9氨基酸代谢(精)
合集下载
生化课件第九章 氨基酸代谢
目录
细胞外 细胞膜
细胞内
COOH
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H 2N C H R
COOH
H 2N C H R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸酶
γ-谷氨酰
谷氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶
半胱氨酸 合成酶
ATP
ATP
γ-谷氨酰半胱氨酸
ADP+Pi
（二）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用
目录
γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)的要点：
✓ 氨基酸的吸收及其向细胞内的转运过 程是通过谷胱甘肽的分解与合成来完成的 ✓ -谷氨酰基转移酶是关键酶，位于细胞 膜上 ✓ 转移1分子氨基酸需消耗3分子ATP
2个氮原子，1个来自氨，1个来自天冬氨酸
• 涉及的氨基酸及其衍生物： 6种
鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、
精氨酸代琥珀酸、 N-乙酰谷氨酸
•限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶
• 耗能： 3个ATP；4个高能磷酸键
•与三羧酸循环的联系物质：延胡索酸
*意义 解除氨毒以保持血氨的低浓度水平
目录
（三）尿素合成的调节
目录
三、 蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败作用(putrefaction) 在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消
化，也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌 对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用， 称为蛋白质的腐败作用。
细胞外 细胞膜
细胞内
COOH
CHNH2 CH2 CH2 C NH
γ-谷氨酰 氨基酸
COOH CH
γ-谷氨 酸环化 转移酶
氨基酸 COOH
H 2N C H R
COOH
H 2N C H R
氨基酸
γ-谷 氨酰 基转 移酶
O
半胱氨酰甘氨酸 (Cys-Gly)
谷胱甘肽 GSH
甘氨酸
R
5-氧脯氨酸
肽酶 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸酶
γ-谷氨酰
谷氨酸
ATP ADP+Pi
ADP+Pi
谷胱甘肽 合成酶
半胱氨酸 合成酶
ATP
ATP
γ-谷氨酰半胱氨酸
ADP+Pi
（二）γ-谷氨酰基循环对氨基酸的转运作用
目录
γ-谷氨酰基循环(γ-glutamyl cycle)的要点：
✓ 氨基酸的吸收及其向细胞内的转运过 程是通过谷胱甘肽的分解与合成来完成的 ✓ -谷氨酰基转移酶是关键酶，位于细胞 膜上 ✓ 转移1分子氨基酸需消耗3分子ATP
2个氮原子，1个来自氨，1个来自天冬氨酸
• 涉及的氨基酸及其衍生物： 6种
鸟氨酸、精氨酸、瓜氨酸、天冬氨酸、
精氨酸代琥珀酸、 N-乙酰谷氨酸
•限速酶：精氨酸代琥珀酸合成酶
• 耗能： 3个ATP；4个高能磷酸键
•与三羧酸循环的联系物质：延胡索酸
*意义 解除氨毒以保持血氨的低浓度水平
目录
（三）尿素合成的调节
目录
三、 蛋白质的腐败作用
• 蛋白质的腐败作用(putrefaction) 在消化过程中，有一小部分蛋白质不被消
化，也有一部分消化产物不被吸收。肠道细菌 对这部分蛋白质及其消化产物所起的分解作用， 称为蛋白质的腐败作用。
生物化学第九章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢
