蛋白质降解和氨基酸的分解代谢精选PPT.ppt
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1、关于蛋白质降解和氨基酸的分解代谢第1页,讲稿共46张,创作于星期三 第一节 蛋白质的降解一、蛋白质降解的特性 细胞可以有选择的降解蛋白质,蛋白质的存活期与其对细胞的代谢需求、营养状态和激素的作用相关。第2页,讲稿共46张,创作于星期三二、蛋白质降解的反应机制 真核细胞降解蛋白质有两种体系,溶酶体无选择的降解蛋白质,而泛肽给选择降解蛋白质加以标记,这一过程需要消耗ATP,有关的机制将在蛋白质生物合成一章介绍。第3页,讲稿共46张,创作于星期三蛋白质降解的泛肽途径蛋白质降解的泛肽途径E1-S-E1-S-E1-SHE1-SHE2-S-E2-S-E1-SHE1-SHE2-SHE2-SHE2-SHE2-
2、SHATP AMP+PPiATP AMP+PPiE3E3多多多多泛肽化蛋白泛肽化蛋白泛肽化蛋白泛肽化蛋白ATPATP2626S S蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体2020S S蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体ATPATP1 19S9S调节亚基调节亚基调节亚基调节亚基去折叠去折叠去折叠去折叠水解水解水解水解E1E1E1E1:泛肽激活酶:泛肽激活酶:泛肽激活酶:泛肽激活酶 E2E2E2E2:泛肽载体蛋白:泛肽载体蛋白:泛肽载体蛋白:泛肽载体蛋白 E3E3E3E3:泛肽:泛肽:泛肽:泛肽-蛋白质连接酶蛋白质连接酶蛋白质连接酶蛋白质连接酶(ubiquitin)第4页,讲稿共46张,创作于星期三三、机体
3、对外源蛋白质的需要及消化作用 外源蛋白质在哺乳动物的消化道被分解为氨基酸才能吸收,一个70kg的人每天大约有400g的蛋白质周转,其中约1/4被降解或转变为葡萄糖,需要外源蛋白质补充,其余3/4在体内再循环。细胞内不同的蛋白质周转速度差别很大。第5页,讲稿共46张,创作于星期三 酶 水解位置 对 键 的 要 求肽链内切酶胃蛋白酶芳香族氨基酸和其它氨基酸形成的肽键胰凝乳蛋白酶COOH端芳香族氨基酸的羧基形成的肽键弹性蛋白酶COOH端丙氨酸、亮氨酸、丝氨酸等短脂肪链的氨基酸羧基形成肽键胰蛋白酶COOH端碱性氨基酸羧基形成的肽键肽链外切酶羧肽酶ACOOH端中性氨基酸形成的肽键羧肽酶BCOOH端碱性氨
4、基酸形成的肽键氨 肽 酶NH2端二肽酶要求相邻两个氨基酸上的-氨基和-羧基同时存在第6页,讲稿共46张,创作于星期三消化道内几种蛋白酶的专一性消化道内几种蛋白酶的专一性(Phe.Tyr.Trp)(Arg.Lys)(脂肪族)(脂肪族)胰凝乳胰凝乳蛋白酶蛋白酶胃蛋白酶胃蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶羧肽酶胰蛋白酶胰蛋白酶氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶(Phe.Trp)第7页,讲稿共46张,创作于星期三氨基酸代谢库氨基酸代谢库第8页,讲稿共46张,创作于星期三第二节 氨基酸的分解代谢一、氨基酸的脱氨基作用第9页,讲稿共46张,创作于星期三-氨基酸氨基酸1 R1-CH-COO-NH+3|-酮酸酮酸1 R1
5、-C-COO-O|R2-C-COO-O|-酮酸酮酸2 R2-CH-COO-NH+3|-氨基酸氨基酸2转氨酶转氨酶 在转氨酶的催化下,在转氨酶的催化下,在转氨酶的催化下,在转氨酶的催化下,任意氨基酸的氨基转移到酶分子上,结果原来的任意氨基酸的氨基转移到酶分子上,结果原来的任意氨基酸的氨基转移到酶分子上,结果原来的任意氨基酸的氨基转移到酶分子上,结果原来的-氨基酸生成相应的氨基酸生成相应的氨基酸生成相应的氨基酸生成相应的-酮酸,而酶分子上的氨基转移到酮酸受体上,形成产物氨酮酸,而酶分子上的氨基转移到酮酸受体上,形成产物氨酮酸,而酶分子上的氨基转移到酮酸受体上,形成产物氨酮酸,而酶分子上的氨基转移到
