1、第九章 蛋白质降解及氨基酸代谢,Chapter 9 Metabolism of Amino Acids,第一节 蛋白质的酶促降解,人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。 成人每天约有1%2%的体内蛋白质被降解。,蛋白质的最低生理需要量,在糖和脂肪等物质充分供应的条件下，为维持氮的总平衡，至少必需摄入的蛋白质的量，称为蛋白质的最低生理需要量。 成人每日最低蛋白质需要量为3050g 我国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为80g。,（一）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。,一、体内蛋白质的降解,
2、2. 依赖ATP和泛素的降解途径： 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 泛素(ubiquitin)是一种小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞中。,（二）蛋白质水解酶,（1）内肽酶（蛋白酶，肽链内切酶）形成各种短肽,（2）端肽酶（肽酶）,羧肽酶 氨肽酶 二肽酶,（三）蛋白质酶促降解,需内肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用,蛋白质,多肽,AA,合成新蛋白质,二、氨基酸代谢库,食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库(metabolic pool)。,氨基酸代谢库,氨基
3、酸代谢概况,氨基酸的分解代谢概况,第二节 氨基酸的分解与转化,一、脱氨基作用,氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用 氨基酸主要通过五种方式脱氨基氧化脱氨基非氧化脱氨基 脱酰胺作用转氨基作用联合脱氨基, 氧化脱氨基作用,定义：-AA在酶的作用下，氧化生成-酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。,氧化脱氨基的反应过程包括脱氢和水解两步，脱氢反应需酶催化，而水解反应则不需酶的催化。,AA氧化酶的种类L-AA氧化酶：催化L-AA氧化脱氨，体内分布不广泛，最适pH10左右，以FAD或FMN为辅基。D-AA氧化酶：体内分布广泛，以FAD为辅基。但体内D-AA不多。L-谷氨酸脱氢酶：专一性强，分布广泛（动、植、微生物
4、），活力强，以NAD+或NADP+为辅酶。,还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。（在微生物中个别AA进行,但不普遍）, 非氧化脱氨,例：脱水脱氨基（只适于含一个羟基的AA),上述两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中，有相当高的专一性。, 氨基酸的脱酰胺作用,指-AA和酮酸之间氨基的转移作用， -AA的-氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的AA生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。,（四）转氨基作用,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(transamin
5、ase)均以磷酸吡哆醛(胺)为辅酶。,（五） 联合脱氨基（动物组织主要采取的方式）,由于转氨基作用不能最后脱掉氨基，氧化脱氨中只有谷氨酸脱氢酶活力高，转氨基作用与氧化脱氨基作用联合在一起才能迅速脱氨，这种作用就称为联合脱氨作用。,二、脱羧基作用,脱羧基作用(decarboxylation),由氨基酸脱羧酶(decarboxyase)催化，辅酶为磷酸吡哆醛，产物为CO2和胺。所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化为CO2和水。,主要讲Tyr代谢与黑色素形成问题,Tyr酶,聚合,黑色素,动物,植物,激素,生物碱,多巴,多巴醌,三、氨基酸的羟化作用,多巴胺,Tyr酶,多巴,多
6、巴醌,帕金森病(Parkinson disease)患者多巴胺生成减少。 在黑色素细胞中，酪氨酸可经酪氨酸酶等催化合成黑色素。 人体缺乏酪氨酸酶，黑色素合成障碍，皮肤、毛发等发白，称为白化病(albinism)。,四、氨基酸分解产物的代谢,排氨生物：NH3转变成酰胺（Gln），运到排泄部位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类） 以尿酸排出：将NH3转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类） 以尿素排出：经尿素循环（肝脏）将NH3转变为尿素而排出。（哺乳动物） 重新利用合成AA： 合成酰胺（高等植物中） 嘧啶环的合成（核酸代谢）,（一）氨的去路,（二）尿素的生成,
7、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。催化这些反应的酶存在于胞液和线粒体中。,（1）氨基甲酰磷酸的合成 此反应在线粒体中进行，由氨基甲酰磷酸合成酶（carbamoyl phosphate synthetase - , CPS-）催化，该酶需N-乙酰谷氨酸（AGA）作为变构激活剂，反应不可逆。,1.尿素生成的鸟氨酸循环,在线粒体内进行，由鸟氨酸氨基甲酰转移酶（ornithine carbamoyl trans-ferase, OCT）催化，将氨甲酰
8、基转移到鸟氨酸的-氨基上，生成瓜氨酸。,(2) 瓜氨酸的合成,转运至胞液的瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶(argininosuccinate synthetase)催化下，消耗能量合成精氨酸代琥珀酸。,(3) 精氨酸代琥珀酸的合成,限速酶,在胞液中由精氨酸代琥珀酸裂解酶(arginino-succinate lyase)催化，将精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸和延胡索酸。,（4）精氨酸代琥珀酸的裂解,在胞液中由精氨酸酶催化，精氨酸水解生成尿素(urea)和鸟氨酸(ornithine)。鸟氨酸可再转运入线粒体继续进行循环反应。,（5）精氨酸的水解,鸟氨酸循环,线粒体,胞 液,1合成主要在肝细胞的线粒体
9、和胞液中进行；2合成一分子尿素需消耗4分子ATP；3精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶；4尿素分子中的两个氮原子，一个来源于NH3，一个来源于天冬氨酸。,尿素合成的特点,（三）AA碳骨架的去路（AA脱氨基的意义）,AA分解产生5种产物进入TCA循环，进行彻底的氧化分解。五种产物为：乙酰CoA、 -酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸 再合成AA,转变成糖和脂肪生糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊二酸的AA。 （Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Ile Met Val）凡能生成乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的AA均能通过乙
10、酰CoA转变成脂肪。转变成酮体生酮AA：凡能生成乙酰乙酸、-丁酸的AA（Phe Tyr Leu Lys Trp,在动物肝脏中）,有C架（ -酮酸）,有AA提供氨基 (最主要为谷AA，领头AA),氨基酸的合成,1.一碳基团的定义,生物化学中将具一个碳原子的基团称为一碳单位或一碳基团。,2.种类,甲基 (methyl),-CH3,亚甲基 (methylene),-CH2-,次甲基 (methenyl),-CH=,甲酰基 (formyl),-CHO,亚氨甲基 (formimino),-CH=NH,本章思考题,1.名词解释生物化学.静态生化.动态生化.构件分子.生物大分子 2.生物化学发展分为几个阶段? 3.你了解哪些重大生化成就? 4.生命是怎样形成的? 5.生物化学研究哪些内容?,
