生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座

第十章蛋白質(zhì)分解代謝◆第一節(jié)蛋白質(zhì)酶促降解◆第二節(jié)氨基酸分解代謝◆第三節(jié)氨基酸分解產(chǎn)物代謝◆第四節(jié)氨基酸合成代謝生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第1頁第十章蛋白質(zhì)酶促降解和氨基酸代謝一、蛋白質(zhì)消化與氮平衡食物蛋白

胃，胃蛋白酶(pepsin)作用為小肽

小腸，胰蛋白酶(trypsin)、胰凝乳(糜)蛋白酶(chymotrypsin)作用為更小短肽，腸黏膜二肽酶(dipeptidase)、氨肽酶(aminopeptidase)和胰臟分泌羧肽酶(carboxypeptidase)徹底水解為各種AA

腸壁細胞

肝臟

血液

組織、細胞。

第一節(jié)蛋白質(zhì)酶促降解生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第2頁1、消化系統(tǒng)及蛋白酶

分泌生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第3頁2、幾個常見蛋白水解酶

酶

作用位點（或底物）

胰蛋白酶(Trypsin）Lys,Arg羧基端 胰凝乳(糜)蛋白酶(Chymotrypsin)Phe,Trp,Tyr羧基端胃蛋白酶(Pepsin)Phe,Trp,Tyr氨基端 氨肽酶(aminopeptidase)肽氨基端 羧肽酶(carboxypeptidase)肽羧基端 二肽酶(dipeptidase)二肽 彈性蛋白酶(elastase)各種脂肪族AA形成肽生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第4頁3、氮平衡（1）、氮平衡生物體吸收氮和排出氮關(guān)系（2）、總平衡生物體吸收氮等于排出氮（3）、正平衡生物體吸收氮大于排出氮（4）、負平衡生物體吸收氮小于排出氮

保持機體蛋白質(zhì)正常合成，不但要有充分食物蛋白，還要注意必需AA含量和配比，要合理調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，防止偏食，不然嚴重影響體內(nèi)蛋白質(zhì)合成，影響健康。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第5頁二、體腔（腹腔）疾病

（Celiacdisease）

消化酶不能分解小麥中水不溶性蛋白（尤其是醇溶蛋白質(zhì)，gliadin）對腸襯細胞產(chǎn)生不利作用，引發(fā)體腔（腹腔）疾病。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第6頁三、急性胰腺炎

（Acutepancteatitis）

胰液分泌到腸內(nèi)分泌路徑障礙，蛋白水解酶酶原預(yù)先成熟轉(zhuǎn)變?yōu)榇呋钚孕问剑@些活性水解酶在胰腺細胞內(nèi)攻擊本身組織，損傷器官，嚴重時可致命。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第7頁四、食物蛋白過敏

有時體內(nèi)蛋白酶受抑制或缺失，少許蛋白可直接被吸收進入血液，造成食物蛋白過敏。

生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第8頁五、組織蛋白水解

組織中存在蛋白質(zhì)在組織蛋白酶作用下被水解為氨基酸。組織蛋白酶主要存在于細胞溶酶體中。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第9頁六、植物組織中蛋白質(zhì)降解

植物普通無降解外源蛋白質(zhì)能力（少數(shù)捕蟲植物如豬籠草、捕蠅草可消化外界蛋白質(zhì)），植物可分解本身組織蛋白質(zhì)，尤其是在植物代謝旺盛組織和器官和種子萌發(fā)時，蛋白質(zhì)被本身蛋白酶分解。返回生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第10頁第二節(jié)、氨基酸分解代謝一、脫氨（基）作用（Deamination）

