07-蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢 共67页PPT资料
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• 蛋白质在酶的作用下肽键发生水解生成氨基酸
• 蛋白水解酶
• 肽链内切酶：又称蛋白酶，水解肽链内部的肽键，
对参与形成肽键的氨基酸残基有一定的专一性
• 肽链外切酶
氨肽酶 羧肽酶
体内蛋白质的更新
1. 某些调节蛋白质的转换速度可以直接影响代谢
过程与生理功能
2. 某些异常或损伤的蛋白质也必须通过更新而被
C NH
精氨酸代琥 NH
珀酸裂解酶
(CH2)3
+
COOH CH CH
CH NH2 COOH
HOOC
精氨酸代琥珀酸
精氨酸
延胡索酸
精氨酸水解生成尿素
• 反应在胞液中进行
精氨酸
尿素
鸟氨酸
CO2 + NH3 + H2O
2ATP
N-乙酰谷氨酸
2ADP+Pi
氨基甲酰磷酸 Pi
线粒体
鸟氨酸
瓜氨酸
鸟氨酸
尿素
胞液
临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高
天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT)
AST
谷氨酸 + 草酰乙酸
-酮戊二酸 +天冬氨酸
临床意义：心肌梗塞患者血清AST升高
联合脱氨基作用
• 由两种（以上）酶的联合催化作用使氨基酸的α-氨
基脱下并产生游离氨的过程称为联合脱氨基作用
• 类型
转氨基偶联氧化脱氨基作用 嘌呤核苷酸循环
一、氨基酸的脱氨基作用
• 氨基酸的脱氨基作用指氨基酸脱去氨基生成相
应α-酮酸的过程，主要方式有：转氨基作用、 氧化脱氨基、联合脱氨基和非氧化脱氨基
• 联合脱氨基作用最为重要；非氧化脱氨基作用
则主要见于微生物中
氧化脱氨基作用
• L-谷氨酸氧化脱氨基作用
COOHATP、GTP
ADP、 GDP COOH
α-酮酸
谷氨酸 草酰乙酸
腺苷酸代琥珀酸
苹果酸 延胡索酸
腺苷酸
氨的代谢
• 氨是机体正常代谢产物，具有毒性，血氨过高，
可引起脑功能紊乱，与肝炎性脑病的发病有关
• 正常人血液中氨的浓度很低，一般不超过
0.60μmol/L。
• 体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在肝合成尿
素而解毒
氨的代谢转变方式
• 来源：
存和运输形式
CONH 2
COOH
CH2
ATP
CH2 CHNH 2
+
CH2 CHNH 2
COOH
Asp
COOH
Gln
AMP + PPi CONH 2
CH2 CHNH 2
COOH
Asn
COOH
CH2
+ CH2
CHNH 2 COOH
Glu
天冬酰胺酶
NH 3
H2O
尿素的生成(鸟氨酸循环)
• 生成部位
主要在肝细胞的线粒体及胞液中
G
G
G
谷氨酰胺的运氨作用
• 主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。
NH3 + ATP ADP + Pi
COOH
CH 2 CH 2 CHNH 2 COOH
Glu
G ln合 成 酶 （脑、肌肉）
谷氨酰胺酶 （肝、肾）
NH 3
H 2O
CONH 2 CH 2
CH 2 CHNH 2 COOH
Gln
• Gln即是氨的一种解毒形式，也是氨的储
• 由于食物中的含氮物主要是蛋白质，故可用
氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量。
• 体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每
日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种 动态平衡就称为氮平衡
• 氮平衡的类型
• 氮总平衡 • 氮正平衡 • 氮负平衡
蛋白质的生理需要量
•根据计算，正常成人每日最低分解约20 g蛋
• 丙氨酸-葡萄糖循环
• 肌肉与肝之间氨的转运形式。
• 意义
• 既使肌肉中的氨以无毒的Ala形式运到肝，肝又为肌肉
提供生成丙酮酸的葡萄糖
