第二十六章氨基酸代谢课件.ppt
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- 第二 十六 氨基酸 代谢 课件
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1、第二十六章第二十六章蛋白质降解和氨基酸代谢蛋白质降解和氨基酸代谢1.维持组织的生长、更新和修补维持组织的生长、更新和修补2.供应能量供应能量3.必须氨基酸必须氨基酸人体人体 必须:必须:Ile,Met,val,Leu,Trp,Phe,Thr,Lys;人体半必须:人体半必须:His,Arg(一)蛋白质的营养作用(二)蛋白质降解的特性与反应机制(二)蛋白质降解的特性与反应机制真核生物中蛋白质的降解有两种体系真核生物中蛋白质的降解有两种体系 溶酶体的降解机制溶酶体的降解机制不依赖不依赖ATP利用组织蛋白酶降解外源性蛋白、利用组织蛋白酶降解外源性蛋白、膜蛋白和长寿命的细胞内蛋白膜蛋白和长寿命的细胞内蛋
2、白 依赖泛肽的降解过程依赖泛肽的降解过程依赖依赖ATP降解异常蛋白和短寿命蛋白降解异常蛋白和短寿命蛋白 76个氨基酸的小分子蛋白个氨基酸的小分子蛋白(8.5kD)普遍存在于真核生物而得名普遍存在于真核生物而得名 一级结构高度保守一级结构高度保守1.泛肽化泛肽化泛肽与选择性被降解蛋白质形成共价连接,泛肽与选择性被降解蛋白质形成共价连接,并使其激活。并使其激活。2.蛋白酶体对泛肽化蛋白质的降解蛋白酶体对泛肽化蛋白质的降解泛肽介导的蛋白质降解过程泛肽介导的蛋白质降解过程泛肽化过程泛肽化过程E1:泛肽活化酶:泛肽活化酶E2:泛肽携带蛋白:泛肽携带蛋白E3:泛肽蛋白连接酶:泛肽蛋白连接酶泛肽泛肽CO-O
3、+HS-E1ATPAMP+PPi泛肽泛肽COS E1HS-E2HS-E1泛肽泛肽COS E2泛肽泛肽COS E1被降解被降解蛋白质蛋白质HS-E2泛肽泛肽COS E2泛肽泛肽CNH 被降解蛋白质被降解蛋白质OE3新华网新华网2019年年10月月6日斯德哥尔摩讯:瑞典皇日斯德哥尔摩讯:瑞典皇家科学院家科学院6日宣布,将日宣布,将2019年诺贝尔化学奖授予年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙以色列科学家阿龙切哈诺沃、阿夫拉姆切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和赫什科和美国科学家欧文美国科学家欧文罗斯,以表彰他们发现了泛素调罗斯,以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。节的蛋白质降解。阿龙切哈诺沃阿夫拉姆赫什科如
4、基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱如基因表达、细胞增殖、炎症反应、诱发肿瘤(促进抑癌蛋白发肿瘤(促进抑癌蛋白P53降解)降解)体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节体内蛋白质降解参与多种生理、病理调节作用作用食物蛋白食物蛋白(胃)(胃)胃蛋白酶胃蛋白酶小肽小肽小肽(小肠)小肽(小肠)胰蛋白酶胰蛋白酶胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶更小短肽更小短肽二肽酶、氨肽酶二肽酶、氨肽酶、羧肽酶、羧肽酶肠壁细胞肠壁细胞肝脏肝脏血液血液组织、细胞。组织、细胞。短肽短肽aa(三)机体对外源蛋白的需要及其消化作用(三)机体对外源蛋白的需要及其消化作用-氨基酸不仅是蛋白质的组成单位,还是能氨基酸不仅是蛋白质的组成单位,还是能量
5、代谢的物质,也是体内许多重要含氮化合量代谢的物质,也是体内许多重要含氮化合物的前体。如物的前体。如等。等。氨基酸的降解:氨基酸的降解:脱氨基脱氨基 氨基形成尿素氨基形成尿素 碳骨架转化降解碳骨架转化降解氨基酸氨基酸食物蛋白食物蛋白组织蛋白组织蛋白分解分解合成合成CO2H2O+CO2酸酸醛醛胺胺脱氨脱氨合成嘌呤,嘧啶,合成嘌呤,嘧啶,激素等含氮物激素等含氮物腐败有毒物质经腐败有毒物质经肝脏的解毒后,肝脏的解毒后,排出体外排出体外氨氨其他含氮物质其他含氮物质鸟氨酸循环鸟氨酸循环Gln Asn尿素尿素-酮酸酮酸再合成氨再合成氨基酸基酸糖代谢中糖代谢中间物间物合成糖合成糖脂代谢中脂代谢中间物间物合成脂
6、肪合成脂肪TCAH2O+CO2+ATP 脱脱氨基作用指氨基作用指氨基酸失去氨基的作用,包氨基酸失去氨基的作用,包括:括:氧化脱氧化脱氨基作用氨基作用,动、植物中普遍存在;,动、植物中普遍存在;非氧化脱非氧化脱氨基作用氨基作用,微生物中,不普遍;,微生物中,不普遍;转移脱氨基作用转移脱氨基作用 动物的脱氨主要发生在肝脏中。动物的脱氨主要发生在肝脏中。(一)氨基酸的脱氨基作用(一)氨基酸的脱氨基作用 1.氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 由氨基酸氧化酶由氨基酸氧化酶(oxidase)催化,该酶催化,该酶是一种黄素蛋白是一种黄素蛋白:1L-aa oxidase,分布不广、活力低,分布不广、活力低,一类以
7、一类以FAD为辅基、另一类以为辅基、另一类以FMN为辅基(人为辅基(人和动物)。和动物)。2D-aa oxidase,以以FAD为辅基,分布为辅基,分布广,但作用不大。广,但作用不大。3 氧 化 专 一 氧 化 专 一 a a 的 酶。的 酶。如:如:D-A s p oxidase,Gly Oxidase,L-Glu dHE。Gly OxidaseGly+1/2O2Glyoxylate(乙醛酸)(乙醛酸)+NH3D-Asp Oxidase D-Asp+1/2O2Oxaloacetate(草(草酰乙酸)酰乙酸)+NH3 L-Glu dHE分布广,活力强。分布广,活力强。还原脱氨基作用还原脱氨基作
