蛋白質(zhì)的降解和氨基酸的代謝

關(guān)于蛋白質(zhì)的降解和氨基酸的代謝1、α-酮戊二酸衍生類型(谷氨酸族氨基酸的合成)包括：Glu、Gln、Pro、Arg共同碳架：TCA中的α-酮戊二酸

α-酮戊二酸

Glu為還原同化作用+NH3

+NADH+NAD++H2O谷AA

脫H酶（動物和真菌，不普遍）谷氨酰胺+α-酮戊二酸2谷AA（普遍）

α-酮戊二酸谷AA+NH3

+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O

合酶

Glu合酶NADPH+H+NADP+（一）氨基酸合成途徑的類型第2頁,共29頁，2024年2月25日，星期天幾種氨基酸的關(guān)系α-酮戊二酸谷AA谷氨酰胺脯AA羥脯AA鳥AA瓜AA精AA第3頁,共29頁，2024年2月25日，星期天2、草酰乙酸衍生類型(天冬氨酸族氨基酸的合成)包括：Asp、Asn、Lys、Thr、Met、Ile共同碳架：TCA中的草酰乙酸CH2-COO-C=OCOO---CH2-COO-CH2-CH+NH3COO---CH2-COO-CH+NH3COO---CH2-COO-CH2-C=OCOO---++轉(zhuǎn)氨天冬AA第4頁,共29頁，2024年2月25日，星期天天冬酰胺合酶Mg2+Mg2+Asp+NH3+ATPAsn+H2O

+AMP+PPiAsp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPi（植物，細菌）（動物）第5頁,共29頁，2024年2月25日，星期天草酰乙酸賴氨酸蘇氨酸甲硫氨酸異亮氨酸天冬酰胺天冬氨酸β-天冬氨酸半醛幾種氨基酸的關(guān)系第6頁,共29頁，2024年2月25日，星期天包括：Ala、Val、Leu3、丙酮酸衍生類型(丙氨酸族氨基酸的合成)共同碳架：EMP中的丙酮酸

COOH

CH3

C=O--CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CH3

CHNH2--CH2-COOHCH2-C=OCOOH--谷丙轉(zhuǎn)氨酶++丙酮酸谷AA

丙AA

α-酮戊二酸

谷丙轉(zhuǎn)氨酶：GPT第7頁,共29頁，2024年2月25日，星期天丙氨酸族其它氨基酸的合成2丙酮酸α-酮異戊酸

縮合CO2轉(zhuǎn)氨基纈氨酸α-酮異己酸

亮氨酸轉(zhuǎn)氨基-CH3C=OCOO---CH2-CH3CH3-CH-C=OCOOH--CH3-CHα-酮異戊酸

第8頁,共29頁，2024年2月25日，星期天4、甘油-α-磷酸衍生類型(絲氨酸族氨基酸的合成)包括：Ser、Gly、Cys甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途徑中的乙醛酸CH2-COOHCH2-CHNH2COOH--

COOH

CHO-+

COOH

CH2NH2-CH2-COOHCH2-C=OCOOH--+α-酮戊二酸

甘AA

谷AA

乙醛酸

第9頁,共29頁，2024年2月25日，星期天

COOH

CH2NH2-

COOH

CH2OH

CHNH2-+NH3+CO2+2H++

2e-2H2O

絲AA

甘AA

碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸絲AA還有其它合成途徑第10頁,共29頁，2024年2月25日，星期天COOH

HO-CHCH2O-P--COOH

C=OCH2O-P--COOH

CHNH2CH2O-P--

COOH

CH2OH

CHNH2-COOH

C=OCH2O-P--COOH

HO-CHCH2OH--COOH

C=OCH2OH--H2O

Pi磷酸酶轉(zhuǎn)氨基氧化H2O

Pi轉(zhuǎn)氨磷酸化途徑非磷酸化途徑3-磷酸甘油酸3-磷酸羥基丙酮酸3-磷酸絲氨酸甘油酸3-羥基丙酮酸絲氨酸第11頁,共29頁，2024年2月25日，星期天半胱氨酸的合成途徑（植物或微生物中）絲AA+乙酰-COAO-乙酰絲AA+COA

O-乙酰絲AA+硫化物半胱氨酸+乙酸三種氨基酸的關(guān)系乙醛酸甘AA絲AA半胱AA3-磷酸甘油酸轉(zhuǎn)乙酰基酶提供硫氫基團（P273）第12頁,共29頁，2024年2月25日，星期天5、4-磷酸-赤蘚糖和烯醇式丙酮酸磷酸衍生類型

(芳香族氨基酸的合成)包括酪AA(Tyr)、苯丙AA(Phe)、色AA(Trp)芳香族AA碳架：4-磷酸-赤蘚糖(PPP)和PEP(EMP)CH2HCCCH-NH2COOH--NHCHN來自核糖來自谷氨酰胺的酰胺基從谷氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用而來來自ATP第13頁,共29頁，2024年2月25日，星期天芳香族氨基酸的關(guān)系色氨酸

PEP4-磷酸赤蘚糖莽草酸分支酸預苯酸酪氨酸苯丙氨酸若將莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前體，因此芳香族氨基酸合成時相同的一段過程叫莽草酸途徑第14頁,共29頁，2024年2月25日，星期天6、組氨酸生物合成