细胞溶胶的氨甲酰磷酸合成酶II：用谷氨酸作 为氮的给体，分担着嘧啶生物合成的任务。
线粒体 O
2ATP+CO2+NH3+H2O 1 H2N-C- P
氨甲酰磷酸
2ADP+Pi
谷氨酸
-酮戊
谷氨酸 二酸
-酮戊
鸟氨酸
2
二酸
氨基酸
鸟氨酸
O
NH2尿-C素-NH2
尿素循环
5
瓜氨酸 瓜氨酸
3
氨基酸
-酮戊 二酸
氨基化 非必需氨基酸
合成
糖或脂类
生糖氨基酸：脱氨基后的酮酸在特定 条件下通过糖的异生作用转变为糖。
生酮氨基酸：脱氨基后的酮酸经代 谢产生乙酰ＣoＡ则不能再异生为糖，
只能转变为酮体或脂肪酸。
氧化
生糖兼生酮氨基酸：脱氨基后的酮 酸既可异生为糖又可以转变为酮体
CO2 + H2O + ATP
２０种氨基酸通过各自途径形成α-酮酸，但最后集中 形成５个中间产物（乙酰ＣoＡ、α-酮戊二酸、草酰
乙酸、琥珀酰ＣoＡ、延胡索酸）进入ＴＣＡ
(1) α-酮酸再合成氨基酸
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH
L-谷氨酸脱氢酶
H20+NAD+
α-酮酸
L-谷氨酸
α-酮戊二酸利用氨生成谷氨酸是α-酮酸合成氨基酸主要途径，谷氨酸的 氨基能转到任何一种α-酮酸上面，从而形成各种氨基酸．
（２）生糖和生酮氨基酸种类
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP） 为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结 合。
氧化脱氨基作用
定义：-AA在酶的作用下，生成-酮酸 和氨，同时伴有脱氢氧化的过程。
线粒体 O
2ATP+CO2+NH3+H2O 1 H2N-C- P
氨甲酰磷酸
2ADP+Pi
谷氨酸
-酮戊
谷氨酸 二酸
-酮戊
鸟氨酸
2
二酸
氨基酸
鸟氨酸
O
NH2尿-C素-NH2
尿素循环
5
瓜氨酸 瓜氨酸
3
氨基酸
-酮戊 二酸
氨基化 非必需氨基酸
合成
糖或脂类
生糖氨基酸：脱氨基后的酮酸在特定 条件下通过糖的异生作用转变为糖。
生酮氨基酸：脱氨基后的酮酸经代 谢产生乙酰ＣoＡ则不能再异生为糖，
只能转变为酮体或脂肪酸。
氧化
生糖兼生酮氨基酸：脱氨基后的酮 酸既可异生为糖又可以转变为酮体
CO2 + H2O + ATP
２０种氨基酸通过各自途径形成α-酮酸，但最后集中 形成５个中间产物（乙酰ＣoＡ、α-酮戊二酸、草酰
乙酸、琥珀酰ＣoＡ、延胡索酸）进入ＴＣＡ
(1) α-酮酸再合成氨基酸
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH
L-谷氨酸脱氢酶
H20+NAD+
α-酮酸
L-谷氨酸
α-酮戊二酸利用氨生成谷氨酸是α-酮酸合成氨基酸主要途径，谷氨酸的 氨基能转到任何一种α-酮酸上面，从而形成各种氨基酸．
（２）生糖和生酮氨基酸种类
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP） 为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结 合。
氧化脱氨基作用
定义：-AA在酶的作用下，生成-酮酸 和氨，同时伴有脱氢氧化的过程。
9蛋白质降解和氨基酸代谢
26S 蛋白酶体由 20S 蛋白酶体和 19S 调节亚基组 成， 20S 蛋白酶体包含 14 个 型亚基和 14 个 型亚基，构成四个 7 聚体 (7777) 叠成的空 桶状结构，两端的7构成了底物进入和产物 逸出的通道及 19S 调节亚基结合部位，中部 的77具有多种蛋白酶活性 19S调节亚基至 少含有 18 种蛋白组分，在 ATP 存在下与 20S 组成有活性的26S蛋白酶体。
9.1.3 细胞内蛋白质降解 9.1.3.1 细胞内蛋白质降解的意义 蛋白质与其它细胞组分一样，都处于不断降解 和更新的周转过程中。 细胞内蛋白质的周转是十分复杂和受到精密控 制的过程，周转速率不仅与生物体的种类、 营养状况、环境因素、发育阶段等有关，还 与蛋白质的种类有关。
