蛋白质降解和氨基酸分解代谢 (2)课件.ppt

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1、蛋白质降解和氨基酸分解代谢第1页，此课件共58页哦Degradation of Protein and Degradation of Protein and Amino acid catabolismAmino acid catabolismDegradationofProteinAminoacidcatabolismureaformationTheoxidationofaminoacidcarbonskeletonGlucogenicaminoacid,ketogenicaminoacidSomeimportantaminoderivatives第2页，此课件共58页哦ProteinsAmi

2、no acidsMolecules Derived from Amino Acids(Heme,nucleotides,etc.)Carbon skeletonNH4+Urea,uric acidEnergyCarbohydrates,Lipids30.1 30.1 Degradation of Protein Degradation of Protein 第3页，此课件共58页哦Degradation of Protein Degradation of Protein Two resource of amino acids:Proteins from dietDegradation of c

3、ellular proteins第4页，此课件共58页哦 一个人，每天可有一个人，每天可有400400g g蛋白质蛋白质发生变化。发生变化。1/41/4 进行进行氧化降解氧化降解转转变为葡萄糖，并由外变为葡萄糖，并由外源蛋白质加以补充源蛋白质加以补充3/43/4 在体内进行在体内进行再循再循环环。Degradation of Protein Degradation of Protein 第5页，此课件共58页哦Dietary proteins are digested into amino acids in the Dietary proteins are digested into amin

4、o acids in the gastrointestinal tractgastrointestinal tractStomach:PepsinSmallintestine:Trypsin Chymotrypsin Carboxypeptidase Aminopeptidase第6页，此课件共58页哦Free amino acidFree amino acid metabolismmetabolismBiosynthesisproteinCatabolismConverttosugarorlipidDietary proteins are digested into amino acids

5、Dietary proteins are digested into amino acids in the gastrointestinal tractin the gastrointestinal tract第7页，此课件共58页哦30.2 30.2 Amino Acid catabolismAmino Acid catabolism-amino acid:-amino acid:Unitofproteinenergysourceprecursorofsomenitrogenmolecular第8页，此课件共58页哦Amino Acid catabolismAmino Acid catabo

6、lism血红素、生物活性胺、谷胱甘肽、核苷酸等血红素、生物活性胺、谷胱甘肽、核苷酸等第9页，此课件共58页哦氨基酸的降解：脱氨基 氨基形成尿素 碳骨架转化降解Amino Acid catabolismAmino Acid catabolism第10页，此课件共58页哦30.2.1.1 30.2.1.1 氨基转移反应氨基转移反应 氨基转移酶氨基酸+酮戊二酸 酮酸+谷氨酸 30.2.1 30.2.1 Removal of the Removal of the -amino groups-amino groups第11页，此课件共58页哦转转氨氨酶酶（transaminasetransaminase

7、）,也也称称氨氨基基转转移移酶酶 (aminotransforase)aminotransforase)大大多多数数氨氨基基转转移移酶酶需需要要酮酮戊戊二二酸酸作作为为氨氨基基的的受受体体，对另外一个底物则无严格的专一性。对另外一个底物则无严格的专一性。辅酶：辅酶：磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛(Pyridoxalphosphate(PLP)Removal of the Removal of the -amino groups-amino groups第12页，此课件共58页哦Removal of the Removal of the -amino groups-amino groups第13页，此课件

8、共58页哦30.2.1.2 30.2.1.2 葡萄糖葡萄糖-丙氨酸循环，氨运入肝脏丙氨酸循环，氨运入肝脏有一组肌肉氨基酸转氨酶，以丙酮酸为酮酸底物。氨基酸转氨 氨基 （转氨酶）丙氨酸 （血液 肝脏）丙酮酸（糖异生）葡萄糖 丙酮酸 葡萄糖葡萄糖-丙氨酸循环丙氨酸循环起着将氨运入肝脏的作用。第14页，此课件共58页哦30.2.2 30.2.2 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用Oxidative Deamination of Amino AcidsOxidative Deamination of Amino Acids L-GlutamateDecarboxylase第15页，此课件共58页哦30.2.

