1、LOGO 生物化学 生物医药系 蒋丹 2015年 12月 28日 北京联合大学生物化学工程学院 第十二章 蛋白质的降解及氨基酸代谢 蛋白质 在机体内的 降解 氨基酸 的分解和合成的共同代谢途径 第一节 蛋白质的酶促降解 第二节 氨基酸的降解 第三节 氨基酸代谢产物的去路 第四节 氨的同化及氨基酸的生物合成 第一节 蛋白质的酶促降解 一、 蛋白酶 的种类和专一性 二、蛋白质的 降解 一、蛋白酶的种类和专一性 内肽酶 (蛋白质内切酶 )： 水解蛋白质内部肽键 胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、 弹性蛋白酶 端肽酶 (蛋白质外切酶 ) ： 从肽链两端开始水解肽键。 如氨基肽酶、羧基肽酶、二肽酶 消化
2、道内几种蛋白酶的专一性 芳香族、大的非极性侧链 aa 碱性 脂肪族 胰凝乳蛋白酶 胃蛋白酶 弹性蛋白酶 羧肽酶 胰蛋白酶 氨肽酶 羧肽酶 芳香族、酸性 aa 端肽酶的种类和专一性 编号 名 称 作 用 特 征 3、 4、 11 3、 4、 13 氨肽酶 (-aminoacyl peptide hydrolase) 作用于多肽链的 N-末端 羧肽酶 (-carboxyl peptide hydrolase) 作用于多肽链的 C-末端 3、 4、 14 二肽酶 (depeptide hydrolase) 水解二肽 二、蛋白质的降解 蛋白质和多肽的肽键可被催化水解 酸 /碱能将蛋白 完全水解 酶水解
3、一般是 部分水解 得到各种 AA的混合物 得到多肽片段和 AA的混合物 蛋白质 月 示 胨 多肽 肽 AA 1*104 5*103 2*103 1000 200 100 -500 外肽酶 内肽酶 第二节 氨基酸的降解 一、 氨基酸代谢概况 三、 氨基酸的脱羧基作用 二、 氨基酸的脱氨基作用 一、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 NH4+ NH4+ NH3 CO2 H2O 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 生物固氮硝酸还原 （次生物质代谢） CO2 胺 脱氨基 脱羧基 二、氨基酸的
4、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 1、氧化脱氨基作用（动、植、需氧微生物） （ 1）概念 氨基酸在酶的催化下脱去 氨基 生成相应的-酮酸 ，反应需氧并产生氨，此为 氧化脱氨基作用 。 此作用普遍存在于动物细胞中，主要在肝中进行。 （ 2）反应 反应过程包括 脱氢 和 水解 两步 。 R-CH-COOH R -C-COOH R -C-COOH +NH3 NH2 -2H +H2O NH O （ 3）酶的类型 A、 L-aa氧化酶： 有 两类，分别以 FAD、 FMN（人和动物）为辅基 。 能催化十几种氨基酸脱氨， L-aa氧化酶分布不
5、广，活性弱，不起主要作用。 B、 D- aa氧化酶： 以 FAD为辅基 ，脊椎动物在肝肾细胞中，有些微生物也有 。不重要。 C、专一性氨基酸氧化酶： Glu脱氢酶 （广泛分布在生物细胞质和线粒体中，以 NAD+或 NADP +为辅酶 ，可直接脱氨，活性最强。该酶属于变构酶，其活性受 ATP， GTP的抑制，受 ADP，GDP的激活。 ） 1、氧化脱氨基作用（动、植、需氧微生物） -氨基酸 氨基酸氧化酶（ FAD、 FMN） -酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO-+NH3 O | H2O+O2 H2O2 L-谷氨酸脱氢酶 + H2O + NH3 NAD(P)+ NAD(P)H
