生物化學(xué)生化課件蛋白質(zhì)chapter

1、 氨基酸生物合成的調(diào)氨基酸生物合成的調(diào)節(jié)節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解蛋白質(zhì)的酶促降解 蛋白質(zhì)的消化吸收蛋白質(zhì)的消化吸收哺乳動物的胃、小腸中含有胃蛋白酶、胰蛋白酶、哺乳動物的胃、小腸中含有胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、彈性蛋白酶。胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、彈性蛋白酶。經(jīng)上述酶的作用，蛋白質(zhì)水解成游離氨基酸，在經(jīng)上述酶的作用，蛋白質(zhì)水解成游離氨基酸，在小腸被吸收小腸被吸收被吸收的氨基酸（與糖、脂一樣）一般不能直接被吸收的氨基酸（與糖、脂一樣）一般不能直接排出體外，需經(jīng)歷各種代謝途徑排出體外，需經(jīng)歷各種代謝途徑腸粘膜細胞還可吸收二肽或三肽，吸收作用在小腸粘膜細胞還可吸收二肽或三肽，吸收

2、作用在小腸的近端較強，因此肽的吸收先于游離氨基酸腸的近端較強，因此肽的吸收先于游離氨基酸蛋白質(zhì)的消化吸收蛋白質(zhì)的消化吸收蛋白質(zhì)的生命周期蛋白質(zhì)的生命周期（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）（脂肪族）胰凝胰凝乳蛋乳蛋白酶白酶胃蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋彈性蛋白酶白酶胰蛋白酶胰蛋白酶（Phe. Trp）羧肽酶羧肽酶氨肽酶氨肽酶E1：泛肽激活酶：泛肽激活酶 E2：泛肽載體蛋白：泛肽載體蛋白 E3：泛肽：泛肽-蛋白質(zhì)連接酶蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin）氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝氨基酸的脫氨基作用氨基酸的脫氨基作用 體內(nèi)主要有體內(nèi)主要有3種脫氨基方式種脫氨基方式1）轉(zhuǎn)氨基作用：氨基

3、轉(zhuǎn)移酶）轉(zhuǎn)氨基作用：氨基轉(zhuǎn)移酶 + + 2）氧化脫氨基作用：氨基酸氧化酶）氧化脫氨基作用：氨基酸氧化酶 + NAD(P)+ + H2O + NAD(P)H+ + H+ + 氨氨3）聯(lián)合脫氨基）聯(lián)合脫氨基a.轉(zhuǎn)氨酶與谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用：轉(zhuǎn)氨酶與谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基作用：肝腎腦肝腎腦等器官等器官b.嘌呤核苷酸循環(huán)：嘌呤核苷酸循環(huán)：肌肉肌肉3 3個重要的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)個重要的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)轉(zhuǎn)氨基動畫PLPPLP參與氨基酸的多種催化反應(yīng)參與氨基酸的多種催化反應(yīng)PIC1PIC2NOTE酸轉(zhuǎn)氨酶，可生成酸轉(zhuǎn)氨酶，可生成Glu，叫谷丙轉(zhuǎn)氨酶叫谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）。肝細胞受）。肝細胞受損后，血中此酶含量

4、損后，血中此酶含量大增，活性高。肝細大增，活性高。肝細胞正常，血中此酶含胞正常，血中此酶含量很低。量很低。動物組織中，動物組織中，Asp轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨酶的活性最大。在氨酶的活性最大。在大多數(shù)細胞中含量高，大多數(shù)細胞中含量高，Asp是合成尿素時氮是合成尿素時氮的供體，通過轉(zhuǎn)氨作的供體，通過轉(zhuǎn)氨作用解決氨的去向用解決氨的去向大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶，優(yōu)先利用大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶，優(yōu)先利用-酮戊二酸作為氨基的受酮戊二酸作為氨基的受體，生成體，生成GluGlu。如丙氨。如丙氨 -氨基酸氨基酸 氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O