例如，大鼠肝中鸟氨酸脱羧酶的半寿期只有 11min；5-氨基乙酰丙酸合酶的半寿期约1h， 磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶的半寿期约 13 h； 精氨酸酶的半寿期约96h；3-磷酸甘油醛脱氢 酶的半寿期约130h。
9.2 氨基酸的分解与转化 蛋白质降解成的氨基酸可通过脱氨基和脱羧基 作用进一步分解。 9.2.1 脱氨基作用 包括氧化脱氨基、转氨脱氨基、联合脱氨基以 及非氧化脱氨基和脱酰胺作用等。这是氨基 酸主要的转化方式。
9.2.1.1 氧化脱氨基作用 氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应酮酸的 过程，称作氧化脱氨基作用。 催化脱氨基的酶有脱氢酶和氧化酶，脱氢酶中 最重要的是谷氨酸脱氢酶，以 NAD 或 NADP 为辅酶，催化谷氨酸氧化脱氨，生成 - 酮戊 二酸。
细胞质内有两个最重要的蛋白质降解系统： 溶酶体系统和泛肽系统。 溶酶体系统包括多种在酸性 pH 下活化的小分 子量蛋白酶，因此又称为酸性系统，主要水 解长寿命蛋白质和外来蛋白。 泛肽系统在 pH=7.2 的胞液中起作用，因此又 称为碱性系统，主要水解短寿命蛋白和反常 蛋白。
第九章氨基酸代谢
5.96
CH3-CH-CH2 CHCOOH
Leu L
CH3
NH2
5.98
二、氨基酸的脱氨基作用
? 脱氨基作用 是指氨基酸脱去氨基生成相 应α-酮酸的过程。
氧化脱氨基
转氨基作用 ?方式
联合脱氨基
*嘌呤核苷酸循环
(一) 氧化脱氨基作用
1. L-谷氨酸脱氢酶广泛 存在于肝、脑、肾等组织中。 2. 其辅酶为 NAD+ 或NADP+。 3. GTP、ATP为其抑制剂； GDP、ADP为其激活剂。
尿素
鸟氨酸
氨基甲酰磷酸
精氨酸
延胡索酸
O2
NO
一氧化氮合酶 (NOS)
精氨酸代 琥珀酸
瓜氨酸
天冬氨酸
对心脑血管方面
NO在感觉传入以及学习记忆等有很重要的作用。先
天性精氨酸代琥珀酸合成酶（裂解酶）缺乏可出现严重
的精神障碍症状。还有研究发现 NO可抑制肿瘤的生长。
(三)高氨血症和氨中毒
1.血氨浓度升高称 高氨血症，此时可引起脑 功能障碍，称 氨中毒。常见于肝功能严重损伤、 尿素合成酶系的遗传缺陷。
1.总氮平衡 摄入氮 = 排出氮(正常成人)。 2.正氮平衡 摄入氮 > 排出氮(儿童、孕妇等 )。 3.负氮平衡 摄入氮 < 排出氮(饥饿、消耗性
疾病患者 )。 4.氮平衡意义 可反映体内蛋白质代谢的慨况。
(二) 需要量
成人每日最低蛋白质需要量为 30～50g，我 国营养学会推荐成人每日蛋白质需要量为 80g。
食物蛋白质
组织 分解 蛋白质
合成
氨基酸 代谢库
尿素 氨
α-酮酸
酮体 氧化供能
糖
Hale Waihona Puke 体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)
氨基酸代谢
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
NAD++H2O
+
NADH+H++NH4+
(CH2)2
C O
三羧酸 循环
NH3
L-谷氨酸脱氢酶
COO
α-酮戊二酸
α酮戊二酸
• α酮戊二酸大量转化 • NADPH大量消耗 • 三羧酸循环中断，能量供应受阻， 某些敏感器官（如神经、大脑） 功能障碍。 • 表现：语言障碍、视力模糊、昏 迷、死亡。
CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO 磷 酸 吡哆 醛 CH2OPO3H2 HOOC C R1 O NH2 H CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO Schiff碱 CH2OPO3H2 H HOOC C R1 N C H HO Schiff碱 异 构 体 CH3 N CH3 H N C N