丙氨酸-葡萄糖循环
肌肉
血液
肝
氨基酸
α-酮戊 二酸
Ala
α-酮酸 谷氨酸 丙酮酸
Ala Ala 丙酮酸
α-酮戊 二酸
NADH+H++NH3
尿素
谷氨酸 NA+D+H2O
在于真核生物
• 一级结构高度保守
• 泛肽介导的蛋白质降解过程
• 泛肽化：泛肽与选择性被降解蛋白
质形成共价连接，并使其激活
• 蛋白酶体对泛肽化蛋白质的降解
蛋白质降解的泛肽途径
ATP AMP+PPi E1-S-
（ubiquitin）E1-SH
E2-SH
E2-S-
E1-SH
E3 E2-SH
E1：泛肽激活酶 E2：泛肽载体蛋白 E3：泛肽-蛋白质连接酶
谷类：色氨酸多，赖氨酸少 豆类：色氨酸少，赖氨酸多
蛋白质代谢
蛋白质 消化 氨基酸 吸收 血液中的氨基酸 运输
合成 各种组织蛋白质、酶和激素等
组织细胞 氨基转换 新的氨基酸
(氨基酸)
含氮部分：氨基 转变 尿素
脱氨基
氧化分解
不含氮部分
合成
CO2+H2O+能量
糖类、脂肪
蛋白质的酶促降解
• 蛋白质的酶促降解
物，反应中起传递氨基的作用
• 生理意义：
• 体内多数氨基酸脱氨基的重要方式 • 机体合成非必需氨基酸的重要途径 • 联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁
• 接受氨基的主要酮酸：
• 丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸
重要的转氨酶
丙氨酸氨基转移酶（ALT）又称谷丙转氨酶（GPT）
谷氨酸 + 丙酮酸 ALT -酮戊二酸 + 丙氨酸
4 了解各氨基酸合成的原料
蛋白质营养的重要性
1. 维持细胞、组织的生长、更新和修补 2. 参与物质代谢及生理功能的调控 3. 氧化供能
蛋白质的需要量和营养价值
• 氨基酸：蛋白质的基本组成单位
• 氮平衡 • 人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮
终产物的形式排出体外。同时，须从食物中摄取 一定量的蛋白质，以维持正常生理活动之需
COOH
CH 2 CH 2 CH NH2
L-谷氨酸脱氢酶
C C CH H N 22 H + -HH 22O OC C CH H O 22+NH3
CO L-谷
O 氨(H N N 酸 A ADD + +)P(N NA AD DH PH +H +H ++)
C
O
O
H COOH α -酮戊二酸
催化酶：
• 存在于肝、脑、肾中 • 辅酶为 NAD+ 或NADP+
• 生成过程
尿素生成的过程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环又称尿素循 环或Krebs- Henseleit循环
首先鸟氨酸与氨及CO2结合生成瓜氨酸；第二， 瓜氨酸再接受1分子氨而生成精氨酸；第三，精 氨酸水解产生尿素，并重新生成鸟氨酸。鸟氨
酸参与新一轮循环
色氨酸（Trp） 蛋氨酸（Met） 亮氨酸（Leu） 缬氨酸（Val） 半胱氨酸（Cys）
•体内能够自行合成，不必由食物供给的氨基
酸就称为非必需氨基酸
蛋白质的营养价值
• 蛋白质的营养价值：取决于必需氨基
酸的数量、种类、量质比
• 蛋白质的互补作用：营养价值较低的
蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以 互相补充而提高营养价值
白质。由于食物蛋白质与人体蛋白质组成的差 异，故每日食物蛋白质的最低需要量为30~ 50 g
•为了长期保持氮总平衡，正常成人每日蛋白
质的生理需要量应为80 g
必需氨基酸
•体内不能合成，必须由食物蛋白质供给的氨
基酸称为营养必需氨基酸
• 赖氨酸（Lys） • 苯丙氨酸（Phe） • 苏氨酸（Thr） • 异亮氨酸（Ile） • 酪氨酸（Tyr）
特殊的联合脱氨基作用方式
• 在骨骼肌和心肌中，由于谷氨酸脱氢酶的活性较
低，而腺苷酸脱氨酶的活性较高，可催化AMP脱 氨基，此反应与转氨基反应相联系，即构成嘌呤 核苷酸循环的脱氨基作用
• 转氨酶-嘌呤核苷酸循 部位：骨骼肌和心肌
α-氨基酸
α-酮戊二酸
次黄苷酸
腺苷酸代琥 天冬氨酸珀酸合成酶
腺苷酸 脱氨酶
R1
