蛋白质降解与氨基酸代谢(1)

➢ 此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，也是 体内合成非必需氨基酸的主要方式。
➢ 主要在肝、肾、骨骼肌、心肌和脑组织中进行
2、脱氨基类型
（1）转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 （2）转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联
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转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH+H+ L-谷氨酸脱氢酶
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1、溶酶体组织蛋白酶降解途径
• 由单层膜包围的，内含多种酸性水解酶类的细胞 器，不依赖ATP
• 清除无用蛋白质、核酸等生物大分子及衰老、损 伤和死亡的细胞
• 营养充足时，非选择性降解 • 饥饿状态下，有选择性降解 • 多水解半寿期较长的蛋白质
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2、依赖于ATP的泛素降解途径
• 泛素（ubiquitin） • 是由76个AA（8.5kD）组成的、高度保守的
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11.2.3、氨的代谢去路
•氨是机体正常代谢产物，具有毒性。 •正常人血氨浓度很低，一般不超过 0.6μmol/L。 动物体中氨基酸脱下去的氨有三条去路
排泄：体内的氨主要在肝内合成尿素而随 尿液排出。 贮存：以酰胺的形式贮存 合成：重新合成新的氨基酸和其他含氮物
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（一）氨的排泄方式
• 水生动物：脱下的氨随水直接排泄 • 鸟类及生活在干燥环境的爬虫类：以尿酸形
COOH
CH2
+ CO2
CH2NH2
β-丙氨酸
氨基酸脱羧酶专一性很强，每一种氨基酸都有 一种脱羧酶，除组氨酸脱羧酶外，辅酶都是磷 酸吡哆醛。
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氨基酸脱羧的生理意义
氨基酸脱羧反应广泛存在于动、植物和微 生物中。但不是氨基酸代谢的主要途径
生成的胺类很多具有重要生理功能
如脑组织中L-Glu脱羧生成γ-氨基丁酸， 是重要的神经介质。 His脱羧生成组胺（又称组织胺），可使 血管舒张，降低血压的作用。 Tyr脱羧生成酪胺，有升高血压的作用。
组织 胰腺
脾 肺 血清
GOT 28000 14000 10000
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GPT 2000 1200 700
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•血清转氨酶活性，临床上可作为疾病诊断和 预测的指标之一。
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4、转氨基作用的机制
•转氨酶的辅酶是磷酸吡哆醛
氨基酸 α-酮酸
磷酸吡哆醛 转氨酶
磷酸吡哆胺
谷氨酸 α-酮戊二酸
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5、转氨基作用特点及意义
2、定义：是尿素生成的过程，由于它是一条环
状途径，所以称尿素循环(urea cycle) 。由于途径 中循环出现鸟氨酸，故称为鸟氨酸循环(orinithine cycle)，也称Krebs-Henseleit循环。
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3、尿素循环过程
• 分三个阶段 • 第一阶段：鸟氨酸+CO2+NH3 • 第二阶段：瓜氨酸+NH3
胃壁细胞 和主细胞
盐酸 胃蛋白酶原
(pepsinogen)
激活
胃蛋白酶
(pepsin)
•胃蛋白酶的最适pH为1.5～2.5，对蛋白 质肽键作用特异性差，产物主要为多 肽及少量氨基酸。
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2.小肠中的消化---小肠是蛋白质消化的主要部位
胰酶及其作用
胰酶（胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶及羧肽酶） 是消化蛋白质的主要酶， 最适pH为7.0左右， 包括内肽酶和外肽酶。
为可逆反应。该酶在肝脏中活性较高，在肝脏疾 病时，可引起血清中ALT活性明显升高。
丙氨酸 + α-酮戊二酸
GPT 丙酮酸 + 谷氨酸
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• ⑵谷氨酸草酰乙酸转氨酶（谷草转氨酶） • GOT：glutamic oxaloacetate transaminase • 又叫天冬氨酸氨基转移酶（AST） • AST：aspartate transaminase 。 • 催化天冬氨酸与α-酮戊二酸之间的氨基移换反应，
L-谷氨酸脱氢酶
-酮戊二 酸+ NH3
NAD(P)+
NAD(P)H
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（二）转氨基作用(transamination)
1、定义 在 转 氨 酶 (transaminase) 的 作 用 下 ，
一种氨基酸的-氨基转移到-酮酸的酮 基上，从而生成相应的一分子-酮酸和 一分子-氨基酸，这种作用称转氨基作 用，也叫氨基移换反应
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葡萄糖—丙氨酸循环
丙氨酸
丙氨酸通过血液运至肝脏：
谷氨酸
Glu
谷氨酸脱氢酶
α-酮戊二酸 +
NH3 肝脏
合成尿素
丙酮酸 糖异生 葡萄糖 血液循环 肌肉
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（三）尿素的生成机制和鸟氨酸循环
由Hans Krebs 和Kurt Henseleit 1932年发现的第一 条环状代谢途径