6、酮酸受体上,形成产物氨基酸,同时酶又再生,这种作用称为氨基转移反应。基酸,同时酶又再生,这种作用称为氨基转移反应。基酸,同时酶又再生,这种作用称为氨基转移反应。基酸,同时酶又再生,这种作用称为氨基转移反应。*转氨酶的辅酶只有一种:磷酸吡哆醛转氨酶的辅酶只有一种:磷酸吡哆醛第10页,讲稿共46张,创作于星期三较为重要的转氨酶有:较为重要的转氨酶有:丙丙氨氨酸酸氨氨基基转转移移酶酶(alanine trans-aminase,ALT),又又称称为为谷谷丙丙转转氨氨酶酶(GPT)。催催化化丙丙氨氨酸酸与与-酮酮戊戊二二酸酸之之间间的的氨氨基基移移换换反反应应,为为可可逆逆反反应应。该该酶酶在在肝肝脏
7、脏中中活活性性较较高高,在在肝肝脏脏疾疾病病时时,可可引起血清中引起血清中ALT活性明显升高。活性明显升高。谷氨酸 +丙酮酸-酮戊二酸+丙氨酸GPT第11页,讲稿共46张,创作于星期三 天天 冬冬 氨氨 酸酸 氨氨 基基 转转 移移 酶酶(aspartatetransaminase,AST),又又称称为为谷谷草草转转氨氨酶酶(GOT)。催催化化天天冬冬氨氨酸酸与与-酮酮戊戊二二酸酸之之间间的的氨氨基基移移换换反反应应,为为可可逆逆反反应应。该该酶酶在在心心肌肌中中活活性性较较高高,故故在在心心肌肌疾疾患患时,血清中时,血清中AST活性明显升高。活性明显升高。谷氨酸 +草酰乙酸-酮戊二酸+天冬氨
8、酸GOP第12页,讲稿共46张,创作于星期三二、谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基作用二、谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基作用第13页,讲稿共46张,创作于星期三L-谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶(L-glutamatedehydro-genase)是是一一种种不不需需氧氧脱脱氢氢酶酶,以以NAD+或或 NADP+为为 辅辅 酶酶,生生 成成 的的 NADH或或NADPH可可进进入入呼呼吸吸链链进进行行氧氧化化磷磷酸酸化化。该该酶酶活活性性高高,分分布布广广泛泛,因因而而作作用用较较大大。该该酶酶属属于于变变构构酶酶,其其活活性性受受ATP,GTP的的抑制抑制,受,受ADP,GDP的激活的激活。第14页,讲稿共46张
9、,创作于星期三L-氨氨 基基 酸酸 氧氧 化化 酶酶(L-amino acidoxidase)及及D-氨氨基基酸酸氧氧化化酶酶(D-aminoacid oxidase)是是一一种种需需氧氧脱脱氢氢酶酶,以以FAD或或FMN为为辅辅基基,脱脱下下的的氢氢原原子子交交给给O2,生生成成H2O2。该该酶酶活活性性不不高高,在在各各组组织器官中分布局限,因此作用不大。织器官中分布局限,因此作用不大。三、其他的脱氨基作用三、其他的脱氨基作用第15页,讲稿共46张,创作于星期三四、联合脱氨基作用转转氨氨基基作作用用与与氧氧化化脱脱氨氨基基作作用用联联合合进进行行,从从而而使使 氨氨 基基 酸酸 脱脱 去去
10、 氨氨 基基 并并 氧氧 化化 为为-酮酮 酸酸(-ketoacid)的过程,称为的过程,称为联合脱氨基作用联合脱氨基作用。联联合合脱脱氨氨基基作作用用可可在在大大多多数数组组织织细细胞胞中中进进行行,是体内主要的脱氨基的方式。是体内主要的脱氨基的方式。形式一:形式一:第16页,讲稿共46张,创作于星期三转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联转氨酶L-谷氨酸脱氢酶H H2 20+NAD0+NAD+NHNH3 3+NADH+NADH-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸第17页,讲稿共46张,创作于星期三形式二:嘌呤核苷酸循环形式二:嘌呤核苷酸循环(purine nucleo