四、 α-酮酸的代谢
• (1)合成氨基酸（合成代谢占优势时） • (2)进入三羧酸循环彻底氧化分解! • (3)转化为糖及脂肪 • 生糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊 二酸的AA。 （Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Met Val） • 凡能生成乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的AA均能通过乙酰 CoA转变成脂肪。 （4）转变成酮体 生酮AA：凡能生成乙酰乙酸、-丁酸的AA（ Leu）； 生 糖兼生酮AA （ Ile Phe Tyr Lys Trp）
氧化脱氨 转氨基
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
+ + NAD++H2O 酮酸） NH +(A) O（ NADH+H +NH4
α-谷氨酸
COO
NAD++H2O
+
NADH+H++NH4+
(CH2)2
C O
三羧酸 循环
NH3
L-谷氨酸脱氢酶
COO
α-酮戊二酸
α酮戊二酸
• α酮戊二酸大量转化 • NADPH大量消耗 • 三羧酸循环中断，能量供应受阻， 某些敏感器官（如神经、大脑） 功能障碍。 • 表现：语言障碍、视力模糊、昏 迷、死亡。
CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO 磷 酸 吡哆 醛 CH2OPO3H2 HOOC C R1 O NH2 H CH2OPO3H2 H HOOC C R1 HO Schiff碱 CH2OPO3H2 H HOOC C R1 N C H HO Schiff碱 异 构 体 CH3 N CH3 H N C N
四、 α-酮酸的代谢
• (1)合成氨基酸（合成代谢占优势时） • (2)进入三羧酸循环彻底氧化分解! • (3)转化为糖及脂肪 • 生糖AA：凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和-酮戊 二酸的AA。 （Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Met Val） • 凡能生成乙酰CoA和乙酰乙酰CoA的AA均能通过乙酰 CoA转变成脂肪。 （4）转变成酮体 生酮AA：凡能生成乙酰乙酸、-丁酸的AA（ Leu）； 生 糖兼生酮AA （ Ile Phe Tyr Lys Trp）
氧化脱氨 转氨基
COO (CH2)2 HC COO
α-谷氨酸
COO
+ + NAD++H2O 酮酸） NH +(A) O（ NADH+H +NH4
氨基酸代谢的生物化学过程
氨基酸代谢的生物化学过程氨基酸代谢是生物体内一个重要的生物化学过程。
在人体中，氨基酸代谢主要发生在肝脏中，包括蛋白质的降解和新合成。
在这个过程中，一系列酶参与了氨基酸的转化，将其转化为能量或者供应新的蛋白质合成所需的氨基酸。
首先，氨基酸代谢的第一步是氨基基团的去除，这一过程称为脱氨作用。
脱氨酶是参与脱氨作用的关键酶，它能够催化氨基酸与α-酮酸反应，生成α-酮酸和氨气。
在这个过程中，氨基酸被转化为不同的代谢产物，例如α-酮酸、氨氨基酸和氨基酸。
这些代谢产物可以进一步参与能量代谢或者合成新的蛋白质。
其次，氨基酸的碳骨架可以被进一步代谢，主要通过三羧酸循环进行。
三羧酸循环是细胞内一个重要的代谢通路，能够将氨基酸的碳骨架转化为能量和有机物。
在这个过程中，氨基酸的碳骨架会被氧化分解，生成辅酶A和NADH等还原辅酶，并最终产生ATP。
此外，氨基酸代谢还涉及氨基酸的合成。
在蛋白质合成过程中，氨基酸可以被合成成新的蛋白质。
氨基酸的合成过程往往需要多种酶的参与，例如转氨酶、缬氨酸合成酶等。
这些酶能够催化氨基酸的合成反应，从而满足细胞对新蛋白质的需求。
总的来说，氨基酸代谢是一个复杂而严密的生物化学过程，通过一系列酶的协同作用，将蛋白质分解为氨基酸，进而参与能量代谢或者蛋白质合成。
