第八章-蛋白质降解及氨基酸代谢--生物化学课件.ppt
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1、 第第 八八 章章 蛋白质降解及蛋白质降解及Amino Acid Metabolism氨氨 基基 酸酸 代代 谢谢生物化学生物化学 Biochemistry内容提要内容提要第一节第一节 蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解第二节第二节 氨基酸的分解代谢氨基酸的分解代谢第三节第三节 氨基酸的合成代谢氨基酸的合成代谢生物化学生物化学 Biochemistry氨基酸的来源和去路氨基酸的来源和去路 生物化学生物化学 Biochemistry第第 一节一节蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry氨肽酶:氨肽酶:专一性地从肽链的氨基端
2、水解肽键专一性地从肽链的氨基端水解肽键羧肽酶:羧肽酶:专一性地从肽链的羧基端水解肽键专一性地从肽链的羧基端水解肽键C-末端末端N末端末端氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶生物化学生物化学 Biochemistry蛋白酶:具有专一性蛋白酶:具有专一性的肽链内切酶的肽链内切酶,常用于蛋白质,常用于蛋白质一级结构测定。一级结构测定。u胰蛋白酶:胰蛋白酶:对对C-端为端为Lys或或Arg的肽键水解快。的肽键水解快。u胰凝乳蛋白酶:胰凝乳蛋白酶:对芳香族对芳香族AA羧基形成的肽键,水羧基形成的肽键,水 解速度最快。解速度最快。u胃蛋白酶:胃蛋白酶:芳香族芳香族AA氨基形成的肽键。氨基形成的肽键。生物化学生物化学
3、Biochemistry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生物化学生物化学 Biochemistry蛋白质降解的泛素途径蛋白质降解的泛素途径E1-S-E1-S-E1-SHE1-SHE2-S-E2-S-E1-SHE1-SHE2-SHE2-SHE2-SHE2-SHATP AMP+PPiATP AMP+PPiE3E3多多泛素化蛋白泛素化蛋白ATPATP2626S S蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体蛋白酶体2020S
4、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:泛素激活酶:泛素激活酶:泛素激活酶:泛素激活酶 E2E2E2E2:泛素载体蛋白:泛素载体蛋白:泛素载体蛋白:泛素载体蛋白 E3E3E3E3:泛素:泛素:泛素:泛素-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生物化学生物化学 Biochemistry三、蛋白质降解的意义三、蛋白质降解的意义1 1、形成新组织:用于新蛋白质的合成,进行新陈代、形成新组织:用于新蛋白质的合成,进行新陈代 谢(自我更新);谢(自我更新);2 2、及
5、时清除反常蛋白;、及时清除反常蛋白;3 3、短寿命蛋白的半寿期很短,便于通过基因表达和、短寿命蛋白的半寿期很短,便于通过基因表达和 降解对其含量进行精确、快速的调控;降解对其含量进行精确、快速的调控;4 4、一些蛋白酶为防御机制组成部分;、一些蛋白酶为防御机制组成部分;5 5、蛋白质前体的裂解加工。、蛋白质前体的裂解加工。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry一、氨基酸的脱氨基作用一、氨基酸的脱氨基作用氧化脱氨基氧化脱氨基转氨基转氨基联合脱氨基联合脱氨基非氧化脱氨基非氧化脱氨基脱酰胺基作用脱酰胺基作用在酶的催化下,氨基酸脱去氨基的作用称在酶的催化下
6、,氨基酸脱去氨基的作用称为为脱氨基作用脱氨基作用(deaminationdeamination),包括:),包括:生物化学生物化学 Biochemistry在有氧作用下,氨基酸进行氧化脱氨作用,产物是在有氧作用下,氨基酸进行氧化脱氨作用,产物是-酮酸和氨。酮酸和氨。催化氧化脱氨基的酶:催化氧化脱氨基的酶:(1)L-氨基酸氧化酶:催化氨基酸氧化酶:催化L-AA氧化脱氨基;氧化脱氨基;(2)D-氨基酸氧化酶:催化氨基酸氧化酶:催化D-AA氧化脱氨基;氧化脱氨基;(3)L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶(催化氨基酸氧化脱氨的主要酶(催化氨基酸氧化脱氨的主要酶系,属于系,属于L-AA氧化酶)。氧化酶)。1.