5、2H2O NH3L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨基與氧化脫氨基討論轉(zhuǎn)氨基與氧化脫氨基討論種類多，分布廣，活性高種類多，分布廣，活性高但是氨基酸并沒有真正脫掉氨基但是氨基酸并沒有真正脫掉氨基因此轉(zhuǎn)氨基作用不是體內(nèi)主要的脫氨基方式因此轉(zhuǎn)氨基作用不是體內(nèi)主要的脫氨基方式只有只有谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶分布廣，分布廣，活性高活性高，但肌肉缺乏，但肌肉缺乏其他氨基酸氧化酶種類不多，分布不廣，活性不高其他氨基酸氧化酶種類不多，分布不廣，活性不高所以氧化脫氨基也不是體內(nèi)主要的脫氨基方式所以氧化脫氨基也不是體內(nèi)主要的脫氨基方式1.轉(zhuǎn)氨酶與谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基（肝腎腦）轉(zhuǎn)氨酶與谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨基（肝腎

6、腦）2.嘌呤核苷酸循環(huán)（肌肉肝腦）嘌呤核苷酸循環(huán)（肌肉肝腦）嘌呤核苷酸循環(huán)（肌肉及肝腎腦）嘌呤核苷酸循環(huán)（肌肉及肝腎腦） 氨是強烈的神氨是強烈的神經(jīng)毒物經(jīng)毒物肝昏迷肝昏迷尿素合成減少尿素合成減少血氨增高血氨增高 谷氨酸可緩解谷氨酸可緩解 氨必須及時排氨必須及時排泄泄氨的來源與去路氨的來源與去路氮的排泄形式氮的排泄形式氨氨(銨離子銨離子)大部分水大部分水生脊椎動生脊椎動物。釋放物。釋放NH4+到水到水環(huán)境環(huán)境尿素尿素大部分陸生脊大部分陸生脊椎動物，鯊魚。椎動物，鯊魚。通過尿液排泄通過尿液排泄尿素尿素尿酸尿酸鳥類和爬行類。氨鳥類和爬行類。氨基基N轉(zhuǎn)化為嘌呤，轉(zhuǎn)化為嘌呤，嘌呤分解產(chǎn)生尿酸嘌呤分解產(chǎn)生

7、尿酸氨自肝外轉(zhuǎn)氨自肝外轉(zhuǎn)運至肝臟運至肝臟（1 1）概念）概念（2 2）總反應(yīng)和過程）總反應(yīng)和過程尿素循環(huán)尿素循環(huán)場所：肝細胞場所：肝細胞原料：原料：CO2，NH3產(chǎn)物：尿素產(chǎn)物：尿素1 氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶I2 鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶3 精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶4 精氨酸代琥珀酸酶精氨酸代琥珀酸酶5 精氨酸酶精氨酸酶氨的轉(zhuǎn)運與氨的轉(zhuǎn)運與尿素合成尿素合成尿素的合成尿素的合成尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)的關(guān)系尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)的關(guān)系尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)的關(guān)系尿素循環(huán)和檸檬酸循環(huán)的關(guān)系圖圖PIC3氨基酸分解加強氨基酸分解加強促進尿素合成促進尿素合成H2ONH3丙氨酸丙

8、氨酸谷氨酰胺和天冬酰胺的生成谷氨酰胺和天冬酰胺的生成甘氨酸能產(chǎn)生一碳單位甘氨酸能產(chǎn)生一碳單位PIC 8生糖氨基酸和生酮氨基酸生糖氨基酸和生酮氨基酸定義定義舉例舉例生糖氨生糖氨基酸基酸凡能分解產(chǎn)生凡能分解產(chǎn)生TCA中間產(chǎn)物的氨基酸中間產(chǎn)物的氨基酸Asp、Asn、Ser、Gly、Thr、Ala、Cys、Glu、Gln、His、Arg、Pro、Met生酮氨生酮氨基酸基酸凡能分解產(chǎn)生乙酰凡能分解產(chǎn)生乙酰CoA的氨基酸的氨基酸Leu、Lys生糖兼生糖兼生酮氨生酮氨基酸基酸既能產(chǎn)生乙酰既能產(chǎn)生乙酰CoA又能產(chǎn)生又能產(chǎn)生TCA中間中間產(chǎn)物的氨基酸產(chǎn)物的氨基酸Phe、Tyr、Ile、TrpPIC 5PIC 6