氨基酸失去氨基作用，包含：

1、氧化脫氨，動、植物中普遍存在； 2、非氧化脫氨，微生物中，不普遍。3、轉(zhuǎn)氨基作用4、聯(lián)合脫氨基作用

四種方式

動物脫氨主要發(fā)生在肝臟中。

生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第11頁脫氨（基）作用

AAoxidase

2AA+O22Ketoacid+2NH3

生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第12頁（一）、氧化脫氨

由氨基酸氧化酶催化，酶是一個黃素蛋白:主要有：

1．L-AA氧化酶（L-aaoxidase），分布不廣、活力低，一類以FAD為輔基、另一類以FMN為輔基（人和動物）。對Gly;L-Ser,L-Thr;L-Glu,L-Asp;Lys,Arg,Ornithine無作用。 2．D-AA氧化酶（D-aaoxidase），以FAD為輔基，分布廣，但作用不大。 3．氧化專一aa酶生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第13頁3、氧化專一氨基酸酶 （1）、甘氨酸氧化酶（GlyOxidase） Gly+1/2O2

Glyoxylate+NH3

（2）、D-天冬氨酸氧化酶（D-AspOxidase）

Asp+1/2O2

Oxaloacetate+NH3生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第14頁3、氧化專一氨基酸酶

（3）、 L-谷氨酸脫氫酶（L-GluDehyDrogenase）

L-GludHE L-Glu+NAD(P)+

-ketoglutarate+NH3+NAD(P)H+H+ 味精生產(chǎn)發(fā)酵菌L-GludHE活力非常高，利用糖代謝中間產(chǎn)物

-ketoglutarate發(fā)酵生產(chǎn)味精，NADPH來自于異檸檬酸脫氫。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第15頁L-谷氨酸脫氫酶（GludHE）生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第16頁GludHE催化反應(yīng)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第17頁（二）、轉(zhuǎn)氨（基）作用（Transamination）

由轉(zhuǎn)氨酶（Transaminase）催化，一個L-aa

-NH3轉(zhuǎn)移到一個

-酮酸上使之變成對應(yīng)

-aa，本身轉(zhuǎn)變?yōu)閷?yīng)

-酮酸。酶均以磷酸吡哆醛為輔基。 Lys,Arg,Thr,Pro不能經(jīng)過轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨。

GPT Glu+Py

Ala+

-ketoglutaricacid

GOT Glu+oxaloacetate

Asp+

-ketoglutaricacid生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第18頁

1、轉(zhuǎn)氨作用（Transamination)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第19頁2、轉(zhuǎn)氨作用機理生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第20頁3、VitB6生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第21頁4、磷酸吡哆醛與

氨基酸代謝生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第22頁5、PLP作用機理生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第23頁6、PLP與Asp氨基轉(zhuǎn)移酶生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第24頁7、PLP與Asp氨基轉(zhuǎn)移酶生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第25頁（三）、聯(lián)合脫氨作用

（UnitedDeamination）

氨基酸脫氨經(jīng)過轉(zhuǎn)氨作用和L-GludHE催化Glu氧化脫氨作用聯(lián)合完成。填補L-aaoxidase分布少、活力低缺點。廣泛存在，但并不是全部組織細胞主要脫氨方式。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第26頁1、聯(lián)合脫氨

（UnitedDeamination)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第27頁2、聯(lián)合脫氨作用

（UnitedDeamination）

嘌呤核苷酸循環(huán)聯(lián)合脫氨作用，次黃嘌呤核苷一磷酸(IMP)與Asp形成腺苷酸代琥珀酸(adenylosuccinate)，再經(jīng)裂合酶分解AMP和延胡索酸，AMP水解產(chǎn)生游離NH3和IMP。骨骼肌、心肌、肝臟及腦中主要脫氨方式。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第28頁腺苷酸聯(lián)合脫氨生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第29頁四、脫酰胺作用生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第30頁二、脫羧（基）作用（Decarboxylation）

脫羧酶（Decarboxylase）催化生成對應(yīng)一級胺，放出CO2，反應(yīng)需要磷酸吡哆醛，作用專一性很高，普通一個氨基酸只有一個脫羧酶，且只對L-型氨基酸起作用，只有His脫羧酶不需要輔酶。Hishistamine（降血壓、刺激胃酸分泌） Tyrtyramine(升高血壓）

