《生物化学（第2版）》教学课件11蛋白质的降解及氨基酸代谢.pptx

第十一章 蛋白质的降解与氨基酸代谢本章重点学习内容氨基酸代谢库蛋白质的酶促水解及有关酶类脱氨作用的几种方式氨的去路脱氨后碳骨架的去向氨基酸合成中的碳源、氮源个别氨基酸的代谢与健康谷氨酸合成的生化机理糖、脂肪、蛋白质代谢的相互联系第一节 概述一、机体中氨基酸的来源与去向合成二、蛋白质的水解及水解酶类（一）外源性蛋白质的水解（消化）及有关酶类1.动物消化道蛋白水解酶胃蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶弹性蛋白酶羧肽酶A、B氨肽酶2.植物体中蛋白酶类：种子萌发时蛋白水解旺盛。3.微生物蛋白酶类：不同微生物分泌蛋白酶种类及性质不同。碱性蛋白酶 中性蛋白酶 酸性蛋白酶蛋白质酶促降解：多肽 寡肽 二肽 氨基酸（二）细胞内蛋白质的降解及有关酶类1. 溶酶体的蛋白质降解体系-不依赖ATP溶酶体中的蛋白水解酶，主要降解半衰期长的蛋白质、膜蛋白及胞外蛋白，没有选择性。是细胞内蛋白质降解的主要途径。细胞自噬——是真核生物中进化保守的对细胞内物质进行周转的重要过程。该过程中一些损坏的蛋白或细胞器被双层膜结构的自噬小泡包裹后，送入溶酶体(动物）或液泡（酵母和植物?）中进行降解并得以循环利用。种子萌发时储存蛋白的降解；营养缺乏条件下培养的细胞；在动物细胞衰老反应过程中，往往发生分子伴侣介导的自噬过程，保存必须的组成细胞结构的蛋白和其他材料。小资料：2016年10月3日：瑞典卡罗琳医学院3日宣布，将诺贝尔生理学或医学奖授予日本科学家大隅良典，以表彰他在细胞自噬机制研究中取得的成就。?大隅良典生于1945年，是东京工业大学教授、分子细胞生物学家，他在细胞自噬作用的研究中取得了重要成果，为阐明细胞适应环境的机制、细胞自噬作用原理及其生理意义作出重要贡献。2. ATP-依赖性的蛋白质降解体系在细菌和真核细胞中几乎所有半衰期短的蛋白质都经这个途径降解。包括：（1）掺入错误氨基酸的缺陷蛋白质；（2）在发挥正常功能过程中有损伤积累的蛋白质；（3）在代谢途径的关键调节点上起关键作用的酶。大肠杆菌中，这些蛋白存在时，会激活依赖ATP的蛋白酶，ATP水解促使肽键断裂，形成无活性肽，继而再在不依赖ATP的蛋白酶作用下降解。真核生物中，这条途径牵涉到一种称作泛素的小分子碱性蛋白质（76个氨基酸），它在真核生物中含量丰富，氨基酸序列保守。泛素与被选定降解的蛋白以共价键连接加以标记。连接过程需要ATP。继而蛋白酶识别泛素，降解蛋白质。真核细胞中依赖ATP的蛋白质降解E1：泛素活化酶(1) 在ATP 水解的推动下，泛素的末端羧基与E1的巯基以硫酯键相连。(2) 泛素随即转接到E2的巯基上（E2为泛素结合蛋白，也称泛素携带蛋白），以硫酯键相连，形成“泛素-携带蛋白”。在E3的催化下，将活化了的泛素从E2转移到被选定降解蛋白质的赖氨酸的ε-氨基上，形成了一个异肽键。在真核生物中，可周而复始重复三步反应。E2：泛素结合酶E3：泛素-蛋白质结合酶泛素化的蛋白质由蛋白酶体降解为短肽。第二节 氨基酸的分解代谢脱氨基作用脱羧基作用既脱氨基又脱羧基※ 氨基酸的脱氨基作用1.氧化脱氨基作用2.转氨基作用3.联合脱氨基作用4.非氧化脱氨基作用COOHCOOHCH2CH2 L-谷氨酸脱氢酶CH2+ NH3CH2C=O+ H2OCH NH2COOHNAD+NADH+H+COOH 氨基酸氧化酶（FAD、FMN） R-CH-COO- NH+3 R-C-COO-+NH3 O||| α-氨基酸H2O+O2H2O2α-酮酸 1、含义：氨基酸在酶的催化下消耗氧、脱去氨基，生成相应的α-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：（一）氧化脱氨基作用2、有关酶的特性酶的种类底物辅酶（或辅基）最适pH体内分布及 活性L-谷氨酸 脱氢酶L-谷氨酸NAD+或NADP+7.0分布广泛活力强D-氨基酸 氧化酶D-氨基酸FAD5.0-8.0分布广泛但D-氨基酸少L-氨基酸 氧化酶L-氨基酸FAD或FMN10.0分布不广泛活性低L-谷氨酸脱氢酶在氨基酸的代谢上占有重要地位。 （1）在线粒体基质，辅酶NAD+ ；催化反应方向为 谷氨酸α-酮戊二酸TCA，供能。COOHCOOHCH2（2）在细胞溶浆里，辅酶NADPH，催化反应方向为 α-酮戊二酸 谷氨酸，合成方向。CH2CH2CH2C=OCH NH2COOHCOOH L-谷氨酸脱氢酶+ NH3+ H2ONAD(P)+NAD(P)H+H+L-谷氨酸脱氢酶 R1-C-COO- O|| R1-CH-COO- NH+3 α-酮酸1| R2-CH-COO- NH+3 α-氨基酸1| R2-C-COO- O||α-酮酸2α-氨基酸2（二）转氨基作用转氨酶（辅酶：磷酸吡哆醛）有关转氨酶说明如下：1、大多数转氨酶都需要以α-酮戊二酸