蛋白質(zhì)降解及氨基酸代謝

蛋白質(zhì)降解及氨基酸代謝第一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一蛋白質(zhì)降解細胞外降解細胞內(nèi)降解不依賴于ATP的降解途徑

發(fā)生在溶酶體依賴于ATP的降解途徑

i)N-端規(guī)則和“PEST”

序列ii)需要泛素

iii)降解發(fā)生在蛋白酶體

iiii)高度調(diào)控第二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一N-端規(guī)則一種蛋白質(zhì)的半衰期與N-端氨基酸的性質(zhì)有關(guān)。如果一種蛋白質(zhì)N端的氨基酸是

Met,Ser,Ala,Thr,Val或Gly，則半衰期較長，大于20個小時。

如果一種蛋白質(zhì)的N端氨基酸是Phe,Leu,Asp,Lys或

Arg

，則半衰期較短，3分鐘或者更短。第三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一N-端氨基酸與蛋白質(zhì)半壽期之間的關(guān)系N-端殘基半壽期（half-time）穩(wěn)定性氨基酸殘基:Met，Gly，Ala，Ser，Thr，Val>20個小時

去穩(wěn)定的氨基酸殘基Ile,Gln約30分鐘Tyr,Glu約10分鐘Pro約7分鐘Leu,PHe,Asp,LysArg約3分鐘約2分鐘第四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一PEST蛋白富含Pro(P),Glu(E),Ser(S)和Thr(T)

序列的蛋白質(zhì)質(zhì)被稱為PEST蛋白，

它們比其他蛋白質(zhì)更容易發(fā)生水解。第五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一泛素泛素廣泛存在于古細菌和所有的真核生物，但不存在于真細菌。它由76個氨基酸殘基組成，是一種高度保守的蛋白質(zhì)。在三維結(jié)構(gòu)上，泛素則是一個結(jié)構(gòu)緊密的球蛋白，但其C-端四肽序列（Leu-Arg-Gly-Gly）離開蛋白主體伸向水相，這有助于它與其它蛋白質(zhì)形成異肽鍵。泛素本身并不降解蛋白質(zhì)，它僅僅是給降解的靶蛋白打上標記，降解過程由26S蛋白酶體執(zhí)行。泛素是一種熱激蛋白第六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一泛素的三維結(jié)構(gòu)及其與靶蛋白形成的異肽鍵第七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一蛋白質(zhì)泛?；c蛋白質(zhì)的定向水解第八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一泛酰化的類型及其功能第九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一蛋白酶體20S核心顆粒，形狀如桶，為大的多功能蛋白酶復合物，降解細胞內(nèi)多聚泛?；牡鞍踪|(zhì)19S帽狀調(diào)節(jié)顆粒，負責識別泛酰化的蛋白質(zhì)，并將它們?nèi)フ郫B以及輸送到CP的蛋白酶活性中心。26S第十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一蛋白酶體的結(jié)構(gòu)以及靶蛋白進入蛋白酶體的水解過程第十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一氨基酸代謝1.氨基酸降解1)氨基的去除

脫氨基i)L-氨基酸氧化酶ii)D-氨基酸氧化酶iii)谷氨酸脫氫酶

轉(zhuǎn)氨基

聯(lián)合脫氨基2)碳骨架的命運

生酮氨基酸和生糖氨基酸3)氨基的排泄和解毒2.氨基酸合成

第十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一氧化脫氨基反應(yīng)第十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一谷氨酸脫氫酶催化的氧化脫氨基反

第十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)是指一種氨基酸的氨基被轉(zhuǎn)移到一種α-酮酸的酮基上形成一種新的氨基酸和一種新的α-酮酸的過程。催化此反應(yīng)的酶被稱為轉(zhuǎn)氨酶。轉(zhuǎn)氨反應(yīng)是完全可逆的，因此它既參與氨基酸的降解，又參與氨基酸的合成。轉(zhuǎn)氨酶有多種，但是每一種轉(zhuǎn)氨酶都需要磷酸吡哆醛作為輔基，而且絕大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶以谷氨酸作為氨基的供體或者以α-酮戊二酸為氨基的受體。并不是所有的氨基酸都可以發(fā)生轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)，Thr,Pro,lys是例外。第十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)氨酶輔基與酶蛋白之間的連接賴氨酸側(cè)鏈磷酸吡哆醛第十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)第十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一谷丙轉(zhuǎn)氨酶催化的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)第十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一聯(lián)合脫氨基反應(yīng)第十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一C

骨架的命運生糖氨基酸：其他生酮氨基酸:Leu&Lys生酮兼生糖氨基酸:

Trp,Thr,Tyr,Ile,Phe(tttip)第二十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一氨基酸碳骨架的代謝第二十一頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一銨離子的命運直接排出體外植物將其轉(zhuǎn)變成Asn(Asn合成酶)動物將其轉(zhuǎn)變成Gln(Gln合成酶)尿素或尿酸第二十二頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一N的命運NH4+

尿酸尿素+尿酸第二十三頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一植物的氨解毒第二十四頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一動物的氨解毒第二十五頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一谷氨酰胺合成酶（GS）

-產(chǎn)生生物活性酰胺N大腸桿菌的GS為例，該酶是一種十二聚體蛋白動物的GS參與銨毒的解除，特別在腦細胞.GS受到嚴格的調(diào)控

Gln的酰胺N被用于氨基酸、核苷酸和氨基糖的合成。第二十六頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一大腸桿菌谷氨酰胺合成酶的活性調(diào)節(jié)第二十七頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一谷氨酰胺合成酶的共價修飾調(diào)節(jié)第二十八頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一大腸桿菌GS的調(diào)節(jié)它共受到9種物質(zhì)的反饋抑制。這9種反饋抑制劑要么是Gln代謝的終產(chǎn)物，要么是氨基酸代謝一般狀態(tài)的指示劑。上述任何一種抑制劑與酶的結(jié)合至少能夠部分抑制酶的活性，結(jié)合的抑制劑越多，抑制效果就越強。大腸桿菌的GS還受到共價修飾的調(diào)節(jié)，但共價修飾的方式并不是真核細胞普遍使用的磷酸化，而是腺苷酸化。

第二十九頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一尿素循環(huán)尿素是通過尿素循環(huán)產(chǎn)生的，它發(fā)生在哺乳動物的肝細胞。盡管參與尿素循環(huán)的個別酶還發(fā)現(xiàn)在其它組織，但完整的尿素循環(huán)僅存在于肝細胞。肝外組織氨基酸分解產(chǎn)生的氨主要通過Gln運輸?shù)礁渭毎?，但肌肉蛋白分解產(chǎn)生的Ala可經(jīng)血液循環(huán)進入肝細胞。此外，在細胞內(nèi)合成NO的反應(yīng)中，精氨酸轉(zhuǎn)變成瓜氨酸，后者是尿素循環(huán)的中間物。瓜氨酸需要重新轉(zhuǎn)變?yōu)榫彼?，以補充被消耗的精氨酸，因此，在使用NO作為信號分子的細胞中含有足夠的與尿素循環(huán)相關(guān)的酶，以維持細胞內(nèi)精氨酸的供應(yīng)。第三十頁，共三十二頁，編輯于2023年，星期一