R2
转 氨 酶 R1
R2
CN H2 H+ CO
CO+ CN H2 H
COOH COOH
COOC HOOH
• 大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、甘
氨酸、苏氨酸除外
• 转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛
氨基酸
磷酸吡哆醛 转氨酶
谷氨酸
α-酮酸
磷酸吡哆胺
α-酮戊二酸
转氨基作用特点及意义
• 特点：
• 只有氨基的转移，没有氨的生成催化的反应可逆 • 辅酶都是磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛是VB6的衍生
• 转氨酶-谷氨酸脱氢酶联合脱氨作用
氨基酸
转氨酶
α-酮酸
α-酮戊二酸
谷氨酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
H2O+NAD+
• 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式， • 体内合成非必需氨基酸的主要方式
• 主要在肝、肾组织进行
转氨酶-嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用
• 嘌呤核苷酸循环是存在于骨骼肌和心肌中的一种
多泛肽化蛋白
19S调节亚基
ATP
ATP 20S蛋白酶体
去折叠 水解
26S蛋白酶体
氨基酸的分解与转化 • 氨基酸代谢库: 食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外
源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸 （内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与 代谢，称为氨基酸代谢库
氨基酸代谢库的来源与去路
肝
NH3
尿素
食物蛋白质 消化吸收
脱氨基作用
酮体
分解 组织蛋白质
合成 体内合成的
氨基酸代谢库 转变
α -酮酸
脱羧基作用
氧化供能 糖
非必需氨基酸
其他含氮化合物 CO2 胺类
氨基酸的分解代谢
特殊分解代谢→ 特殊侧链的分解代谢
一般分解代谢
CO2 脱羧基作用→
胺
脱氨基作用→
NH3 -酮酸
氨基酸的分解代谢
一、脱氨基作用 二、氨的代谢 三、 -酮酸的代谢 四、氨基酸的脱羧基作用
NH2
COOH
C N CH
COOH
NH
CH2
H 2N
CH CH2
精氨酸代琥珀酸合成酶
Mg2+
(C H 2)3
COOH
ATP
H2O AMP+PPi
CH NH2
COOH
COOH
天冬氨酸
精氨酸代琥珀酸
可由转氨基作 用提供
NH2
COOH
C N CH
NH (CH2)3
CH2 COOH
CH NH2 COOH
NH2
清除
3. 维持体内氨基酸代谢库 4. 防御机制组成部分 5. 蛋白质前体的裂解加工
真核生物中蛋白质的降解途径
• 溶酶体内降解过程
不依赖ATP 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
• 依赖泛素的降解过程
依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白
大鼠肝脏中某些酶的半存活期
鸟氨酸
NH2 CO
鸟氨酸氨基甲酰转移酶
O
~
P
O
23
H3PO4
氨基甲酰磷酸
NH2 CO
NH (C H 2)3
CH NH2 COOH
瓜氨酸
• 由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(OCT)催化 • 反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液
精氨酸的合成
NH2 CO
NH +
(C H 2)3
CH NH2 COOH
瓜氨酸
• 反应在胞液中进行
• 过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行 • 精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶 • 生理意义：氨的主要去路，解氨毒的重要途径
