蛋白質(zhì)的降解和氨基酸的分解代謝

1、第30章 蛋白質(zhì)的降解和氨基酸的分解代謝30.1 本章主要內(nèi)容1）蛋白質(zhì)的降解反應(yīng)機(jī)制2）氨基酸的分解代謝和氨基酸分解產(chǎn)物在生物體的去路3）尿素的形成4）生酮氨基酸和生糖氨基酸5）氨基酸代謝缺陷癥30.2 教學(xué)目的和要求：通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生掌握氨基酸的分解代謝途徑和尿素的形成過(guò)程，了解氨基酸的代謝缺陷癥。30.3 重點(diǎn)難點(diǎn)1.氨基酸的分解代謝2.尿素的形成30.4 教學(xué)方法與手段 講授與交流互動(dòng)相結(jié)合，采用多媒體教學(xué)。30.5 授課內(nèi)容蛋白質(zhì)的主要功能： 1.生物體的主要組成成分：動(dòng)物生長(zhǎng)發(fā)育、更新修補(bǔ)需要；氧化供能，轉(zhuǎn)化為其他重要含氮化合物2.參與和調(diào)節(jié)體內(nèi)各種代謝活動(dòng)：如血紅蛋白運(yùn)送酶、

2、激素和氧氣等食用蛋白質(zhì)類(lèi)的食物，不可能直接被人體吸收，食物中的蛋白質(zhì)要經(jīng)過(guò)蛋白質(zhì)降解酶的作用降解為多肽和氨基酸才能被人體吸收。過(guò)去的科學(xué)研究認(rèn)為，人體吸收蛋白質(zhì)主要是以氨基酸的形式吸收的；近年來(lái)的科學(xué)研究發(fā)現(xiàn)，人體吸收蛋白質(zhì)主要是以小肽的形式吸收的?？茖W(xué)家在動(dòng)物的小腸刷狀物上發(fā)現(xiàn)了大量的小肽集聚?？茖W(xué)界對(duì)人體吸收蛋白質(zhì)主要形式的重大發(fā)現(xiàn)是對(duì)人體吸收蛋白質(zhì)理論的一次重大突破，營(yíng)養(yǎng)科學(xué)的目光由氨基酸轉(zhuǎn)向小肽。一 、蛋白質(zhì)的降解1蛋白質(zhì)降解的特性 2蛋白質(zhì)降解的反應(yīng)機(jī)制3機(jī)體對(duì)外源蛋白質(zhì)的需要和消化二、 氨基酸的分解代謝氨基酸分解代謝的共同途徑 1氨基酸的脫氨基作用 脫氨作用是氨基酸失去氨基的作用。

3、氨基酸的脫氨基作用由氨基酸氧化酶催化。包括：氧化脫氨：動(dòng)、植物中普遍存在；非氧化脫氨：微生物中，不普遍。 動(dòng)物的脫氨主要發(fā)生在肝臟中。 1）氧化脫氨基作用：氨基酸在酶的催化下脫去氨基生成相應(yīng)的-酮酸的過(guò)程稱(chēng)為氧化脫氨基作用。大部分的氧化脫氨基作用發(fā)生于谷氨酸的氧化脫氨基作用（此反應(yīng)中a-酮戊二 酸具有接受脫下的氨基的優(yōu)勢(shì)），在谷氨酸脫氫酶作用下產(chǎn)生氨。 2）轉(zhuǎn)氨基作用：在轉(zhuǎn)氨酶的催化下， -氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來(lái)的-氨基酸生成相應(yīng)的-酮酸，而原來(lái)的-酮酸則形成了相應(yīng)的-氨基酸，這種作用稱(chēng)為轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。轉(zhuǎn)氨基作用是氨基酸與-酮酸之間的氨基的轉(zhuǎn)移作用。即：一