这个过程的正常进行对维持生物体内稳态至关重要，任何环节的紊乱都可能导致疾病的发生。
因此，对氨基酸代谢过程的深
入研究不仅有助于我们更好地理解生物体内的代谢调控机制，也为相关疾病的防治提供了新的思路和方法。
【316字】。
生物化学9第九章 氨基酸代谢
残基，如羧基肽酶(A、B)、氨基肽酶。
蛋白水解酶作用示意图
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
氨基酸 +
二肽酶 氨基酸
⑵小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸 ——在小肠黏膜细胞中进行
主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用， 例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽 酶(dipeptidase)等， 最终产生氨基酸。
（四）氨基酸的吸收
主要在小肠进行，是一种主动转运过程， 需由特殊载体蛋白携带。
转运氨基酸或小肽进入细胞时，同时转 运入Na+，三者形成三联体。
Na+借Na+泵排出细胞外，消耗ATP。 此吸收过程存在于小肠黏膜细胞，肾小
管细胞和肌细胞等细胞膜上。
七种类型的载体蛋白：
中性氨基酸载体
β
酸性氨基酸载体
碱性氨基酸载体
（五）未被吸收的蛋白质被肠道细菌代谢
蛋白质的腐败作用(putrefaction)
在消化过程中，有一小部分蛋白质未被消化或虽 经消化、但未被吸收，进入肠道。
肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物的代谢叫 蛋白质的腐败作用。
腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等； 也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的 物质。
H2O
(CH2)2 COOH NAD(P)+ (CH2)2 COOH
L-谷氨酸
O
C COOH + NH3
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
L-谷氨酸脱氢酶 L-谷氨酸脱氢酶催化Ｌ-谷氨酸氧化脱氨基
酶存在于肝、脑、肾中，催化反应可逆。 一般情况下，反应偏向于谷氨酸合成。
（二）丙酮酸和草酰乙酸通过转氨基作用生成 丙氨酸和天冬氨酸
蛋白水解酶作用示意图
氨基肽酶
内肽酶
羧基肽酶
氨基酸 +
二肽酶 氨基酸
⑵小肠黏膜细胞的消化酶水解寡肽为氨基酸 ——在小肠黏膜细胞中进行
主要是寡肽酶(oligopeptidase)的作用， 例如氨基肽酶(aminopeptidase)及二肽 酶(dipeptidase)等， 最终产生氨基酸。
（四）氨基酸的吸收
主要在小肠进行，是一种主动转运过程， 需由特殊载体蛋白携带。
转运氨基酸或小肽进入细胞时，同时转 运入Na+，三者形成三联体。
Na+借Na+泵排出细胞外，消耗ATP。 此吸收过程存在于小肠黏膜细胞，肾小
管细胞和肌细胞等细胞膜上。
七种类型的载体蛋白：
中性氨基酸载体
β
酸性氨基酸载体
碱性氨基酸载体
（五）未被吸收的蛋白质被肠道细菌代谢
蛋白质的腐败作用(putrefaction)
在消化过程中，有一小部分蛋白质未被消化或虽 经消化、但未被吸收，进入肠道。
肠道细菌对这部分蛋白质及其消化产物的代谢叫 蛋白质的腐败作用。
腐败作用的产物大多有害，如胺、氨、苯酚、吲哚等； 也可产生少量的脂肪酸及维生素等可被机体利用的 物质。
H2O
(CH2)2 COOH NAD(P)+ (CH2)2 COOH
L-谷氨酸
O
C COOH + NH3
(CH2)2 COOH
α-酮戊二酸
L-谷氨酸脱氢酶 L-谷氨酸脱氢酶催化Ｌ-谷氨酸氧化脱氨基
酶存在于肝、脑、肾中，催化反应可逆。 一般情况下，反应偏向于谷氨酸合成。
（二）丙酮酸和草酰乙酸通过转氨基作用生成 丙氨酸和天冬氨酸