尿素合成的详细步骤
• 氨基甲酰磷酸的合成
• 反应在线粒体中进行，反应不可逆
2 + NH3 + H2O + 2ATP
O H2N C
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ （N-乙酰谷氨酸，Mg2+）
O ~ PO32- + 2ADP + Pi
氨基甲酰磷酸
瓜氨酸的合成
NH2 (C H 2)3
+
CH NH2 COOH
短寿命的酶 鸟氨酸脱羧酶 RNA聚合酶I 酪氨酸转氨酶 酪氨酸水合酶
半存活时间/h 0.2 1.3 2.0 4.0
长寿命的酶 半存活时间/h
磷酸烯醇式丙酮酸
5.0
羧化酶
醛缩酶
118
甘油醛磷酸脱氢酶
130
细胞色素b
130
乳酸脱氢酶
130
细胞色素c
150
蛋白质降解的泛肽途径
• 泛肽
• 76个氨基酸的小分子蛋白 普遍存
① 氨基酸脱氨
氨基酸脱氨基
合成尿素
② 肾脏产生的氨 ③ 胺的氧化
• 去路：
肠道吸收氨 肾脏泌氨
血氨 合成Gln
合成氨基酸 及其它含氮物
① 合成尿素排出
② 生成谷氨酰胺和天冬酰胺
③ 合成非必需氨基酸及含氮物
④ 生成铵盐，经肾脏以铵盐形式排出
氨的转运
• 氨是有毒物质，血中的NH3主要是以无毒的Ala
及Gln两种形式运输的
蛋白质的酶促降解 氨基酸代谢
Contents 1 蛋白质的酶促降解 2 氨基酸的分解与转化
3 氨基酸的生物合成简介
Objectives
1 掌握氨基酸的分解途径：脱氨基 作用与脱羧基作用，重点掌握联 合脱氨基作用
2 掌握氨基酸分解产物的代谢途径： 氨基氮的排泄及尿素循环
3 了解生酮氨基酸、生糖氨基酸、 必需氨基酸的概念
L-谷氨酸脱氢酶
• GTP、ATP为其抑制剂
• GDP、ADP为其激活剂
要点：
①反应可逆 ②L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为
NAD+或NADP+ ③此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强 ④此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关
转氨基作用
• 在转氨酶的作用下，某一氨基酸脱去α-氨
基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得 到此氨基生成相应的氨基酸的过程
瓜氨酸
ATP
AMP + PPi
天冬氨酸
精氨酸
精氨酸代 琥珀酸 草酰乙酸
延胡索酸
苹果酸
鸟 氨 酸 循 环
α-酮戊 二酸
氨基酸
谷氨酸 α-酮酸
尿素合成小结
• 主要器官：肝脏（肝细胞的线粒体和胞液中） • 原料：合成1分子尿素
2 分子氨，一个来源于NH3，一个来源于 天冬氨酸
CO2 3个ATP的4个高能磷酸键
• 蛋白水解酶
• 肽链内切酶：又称蛋白酶，水解肽链内部的肽键，
对参与形成肽键的氨基酸残基有一定的专一性
• 肽链外切酶
氨肽酶 羧肽酶
体内蛋白质的更新
1. 某些调节蛋白质的转换速度可以直接影响代谢
过程与生理功能
2. 某些异常或损伤的蛋白质也必须通过更新而被
C NH
精氨酸代琥 NH
珀酸裂解酶
(CH2)3
+
COOH CH CH
CH NH2 COOH
HOOC
精氨酸代琥珀酸
精氨酸
延胡索酸
精氨酸水解生成尿素
• 反应在胞液中进行
精氨酸
尿素
鸟氨酸
CO2 + NH3 + H2O
2ATP
N-乙酰谷氨酸
2ADP+Pi
氨基甲酰磷酸 Pi
线粒体
鸟氨酸
瓜氨酸
鸟氨酸
尿素
胞液
临床意义：急性肝炎患者血清ALT升高
天冬氨酸氨基转移酶（AST）又称谷草转氨酶(GOT)
AST
谷氨酸 + 草酰乙酸
-酮戊二酸 +天冬氨酸
临床意义：心肌梗塞患者血清AST升高
联合脱氨基作用
• 由两种（以上）酶的联合催化作用使氨基酸的α-氨
基脱下并产生游离氨的过程称为联合脱氨基作用
• 类型
转氨基偶联氧化脱氨基作用 嘌呤核苷酸循环
一、氨基酸的脱氨基作用
• 氨基酸的脱氨基作用指氨基酸脱去氨基生成相