6、+H+ COOH CH2 CH2 C=O COOH COOH CH2 CH2 CH NH2 COOH 不需氧，经电子传递链，可逆，重要 1、氧化脱氨基作用（动、植、需氧微生物） 黄素蛋白 1、氧化脱氨基作用（动、植、需氧微生物） CRHC O O HN H2 - 氨 基 酸氨 基 酸 氧 化 酶F PF P H2CRC O O HN H亚 氨 基 酸N H3H2OCRC O O HO - 酮 酸R C O O H酸O2H2O2H2O+1 / 2 O2H2O+C O2H2O2酶无 H2O2酶2、转氨基作用 -氨基酸 1 R1-CH-COO- NH+3 | -酮酸 1 R1-C-COO- O |
7、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。 -氨基酸 磷酸吡哆醛 醛亚胺 酮亚胺 磷酸吡哆胺 磷酸吡哆醛的作用机理 -酮酸 互变异构 转氨酶 除 Gly， Lys， Thr， Pro外，均可参加转氨基作用，大多数转氨酸需要 -酮戍二酸作为氨基 受体。 谷丙转氨酶和谷草转氨酶 谷丙转氨酶（ GPT） 谷草转氨酶(GOT) 谷丙转氨酶
8、 (GPT)和谷草转氨酶 (GOT)分布最广、活性最大。临床以此 判断肝、 心 功能 是否正常。 转氨作用的意义 是 aa分解代谢与非必需 aa合成代谢的重要步骤； 沟通了糖代谢与蛋白质代谢。 转氨酶 种类多，分布广，活性高 但是氨基酸并没有真正脱掉氨基 因此转氨基作用不是体内主要的脱氨基方式 氨化脱氨基，使用 氨基酸氧化酶 只有谷氨酸脱氢酶分布广，活性高，但肌肉缺乏 其他氨基酸氧化酶：种类不多，分布不广，活性不高 那么氨化脱氨基也不是体内的主要的脱氨基方式 那么什么是最佳的脱氨基方式呢 ? 联合脱氨基 =转氨基 +氧化脱氨基 1.转氨基与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基：肝，肾，脑 2.嘌呤核苷酸循
9、环：肌肉，肝，脑 3、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 氧化脱氨基作用或嘌呤核苷酸循环联合进行的脱氨基 作用方式 。 转氨酶与 L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 转氨酶 L-谷氨酸脱氢酶 H2O+NAD+ NH3+NADH -酮酸 -氨基酸 -酮戊二酸 L-谷氨酸 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 -氨基酸 -酮酸 -酮戊二酸 谷氨酸 草酰乙酸 天冬氨酸 腺苷酰琥珀酸 苹果酸 延胡索酸 腺苷酸 次黄苷酸 4、非氧化脱氨基作用（自学） P425 大多在 微生物 中进行，包括 ： 还原 脱氨基作
10、用 ：严格无氧条件，氢化酶催化 水解脱氨基作用 ：水解酶 脱水脱氨基作用 ： L-丝氨酸， L-苏氨酸。磷酸 吡哆醛为辅基 脱硫氢基脱氨基作用 ： L-半胱氨酸，脱硫氢基酶催化 氧化还原脱氨基作用 ：形成有机酸、酮酸、氨 三、氨基酸的脱羧基 作用 1、概念 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 。 脱羧酶，专一性强 ， 且 只对 L-氨基酸 起作用。除 His脱羧酶 不需辅酶外，余均以 磷酸吡哆醛 为辅酶。 胺 CRHC O O HN H2+ CHRO CRHC O O HN CHR+ H2OCRHHN CHRC O2H2OCRHHN H2+ CHRO - 氨 基 酸 磷 酸 吡 哆 醛（ 脱 羧 酶 ）醛 亚 胺一 级 胺 磷 酸 吡 哆 醛脱羧 形成的胺有许多重要生化作用： Glu -氨基丁酸 ： 重要的神经介质， 抑制 神经中枢； His 组胺 ： 有降压、刺激胃液分泌的作用 Tyr 酪胺 ： 有升压作用