生化-氨基酸代谢知识点整理
生化-氨基酸代谢知识点整理●氨基酸降解●对于大多数氨基酸而言，其降解第一步反应通常是依赖于PLP转氨基●多数氨基酸是通过脱掉氨基形成α-酮酸进行降解的，随后脱掉的氨基可以重新参与新氨基酸的合成、形成酰胺将氨基储存起来、形成铵盐、进入尿素循环；a-酮酸则可以参与脂肪的合成经过葡萄糖异生合成葡萄糖或者进入TCA循环彻底氧化成二氧化碳和水。
●氨基酸降解，是生物体的一种主动行为，是生物体利用氨基酸的又一种方式。
●过程●脱氨作用●氧化脱氨基作用●是以谷氨酸脱氢酶（该酶可用NAD+或者NADP+作为辅因子，该酶催化的反应能够产生NH4+，该酶催化谷氨酸转化为a-酮戊二酸）为主的脱氨方式●谷氨酸脱氢酶广泛存在于不同生物体中的各种细胞和组织中，因此氧化脱氨以及联合脱氨是氨基酸降解的主要方式●转氨基作用●由转氨酶（辅酶磷酸吡哆醛）催化●联合脱氨作用●动物体中，联合脱氨作用（以嘌呤核苷酸循环为核心）是氨基酸降解的主要脱氨方式●联合脱氨是转氨作用、氧化脱氨的结合方式，即在转氨酶的作用下，多数氨基酸将其氨基转移给α-酮戊二酸，产生谷氨酸与相应的酮酸，谷氨酸在谷氨酸脱氢酶的催化下发生氧化脱氨基作用产生α-酮戊二酸和氨离子，氨离子进入尿素循环。
●嘌呤核苷酸循环是指次黄嘌呤核苷酸(IMP)与天冬氨酸反应产生腺苷酰琥珀酸，后者被腺苷酰琥珀酸裂合酶催化产生腺嘌呤核苷酸(AMP)和延胡索酸，而后AMP水解脱氨，形成IMP，IMP继续参与上述反应的过程。
●非氧化脱氨基作用●脱酰胺基作用●脱羧反应●直接脱羧基作用●羟化脱羧基作用●降解产物的去向●氨的代谢转变●重新合成氨基酸●生成谷氨酰胺●生成铵盐●通过鸟氨酸循环生成尿素●鸟氨酸循环（尿素循环）●部位：部分发生在线粒体中，部分发生在细胞质中●参与尿素循环的酶有氨甲酰磷酸合成酶I、鸟氨酸转氨甲酰酶、精氨基琥珀酸合成酶、精氨基琥珀酸裂合酶(也叫精氨琥珀酸酶)和精氨酸酶，生成的脲中1个氮原子来自谷氨酸氧化脱掉的氨，1个氮原子来自天冬氨酸的氨基，碳骨架来自氨甲酰磷酸。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
(2)泛肽（ubiguitin,Ub）系统(碱性系统) ：
-主要水解短寿命蛋白和反常蛋白,有选择性。
The Nobel Prize in Chemistry 2004
• 2004年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙· 切哈诺沃、阿 夫拉姆· 赫什科和美国科学家欧文· 罗斯，以表彰他们发现了 泛素调节的蛋白质降解。
第九章 氨基酸代谢
9.1 蛋白质的消化、吸收与腐败
9.2 真核细胞内蛋白质降解
9.3 氨基酸的脱氨基作用 9.4 氨基酸降解产物的去向
9.5 一碳基团
9.6 氨基酸的生物合成
9.1 蛋白质的消化、吸收与腐败
1、食物进入胃后，刺激胃分泌胃泌素， 后者刺激胃壁细胞分泌盐酸，胃主细胞 分泌胃蛋白酶原。胃蛋白酶原在胃酸以 及自身作用被激活， 水解蛋白质，产物 为多肽、寡肽和少量氨基酸 2、肠道是蛋白质消化的主要场所。主要 消化酶有：⑴ 外肽酶：如羧肽酶A、羧 肽酶B、氨基肽酶、二肽酶等；⑵内肽酶 ：如胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶 等。在上述水解酶的作用下，蛋白质降 解为AA和短链肽，被小肠黏膜细胞通过 继发性主动转运或γ-谷氨酰基循环吸收， 进入血液循环。
也叫高半光氨酸
也叫S-腺苷高半光氨酸
一碳基团的来源与功能
S-腺苷蛋氨酸 N5-CH3-FH4
NAD+ NDAH+H+
参与 甲基化反应
N5 ， N10 –亚甲基FH4还原酶
为胸腺嘧啶合 成提供甲基
丝氨酸 FH4 组氨酸 甘氨酸 FH4
（苏氨酸过剩 时，可降解成 甘氨酸再转变 成一碳单位）
N5 ，N10 - CH2-FH4
继发性主动转运
原发性主动转运
9.2 真核细胞内蛋白质降解
-每天都有一定量的细胞内蛋白质降解，它们是…..
