第十一章蛋白质的降解和氨基酸代谢.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第十一章 蛋白质的降解和氨基酸代谢,蛋白质怎样分解成氨基酸,氨基酸又怎样进一步分解以及氨基酸怎样合成,主要内容：,一、蛋白质的降解,活细胞内的组分一直在更新。,蛋白质的存活时间（,life time）：,短到几分钟，长到几星期或更长。,其功能。,（一）蛋白质降解的特性,细胞有选择地降解非正常蛋白质，不同酶有不同的半衰期（half-life）。,降解最迅速的酶都位于重要的代谢调控位点，而较为稳定的酶在所有生理条件下都有较稳定的催化活性。,（二）蛋白质降解的反应机制,1.溶酶体（lysosome）无选择的降解蛋白质,2.泛素（ubiquitin）给选择降解的蛋白质加以标记,真核细胞中蛋白质的降解：需要ATP、泛素。,N末端规则（N-end rule）：,N端为Asp、Arg、Leu、Lys和phe残基，,蛋白质的半衰期只有2-3min。,N端为Ala、Gly、Met、Ser和val残基:,原核生物中蛋白质的half-life超过10h。,真核生物中蛋白质的half-life则超过20h。,N末端规则既存在于原核生物，也存在于真核生物中。,蛋白质half-life的长短与其N末端残基的性质有关。,原核生物中没有泛素，但有其他更复杂的信号在选择蛋白质降解时也很重要，例：带有富含Pro(P)、Glu(E)、Ser(S)和Thr(T)残基片段的蛋白质可很快地被降解，这些片段称PEST序列片段，如果删除PEST序列的片段，可以延长蛋白质的half-life。,泛素化蛋白质的降解：,依赖于,ATP,26,S,蛋白酶体（26,s,proteasome,）,（,大的多蛋白质复合物）,（三）外源蛋白质的降解,小肠：胰蛋白酶，胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、,羧肽酶（,A、B）、,氨肽酶。,胃：胃蛋白酶,二、氨基酸的分解代谢,-谷氨酰循环转运,RCH-COOH,NH,2,RCOCOOH+NH,3,脱氨基,脱羧基,RCH,2,NH,2,+CO,2,（一）脱氨基作用,1.氧化脱氨,L-,氨基酸氧化酶:,D-,氨基酸氧化酶:,专一性氨基酸氧化酶：,L-,谷氨酸脱氢酶（,L-glutamate,dehydrogenase,）,催化氨基酸氧化脱氨的酶:,分布：,Liver，Kidney，Brain,不需氧脱氢酶，辅酶：,NAD,+,or NADP,+,别构抑制：,GTP、ATP,别构 激活：,GDP、ADP,L-谷氨酸脱氢酶:,2.非氧化脱氨,还原脱氨,水解脱氨,3.脱酰胺基作用,4.转氨作用（transamination）,(Donor amino acid),(New amino acid),(New keto acid),(Accepter keto acid),(transaminase),Glu,Pyruvate,-Ketoglutarate,(-KG),Ala,GPT,谷丙转氨酶(glutamic pyruvic transaminase,GPT),谷草转氨酶(glutamic oxaloacetic transaminase,GOT),5.联合脱氨,通过转氨和氧化脱氨联合作用进行脱氨,-KG,谷氨酸,转氨酶,谷氨酸脱氢酶,嘌呤核苷酸循环,腺苷酸基,琥珀酸裂合酶,延胡索酸,腺苷酸基,琥珀酸合成酶,腺苷酸基琥珀酸,AMP,+H,2,O,NH,3,-酮酸,-氨基酸,Glu,-KGA,OAA,Asp+IMP,转氨酶,谷草转氨酶,（二）脱羧基作用,（三）氨的代谢去路,氨的去路：合成酰胺、合成氨基酸、合成Pu，合成Py，,但绝大部分是排到体外。,NH,4,+,Uric acid,Urea,1932,德国学者,Hans Krebs,提出,尿素循环,(,urea cycle),或,鸟氨酸循环,(,ornithine,cycle)。,Urea Biosynthesis,(Arg),(Orn),1.氨甲酰磷酸的合成,2.瓜氨酸的合成,3.由瓜氨酸合成精氨基琥珀酸,4.生成Arg,5.Arg的水解,尿素循环总结,总方程式,氨甲酰磷酸合成酶,I,尿素循环的调控,其余酶受底物浓度的调控,（四）酮酸的代谢去路,1.合成新氨基酸,2.转变成糖和脂肪,3.,直接氧化成H,2,O和CO,2,生糖氨基酸（Glucogenic amino acids）:,生酮氨基酸（Ketogenic amino acids）:,生糖兼生酮氨基酸or生酮兼生糖 氨基酸（Glucogenic and ketogenic amino acids）:,生糖,生酮,aa:,Ile,Tyr,Trp phe,三、氨基酸的生物合成,必需氨基酸,非必需氨基酸,对人来说有8种必需氨基酸,苏、缬、亮、异亮，,苯丙属芳香，,还有色、赖、蛋，,缺一人遭殃。,有2种半必需氨基酸,：Arg、His,其余10种是非必需氨基酸,。,高等动物是10种必需氨基酸,合成氨基酸的主要途径,1.酮酸还原氨化,2.转氨作用,3.氨基酸的相互转化,四、个别氨基酸代谢,分解代谢,合成代谢,Phe、Tyr的代谢：,Phe、Tyr的代谢是否正常和遗传病的关系十分密切，不少先天性代谢病就是由于这二种氨基酸代谢发生障碍的缘故，例如苯丙酮尿症、酪氨酸症、黑尿症和白化病。,分解代谢:,合成代谢:,苯丙酮尿症（phenyl ketonurin,Pku）：,缺乏Phe羟化酶，Phe不能羟化成Tyr。,酪氨酸症：,缺乏4-羟苯丙酮酸二氧合酶，造成尿中有对一羟苯丙酮酸和它的还原产物对羟苯乳酸及Tyr。,尿黑酸症：,缺乏尿黑酸二氧合酶，造成尿黑酸的积累。,白化病：,缺乏Tyr酶，造成黑色素的缺乏。,五、氨基酸生物合成的调节控制,通过,别构抑制或反馈抑制,2.抑制酶的合成,