Glu-氨基丁酸（神經(jīng)介質(zhì)）生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第31頁1、脫羧作用機理返回生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第32頁第三節(jié)、氨基酸分解產(chǎn)物代謝一、氨轉(zhuǎn)運主要是經(jīng)過谷氨酰胺（Gln），多數(shù)動物細胞有谷氨酰胺合成酶（Glnsynthetase），該酶催化NH3+Glu+ATP

Gln+ADP+Pi。Gln運輸?shù)礁闻K，谷氨酰胺酶（glutaminase）催化其裂解，釋放NH4+。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第33頁1、谷氨酰胺在血液中

轉(zhuǎn)移氨生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第34頁2、氨轉(zhuǎn)運

肌肉中利用Ala將氨運輸?shù)礁闻K，即Glc-Alacycle，循環(huán)中氨在GludHE作用下轉(zhuǎn)變?yōu)镚lu，深入在GPT作用下把氨轉(zhuǎn)移給Py生成Ala，Ala隨血液運輸?shù)礁闻K，在肝臟GPT作用下轉(zhuǎn)回到Py和Glu。肌肉中Py由糖酵解提供，肝臟中多出Py可異生為Glc。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第35頁葡萄糖-丙氨酸循環(huán)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第36頁Ala循環(huán)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第37頁二、氨排泄1.排氨，氨經(jīng)Gln運輸?shù)脚判共课唬ㄈ玺~鰓），Gln酶裂解出游離氨借助擴散運動排出體外。2.排尿素—尿素（鳥氨酸）循環(huán)。3.排尿酸，爬蟲類和鳥類以尿酸作為氨主要排泄形式（靈長類、鳥類和陸生爬蟲類嘌呤代謝產(chǎn)物也是尿酸）。4.自然界還有許多排氨方式，蜘蛛以鳥嘌呤作為氨基氮排泄方式；許多魚類以氧化三甲胺排氮；高等植物則以Gln和Asn形式把氨基氮儲存于體內(nèi)。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第38頁1、生成Gln解除氨α-酮戊二酸谷氨酸谷氨酰胺生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第39頁2、氨去路—尿素循環(huán)

（鳥氨酸循環(huán)）

HansKrebs,KurtHehseleit(1932)發(fā)覺，氨基酸代謝產(chǎn)生氨在肝臟中代謝為尿素解毒，必須有精氨酸酶（Arginase），水解精氨酸為尿素而實現(xiàn)在肝臟中解除氨毒性。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第40頁尿素循環(huán)及氨進入循環(huán)反應(yīng)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第41頁尿素循環(huán)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第42頁（1）、氨甲酰磷酸合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第43頁羧甲基磷酸合成酶

催化反應(yīng)生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第44頁氨甲酰磷酸合成酶缺失補救生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第45頁（2）、瓜氨酸合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第46頁（3）精氨琥珀酸合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第47頁（4）、Arg合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第48頁（5）、Arg裂解生成尿素生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第49頁（6）、尿素循環(huán)與TCA生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第50頁（7）、尿素循環(huán)與TCA連接生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第51頁（8）肝昏迷（Hepaticcoma）

肝臟病變不能解除AA代謝產(chǎn)生氨毒性，普通經(jīng)過在腦中與Glu形成Gln實現(xiàn)解毒，Glu用于解毒，須消耗TCA中間產(chǎn)物

-酮戊二酸而造成TCA中間產(chǎn)物流失，阻滯TCA進行，影響腦中能量代謝，造成肝昏迷。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第52頁三、氨基酸碳骨架氧化路徑