His合成途徑在一些方面不同于其他氨基酸的生物合成途徑。核糖-5-磷酸↓

His第15頁,共29頁，2024年2月25日，星期天第四節(jié)一碳基團的代謝

一、一碳基團的概念及意義定義：

某些氨基酸在分解代謝過程中產(chǎn)生的含有一個碳原子的基團(不包括羧基)，稱為一碳單位（onecarbonunit）。

是氨基酸的代謝產(chǎn)物，是合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。也參與肌酸、卵磷脂等生物分子的合成。第16頁,共29頁，2024年2月25日，星期天二、存在形式

1）亞氨甲基（-CH=NH，formimino-）

2）甲?；?CHO，formyl-）

3）羥甲基（-CH2OH，hydroxymethyl-）

4）甲烯基（-CH2-，methylene）

5）甲炔基或次甲基（-CH=，methenyl-）

6）甲基（CH3-methyl-）第17頁,共29頁，2024年2月25日，星期天三、一碳基團的載體

---------四氫葉酸FH4是一碳單位的運載體，攜帶甲基的部位是在N5,N10第18頁,共29頁，2024年2月25日，星期天

N5-第19頁,共29頁，2024年2月25日，星期天四、一碳基團的來源及相互轉(zhuǎn)變1.來源

主要來源于色氨酸、甘氨酸、絲氨酸、組氨酸和蛋氨酸的代謝。甘氨酸與一碳單位

+++10544++22+2甘氨酸裂解酶HFH,NNNHCONADHNADFHCOOHNHCH2CH2第20頁,共29頁，2024年2月25日，星期天絲氨酸與一碳單位色氨酸與一碳單位

第21頁,共29頁，2024年2月25日，星期天2.一碳基團的相互轉(zhuǎn)變

與四氫葉酸相連的各類一碳基團可以通過氧化還原過程相互轉(zhuǎn)變第22頁,共29頁，2024年2月25日，星期天

肌酸(creatine)，即甲基胍乙酸，存在于動物的肌肉、腦和血液，特別在骨骼肌中含量高。既可以游離存在，也可以磷酸化形式存在。后者稱為磷酸肌酸。肌酸和磷酸肌酸在儲存和轉(zhuǎn)移高能磷酸鍵中起重要作用。

肌酸的代謝第23頁,共29頁，2024年2月25日，星期天附：先天性代謝缺陷

分子?。旱鞍踪|(zhì)分子合成異常引起的疾病，也許是DNA突變可以遺傳而稱為先天性代謝缺陷，也許不能遺傳如免疫球蛋白疾病。

先天性代謝缺陷：遺傳性疾病中由于人體內(nèi)某種酶的遺傳缺陷而產(chǎn)生的疾病，這是有DNA變化引起的,多為隱性的遺傳病。

氨基酸代謝缺陷癥：氨基酸代謝中出現(xiàn)的某一種酶引起的疾病。大部分發(fā)生在嬰兒時期，多在幼年死亡，癥狀為智力遲鈍、發(fā)育不良、周期性嘔吐、沉睡、共濟失調(diào)及昏迷等。第24頁,共29頁，2024年2月25日，星期天1、苯丙酮尿癥phenylketonuria，PKU癥

缺乏苯丙氨酸4-單加氧酶?；颊哐湍蛑蠵he和與α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨形成苯丙酮酸的含量劇增（正常人尿中Phe量小于2mg/100ml，病人6~18mg/100ml），酪氨酸為此類病人的必需氨基酸。發(fā)病率比較高，為1/1.0~1.5萬。臨床癥狀：缺乏黑色素，頭發(fā)和皮膚顏色淺。嬰幼兒智力受損，智商小于50，可能是大量苯丙氨酸脫羧形成的苯乙胺的緣故。檢查出病因時食物中限制苯丙氨酸的含量可以治療該病。第25頁,共29頁，2024年2月25日，星期天2、尿黑酸尿癥alkaptonuria缺乏尿黑酸氧化酶，患者尿中含尿黑酸，在堿性條件下暴露在氧氣中的尿黑酸被氧化并聚合成為類似黑色素的物質(zhì)，使尿跡呈黑色。該病是一種常染色體隱性遺傳病，患者身體健康，在結(jié)締組織有不正常的色素沉積，如沉積于軟骨，分子聚合形成一種棕褐色物質(zhì)，使軟骨及關(guān)節(jié)呈棕褐色和變性，老年容易患褐黃色關(guān)節(jié)炎。累積于心臟而發(fā)生心肌病和心肌梗塞。第26頁,共29頁，2024年2月25日，星期天3、楓糖尿癥maplesyrupurinedisease，MSUD

楓（槭）糖尿癥為常染色體隱性遺傳缺陷病?；純旱娜NBCAA（branchchainaminoacid，纈氨酸、亮氨酸、異亮氨酸）相應的α-酮酸脫羧酶活力不足，以致血及尿中BCAA及其酮酸顯著增加，尿呈現(xiàn)有楓（槭）糖的氣味，由別異亮氨酸產(chǎn)生。治療時用完全缺乏BCAA的食物，待血漿BCAA水平接近正常，再于食物中逐漸加入三種BCAA，監(jiān)測血漿BCAA的濃度，至穩(wěn)定后采用牛乳代替三種BCAA的混合物，最后用含BCAA較少的蛋白質(zhì)代替。宜早治療，否則效果不佳。患者出生后約一周末出現(xiàn)癥狀，喂食困難、嘔吐、昏睡等，出現(xiàn)廣泛大腦損傷，一般周歲死亡。第27頁,共29頁，2024年2月25日，星期天4、鳥氨酸循環(huán)障礙Ureacycledisor