应α-酮酸的过程，主要方式有：转氨基作用、 氧化脱氨基、联合脱氨基和非氧化脱氨基
• 联合脱氨基作用最为重要；非氧化脱氨基作用
则主要见于微生物中
氧化脱氨基作用
• L-谷氨酸氧化脱氨基作用
COOHATP、GTP
ADP、 GDP COOH
α-酮酸
谷氨酸 草酰乙酸
腺苷酸代琥珀酸
苹果酸 延胡索酸
腺苷酸
氨的代谢
• 氨是机体正常代谢产物，具有毒性，血氨过高，
可引起脑功能紊乱，与肝炎性脑病的发病有关
• 正常人血液中氨的浓度很低，一般不超过
0.60μmol/L。
• 体内代谢产氨或经肠道吸收的氨主要在肝合成尿
素而解毒
氨的代谢转变方式
• 来源：
存和运输形式
CONH 2
COOH
CH2
ATP
CH2 CHNH 2
+
CH2 CHNH 2
COOH
Asp
COOH
Gln
AMP + PPi CONH 2
CH2 CHNH 2
COOH
Asn
COOH
CH2
+ CH2
CHNH 2 COOH
Glu
天冬酰胺酶
NH 3
H2O
尿素的生成(鸟氨酸循环)
• 生成部位
主要在肝细胞的线粒体及胞液中
G
G
G
谷氨酰胺的运氨作用
• 主要是从脑、肌肉等组织向肝或肾运氨。
NH3 + ATP ADP + Pi
COOH
CH 2 CH 2 CHNH 2 COOH
Glu
G ln合 成 酶 （脑、肌肉）
谷氨酰胺酶 （肝、肾）
NH 3
H 2O
CONH 2 CH 2
CH 2 CHNH 2 COOH
Gln
• Gln即是氨的一种解毒形式，也是氨的储
• 由于食物中的含氮物主要是蛋白质，故可用
氮的摄入量来代表蛋白质的摄入量。
• 体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每
日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种 动态平衡就称为氮平衡
• 氮平衡的类型
• 氮总平衡 • 氮正平衡 • 氮负平衡
蛋白质的生理需要量
•根据计算，正常成人每日最低分解约20 g蛋
• 丙氨酸-葡萄糖循环
• 肌肉与肝之间氨的转运形式。
• 意义
• 既使肌肉中的氨以无毒的Ala形式运到肝，肝又为肌肉
提供生成丙酮酸的葡萄糖
丙氨酸-葡萄糖循环
肌肉
血液
肝
氨基酸
α-酮戊 二酸
Ala
α-酮酸 谷氨酸 丙酮酸
Ala Ala 丙酮酸
α-酮戊 二酸
NADH+H++NH3
尿素
谷氨酸 NA+D+H2O
在于真核生物
• 一级结构高度保守
• 泛肽介导的蛋白质降解过程
• 泛肽化：泛肽与选择性被降解蛋白
质形成共价连接，并使其激活
• 蛋白酶体对泛肽化蛋白质的降解
蛋白质降解的泛肽途径
ATP AMP+PPi E1-S-
（ubiquitin）E1-SH
E2-SH
E2-S-
E1-SH
E3 E2-SH
E1：泛肽激活酶 E2：泛肽载体蛋白 E3：泛肽-蛋白质连接酶
谷类：色氨酸多，赖氨酸少 豆类：色氨酸少，赖氨酸多
蛋白质代谢
蛋白质 消化 氨基酸 吸收 血液中的氨基酸 运输
合成 各种组织蛋白质、酶和激素等
组织细胞 氨基转换 新的氨基酸
(氨基酸)
含氮部分：氨基 转变 尿素
脱氨基
氧化分解
不含氮部分
合成
CO2+H2O+能量
糖类、脂肪
蛋白质的酶促降解
• 蛋白质的酶促降解
物，反应中起传递氨基的作用
• 生理意义：
• 体内多数氨基酸脱氨基的重要方式 • 机体合成非必需氨基酸的重要途径 • 联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁
• 接受氨基的主要酮酸：
• 丙酮酸、α-酮戊二酸、草酰乙酸
重要的转氨酶
丙氨酸氨基转移酶（ALT）又称谷丙转氨酶（GPT）
谷氨酸 + 丙酮酸 ALT -酮戊二酸 + 丙氨酸
4 了解各氨基酸合成的原料
蛋白质营养的重要性
1. 维持细胞、组织的生长、更新和修补 2. 参与物质代谢及生理功能的调控 3. 氧化供能
蛋白质的需要量和营养价值
• 氨基酸：蛋白质的基本组成单位
• 氮平衡 • 人体每日须分解一定量的组织蛋白质，并以含氮
终产物的形式排出体外。同时，须从食物中摄取 一定量的蛋白质，以维持正常生理活动之需
COOH
CH 2 CH 2 CH NH2
