蛋白質(zhì)的降解和氨基酸的分解代謝公開課課件

蛋白質(zhì)代謝？MetabolismofAminoacids&ProteinsChapter10蛋白質(zhì)降解和氨基酸的分解代謝4/7/20231第一節(jié)蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值與蛋白質(zhì)的消化及吸收必需氨基酸：體內(nèi)需要但自身不能合成，必須由食物供應(yīng)的氨基酸一、蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值MetTrpLysValIleLeuPheThr

“假設(shè)來借一兩本書”甲硫氨酸、色氨酸、賴氨酸、纈氨酸異亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、蘇氨酸4/7/20232蛋白質(zhì)的營養(yǎng)價(jià)值～必需AA種類必需AA含量必需AA的比例具有與人體需求相符的AA組成，其被消化后在體內(nèi)被利用的程度越高，營養(yǎng)價(jià)值越高。4/7/20233二、蛋白質(zhì)的消化蛋白質(zhì)具有種屬特異性，消化可以消除。蛋白酶：一般為無活性酶原，需HCl、蛋白酶或腸激酶激活蛋白酶：水解肽鍵，專一性不同各種蛋白酶協(xié)同作用，生成AA、二肽，吸收4/7/202354/7/20236NH3+—COO-—外肽酶—氨肽酶特定氨基酸間限制性內(nèi)肽酶外肽酶—羧肽酶最終產(chǎn)物：氨基酸、寡肽4/7/20237三、肽和氨基酸的吸收（小腸粘膜）主動(dòng)轉(zhuǎn)運(yùn)（耗能）→腸粘膜上皮細(xì)胞膜載體→粘膜微血管→血液→肝臟及其他器官；-谷氨酰胺循環(huán)：在細(xì)胞膜上的-谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶作用下，通過與谷胱甘肽作用而轉(zhuǎn)運(yùn)入細(xì)胞。每轉(zhuǎn)運(yùn)1分子氨基酸消耗3分子ATP。4/7/202394/7/202310蛋白質(zhì)的腐敗作用（putrefaction）腸道細(xì)菌對(duì)消化過程中不被消化、吸收部分蛋白質(zhì)及其消化產(chǎn)物所起的作用。無氧分解，涉及脫羧、脫氨、氧化、還原、水解反應(yīng)。大部分產(chǎn)物對(duì)人體有害。4/7/202311一細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的重要物質(zhì)泛素，與目標(biāo)蛋白質(zhì)結(jié)合，被蛋白酶體識(shí)別。酶E1（泛素活化酶）激活泛素酶E2（泛素結(jié)合酶）將泛素與蛋白質(zhì)綁定酶E3（泛素蛋白連接酶）辨認(rèn)蛋白質(zhì)蛋白酶體，降解蛋白質(zhì)19S20S4/7/202313二、降解過程4/7/202314三、泛素-蛋白酶體系統(tǒng)的生物學(xué)意義對(duì)新合成的蛋白質(zhì)進(jìn)行質(zhì)量檢查清除衰老蛋白質(zhì)參與細(xì)胞周期調(diào)控，細(xì)胞周期蛋白經(jīng)泛素-蛋白酶體途徑降解導(dǎo)致細(xì)胞退出有絲分裂泛素-蛋白酶體系統(tǒng)與癌癥和多種疾病的發(fā)生有密切關(guān)系。4/7/202315氨基酸代謝概況氨基酸代謝庫食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解體內(nèi)合成氨基酸(非必需氨基酸)α-酮酸脫氨基作用酮體氧化供能糖胺類脫羧基作用氨尿素代謝轉(zhuǎn)變其它含氮化合物(嘌呤、嘧啶等)合成4/7/2023174/7/202318一、氨基酸的轉(zhuǎn)氨基作用一種氨基酸的α-氨基經(jīng)轉(zhuǎn)氨酶催化轉(zhuǎn)移給α-酮酸的作用；原來的氨基酸生成相應(yīng)的酮酸，而原來的酮酸則形成相應(yīng)的氨基酸。催化轉(zhuǎn)氨基作用的酶為轉(zhuǎn)氨酶。4/7/2023193、轉(zhuǎn)氨酶的輔酶及其作用機(jī)制4/7/202321多數(shù)氨基酸脫氨的方式機(jī)體合成非必需氨基酸的途徑臨床疾病診斷和治療時(shí)必要的參考指標(biāo)