7、氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 生物化学生物化学 Biochemistry2.转氨基作用转氨基作用(transamination)在在转氨酶转氨酶的作用下,某一种氨基酸的的作用下,某一种氨基酸的-氨基转移到氨基转移到另一种另一种-酮酸的酮酸的-碳上,生成相应的氨基酸,而原碳上,生成相应的氨基酸,而原来的氨基酸则转变成来的氨基酸则转变成-酮酸。酮酸。生物化学生物化学 Biochemistry要点:要点:反应可逆。反应可逆。体内除体内除LysLys、ProPro和羟脯氨酸外,大多数和羟脯氨酸外,大多数氨基酸都可进行转氨基作用。氨基酸都可进行转氨基作用。转氨酶均以转氨酶均以磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛为辅酶。
8、磷酸吡为辅酶。磷酸吡哆醛是哆醛是VBVB6 6的衍生物。反应中起传递氨基的衍生物。反应中起传递氨基的作用。的作用。体内重要的转氨酶体内重要的转氨酶 谷丙转氨酶(谷丙转氨酶(ALT或或GPT)正常情况下,正常情况下,谷丙转氨酶(谷丙转氨酶(GPTGPT)在血清中的活性很低,肝中)在血清中的活性很低,肝中活性最高活性最高。当肝组织受损时,大量的。当肝组织受损时,大量的GPTGPT逸入血液,造成血清逸入血液,造成血清中中GPTGPT活性升高。如急性肝炎时,血清中的活性升高。如急性肝炎时,血清中的GPTGPT活性明显上升。活性明显上升。谷草转氨酶谷草转氨酶(AST AST或或GOTGOT)正常情况下,
9、正常情况下,谷草转氨酶(谷草转氨酶(GOTGOT)在血清中的活性很低,心肌)在血清中的活性很低,心肌中活性最高中活性最高。当心肌组织受损时,大量的。当心肌组织受损时,大量的GOTGOT逸入血液,造成逸入血液,造成血清中血清中GOTGOT活性升高。如心肌梗塞时,血清中的活性升高。如心肌梗塞时,血清中的GOTGOT活性明显上活性明显上升。升。生物化学生物化学 Biochemistry3.联合脱氨基作用联合脱氨基作用在在转氨基作用转氨基作用和和氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用的联合作的联合作用下,使各种氨基酸脱下氨基的过程。用下,使各种氨基酸脱下氨基的过程。它它是体内各种氨基酸脱氨基的主要形式是体内各种
10、氨基酸脱氨基的主要形式。-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸腺苷酸腺苷酸(AMP)次黄嘌呤核苷酸(次黄嘌呤核苷酸(IMP)转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶腺苷酸代琥珀腺苷酸代琥珀酸合成酶酸合成酶腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶 (2)转氨酶与嘌呤核苷酸循环联合脱氨基转氨酶与嘌呤核苷酸循环联合脱氨基部位:在骨骼肌、心肌中部位:在骨骼肌、心肌中 通过转氨基作用生成谷氨酸通过转氨基作用生成谷氨酸 谷氨酸与草酰乙酸在谷草转氨酶作用谷氨酸与草酰乙酸在谷草转氨酶作用下生成天冬氨酸下生成天冬氨酸 天冬氨