9、3 30.2.3 其他的脱氨基作用其他的脱氨基作用L-氨基酸氧化酶和 D-氨基酸氧化酶氨基酸+FAD+H2O -酮酸+NH3+FADH2FADH2+O2 FAD+H2O2第16页，此课件共58页哦30.2.4 30.2.4 联合脱氨基作用联合脱氨基作用TransdeaminationTransdeamination*以谷氨酸脱氢酶为主的以谷氨酸脱氢酶为主的联合脱氨基作用联合脱氨基作用The combined action of an aminotransferase and glutamate dehydrogenase is referred to as transdeamination.第

10、17页，此课件共58页哦TransdeaminationTransdeamination第18页，此课件共58页哦嘌呤嘌呤核苷酸核苷酸的的联合联合脱脱氨氨基基作用作用TransdeaminationTransdeamination第19页，此课件共58页哦30.2.5 30.2.5 Decarboxylation of Amino AcidsDecarboxylation of Amino Acids机体内部分氨基酸可脱羧基生成一级胺脱羧酶脱羧酶催化磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛为辅酶第20页，此课件共58页哦Decarboxylation of Amino AcidsDecarboxylation o

11、f Amino Acids第21页，此课件共58页哦氨基酸氨基酸一级胺一级胺作用作用L-谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸神经递质神经递质组氨酸组氨酸组胺组胺降低血压降低血压酪氨酸酪氨酸酪胺酪胺升高血压升高血压Decarboxylation of Amino AcidsDecarboxylation of Amino Acids第22页，此课件共58页哦30.2.6 30.2.6 The Fate of AmmoniaThe Fate of Ammonia 氨对生物体是有毒的物质，尤其是高等动物的脑对氨极为敏感，血液中1%的氨就可引起中枢神经系统中毒。因此，排氨是生物维持正常生命活动所必需的。第2

12、3页，此课件共58页哦氨的命运氨的命运生物排氨生物排氨有些微生物游游离离氨氨用于合成，多余的排到周围环境中。某些水生动物以氨的形式将氨排出体外：为排氨动物为排氨动物绝大多数陆生动物将脱下的氨转变为尿素：排尿素动物排尿素动物鸟和陆生的爬虫类将氨以尿酸的形式排出：排尿酸动物排尿酸动物第24页，此课件共58页哦30.230.2.6.1 .6.1 氨的转运氨的转运Ammonia TransferAmmonia TransferFreeammoniaisproducedintissuesandistoxictoanimals,thusneedtobetransportedtotheliverbyfirs

13、tconvertingtoanontoxiccompound,Glutamine.Glutaminesynthetasecatalyzesthetwo-stepadditionofammoniatoGlutoyieldGln,withATPconsumedtoactivatethe-COOH.第25页，此课件共58页哦Ammonia TransferAmmonia Transfer谷氨酰胺合成酶氨酰胺合成酶NH4+谷氨酸+ATP-谷氨酰胺+ADP+Pi+H+谷氨酰胺中性无毒，易通过细胞膜。谷氨酰胺由血液到肝脏：谷氨酰胺酶谷氨酰胺+H2O谷氨酸+NH4+第26页，此课件共58页哦30.2.6.2

14、 30.2.6.2 氨的排泄氨的排泄Ammonia ExcretionAmmonia Excretion排氨动物排氨动物排尿素动物排尿素动物尿素循环尿素循环(UreaCycle)第27页，此课件共58页哦30.3 30.3 尿素的形成尿素的形成Urea Producing-Urea CycleUrea Producing-Urea Cycle30.3.1 30.3.1 尿素循环的发现尿素循环的发现The finding of Urea CycleThe finding of Urea CycleHansKrebsandKurtHenseleithrevealedin1932thatthisco

15、nversion isaccomplishedviaacyclicpathway,calledtheureacycle.尿素循环是最早发现的代谢循环。尿素循环是最早发现的代谢循环。第28页，此课件共58页哦The finding of Urea CycleThe finding of Urea Cycle19321932年年Krebs Krebs 和他的学和他的学生观察到，向悬浮有肝生观察到，向悬浮有肝脏切片的缓冲液中加入脏切片的缓冲液中加入鸟氨酸鸟氨酸或或瓜氨酸瓜氨酸或或精氨精氨酸酸时，都可显著加快尿时，都可显著加快尿素的合成，而其他任何素的合成，而其他任何氨基酸或含氮化合物都氨基酸或含氮化

