(农业大学)生物化学(2)

COOH CH2
N H3
ATP
A D P+ P i
谷氨酰胺合成酶
CH2
谷氨酰胺酶
CHNH2 NH3 COOH
H2O
CONH2 CH2 CH2 CHNH2 COOH
Glu
Gln
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• 在肌肉组织中，存在葡萄糖-丙氨酸循环：即产生 的大量氨（通过转氨基以谷氨酸的氨基形式存在 ）转到丙酮酸形成丙氨酸，丙氨酸在血液中转运 到肝脏，在转氨酶作用下变为丙酮酸和谷氨酸， 谷氨酸进一步进行转氨基或氧化脱氨基，为合成 尿素准备前体物。
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3、尿素循环步骤：
• 尿素循环（在肝脏）： • 5步酶促反应，2步在线粒体，3步在细胞溶胶，
共消耗3个ATP。 • 尿素分子中1个N原子来自氨，另一个N原子来自
天冬氨酸，其C（包括O）原子来自HCO3-
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尿素合成图示
N H 3+ C O 2 + H2O
线粒体
胞液
2ATP 2ADP+Pi
AGA
氨基甲酰磷酸Fra Baidu bibliotek
Pi
鸟氨酸
鸟氨酸 尿素
瓜氨酸
ATP AMP+PPi
鸟氨酸循环
瓜氨酸 天冬氨酸
α-KG
精氨酸代 琥珀酸
谷氨酸 草酰乙酸
苹果酸
精氨酸
延胡索酸
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氨基酸 α-酮酸
（1）氨甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸合成酶 尿素的第一个N原子的获取
• 氨肽酶：从N末端水解肽键；
• 羧肽酶A：水解除Pro、Arg、Lys外的C末端残基；
• 羧肽酶B：水解Arg、Lys为C末端的残基；
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• 蛋白质经过上述消化管内各种酶的协同作 用，最后全部转变为游离的氨基酸。
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第二节、氨基酸的分解代谢
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一、氨基酸降解
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2、 氨的排泄
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三、尿素的形成
1、尿素循环的发现
• 1932,德国学者Hans Krebs提出尿素循环(urea cycle)或鸟氨酸循环(ornithine cycle)
2、尿素生物合成需要的原料
• NH3、CO2、鸟氨酸、天冬氨酸、ATP和一系列的 酶、Mg2+参加作用。
受体。 • 重要的转氨酶：谷丙转氨酶、谷草转氨酶 • 不同氨基酸和α-酮戊二酸的转氨形成谷氨酸在氨
基酸的分解代谢中占有重要地位。（反应）
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2、氧化脱氨基作用
（1）由L-氨基酸氧化酶催化。 • 氨基酸+ H2O+O2 → α-酮酸+NH3+ H2O2 • L-氨基酸氧化酶以FAD作为辅基。
• 氨基酸的分解分三步： • 第一步，脱氨基，脱下的氨基或转化为氨，或转
化为天冬氨酸或谷氨酸的氨基； • 第二步，氨与天冬氨酸N原子结合，形成尿素并
排放； • 第三步，氨基酸的碳骨架，即脱去氨基后的α-酮
酸转化为代谢中间物进入三羧酸循环。
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（一）氨基酸的脱氨基作用
• 脱氨基的方式，不同生物不完全相同。
• 胃蛋白酶：催化Phe、Tyr、Trp、Leu等氨基形成的肽 键的断裂；
• 胰蛋白酶：水解Lys、Arg羧基参与形成的肽键； • 胰凝乳蛋白酶：水解Phe、Tyr、Trp羧基参与形成的
肽键； • 弹性蛋白酶：水解各种脂肪氨基酸羧基形成的肽键；
（2）外切酶：从氨基端或羧基端逐一的向内 水解肽链成氨基酸
（2）谷氨酸脱氢酶
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
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3、联合脱氨基作用
• 主要形式：α-氨基酸先与α-酮戊二酸起转氨基作 用，形成谷氨酸；谷氨酸再通过谷氨酸脱氢酶脱 氨。
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第一节、蛋白质的降解
一、蛋白质降解的意义
• 1、排除不正常的蛋白质，它们一旦积聚，将对细 胞有害；
• 2、排除积累过多的酶和“调节蛋白”，使细胞代 谢得以秩序井然地进行。
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二、蛋白质降解的特性
• 1、细胞有选择地降解非正常蛋白质。 • 2、正常的胞内蛋白质被排除的速度是由它
1、氨基转移反应
（1）转氨基作用：在氨基转移酶的催化下，氨基酸 脱下的氨基转移到一个α-酮酸上，产生与原氨基 酸相应的酮酸和一个新的氨基酸。
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（2）氨基转移酶 • 辅基为吡哆醛-5、-磷酸（PLP）； • 转氨酶对谷氨酸和α-酮戊二酸有很高的专一性。 • 大多数以α-酮戊二酸、少数以草酰乙酸作为氨基
R C2H CO氨 O （ 基 P 酸 L 脱 H P 羧 ） 酶 RC 2N2 H H + 2 C N2H
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4、脱羧作用产生的胺类中少数有生理作用；
• 如： γ-氨基丁酸：一种神经递质
• L-谷氨酸脱羧酶
• L-谷氨酸
γ-氨基丁酸（GABA）+CO2
5、绝大多数胺类是对动物有毒的。
即泛肽标记选择性蛋白质降解方式
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四、机体对外源蛋白质的消化
（一）体内的蛋白酶系
1、 按存在部位分： （1）胃：胃蛋白酶 （2）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。
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1、按作用位点分：
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（1）内切酶：水解肽链内部的肽键，成短肽 。
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4、其他
• 如：脱酰胺基作用 • 酰胺酶催化的水解作用 • 天冬酰胺+H2O →天冬氨酸+ NH3
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（二）脱羧基作用
1、机体内部分氨基酸脱羧产生胺，由氨基酸脱羧 酶催化：
2、氨基酸脱羧酶需要磷酸吡哆醛为辅酶。（组氨 酸脱羧酶除外）
3、氨基酸的脱羧反应在生物界普遍存在，但不是 氨基酸代谢的主要方式。
们的特性所决定的。如：绝大多数快速降 解的酶都居于重要的“代谢控制”位置。 • 3、细胞中蛋白质降解的速度因营养和激素 状态而有所不同。
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三、蛋白质降解的反应机制：
• 真核细胞对蛋白质的降解有二体系： • 一是溶酶体系，即溶酶体降解蛋白质，是
非选种择性； • 二是以细胞溶胶为基础的，依赖ATP机制，
• 蛋白质腐烂后发出的臭味即由于腐胺（←鸟氨酸
）和尸胺（←赖氨酸）的缘故。
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二、氨的代谢去路
• 氨对生物机体是有毒物质，特别是高等动物的 脑对氨极为敏感。血液中1%的氨就可引起中枢 神经系统中毒。
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1、 氨的转运
• 在血液中主要以谷氨酰胺（需谷氨酰胺合成酶） 形式转运到肝脏，形成尿素；