1、生成部位：主要在肝细胞的线粒体及胞液中。
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（二）吸收过程
消化道内的物质透过粘膜进入血液或 淋巴的过程称为吸收。 食物蛋白质消化后形成的游离氨基酸和小 肽通过肠粘膜的上皮细胞吸收后，其小肽 多在肠细胞中被水解，氨基酸则通过门静 脉被输送到肝。
肝脏是氨基酸进行各种代谢变化的 重要器官
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氨基酸代谢概况
食物 消化吸收 蛋白 质
组织 分解 蛋白 合成 质
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（五）氨基酸的脱酰胺基作用
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（五）氨基酸的脱酰胺基作用
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11.2.2、氨基酸的脱羧基作用
AA在脱羧酶作用下，脱去羧基生成CO2和一级胺
COOH
CHNH2 CH2 CH2 COOH
Glu
COOH
CH2 CH2
+ CO2
CH2NH2
γ-氨基丁酸
COOH CH2 CH-NH2 COOH
Asp
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（二）氨的转运
2、以丙氨酸形式的转运：
丙氨酸-葡萄糖循环(alanine-glucose cycle) •生理意义:
① 肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝。 ② 肝为肌肉提供葡萄糖。
*转运1分子Ala相当于运转1分子氨和1分子丙酮 酸进入肝脏，既去除NH3，又避免了丙酮酸或乳 酸在肌肉中堆积，这就是葡萄糖-丙氨酸在肌肉 和肝脏间循环的意义。
D-氨基酸氧化酶：是一种需氧脱氢酶，以FAD为 辅基，活性强，分布广，但体内D-氨基酸数量少， 故作用也不大。
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R-CH-COO|
NH3+
L-α-氨基酸
L-氨基酸氧化酶（FAD、FMN）R-C|| -COO-+NH3
O
O2
H2O
α-酮酸
该反应分两步进行： 第一步脱氢生成α-氨基酸亚氨基酸； 第二步是加水脱氨，直接水解生成α-酮酸及氨
瓜氨酸 精氨酸
精氨酸酶
• 第三阶段：精氨酸
尿素+ NH3
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第一阶段：由鸟氨酸合成瓜氨酸
反应在线粒体中进行
（1） 氨甲酰磷酸的合成
CO2 + NH3 + H2O + 2ATP
氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ （N-乙酰谷氨酸，Mg2+） O
H2N C O ~ PO32- + 2ADP + Pi
氨基甲酰磷酸
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α-酮酸
L-谷氨酸
H2O+NAD+
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转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联
α-氨基酸 α-酮戊二酸
天冬氨酸
次黄苷酸
NH3
α-酮酸
谷氨酸
草酰乙酸
腺苷琥珀酸
苹果酸
延胡索酸
腺苷30酸
（四）非氧化脱氨基作用
• 极少数氨基酸采用非氧化脱氨基作用，如Ser、 His等，主要在微生物体内进行，动物体不普遍
包括五种类型 还原脱氨基 脱水脱氨基 脱硫化氢脱氨基 直接脱氨基 水解脱氨基
1、氧化脱氨基作用 2、转氨基作用 3、联合脱氨基作用 4、非氧化脱氨基作用 5、脱酰胺基作用
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（一）氧化脱氨基作用
α-氨基酸在酶的催化下脱去氨 基生成相应的α-酮酸，消耗氧， 产生氨的过程称为氧化脱氨基作 用。
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氨基酸氧化脱氨的主要酶
• L-氨基酸氧化酶
（L-amino acid oxidase)
按键
PCBA
开关键
传统机械按键设计要点：
1.合理的选择按键的类型，尽量选择 平头类的按键，以防按键下陷。
2.开关按键和塑胶按键设计间隙建议 留0.05~0.1mm，以防按键死键。 3.要考虑成型工艺，合理计算累积公 差，以防按键手感不良。
4、水解脱氨基作用
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5.直接脱氨基：
天冬氨酸
天冬氨酸酶
延胡索酸 + 氨
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L-谷氨酸脱氢酶
特点
• 不需氧，活性强，分布于肝、肾及脑组织 • 辅酶为NAD+或NADP+ • 专一性强，只作用于谷氨酸，催化可逆反应 • 别构酶，ATP、GTP、NADH是别构抑制剂，
ADP、GDP是别构激活剂 • 动植物、微生物中普遍存在。 • 最适pH在中性附近
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反应过程
谷氨酸+ H2O
• D-氨基酸氧化酶
（D-amino acid oxidase)
• L-谷氨酸脱氢酶
（L-glutamate dehydrogenase)
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氨基酸氧化脱氨的主要酶
L-氨基酸氧化酶：是一种需氧脱氢酶，以FAD或 FMN为辅基，脱下的氢原子交给O2，生成H2O2。 pH为10左右，生理条件下活性低，在各组织器官 中分布有限，因此作用不大。
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2、反应式
• 特点：没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代 谢库中各种氨基酸的比例。 • 大多数氨基酸可参与转氨基作用，但甘氨酸、 苏氨酸、赖氨酸、脯氨酸除外。