16、合物都不能起到上述作用。不能起到上述作用。第29页，此课件共58页哦精氨酸精氨酸+H2O鸟氨酸鸟氨酸+尿素尿素较早人们就知道：较早人们就知道：精氨酸酶精氨酸酶The finding of Urea CycleThe finding of Urea Cycle第30页，此课件共58页哦The finding of Urea CycleThe finding of Urea Cycle第31页，此课件共58页哦30.3.2 30.3.2 Urea CycleUrea Cycle第32页，此课件共58页哦第33页，此课件共58页哦氨氨甲甲酰酰磷磷酸酸合合成成酶酶Icarbamoylphosphate

17、synthetaseI.Urea CycleUrea Cycle第34页，此课件共58页哦UreaUrea Cycle Cycle第35页，此课件共58页哦 氨氨基基酸酸的的氧氧化化途途径径各各异异，但但他他们们都都集集中中形形成成5 5种种产产物物而而进进入入柠柠檬檬酸酸循循环环，最最后后氧氧化化为为水和水和COCO2 2。乙酰乙酰-CoACoA 草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸 琥珀酰琥珀酰CoACoA 延胡索酸延胡索酸30.4 30.4 氨基酸碳骨架的氧化途径氨基酸碳骨架的氧化途径The Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons

18、The Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第36页，此课件共58页哦第37页，此课件共58页哦 形成形成乙酰乙酰-CoACoA：丙氨酸、苏氨酸、丝氨酸、丙氨酸、苏氨酸、丝氨酸、半胱氨半胱氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸酸、甘氨酸、苯丙氨酸酪氨酸、亮氨酸、赖氨酸、色氨酸酪氨酸、亮氨酸、赖氨酸、色氨酸.The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第38页，此课件共58页哦 形成形

19、成-酮戊二酸酮戊二酸：谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、组氨酸、精氨酸组氨酸、精氨酸.The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第39页，此课件共58页哦 形成形成琥珀酰琥珀酰CoA：异亮氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、甲硫氨酸、缬氨酸缬氨酸The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway o

20、f Carbon Skeletons第40页，此课件共58页哦 形成形成延胡索酸延胡索酸：苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸 形成形成草酰乙酸草酰乙酸：天冬氨酸、天冬酰胺天冬氨酸、天冬酰胺The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第41页，此课件共58页哦30.4.1 30.4.1 形成乙酰形成乙酰CoACoA的途径的途径30.4.1.1 30.4.1.1 经丙酮酸到乙酰经丙酮酸到乙酰CoACoA的途径的途径丙氨酸丙氨酸L-丙氨

21、酸+-酮戊二酸丙酮酸+谷氨酸甘氨酸甘氨酸甘氨酸+N5,N10甲烯及四氢叶酸L-丝氨酸+四氢叶酸此也是丝氨酸合成丝氨酸合成的途径。第42页，此课件共58页哦甘氨酸的重要作用之一是一碳单位的供体一碳单位的供体H3N+-CH2-COO-+NAD+N5,N10甲烯THF+CO2+NH4+NADH+H+The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第43页，此课件共58页哦丝氨酸（丝氨酸脱水酶催化）HO-CH2-CHNH3+-COO-CH3

22、-CO-COO-苏氨酸（苏氨酸醛缩酶催化）CH3CHOH-CHNH3+-COO-H3N+-CH2-COO-+CH3-CHO乙酰CoAThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第44页，此课件共58页哦半胱氨酸半胱氨酸硫酸亚磺酰丙酮酸丙酮酸图30-15The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of

23、Carbon Skeletons第45页，此课件共58页哦30.4.1.2 30.4.1.2 经乙酰乙酰经乙酰乙酰CoACoA 到乙酰到乙酰CoA CoA 的途径的途径有苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、赖氨酸及色氨酸。30-17、18、19、20The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第46页，此课件共58页哦30.4.2 30.4.2-酮戊二酸途径酮戊二酸途径经-酮戊二酸进入柠檬酸的氨基酸有谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、组氨酸和精氨

24、酸。图30-23、24、25、26。The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第47页，此课件共58页哦30.4.3 30.4.3 形成琥珀酰形成琥珀酰CoACoA的途径的途径甲硫氨酸、异亮氨酸、缬氨酸.30-27、28、29、30The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Sk