-需要进行正常更新的蛋白质 -各种需及时灭活的调节蛋白、信号蛋白、关键酶等 -被异常修饰的非正常蛋白，突变蛋白
-胞内蛋白质降解系统 (1)溶酶体系统(酸性系统):
-主要水解长寿命蛋白质和外来蛋白(病毒)，无选择性。
氨基酸的生物合成需要三个基本条件：
• 1、碳骨架 • 2、氨供体(最重要的是谷氨酸)
• 3、酶（最主要的是转氨酶）
氨基的 转换站
六条氨基酸合成途径
⑤ ⑥ ①
①丙氨酸族
②
④
③
②丝氨酸族
③谷氨酸族 ④天冬氨酸族 ⑤组氨酸 ⑥芳香氨基酸族
重新合成氨基酸
二、鸟氨酸循环(重点)
概念：
在排尿素动物的 肝脏中，由NH3合成 尿素的循环机制称为 鸟氨酸循环，也叫 尿素循环。
谷氨酰氨的运氨作用：
丙氨酸的运氨作用：
鸟氨酸循环生化历程
限速酶
精氨酸代琥珀酸裂解酶
谷氨酸
？
三、α-酮酸的代谢转变
1、再氨基化生成氨基酸
三 条 去 路
2、转变成糖或脂肪
(二)转氨基作用与嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用
腺苷酸代琥 珀酸合成酶
腺苷酸 脱氨酶
腺苷酸代琥 珀酸裂解酶
9.4 氨基酸降解产物的去向
一、氨的代谢转变 二、鸟氨酸循环(重点)
三、α-酮酸（氨基酸的碳骨架）的
代谢转变
一、氨的代谢转变
合成尿素、尿酸 合成谷氨酰胺 (大脑、肝、肌肉)
合成其它含氮物 (嘌呤、嘧啶)
(二)转氨基作用与嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用：
主要发生部位：骨骼肌、心肌、脑
(一)转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶联合脱 氢 酶
在肝、肾等脏器中L-谷氨酸脱氢酶含量丰富，活力很强，因此，在这些 脏器中主要发生转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用。 在心肌、骨骼肌、脑组织中L-谷氨酸脱氢酶含量很少，却含有丰富的腺 苷酸脱氨酶，因而采取了另一条道路--转氨基作用与嘌呤核苷酸循环联合 脱氨基作用。
Aaron Ciechanover
Avram Hershko
Irwin Rose
泛肽（ubiguitin,Ub）途径
一、泛肽的发现： Avram Hershko等1978年从网织红细胞(尚
未完全成熟的红细胞)的ATP依赖性蛋白质水解系统中
分离出一种热稳定蛋白(含76个氨基酸残基,氨 基酸序列高度保守),后来发现其广泛存在于真 核细胞，故命名为泛肽。
α-氨基酸1
|
R2-C-COO|| O
α-酮酸2
转氨酶
R1-C-COO || O
α-酮酸1
-
（辅酶：磷酸吡哆醛）
R2-CH-COO| NH+3
α-氨基酸2
三、联合脱氨基作用
概念：转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进
行的脱氨基作用方式。
类型：
(一)转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用：
主要发生部位：肝、肾
-CH=NH H-CO-CH2OH -CH= -CH2-
亚氨甲基 甲酰基 甲醇基 次甲基 亚甲基 甲基
、His等个别氨基酸代谢产生。
常见的一碳基团：
一碳基团的载体：
FH4和S-腺苷