4、種-氨基酸的-氨基在轉(zhuǎn)氨酶作用下轉(zhuǎn)移到-酮酸的酮基上，結(jié)果原來(lái)的氨基酸生成相應(yīng)的酮酸，而原來(lái)的酮酸則形成相應(yīng)的氨基酸。3）聯(lián)合脫氨基作用：轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用聯(lián)合進(jìn)行的脫氨基作用方式。a、轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)b、轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)4）其他脫氨基作用2. 脫羧基作用氨基酸在脫羧酶的作用下脫掉羧基生成相應(yīng)的一級(jí)胺類(lèi)化合物的作用。脫羧酶的輔酶為磷酸吡哆醛。氨基酸脫羧酶專(zhuān)一性很高，一種氨基酸對(duì)應(yīng)一種脫羧酶，僅對(duì)L-氨基酸發(fā)生作用。只有組氨酸脫羧酶不需要輔酶。三 尿素的形成 Hans Krebs, Kurt Henseleit1932發(fā)現(xiàn)，氨基酸代謝產(chǎn)生的氨在肝臟中代謝

5、為尿素解毒，必須有精氨酸酶Arginase水解精氨酸為尿素而實(shí)現(xiàn)在肝臟中解除氨的毒性，被稱(chēng)為尿素循環(huán)鳥(niǎo)氨酸循環(huán)或Krebs-Henseleit Cycle。尿素循環(huán)部分發(fā)生在線粒體，部分發(fā)生在細(xì)胞溶膠。包括下列步驟（一）尿素循環(huán)NH3+CO2+3ATP+天冬氨酸+2H2O ® NH2-CO-NH2 + 2ADP +2+ AMP +PPi+延胡索酸 1氨甲酰磷酸的生成 2瓜氨酸的生成 3精氨琥珀酸的生成 4精氨酸的生成 5尿素的生成（二）尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)的關(guān)系 通過(guò)共同的中間物：天冬氨酸和延胡索酸將二者聯(lián)系起來(lái)四、氨基酸碳骨架的氧化途徑 氨基酸碳骨架在體內(nèi)的代謝途徑主要有：合成氨基

6、酸、轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭尽⒀趸纸鉃槎趸己退?1乙酰輔酶 A途徑 2酮戊二酸途徑 3琥珀酰輔酶 A途徑 4延胡索酸途徑 5草酰乙酸途徑五、生糖氨基酸和生酮氨基酸1生糖氨基酸（Glycogenic AA） 分解產(chǎn)物為糖代謝的中間物，如Py, Oxaloacetate, a-Ketoglutaric acid, Fumarate 等。15AAs。2 生酮氨基酸（Ketogenic AA） 分解產(chǎn)物為Acetyl CoA, 或Acetoacetate。Leu。3 生糖生酮氨基酸，Ile, Lys, Phe, Tyr。六、一碳單位 1概念某些氨基酸在代謝過(guò)程中產(chǎn)生含一個(gè)碳原子的基團(tuán)，經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)移參與生物合

7、成反應(yīng)，這種含一個(gè)碳原子的基團(tuán)被稱(chēng)為一碳單位C1 Unit 或One Carbon Unit。一碳單位生成和轉(zhuǎn)移的代謝為一碳代謝。 2種類(lèi) 甲基-CH3，methyl、甲烯基-CH2，methylene、甲炔基-CH=，methenyl、甲?；?CHO，formyl、亞氨甲基-CH=NH，formimino等。 3意義1）與氨基酸的代謝密切相關(guān)2）參與嘌呤和嘧啶以及S-腺苷甲硫氨酸的合成3）許多帶有甲基的化合物有重要的生物學(xué)功能。七、氨基酸代謝缺陷癥氨基酸代謝中缺乏某一種酶，都可能引起疾患，這種疾病稱(chēng)為代謝缺陷癥。由于某種酶的缺乏，致使該酶的作用物在血中或尿中大量出現(xiàn)。這種代謝缺陷屬于分子疾病。其病因和DNA分子突變有關(guān)，多是先天性的，又稱(chēng)為先天性遺傳代謝病。 1.尿黑酸癥 2.苯尿酮癥 3.白化病30.6 教學(xué)建議理論聯(lián)系實(shí)際，讓學(xué)生從日常生活中接觸的蛋白質(zhì)類(lèi)物質(zhì)出發(fā)，分析蛋白質(zhì)的講解和氨基酸的分解代謝，激發(fā)學(xué)習(xí)興趣，深入學(xué)習(xí)掌握氨基酸的代謝和尿