11、tidecycle,PNC)这这是是存存在在于于骨骨骼骼肌肌和和心心肌肌中中的的一一种种特特殊殊的的联合脱氨基作用方式。联合脱氨基作用方式。在在骨骨骼骼肌肌和和心心肌肌中中,由由于于谷谷氨氨酸酸脱脱氢氢酶酶的的活活性性较较低低,而而腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶(adenylatedeaminase)的的活活性性较较高高,故故采采用用此此方方式式进进行脱氨基。行脱氨基。第18页,讲稿共46张,创作于星期三腺腺苷苷酸酸脱脱氨氨酶酶(adenylatedeaminase)可可催催化化AMP脱脱氨氨基基,此此反反应应与与转转氨氨基基反反应应相相联联系系,即即构构成成嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸循循环环的的脱脱氨氨
12、基作用。基作用。第19页,讲稿共46张,创作于星期三二、氨基酸的脱羧基作用概念概念 氨基酸在脱羧酶的氨基酸在脱羧酶的作用下脱掉羧基生成相作用下脱掉羧基生成相应的一级胺类化合物应的一级胺类化合物的作用。脱羧酶的辅的作用。脱羧酶的辅酶为磷酸吡哆醛。酶为磷酸吡哆醛。氨基酸氨基酸脱羧酶脱羧酶伯胺伯胺 +CO +CO2 2第20页,讲稿共46张,创作于星期三 氨基酸脱羧基生成的胺类有不少是生理活性物质,如-氨基丁酸是重要的神经递质,组胺有降血压作用,酪胺有升血压作用。过多的胺类有毒,可以被氧化成醛类和氨,醛类氧化成脂肪酸,氨生成尿素。第21页,讲稿共46张,创作于星期三水生动物直接排出鸟类、爬行类尿酸人
13、、哺乳类尿素六、六、氨氨的的命命运运第22页,讲稿共46张,创作于星期三血血 氨氨氨基酸氨基酸脱氨脱氨肠道肠道吸收吸收肾小管肾小管分泌分泌合成合成尿素尿素合成合成合成氨基酸等合成氨基酸等 含氮化合物含氮化合物铵盐铵盐生成生成排出排出合成合成谷氨酰胺谷氨酰胺高血氨症与肝昏迷氨中毒高血氨症与肝昏迷氨中毒第23页,讲稿共46张,创作于星期三1、氨在血中的转运、氨在血中的转运 A)丙氨酸)丙氨酸-葡萄糖循环葡萄糖循环(alanine-glucosecycle):肌肌肉肉中中的的氨氨基基酸酸将将氨氨基基转转给给丙丙酮酮酸酸生生成成丙丙氨氨酸酸,后后者者经经血血液液循循环环转转运运至至肝肝脏脏再再脱脱氨氨
14、基基,生生成成的的丙丙酮酮酸酸经经糖糖异异生生合合成成葡葡萄萄糖糖后后再再经经血血液液循循环环转转运运至至肌肌肉肉重重新新分分解解产产生生丙丙酮酮酸酸,通通过过这这一一循循环环反反应应过过程程即即可可将将肌肌肉肉中中氨氨基基酸酸的的氨氨基基转转移移到到肝肝脏脏进进行行处处理理。这这一一循循环环反反应应过过程就称为程就称为丙氨酸丙氨酸-葡萄糖循环。葡萄糖循环。第24页,讲稿共46张,创作于星期三B)谷氨酰胺(glutamine)的运氨作用:肝肝外外组组织织,如如脑脑、骨骨骼骼肌肌、心心肌肌在在谷谷氨氨酰酰胺胺合合成成酶酶(glutaminesynthetase)的的催催化化下下,合合成成谷谷氨氨
15、酰酰胺胺,以以谷谷氨氨酰酰胺胺的的形形式式将将氨氨基基经经血血液液循循环环带带到到肝肝脏脏,再再由由谷谷氨氨酰酰胺胺酶酶将将其其分分解解,产产生生的的氨氨即即可可用用于于合合成成尿尿素素。因此,谷氨酰胺对氨因此,谷氨酰胺对氨具有运输、贮存和解毒具有运输、贮存和解毒作用。作用。第25页,讲稿共46张,创作于星期三2、氨氨 的的 排排 泄泄 体内氨的主要代谢去路是用于合成体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素。无毒的尿素。第26页,讲稿共46张,创作于星期三第三节第三节 尿素的形成尿素的形成一、尿素循环的发现一、尿素循环的发现 19321932年德国学者年德国学者Hans KrebsHans K
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