人體10-15%能量來自于氨基酸氧化分解，氨基酸碳架以5種產(chǎn)物形式進入TCA（分別為PyorAcetylCoA,

-Ketoglutaricacid,SuccinylCoA,Fumarate,Oxaloacetate）徹底氧化為H2O和CO2、還能夠糖元異生或生酮。

生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第53頁1、氨基酸進入TCA進入點總圖生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第54頁2、十種氨基酸分解為乙酰-CoA：其中5種經(jīng)過丙酮酸轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴?CoA生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第55頁3、氨基酸碳架氧化部分生物中生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第56頁4、AA轉(zhuǎn)變?yōu)镻y生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第57頁5、AA變?yōu)?酮戊二酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第58頁6、AA變?yōu)殓牾oA生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第59頁7、氨基酸轉(zhuǎn)變?yōu)楣劝彼嵘锘瘜W(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第60頁四、氨基酸向糖和脂轉(zhuǎn)變1、生糖氨基酸（GlycogenicAA），分解產(chǎn)物為糖代謝中間物，如Py,Oxaloacetate,

-Ketoglutaricacid,Fumarate等。15AAs。2、生酮氨基酸（KetogenicAA），分解產(chǎn)物為AcetylCoA,或Acetoacetate。Leu。3、生糖兼生酮氨基酸Ile,Lys,Phe,Tyr。生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第61頁生糖生酮氨基酸總圖乙酰乙酰COA酮體生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第62頁五、氨基酸和一碳單位（一）、一碳單位（OneCarbonUnit）生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第63頁1、Gly與一碳單位生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第64頁2、Thr,Ser與一碳單位生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第65頁3、His與一碳單位生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第66頁4、Met與一碳單位生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第67頁5、活化甲基循環(huán)中Met和SAM合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第68頁（二）、一碳轉(zhuǎn)移反應(yīng)中主要

酶輔助因子生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第69頁（三）、一碳單位與生物合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第70頁一碳單位與生物合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第71頁（四）、四氫葉酸與一碳單位

轉(zhuǎn)變生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第72頁1、四氫葉酸（FH4）生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第73頁2、四氫葉酸反應(yīng)部位生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第74頁3、四氫葉酸與一碳單位生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第75頁4、Met生成SAM生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第76頁5、SAM模型生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第77頁6、SAM提供甲基生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第78頁7、甲基FH4與Met生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第79頁8、Ser-Gly與甲基生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第80頁9、甲基循環(huán)返回生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第81頁第四節(jié)、氨基酸合成代謝生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第82頁

氨基酸合成總圖生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第83頁一、以丙酮酸為前體合成氨基酸丙酮酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第84頁二、以-酮戊二酸為前體

合成氨基酸1

-酮戊二酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第85頁三、以草酰乙酸為前體

合成氨基酸1草酰乙酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第86頁以丙酮酸、-酮戊二酸、草酰乙酸為前體合成氨基酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第87頁

四、以磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）及赤酮糖為前體合成氨基酸

PEP

4-磷酸赤蘚糖生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第88頁以PEP及赤酮糖為前體

合成氨基酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第89頁以PEP及赤酮糖為前體

合成氨基酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第90頁五、以3-p-甘油酸為前體

合成氨基酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第91頁以3-p-甘油酸為前體

合成氨基酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第92頁六、以5-p-核糖為前體合成His生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第93頁七、個別氨基酸合成1、Ser合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第94頁2、Glu合成Pro生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第95頁3、His合成Glu生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第96頁4、三種非必需氨基酸和六種必需氨基酸由草酰乙酸和丙酮酸合成生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第97頁5、Gly,Ser代謝生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第98頁6、甘氨酸兩個代謝命運生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第99頁7、絲氨酸與甘氨酸生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第100頁8、分枝氨基酸代謝生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第101頁9、分枝氨基酸代謝1生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第102頁10、分枝氨基酸代謝2生物化學(xué)蛋白質(zhì)分解代謝專業(yè)知識專家講座第103頁八、槭糖尿?。∕apleSugarUrineDisease,MSUD）

遺傳性疾病，三個分枝氨基酸分解代謝障礙所致，患者智力發(fā)育不全、尿中出現(xiàn)三個分枝氨基酸及其對應(yīng)酮酸。先天缺乏

-ketoaciddecarboxylase(也叫dHE)（催化

-ketoacid氧化脫羧），分枝氨基酸生成酮酸后只有氧化脫羧路