正常情況下，轉(zhuǎn)氨酶分布在細(xì)胞內(nèi)，特別是肝臟和心臟，血清中活性最低。疾病可導(dǎo)致細(xì)胞膜通透性增加，組織壞死或細(xì)胞破裂，大量的轉(zhuǎn)氨酶從細(xì)胞釋放入血。心肌梗死血清GOT異常升高，急性傳染性肝炎血清GPT和GOT皆異常升高。4、轉(zhuǎn)氨作用的機(jī)制4/7/202322二、AA的脫氨基作用氧化脫氨基作用（動(dòng)、植物）非氧化脫氨基作用（微生物）4/7/202323L-谷氨酸脫氫酶4/7/202325L-氨基酸氧化酶（L-aminoacidoxidase)：需氧脫氫酶，輔基FAD脫下的H→O2→H2O2酶活性不高，組織器官分布局限，作用不大L-谷氨酸脫氫酶(L-glutamatedehydro-genase)不需氧脫氫酶，輔酶NAD+或NADP+NADH進(jìn)入呼吸鏈進(jìn)行氧化磷酸化酶活性高，特異性高，只能催化L-谷氨酸，分布廣泛，作用較大4/7/202326三氨的轉(zhuǎn)運(yùn)氨的毒性：損害中樞神經(jīng)系統(tǒng)，在體內(nèi)必須以無毒的形式轉(zhuǎn)運(yùn)氨的來源：氨基酸脫氨基作用產(chǎn)生的氨是體內(nèi)案的主要來源。氨的去路：尿素的合成、谷氨酰胺的生成、參與合成含氮化合物、銨鹽形式由尿排出4/7/2023294/7/202330谷氨酰胺合成酶廣泛存在谷氨酰胺向肝腎運(yùn)輸無毒的氨谷氨酰胺也是合成反應(yīng)的氨基供體（一）谷氨酰胺4/7/202331（二）丙氨酸-葡萄糖循環(huán)4/7/202332四、尿素的合成(ureacycle鳥氨酸循環(huán))最早發(fā)現(xiàn)的代謝循環(huán)，1932年HansA.Krebs提出原料：NH3、CO2（或H2CO3）、鳥氨酸、Asp、ATP、Mg2+、酶合成部位：肝細(xì)胞尿素是氨基酸分解代謝的最終無毒產(chǎn)物4/7/2023333個(gè)階段：①CO2、NH3與鳥氨酸作用合成瓜氨酸②瓜氨酸與Asp作用產(chǎn)生Arg（精氨酸）③Arg被Arg水解酶水解后放出尿素，并形成鳥氨酸循環(huán)鳥氨酸循環(huán)，又稱尿素循環(huán)，通過一次循環(huán)，消耗2分子氨（1分子氨，1分子天冬氨酸所代氨），3分子ATP，生成1分子尿素。4/7/202334尿素循環(huán)的過程氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶精氨酸代琥珀酸縮合酶精氨酸琥珀酸裂解酶精氨酸酶線粒體胞質(zhì)精氨酸代琥珀酸4/7/202335總結(jié)（1）形成1分子尿素可清除兩分子氨基氮及1分子CO2，一個(gè)氨基來自游離NH3，一個(gè)來自天冬氨酸（2）形成1分子尿素需消耗4個(gè)高能磷酸鍵（3）前兩步驟是在肝細(xì)胞的線粒體中完成的，而后三個(gè)步驟都是在胞液中完成的（4）氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ是合成尿素的限速酶（5）肝臟功能受損時(shí)，尿素合成受阻，導(dǎo)致氨中毒（6）攝入蛋白增多，尿素合成隨之增多4/7/202336合成尿素總反應(yīng)式4/7/202337延胡索酸：進(jìn)入TCA→蘋果酸→草酰乙酸

延胡索酸：鳥氨酸循環(huán)與TCA之間的連接物草酰乙酸+乙酰CoA→檸檬酸轉(zhuǎn)氨→Asp糖異生→G4/7/202338五、氨基酸碳骨架的降解1、合成非必需氨基酸2、轉(zhuǎn)變?yōu)樘羌爸悾荷茿A、生酮AA、生糖和生酮AA3、氧化產(chǎn)生能量：生成乙酰CoA、α-酮戊二酸、延胡索酸、草酰乙酸、丙酮酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)4/7/2023394/7/202340第四節(jié)個(gè)別氨基酸代謝一、氨基酸的脫羧作用Glu→γ-氨基丁酸（Glu脫羧酶）γ-氨基丁酸是神經(jīng)系統(tǒng)的主要抑制性遞質(zhì)組氨酸→組胺（組氨酸脫氫酶）組胺：擴(kuò)血管、降血壓、促平滑肌收縮和胃液分泌鳥氨酸→精胺（鳥氨酸脫羧酶）精胺、精脒調(diào)節(jié)細(xì)胞生長(zhǎng)色氨酸→5-羥色氨酸（色氨酸羥化酶）5-HT：神經(jīng)遞質(zhì)，與睡眠、鎮(zhèn)痛和體溫調(diào)節(jié)有關(guān)4/7/202341二、氨基酸與一碳基團(tuán)某些氨基酸代謝過程中產(chǎn)生的具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)-CH=NH、-CHO、-CH2OH；-CH2-、-CH3、-CH=等四氫葉酸（FH4）是一碳基團(tuán)的轉(zhuǎn)移載體，一碳基團(tuán)不能單獨(dú)存在主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸、色氨酸代謝，參與體內(nèi)許多重要化合物的合成4/7/2023424/7/202343一碳基團(tuán)的來源甘氨酸4/7/2023444/7/2023454/7/202346合成膽堿、肌酸、腎上腺素等4/7/202347生理意義：