蛋白质分解与氨基酸代谢

2、氨基酸碳骨架——α-酮酸的命运
合成aa、 转化成糖、 脂肪、氧 化成CO2 和 H2O
三、氨基酸合成代谢概况
（一）氨基酸生物合成途径的类型 1、酸性氨基酸家族的合成途径：
2、脂肪酸家族氨基酸的合成途径：
3、芳香族氨基酸合成途径
1）赤藓糖-4-磷酸和烯醇式丙酮酸磷酸衍生类型 2）组氨酸生物合成
4、胺的去向：
大多数胺类对动物有毒，去向： 1）随尿排出； 2）在胺氧化酶作用下可进一步氧化分解：
氨
合成尿素 新氨基酸
胺
醛
脂肪酸
CO2 H2O
（三）氨基酸分解产物的代谢
脱氨 氨 α-酮酸 胺 CO2
氨基酸分解
脱羧
1、氨的去路：
水生动物—直接排氨 鸟类、爬行动物—尿酸形式排氨 脊椎动物—尿素形式排氨 以上生物依次称：排氨生物、排尿酸生 物和排尿素生物。
1、来自胰腺的酶： 1）内肽酶：水解pro内部肽键。 胰蛋白酶：Lys、Arg羧基端肽键；(碱性） 糜蛋白酶：Phe、Tyr、Trp肽键； (芳香族） 弹性蛋白酶：Val、Leu、Ser、Ala肽键 （脂肪族）
几种蛋白酶原的激活
2）外肽酶：
羧肽酶：从C端水解； 羧肽酶A：水解中性aa为C端的肽键； 羧肽酶B：水解碱性aa为C端的肽键；
氨是尿素合成 的前体的实验：
15N标记铵盐饲喂
动物证明： 15N 出现在Ary的胍基、 及全部的尿素上。
•2）尿素循环：
A、氨的活化： • 在线粒体中进行，耗能。 • 氨甲酰磷酸合成酶催化形成氨甲酰磷酸 • N-乙酰谷氨酸为别构激活剂。
B、形成瓜氨酸：
• 在线粒体内； • 鸟氨酸转氨甲酰酶将氨甲酰磷酸交给鸟 氨酸，进入细胞质。
1、概念：aa在aa脱羧酶作用下生成CO2和 一个相应一级胺类化合物的作用。 2、酶：专一性强，且只对L-氨基酸起作用。 除His脱羧酶不需辅酶外，余均以 吡哆醛磷酸为辅酶。
3、脱羧形成的胺有许多重要生化作用：
Glu—γ-氨基丁酸：重要的神经介质，抑 制神经中枢； His —组胺：有降压、刺激胃液分泌的作用 Tyr —酪胺：有升压作用
第十章
蛋白质分解与氨基酸代谢
本章内容
• 蛋白质的消化吸收 • 氨基酸的一般代谢 • 氨基酸合成代谢概 况 • 氨基酸代谢缺陷症
生物合成蛋白质的原料和途径
• 固氮生物：N2→NH4+ →aa →pr • 植物、微生物：无机氮→pr • 高等动物： aa→pr
氮平衡：
• 机体对蛋白质的摄入量等于排出量即 为~ 。 正氮平衡：摄入量＞排出量； 负氮平衡：摄入量＜排出量. 我国营养学会推荐成人最少需要量： 80克/日
1）有关尿素形成的实验：
• 尿素形成部位的实验： a、蛋白质膳食：尿中尿素↑； b、切除肝：血、尿中尿素↓ c、aa喂养切肝动物：尿素一半在血中，一 半在尿中； d、切肾：血中尿素↑； e、同时切肝、肾：血中尿素恒定。 证实肝为尿素形成部位。
尿素形成实验依据：
A、肝切片+铵盐混合保温：铵盐↓尿素↑ B、肝切片+ aa：脱下的氨几乎全成尿素； C、肝切片+ aa+鸟aa（Orn)或瓜aa （Cit）： 尿素合成量及速度↑ D、肝切片+ Orn或Cit：无尿素 ↑ 说明Orn或Cit起促进作用。
3）类型：
A、L-aa氧化酶：
有两类，分别以FAD、FMN（人和动物） 为辅基。
B、D- aa氧化酶：
以FAD为辅基，脊椎动物在肝肾细胞中， 有些微生物也有。
L-aa氧化酶的作用：
• 生成的H202在过氧化氢酶作用下分解成水和氧气。
C、氧化专一aa的酶：
如： Glu脱氢酶广泛分布在生物细胞质和 线粒体中，以NAD+或NADP +为辅酶， 可直接脱氨，活性最强。
构成天然蛋白质的氨基酸——20种
• 必需氨基酸：人体不能合成，需从食物 pro供给。包括： Lys(赖); Trp(色); Thr(苏); Val(缬); Set(甲硫); Leu(亮); Ile(异亮); Phe(苯丙) • 半必需氨基酸：人体可合成，但婴幼儿期 合成速度不快，仍需食物供给。包括： His(组); Ary(精);