11、酸与天冬氨酸与IMPIMP在在GTPGTP和腺苷酸代和腺苷酸代琥珀酸合成酶作用下生成腺苷酸代琥琥珀酸合成酶作用下生成腺苷酸代琥珀酸珀酸 腺苷酸代琥珀酸裂解生成腺苷酸代琥珀酸裂解生成AMPAMP和和延胡索酸延胡索酸 AMP AMP经腺苷酸脱氨酶催化,并经腺苷酸脱氨酶催化,并水解重新生成水解重新生成IMPIMP 延胡索酸经延胡索酸经TCATCA循环重新生成循环重新生成草酰乙酸草酰乙酸生物化学生物化学 Biochemistry4、非氧化脱氨基非氧化脱氨基主要在微生物中进行。主要在微生物中进行。还原脱氨基还原脱氨基 (严格无氧(严格无氧)脱水脱氨基脱水脱氨基 氨基酸氨基酸氢化酶氢化酶2HR-CH2-C
12、OOH+NH3生物化学生物化学 Biochemistry 裂解脱氨基裂解脱氨基 生物化学生物化学 Biochemistry1 1、概念、概念3 3、脱羧产物的进一步转化(次生物质代谢脱羧产物的进一步转化(次生物质代谢)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。直接脱羧直接脱羧 胺胺羟化脱羧羟化脱羧 羟胺羟胺 2 2、类型、类型:二、氨基酸的脱羧基作用二、氨基酸的脱羧基作用生物化学生物化学 Biochemistry 直接脱羧基作用直接脱羧基作用氨基酸在脱羧酶的催化下
13、,脱去羧基产生二氧化碳和相应的胺的过程,在氨基酸分解代谢中不是主要途径。生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry羟化脱羧基作用 Tyr在Tyr酶催化下发生羟化作用生成3,4二羟苯丙氨酸(多巴),后者进一步脱羧生成3,4二羟苯乙胺(多巴胺)。生物化学生物化学 Biochemistry三、氨的去路三、氨的去路1.1.重新合成氨基酸重新合成氨基酸2.2.合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺(体内运输氨和储存氨的方式体内运输氨和储存氨的方式)3.3.生成生成铵盐铵盐(植物中植物中)4.4.合成无毒的尿素合成无毒的尿素(哺乳动物氨的主要去路哺乳动物氨的主要去路)生物化学生
14、物化学 Biochemistry尿素的生成尿素的生成 尿素是哺乳动物利用尿素是哺乳动物利用NH3、CO2和和H2O在肝脏在肝脏中经中经鸟氨酸循环鸟氨酸循环途径合成的无毒物质,它可随途径合成的无毒物质,它可随尿排除体外,是动物体清除氨的重要方式。尿排除体外,是动物体清除氨的重要方式。分以下分以下4个步骤:个步骤:(1)氨甲酰磷酸的生成)氨甲酰磷酸的生成 (2)瓜氨酸的生成)瓜氨酸的生成 (3)精氨酸的生成)精氨酸的生成 (4)精氨酸的水解)精氨酸的水解 生物化学生物化学 Biochemistry生物化学生物化学 Biochemistry鸟氨酸循环的详细步骤鸟氨酸循环的详细步骤(1)线粒体内的反应
15、步骤)线粒体内的反应步骤生物化学生物化学 Biochemistry(2)胞液内反应步骤)胞液内反应步骤生物化学生物化学 Biochemistry总反应式:总反应式:NH3+CO2+3ATP+Asp+2H2O尿素尿素+2ADP+2Pi+AMP+PPi+延胡索酸延胡索酸生物化学生物化学 Biochemistry天冬氨酸的再生天冬氨酸的再生生物化学生物化学 Biochemistry鸟氨酸循环要点鸟氨酸循环要点尿素分子中的氮,一个来自氨甲尿素分子中的氮,一个来自氨甲酰酰磷酸(或磷酸(或游离的游离的NH3),另一个来自),另一个来自Asp;每合成每合成1分子尿素需消耗分子尿素需消耗4个个P;循循环环中消
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- 第八 蛋白质 降解 氨基酸 代谢 生物化学 课件
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