAH+H+N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4还原酶还原酶N N5 5 N N10 10-CHCH2 2-FH-FH4 4为为胸腺嘧啶胸腺嘧啶合合成成提供甲基提供甲基FHFH4 4 丝丝氨酸氨酸NADNAD+NDAH+HNDAH+H+N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4脱氢酶脱氢酶 组氨酸组氨酸甘氨酸甘氨酸FHFH4 4N N5 5，N N10 10=CH-=CH-FHFH4 4参与参与嘌呤嘌呤合成合成HH22OOHH+环水化酶环水化酶 N N10 10-CHO-FH-CHO-FH4 4FHFH4 4 HCOOHHCOOH参与参与嘌呤嘌呤合成合成第55页/共56页感谢您的观看！第56页/共56页