蛋白质的降解与氨基酸代谢课件.ppt

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1、一、蛋白酶(肽链内切酶)作用于肽链内部的肽键。e.g.胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、弹性蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶。二、肽酶(肽链外切酶)又称肽链端解酶,只作用于多肽链末端,依次将AA一个一个、或两个两个地从肽链水解下来。1、二肽酶:专门水解二肽。2、氨肽酶:专一作用于氨基末端的肽键。3、羧肽酶:专一作用于羧基末端的肽键。第二节氨基酸的 降解与转化外源性蛋白内源性蛋白氨基酸代谢概况一、脱氨基作用(一)氧化脱氨基作用(主要方式)指AA在酶作用下先脱去两个H形成亚氨基酸,亚氨基酸再自动与水反应生成a

2、-酮酸和氨(NH4+)的过程。L-氨基酸氧化酶:辅基为FMN,最适pH为10;D-氨基酸氧化酶:辅基为FAD,分布广活性强;谷氨酸脱氢酶(GDH):普遍存在于动植物和微生物体内,无需氧气,活性和专一性都很强,且只对L-谷氨酸起催化作用。*此酶是一个结构很复杂的别构酶。ATP、GTP、NADH可抑制其活性;ADP、GDP及某些AA可激活其活性。因此当ATP、GTP不足时,Glu的氧化脱氨会加速进行,有利于AA分解供能。(二)转氨基作用指α-AA和α-酮酸间由转氨酶催化的氨基转移反应。转氨作用是肝外组织中AA脱氨的重要方

3、式,除Gly、Lys、Thr、Pro外,其它AA都能参与转氨基作用。体内转氨酶种类繁多,其辅酶均为磷酸吡哆醛;大多数转氨酶优先利用α-酮戊二酸作为氨基受体。在大多数动物组织细胞中,谷草转氨酶的含量最高,活性最大;且Asp是合成尿素时氮的供体,通过转氨作用解决氨的去向。正常情况下血清中转氨酶活性很低,但在心脏和肝脏中则很高;当心脏或肝脏受损时,大量的转氨酶流入血清,会引起血清中转氨酶活性升高,可依据这一变化来诊断肝炎。(三)联合脱氨基作用指AA不直接氧化脱氨,而是先与α-酮戊二酸通过转氨作用生成相应的α-酮酸和谷氨酸,

4、谷氨酸再氧化脱氨的过程。单靠转氨基作用不能最终脱掉氨基,单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要,因为只有Glu脱氢酶活力最高,其余L-氨基酸氧化酶的活力都低。谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用:合成非必需AA的主要途径;也是肝、肾等组织的主要脱氨途径。嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用:(四)非氧化脱氨基作用①直接脱氨基作用;(氨解酶催化Phe、Tyr)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脱巯基脱氨基作用;⑥氧化还原脱氨基作用;(五)脱酰氨作用二、脱羧基作用体内部分L-AA可在脱羧酶作用下,脱羧生成相应的

5、一级胺。生物体内广泛存在脱羧酶,其辅酶为磷酸吡哆醛,但是His脱羧酶无需要辅基(生成组胺)。脱羧酶的专一性很高,一般一种AA对应一种脱羧酶。直接脱羧基作用:氧化脱羧基作用:*多巴进一步氧化可生成聚合物黑素。人体皮肤的表皮基底层及毛囊中存在黑素细胞,能将酪氨酸转变为黑素,使皮肤和毛发呈现黑色。*帕金森病人因中枢神经递质多巴胺的减少表现出颤抖等症状。三、氨基酸降解产物去路(一)NH3的去路1、再生为氨基酸:组织细胞中碳水化合物代谢旺盛时,氨可与碳水化合物生成的α-酮酸发生氨基化反应重新生成氨基酸。虽然通过脱氨基作用产生的

6、氨再用来合成AA时并不能增加AA的数量,但却能改变AA的种类。2、生成酰胺:生成Gln和Asn是生物体贮藏和运输氨的主要形式,也是解除氨毒害的最主要途径。另一方面还可作为蛋白质合成的原料。3、生成铵盐:有些植物组织中含有大量有机酸,如柠檬酸、异柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酰乙酸等,氨可以和之结合生成铵盐,以保持细胞内正常的pH。4、生成其它含氮物质:如嘧啶类化合物。5、生成尿素(鸟氨酸循环,ureacycle)哺乳动物体内大部分氨在肝脏中转变为尿素,再经由尿液排出体外;这是体内氨的主要去路,也是解氨毒的重要途径。尿素循

7、环少见于植物,少数植物体内的尿素可在脲酶作用下分解为CO2和氨。鸟氨酸转氨甲酰酶谷氨酸脱氢酶氨甲酰磷酸合酶I精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸裂解酶精氨酸裂酶血氨的转运(肝外→肝脏)谷氨酰胺的运氨作用:Gln无毒,易透过细胞膜,是氨的主要运输形式。丙氨酸-葡萄糖循环:肌肉中糖酵解提供丙酮酸;肝中,丙酮酸又可生成Glc。肌肉运动产生大量的氨和丙酮酸,两者都要运回肝脏进一步转化,而以Ala的形式运送,一举两得。(二)α-酮酸(C架)的去路1、再生为氨基酸:脱氨基的逆反应。2、进入TCA:彻底氧化为CO2和H2O,产生能量。3、转

8、变为糖和脂肪:大多数AA在体内可转变为糖,称为生糖AA;生糖氨基酸可降解为α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、草酰乙酸、丙酮酸等糖代谢中间物。另一些AA则在体内能转变为酮体,称为生酮氨基酸,如Leu、Lys等。既能生成糖又能生成酮体的AA称为生糖兼生酮AA,如Phe、Tyr等。(三)胺的去路1、胺类氧化:在胺氧化酶催化下生成醛,再氧化为FA,最终生成C

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