8、用 水解脱氨基作用水解脱氨基作用 脱水脱氨基作用脱水脱氨基作用 脱巯基脱氨基作用脱巯基脱氨基作用 氧化还原脱氨基作用氧化还原脱氨基作用2、非氧化脱氨基作用、非氧化脱氨基作用水解脱氨基作用水解脱氨基作用还原脱氨基作用还原脱氨基作用 转氨酶催化一个转氨酶催化一个L-aa的的-NH2转转移到一个移到一个-酮酸上酮酸上使之变成相应的使之变成相应的-aa,自身转变为相,自身转变为相应的应的-酮酸。酮酸。转氨酶均以磷酸转氨酶均以磷酸吡哆醛为辅基。吡哆醛为辅基。Lys,Arg,Thr,Pro不能通过不能通过转氨酶转氨。转氨酶转氨。氨基酸脱氨通过转氨作用和氨基酸脱氨通过转氨作用和L-Glu dHE催化的催化的
9、Glu氧化脱氨作用联合完成。弥补氧化脱氨作用联合完成。弥补L-aa oxidase分布分布少、活力低的缺陷。这种作用方式广泛存在,但并少、活力低的缺陷。这种作用方式广泛存在,但并不是所有组织细胞的主要脱氨方式。不是所有组织细胞的主要脱氨方式。次黄嘌呤核苷一磷酸次黄嘌呤核苷一磷酸(IMP)与与Asp形成腺苷形成腺苷酸代琥珀酸酸代琥珀酸(adenylsuccinate),再经裂合酶,再经裂合酶分解为分解为AMP和延胡索酸,和延胡索酸,AMP水解产生游离水解产生游离NH3和和IMP。骨骼肌、心肌、肝脏及脑中主要的脱氨方式。骨骼肌、心肌、肝脏及脑中主要的脱氨方式。脱羧酶(脱羧酶(Decarboxyla
10、seDecarboxylase)催化)催化aaaa生成相应生成相应的一级胺,放出的一级胺,放出COCO2 2,反应需要磷酸吡哆醛,作用,反应需要磷酸吡哆醛,作用专一性很高,一般一种氨基酸只有一种脱羧酶,专一性很高,一般一种氨基酸只有一种脱羧酶,且只对且只对L-L-型氨基酸起作用。只有型氨基酸起作用。只有HisHis脱羧酶不需要脱羧酶不需要辅酶。辅酶。HisHishistaminehistamine(组胺:降血压、刺激胃酸(组胺:降血压、刺激胃酸分泌)分泌)TyrTyrtyramine(tyramine(酪胺:升高血压)酪胺:升高血压)GluGlu-氨基丁酸(神经介质)氨基丁酸(神经介质)人体人
11、体10-15%的能量来自于氨基的能量来自于氨基酸的氧化分解,氨基酸的碳架以酸的氧化分解,氨基酸的碳架以5种种产物形式进入产物形式进入TCA彻底氧化为彻底氧化为H2O和和CO2、还可以异生为糖或生酮。、还可以异生为糖或生酮。氨是机体正常代谢产物,具有毒性。氨是机体正常代谢产物,具有毒性。体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。体内的氨主要在肝合成尿素而解毒。正常人血氨浓度一般不超过正常人血氨浓度一般不超过 0.6mol/L。三、三、氨氨 的的 代代 谢谢(一)血氨的来源与去路(一)血氨的来源与去路1.1.血氨的来源血氨的来源 氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源氨基酸脱氨基作用产生的氨是血氨主要来源,
12、胺类的分解也可以产生氨胺类的分解也可以产生氨 RCH2NH2RCHO +NH3胺氧化酶胺氧化酶 肠道吸收的氨肠道吸收的氨 氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨氨基酸在肠道细菌作用下产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨尿素经肠道细菌尿素酶水解产生的氨 肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺肾小管上皮细胞分泌的氨主要来自谷氨酰胺 谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶 2.血氨的去路血氨的去路 在肝内合成尿素,这是最主要的去路在肝内合成尿素,这是最主要的去路 合成非必需氨基酸及其它含氮化合物合成非必需氨基酸及其它含氮化合物 合成谷氨酰胺合成谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺
13、谷氨酰胺 谷氨酰胺合成谷氨酰胺合成 酶酶ATPADP+Pi 肾小管泌氨肾小管泌氨分泌的分泌的NH3在酸性条件下生成在酸性条件下生成NH4+,随尿排出。随尿排出。1.谷氨酰胺的运氨作用谷氨酰胺的运氨作用 反应过程反应过程谷氨酸谷氨酸 +NH3谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶 ATPADP+Pi谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶在脑、肌肉合成谷氨酰胺,运输到肝和肾在脑、肌肉合成谷氨酰胺,运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸,从而进行解毒。后再分解为氨和谷氨酸,从而进行解毒。生理意义生理意义谷氨酰胺是氨的解毒产物,也是氨的储谷氨酰胺是氨的解毒产物,也是氨的储存及运输形式。存及运输形式。(二)氨的转运(二
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