L-谷氨酸脱氢酶
C C CH H N 22 H + -HH 22O OC C CH H O 22+NH3
CO L-谷
O 氨(H N N 酸 A ADD + +)P(N NA AD DH PH +H +H ++)
C
O
O
H COOH α -酮戊二酸
催化酶：
• 存在于肝、脑、肾中 • 辅酶为 NAD+ 或NADP+
• 生成过程
尿素生成的过程由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 提出，称为鸟氨酸循环又称尿素循 环或Krebs- Henseleit循环
首先鸟氨酸与氨及CO2结合生成瓜氨酸；第二， 瓜氨酸再接受1分子氨而生成精氨酸；第三，精 氨酸水解产生尿素，并重新生成鸟氨酸。鸟氨
酸参与新一轮循环
色氨酸（Trp） 蛋氨酸（Met） 亮氨酸（Leu） 缬氨酸（Val） 半胱氨酸（Cys）
•体内能够自行合成，不必由食物供给的氨基
酸就称为非必需氨基酸
蛋白质的营养价值
• 蛋白质的营养价值：取决于必需氨基
酸的数量、种类、量质比
• 蛋白质的互补作用：营养价值较低的
蛋白质混合食用，其必需氨基酸可以 互相补充而提高营养价值
白质。由于食物蛋白质与人体蛋白质组成的差 异，故每日食物蛋白质的最低需要量为30~ 50 g
•为了长期保持氮总平衡，正常成人每日蛋白
质的生理需要量应为80 g
必需氨基酸
•体内不能合成，必须由食物蛋白质供给的氨
基酸称为营养必需氨基酸
• 赖氨酸（Lys） • 苯丙氨酸（Phe） • 苏氨酸（Thr） • 异亮氨酸（Ile） • 酪氨酸（Tyr）
特殊的联合脱氨基作用方式
• 在骨骼肌和心肌中，由于谷氨酸脱氢酶的活性较
低，而腺苷酸脱氨酶的活性较高，可催化AMP脱 氨基，此反应与转氨基反应相联系，即构成嘌呤 核苷酸循环的脱氨基作用
• 转氨酶-嘌呤核苷酸循 部位：骨骼肌和心肌
α-氨基酸
α-酮戊二酸
次黄苷酸
腺苷酸代琥 天冬氨酸珀酸合成酶
腺苷酸 脱氨酶
R1
R2
转 氨 酶 R1
R2
CN H2 H+ CO
CO+ CN H2 H
COOH COOH
COOC HOOH
• 大多数氨基酸可参与转氨基作用，但赖氨酸、甘
氨酸、苏氨酸除外
• 转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛
氨基酸
磷酸吡哆醛 转氨酶
谷氨酸
α-酮酸
磷酸吡哆胺
α-酮戊二酸
转氨基作用特点及意义
• 特点：
• 只有氨基的转移，没有氨的生成催化的反应可逆 • 辅酶都是磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛是VB6的衍生
• 转氨酶-谷氨酸脱氢酶联合脱氨作用
氨基酸
转氨酶
α-酮酸
α-酮戊二酸
谷氨酸
NH3+NADH+H+
L-谷氨酸脱氢酶
H2O+NAD+
• 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式， • 体内合成非必需氨基酸的主要方式
• 主要在肝、肾组织进行
转氨酶-嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用
• 嘌呤核苷酸循环是存在于骨骼肌和心肌中的一种
多泛肽化蛋白
19S调节亚基
ATP
ATP 20S蛋白酶体
去折叠 水解
26S蛋白酶体
氨基酸的分解与转化 • 氨基酸代谢库: 食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外
源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸 （内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与 代谢，称为氨基酸代谢库
氨基酸代谢库的来源与去路
肝
NH3
尿素
食物蛋白质 消化吸收
脱氨基作用
酮体
分解 组织蛋白质
合成 体内合成的
氨基酸代谢库 转变
α -酮酸
脱羧基作用
氧化供能 糖
非必需氨基酸
其他含氮化合物 CO2 胺类
氨基酸的分解代谢
特殊分解代谢→ 特殊侧链的分解代谢
一般分解代谢
CO2 脱羧基作用→
胺