25、eletons第48页，此课件共58页哦试计算：试计算：一分子谷氨酸完全氧化降解可生成多少一分子谷氨酸完全氧化降解可生成多少ATP?The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第49页，此课件共58页哦30.4.4 30.4.4 形成延胡索酸的途径形成延胡索酸的途径苯丙氨酸和酪氨酸图30-17、18The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative

26、 Degradation Pathway of Carbon Skeletons第50页，此课件共58页哦30.4.5 30.4.5 形成草酰乙酸的途径形成草酰乙酸的途径天冬酰胺和天冬氨酸图30-31The Oxidative Degradation Pathway of Carbon SkeletonsThe Oxidative Degradation Pathway of Carbon Skeletons第51页，此课件共58页哦30.5 30.5 Glucogenic Amino Acid and Glucogenic Amino Acid and Ketogenic Amino Aci

27、dKetogenic Amino Acid生生酮酮氨氨基基酸酸：苯苯丙丙氨氨酸酸、酪酪氨氨酸酸、亮亮氨氨酸酸和和色色氨氨酸酸乙酰乙酰乙酰乙酰CoACoA，为酮体为酮体生生糖糖氨氨基基酸酸：丙丙酮酮酸酸、-酮酮戊戊二二酸酸、琥琥珀珀酸酸和和草草酰酰乙酸乙酸葡萄糖和糖原。葡萄糖和糖原。第52页，此课件共58页哦Glucogenic Amino Acid and Ketogenic Glucogenic Amino Acid and Ketogenic Amino AcidAmino Acid生酮生糖氨基酸：生酮生糖氨基酸：苯丙氨酸和酪氨酸即可生成酮体又可生成糖，因此称为生酮生糖氨基酸第53页，此课

28、件共58页哦30.6.1 30.6.1 氨基酸与一碳单位氨基酸与一碳单位Amino and One Carbon UnitAmino and One Carbon Unit30.6 30.6 由氨基酸衍生的其他重要物质由氨基酸衍生的其他重要物质Some important amino derivativesSome important amino derivatives第54页，此课件共58页哦一一碳碳单单位位：生物化学中将具有一个碳原子的集团称为“一碳单位”或“一碳基团”生物体内的一碳单位：亚胺甲基：亚胺甲基：-CHNH甲酰基：甲酰基：HCO-羟甲基：羟甲基：-CH2OH亚甲基（甲叉基，甲烯

29、基亚甲基（甲叉基，甲烯基）：）：-CH2-次甲基（甲川基）：次甲基（甲川基）：-CH=甲基：甲基：-CH3Some important amino derivativesSome important amino derivatives第55页，此课件共58页哦可提供一碳单位的氨基酸有甘甘氨氨酸酸、苏苏氨氨酸酸、丝氨酸和组氨酸等丝氨酸和组氨酸等一碳单位不仅与氨氨基基酸酸代代谢谢密切相关还参与嘌嘌呤呤和和嘧嘧啶啶的的生生物物合合成成及及其其它它生生物物体体中中化化合合物物的的合合成成。一碳单位的转移靠四氢叶酸四氢叶酸来携带。图30-32一碳单位的转移图30-33Some important ami

30、no derivativesSome important amino derivatives第56页，此课件共58页哦30.6.2 30.6.2 氨基酸与生物活性物质氨基酸与生物活性物质生物活性分子生物活性分子少量就能发挥作用的生物分子称为生物活性分子。少量就能发挥作用的生物分子称为生物活性分子。Some important amino derivativesSome important amino derivatives第57页，此课件共58页哦氨基酸转变产物生物作用甘氨酸嘌呤碱肌酸卟啉核酸及核苷酸次分组织中储能物质血红蛋白及细胞色素等辅基丝氨酸 乙醇胺及胆碱乙酰胆碱磷脂成分神经递质半胱氨酸牛磺酸结合胆汁酸成分天冬氨酸嘧啶碱核酸及核苷酸成分谷氨酸-氨基丁酸抑制性神经递质组氨酸组胺神经递质氨基酸与生物活性物质氨基酸与生物活性物质第58页，此课件共58页哦