9、-CH=NH 亞氨甲基亞氨甲基H-CO- 甲?；柞；?CH2OH 甲醇基甲醇基-CH= 次甲基次甲基-CH2- 亞甲基亞甲基-CH3 甲基甲基一碳單位載體：一碳單位載體：THF葉酸廣泛存在于綠葉中葉酸廣泛存在于綠葉中N N5 5，N N1010可攜帶一碳單位可攜帶一碳單位一碳單位是個別氨基酸代謝產(chǎn)生的一碳單位是個別氨基酸代謝產(chǎn)生的四氫葉酸四氫葉酸THF某些氨基酸產(chǎn)生一碳單位某些氨基酸產(chǎn)生一碳單位生物素生物素CO2載體載體羧化酶的輔基羧化酶的輔基PIC 7氨基酸與生物活性物質(zhì)氨基酸與生物活性物質(zhì) -氨基丁酸：谷氨酸脫羧形成，抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中樞神氨基丁酸：谷氨酸脫羧形成，抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，對中

10、樞神經(jīng)有抑制作用經(jīng)有抑制作用 牛磺酸：半胱氨酸加氧脫羧形成，強極性物質(zhì)，是結(jié)合膽汁?；撬幔喊腚装彼峒友趺擊刃纬?，強極性物質(zhì)，是結(jié)合膽汁酸的組成部分酸的組成部分 組胺：組氨酸脫羧形成，強烈血管舒張劑，刺激胃酸和胃蛋組胺：組氨酸脫羧形成，強烈血管舒張劑，刺激胃酸和胃蛋白酶分泌白酶分泌 5-羥色胺：色氨酸脫羧形成，抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在外周有收羥色胺：色氨酸脫羧形成，抑制性神經(jīng)遞質(zhì)，在外周有收縮血管作用縮血管作用 多胺：精氨酸脫羧生成腐胺，腐胺轉(zhuǎn)化形成亞精胺和精氨，多胺：精氨酸脫羧生成腐胺，腐胺轉(zhuǎn)化形成亞精胺和精氨，細胞生長調(diào)節(jié)物質(zhì)細胞生長調(diào)節(jié)物質(zhì)TAB 3色氨酸重要衍生物色氨酸重要衍生物氨基酸合成的氨

11、基酸合成的氨通常來自：氨氨通常來自：氨甲酰磷酸，谷氨甲酰磷酸，谷氨酸，谷氨酰胺酸，谷氨酰胺氮固定的氮固定的2條條途徑：生物固氮，途徑：生物固氮，硝酸基還原硝酸基還原氨基酸合成的碳骨氨基酸合成的碳骨架來自中間代謝產(chǎn)物架來自中間代謝產(chǎn)物氨基酸合成途徑有氨基酸合成途徑有5條：谷氨酸族，天條：谷氨酸族，天冬氨酸族，丙氨酸族，冬氨酸族，丙氨酸族，絲氨酸族，組氨酸和絲氨酸族，組氨酸和芳香族芳香族Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phe、Trp (His、 Arg) 凡是機體不能自己合成，必需來自外界的凡是機體不能自己合成，必需來自外界的氨基酸，稱為必需氨基酸。氨基酸，稱為必需氨基酸。谷氨酸族

12、谷氨酸族天冬氨天冬氨酸族酸族丙氨丙氨酸族酸族絲氨絲氨酸族酸族His 和和芳香族芳香族谷氨酸族氨基酸合成谷氨酸族氨基酸合成-酮戊二酸酮戊二酸PIC 10PIC 9天冬氨酸族天冬氨酸族氨基酸的合成氨基酸的合成(蘇氨酸和甲硫氨酸蘇氨酸和甲硫氨酸)天冬氨酸族天冬氨酸族氨基酸的合成氨基酸的合成(賴氨酸賴氨酸)丙氨酸族氨基酸的合成丙氨酸族氨基酸的合成天冬氨酸天冬氨酸族丙氨酸族丙氨酸族合成族合成絲氨酸族氨基酸的合成絲氨酸族氨基酸的合成絲氨酸族氨基酸的合成動物體內(nèi)半胱氨酸合成的動物體內(nèi)半胱氨酸合成的另一途徑另一途徑芳香族氨基酸的合成芳香族氨基酸的合成芳香族氨芳香族氨基酸合成基酸合成PIC 11PIC 12氨基