aa →肠黏膜细胞 →血液循环→肝脏
• aa和少量二、三肽可被肠黏膜细胞吸收 入血，肾小管细胞和肌肉细胞也可吸收， 这是一需能需氧的酮酸 （碳骨架）
氨基酸
脱氨
分解代谢 脱羧
胺
能源
三大代谢
（一）脱氨基作用
主要有氧化脱氨、转氨、联合脱氨 1、氧化脱氨作用： 1）概念： α-aa在酶催化下氧化成α-酮酸，反 应需氧并产氨此为~。 此作用普遍存在于动物细胞中，主要 在肝中进行。
C、精氨琥珀酸生成：
• 在胞质； • 精氨琥珀酸合成酶催化瓜氨酸与Asp缩合； • 消耗2个高能键。
D、形成精氨酸
• 精氨琥珀酸酶催化精氨琥珀酸上Asp骨架 以延胡索酸形式移去，
E、尿素形成、鸟氨酸再生
• 精氨酸酶作用于精氨酸。
尿素循环的意义：
A、有利于生物体的自身保护； B、防止过量氨积累于血液而引起神经中毒。
4、氨基酸生物合成的调节
二种途径： 1、由终产物对途径第一酶的别构或反馈抑 制作用 2、通过同工酶进行调控
（二）氨基酸与一碳单位
1、概念：生物化学将具一个碳原子的基团 称~，是生物体各种化合物甲基化的甲基 来源。其转移靠四氢叶酸（FH4）。
2、来源：
• 许多aa可作一碳 单位来源，如： 甘、苏、丝、组等。
尿 素 循 环 与 的 关 系
TCA
3）酰胺的合成： （在脑、肝、肌肉中）
Gln（谷酰胺）和Asn（天冬酰胺）在许多合成代 谢中起的作用： A、氨基供体； B、体内解毒方式； C、氨以酰胺形式储存，在脑、肝、肌肉等组织。 肾谷酰胺酶将Gln分解成Glu和氨，氨随尿排出。 见P 219
3)嘧啶环的合成：
转氨作用
4）转氨作用的意义：
• 是aa分解代谢与非必需aa合成代谢的重要 步骤； • 沟通了糖代谢与蛋白质代谢。
3、联合脱氨作用：
1）概念：体内氨基酸的脱氨主要靠转氨和 氧化脱氨联合进行，简称联合脱氨。 2）反应：主要在肝、肾组织
3）嘌呤核苷酸循环：
主要发生在骨骼肌、心肌、脑等组织。
（二）脱羧基作用
2、来自小肠粘膜细胞的寡肽酶：
1）氨肽酶：从N端水解，形成二肽。 2）二肽酶：作用于二肽。 • 寡肽的水解主要在小肠粘膜细胞进行。
消化道蛋白酶作用位点
3、小肠腔的消化： 肽
胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶
小肽
小肽 氨基酸 至此：球蛋白几乎完全分解； 纤维蛋白、角蛋白部分水解。
羧肽酶、氨肽酶
（二）吸收
实验依据：
• α-aa 灌入肝，流出液含少量α-酮酸； • 用各种组织切片与α-aa 在生理条件下保 温1-2hr后，除去pro，利用酮酸与2，4， 二硝基苯肼生成苯腙，证实有酮酸生成； • 用肾提取液证明了氧化脱氨中的定量关 系： 氧气：氨： α-酮酸 = 1：2：2
2）反应：
先脱氢再水解脱氨。
2、转氨作用：
1）概念： 将一种aa 的α-氨基转给另一α-酮酸，生 成相应酮酸和1分子α- aa的作用。
2） 转氨酶：
• 以谷丙转氨酶 (GPT)和谷草 转氨酶(GOT) 分布最广、活 性最大。 • 临床以此判断 肝功能是否正 常。
3）辅酶：
所有转氨酶辅 酶为吡哆醛磷 酸，并作为 脱羧作用、脱 氨作用、消旋 作用及醇醛裂 解反应的辅酶。
§10-1 蛋白质的消化吸收
一、消化： 主要在胃、小肠进行。 （一）胃内消化： 1、胃蛋白酶（pepsin): 胃蛋白酶元→胃酸( H+) → 胃蛋白酶
自身激活作用
2、胃酶作用：
蛋白质
胃蛋白酶
小分子肽→肠道
胃酶作用于：Phe, Tyr, Trp, ( 芳香族） Leu, Glu, Gln。
（二）小肠消化：
上：转亚甲基 下：转甲基
（三）氨基酸与生物活性物质
1、苯丙氨酸代谢：
多巴胺 羟化
2 、 酪 氨 酸 代 谢
3、半胱氨酸与牛磺酸
四、氨基酸代谢缺陷症
1、酪氨酸代谢异常： 白化病、尿黑酸症、帕金森氏病。 2、苯丙氨酸代谢异常： 苯丙酮尿症（PKU）
白化鳄