-CH3
蛋氨酸（只是甲基的载体）
人体不能合成叶酸，必须从食物中补。
一碳基团的载体：四氢叶酸（FH4或THF）
甲基 供体
NAD+
NDAH+H+
N5 ， N10 -亚甲基FH4脱氢酶
参与嘌呤合成
N5， N10 = CH-FH4
H2O H+
环水化酶
N5 ， N10 –次甲基FH4 参与嘌呤合成 N10 -甲酰FH4
HCOOH
FH4
O
N10 -CH-FH4
氨基酸分解代谢总结
尿素
鸟氨酸 循环
TCA
9.6 氨基酸的生物合成
3、氧化供能生成CO2和H2O
在20种氨基酸中，只有亮氨酸、赖氨酸是纯粹 生酮氨基酸，异亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、苏氨
异亮氨酸 酸和酪氨酸是生酮兼生糖氨基酸，其他14 种氨基酸 甲硫氨酸 缬氨酸 均为生糖氨基酸。
苯丙氨酸 酪氨酸 亮氨酸 赖氨酸 色氨酸
记忆口诀：
生酮+生糖兼生酮=―一两色素本来老”（异亮
二、蛋白质降解的泛肽途径
ATP AMP+PPi
E1、E2、E3共同识别待降解的蛋 白，泛肽羧基端和待降解蛋白的 Lys残基ε-NH2形成异肽键
E2-SH
E2-SE1-SH
E1：泛肽激活酶 E3：泛肽-蛋白质连接酶
E3 E2-SH
（UB）
E1-SH
UB：泛肽 E2：泛肽结合酶
E1-S-
19S调节亚基
氨酸、亮氨酸、色氨酸、苏氨酸、苯丙氨酸、赖氨 丙氨酸 酸、酪氨酸），其中纯粹生酮氨基酸为“亮赖”；
苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 半胱氨酸
9.5 一碳基团
概念：在代谢过程中，某些化合
物（如氨基酸）可以分解产生具有 一个碳原子的基团（不能独立存在 ，不包括CO2），称为一碳基团。
一碳基团的来源：Gly、Thr、Ser
+
二、转氨基作用
在转氨酶的催化下， α-氨基酸和α-酮酸之间发生氨基转移作用，结 果α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而α-酮酸形成相应的α-氨基酸，这种作 用称为转氨基作用或氨基移换作用。目前发现的转氨酶至少有50多种， 除Gly, Thr , Lys 外，其它α- AA均可参与转氨基作用。
R1-CH-COONH+3
食糜
3、未消化吸收的蛋白质及未被吸收的氨 基酸（5%）在大肠下段发生腐败作用。
4、近年来研究发现，小肽比完全游离氨 基酸更易也更快地可被机体吸收和利用 。为此，蛋白质降解、研发生物活性肽 成为科学家研究的热点。营养科学的目 光由氨基酸转向小肽。
协同运输—继发性主动转运
实例：葡萄糖、氨基酸的同向协同运输：一种离子梯度驱动的 主动运输,间接消耗ATP。
7α 7β 7β 7α
ATP
多泛肽化 蛋白（至 少四个泛 肽）
去折 叠
ATP
水解产 生小肽 段
20S蛋白酶体
26S ATP依赖性蛋白酶体
9.3 氨基酸的脱氨基作用
一、 L-谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸脱氨基 二、转氨基作用 三、联合脱氨基作用
一、 L-谷氨酸脱氢酶催化L-谷氨酸脱氨基
最重的是 L-谷氨酸脱氢酶，分布广、活性高，专一性强，只作用于谷氨酸。 最重的是谷氨酸脱氢酶，分布广、活性高，在动物体内，主要存在于肝细胞