脱氨基作用→
NH3 -酮酸
氨基酸的分解代谢
一、脱氨基作用 二、氨的代谢 三、 -酮酸的代谢 四、氨基酸的脱羧基作用
NH2
COOH
C N CH
COOH
NH
CH2
H 2N
CH CH2
精氨酸代琥珀酸合成酶
Mg2+
(C H 2)3
COOH
ATP
H2O AMP+PPi
CH NH2
COOH
COOH
天冬氨酸
精氨酸代琥珀酸
可由转氨基作 用提供
NH2
COOH
C N CH
NH (CH2)3
CH2 COOH
CH NH2 COOH
NH2
清除
3. 维持体内氨基酸代谢库 4. 防御机制组成部分 5. 蛋白质前体的裂解加工
真核生物中蛋白质的降解途径
• 溶酶体内降解过程
不依赖ATP 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
• 依赖泛素的降解过程
依赖ATP 降解异常蛋白和短寿命蛋白
大鼠肝脏中某些酶的半存活期
鸟氨酸
NH2 CO
鸟氨酸氨基甲酰转移酶
O
~
P
O
23
H3PO4
氨基甲酰磷酸
NH2 CO
NH (C H 2)3
CH NH2 COOH
瓜氨酸
• 由鸟氨酸氨基甲酰转移酶(OCT)催化 • 反应在线粒体中进行，瓜氨酸生成后进入胞液
精氨酸的合成
NH2 CO
NH +
(C H 2)3
CH NH2 COOH
瓜氨酸
• 反应在胞液中进行
• 过程：先在线粒体中进行，再在胞液中进行 • 精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶 • 生理意义：氨的主要去路，解氨毒的重要途径
尿素合成的详细步骤
• 氨基甲酰磷酸的合成
• 反应在线粒体中进行，反应不可逆
2 + NH3 + H2O + 2ATP
O H2N C
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ （N-乙酰谷氨酸，Mg2+）
O ~ PO32- + 2ADP + Pi
氨基甲酰磷酸
瓜氨酸的合成
NH2 (C H 2)3
+
CH NH2 COOH
短寿命的酶 鸟氨酸脱羧酶 RNA聚合酶I 酪氨酸转氨酶 酪氨酸水合酶
半存活时间/h 0.2 1.3 2.0 4.0
长寿命的酶 半存活时间/h
磷酸烯醇式丙酮酸
5.0
羧化酶
醛缩酶
118
甘油醛磷酸脱氢酶
130
细胞色素b
130
乳酸脱氢酶
130
细胞色素c
150
蛋白质降解的泛肽途径
• 泛肽
• 76个氨基酸的小分子蛋白 普遍存
① 氨基酸脱氨
氨基酸脱氨基
合成尿素
② 肾脏产生的氨 ③ 胺的氧化
• 去路：
肠道吸收氨 肾脏泌氨
血氨 合成Gln
合成氨基酸 及其它含氮物
① 合成尿素排出
② 生成谷氨酰胺和天冬酰胺
③ 合成非必需氨基酸及含氮物
④ 生成铵盐，经肾脏以铵盐形式排出
氨的转运
• 氨是有毒物质，血中的NH3主要是以无毒的Ala
及Gln两种形式运输的
蛋白质的酶促降解 氨基酸代谢
Contents 1 蛋白质的酶促降解 2 氨基酸的分解与转化
3 氨基酸的生物合成简介
Objectives
1 掌握氨基酸的分解途径：脱氨基 作用与脱羧基作用，重点掌握联 合脱氨基作用
2 掌握氨基酸分解产物的代谢途径： 氨基氮的排泄及尿素循环
3 了解生酮氨基酸、生糖氨基酸、 必需氨基酸的概念
L-谷氨酸脱氢酶
• GTP、ATP为其抑制剂
• GDP、ADP为其激活剂
要点：
①反应可逆 ②L-谷氨酸脱氢酶为不需氧脱氢酶，辅酶为
NAD+或NADP+ ③此酶分布广泛，但以肝、肾、脑中活性较强 ④此酶为别构酶。此反应与能量代谢密切相关
转氨基作用
• 在转氨酶的作用下，某一氨基酸脱去α-氨
基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得 到此氨基生成相应的氨基酸的过程
瓜氨酸
ATP
AMP + PPi
天冬氨酸
精氨酸
精氨酸代 琥珀酸 草酰乙酸
延胡索酸
苹果酸
鸟 氨 酸 循 环
α-酮戊 二酸
氨基酸
谷氨酸 α-酮酸
尿素合成小结
• 主要器官：肝脏（肝细胞的线粒体和胞液中） • 原料：合成1分子尿素
2 分子氨，一个来源于NH3，一个来源于 天冬氨酸
CO2 3个ATP的4个高能磷酸键