13、酸生物合成的調(diào)節(jié)氨基酸生物合成的調(diào)節(jié) 通過終端產(chǎn)物對氨基酸生物合成的抑制通過終端產(chǎn)物對氨基酸生物合成的抑制 通過酶生成量的改變調(diào)節(jié)氨基酸的生物合成通過酶生成量的改變調(diào)節(jié)氨基酸的生物合成氨基酸合成的反饋調(diào)控氨基酸合成的反饋調(diào)控反硝化作用反硝化作用氧化亞氮氧化亞氮氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸分支酸分支酸脫氧庚酮糖酸脫氧庚酮糖酸-7-磷酸磷酸天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酰磷酸天冬氨酰磷酸赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸磷酸脫氫奎尼酸脫氫奎尼酸莽草酸莽草酸谷氨酸谷氨酸磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 預(yù)苯酸預(yù)苯酸TryPheTrpIleTrpHisCTPAMPGlnLysMetThr酮丁酸酮丁酸GlyAla谷氨酰胺合酶谷氨酰

14、胺合酶天冬氨酰半醛天冬氨酰半醛高絲氨酸高絲氨酸氨基苯甲酸氨基苯甲酸谷胱甘肽的合成谷胱甘肽的合成GSH保護巰基蛋白保護巰基蛋白和巰基酶不被氧化和巰基酶不被氧化 GSSG的還原依賴的還原依賴NADPH供氫供氫肌酸的合成肌酸的合成血紅素和葉血紅素和葉綠素的合成綠素的合成合成原料合成原料 琥珀酰琥珀酰CoA 甘氨酸甘氨酸自然界的氮素循環(huán)自然界的氮素循環(huán)硝酸鹽硝酸鹽亞硝酸亞硝酸NH3生物固氮生物固氮工業(yè)固氮工業(yè)固氮固氮生物固氮生物動植物動植物硝酸鹽還原硝酸鹽還原大氣固氮大氣固氮大氣氮素大氣氮素巖漿源的巖漿源的固定氮固定氮火成巖火成巖反硝化作用反硝化作用氧化亞氮氧化亞氮蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)入地下水入地下水動植物廢

15、物動植物廢物死的有機體死的有機體固氮作用與脫氮作用固氮作用與脫氮作用生物生物-N2還原劑還原劑鐵蛋白鐵蛋白鉬鐵蛋白鉬鐵蛋白- ATP酶活性：能催化酶活性：能催化ATP分解，從中獲取分解，從中獲取能量推動電子向還原底物上轉(zhuǎn)移能量推動電子向還原底物上轉(zhuǎn)移（2 2）作用機理：作用機理：（3 3）特點：特點：是一種多功能酶是一種多功能酶N2還原劑還原劑鐵蛋白鐵蛋白鉬鐵蛋白鉬鐵蛋白 氧化還原酶：不僅能催化氧化還原酶：不僅能催化N2還原，還可還原，還可催化催化N2O化合物等還原化合物等還原（1 1）結(jié)構(gòu)組成結(jié)構(gòu)組成二聚體、含二聚體、含F(xiàn)e和和S形成形成Fe4S4簇簇 四聚體四聚體（2 22 2） 含含Mo、Fe和和S固氮酶復(fù)合體固氮酶復(fù)合體 由由2個蛋白質(zhì)復(fù)合體構(gòu)成：個蛋白質(zhì)復(fù)合體構(gòu)成：固氮酶還原酶（鐵蛋白）固氮酶還原酶（鐵蛋白）固氮酶（鉬鐵蛋白）固氮酶（鉬鐵蛋白）固氮酶還原酶固氮酶還原酶將將N2還原形成還原形成2NH3+H2時需時需4對電子，每個對電子，每個N2還原要消耗還原要消耗16ATP3個固氮酶分子可個固氮酶分子可還原還原1個個N2固氮酶復(fù)合體催化機理固氮酶復(fù)合體催化機理細胞中細胞中3 3個主要的氨供體分子個主要的氨供體分子谷氨酰胺是最重谷氨酰胺是最重要的貯氨分子要的貯氨分子NH+4NO-32e-6e-硝酸還原酶硝酸還原酶亞硝酸還原酶亞