第十二章蛋白质代谢

第十三章

蛋白质代谢

⏹生物体内蛋白质存在不断的更新过程，体内蛋白质一方面分解为氨基酸；同时体内不断合成新的蛋白质

⏹异养生物摄取的蛋白质类营养成分在生物体内逐渐消化，吸收。

⏹蛋白质的代谢包括外源和内源蛋白质的降解及内源蛋白质的合成。

⏹作为蛋白质降解产物和合成前体物质的氨基酸的代谢包括氨基酸的分解和合成两方面。

第一节蛋白质的降解

一、内源蛋白质的降解

⏹1. 内源蛋白质降解的特性

⏹选择性降解

⏹降解速度由蛋白质的个性决定的。

⏹降解速度与营养状态及激素状态有关。

⏹意义: 排除不正常蛋白质，排除累积过多的酶和调节蛋白，细胞代谢井然有序。

2、内源蛋白的降解机制

⏹（1）溶酶体无选择性的降解蛋白质

⏹高尔基体产生的初级溶酶体与吞噬泡或自体吞噬泡结合成次级溶酶体,进一步消化降解形成小分子物质，将营养成分供细胞代谢用，多余残渣排出细胞外。

⏹（2）泛肽给选择降解的蛋白质加以标记

⏹泛肽与泛肽-活化酶偶连;泛肽形成泛肽-携带蛋白;泛肽与特定待降解蛋白质结合;泛肽连接的降解酶复合体将蛋白降解。

二. 外源蛋白质的降解

⏹外源蛋白质进入体内,经水解作用变为小分子的氨基酸,然后被吸收.

⏹吞噬作用,低等动物。

⏹消化管内消化吸收,高等动物。

⏹氨基酸进入细胞内:用来合成蛋白质;分解;同时体内也可以合成氨基酸。

•蛋白质的水解

消化道中的水解人和动物胃、小肠

水解酶：

三. 氮平衡

⏹机体蛋白质摄入量和排出量的比例关系,用氮含量表示。

⏹总氮平衡:氮的摄入量和排出量相等。

⏹正氮平衡:氮的摄入量大于排出量。

⏹负氮平衡:氮的摄入量小于排出量。

第二节氨基酸的分解代谢

⏹氨基酸的降解主要包括：

⏹氨基的转移:脱氨,转氨。

⏹羧基的转移:脱羧作用。

⏹氨的代谢:氨的排出或利用。

⏹碳骨架的变化

氨基酸的分解过程

一. 氨基酸氨基的转移

⏹1. 转氨基作用:氨基酸和α-酮酸之间转移,形成新的氨基酸和新的酮酸。

⏹转氨酶：

⏹动植物和微生物分布广泛,可存在线粒体和细胞溶胶。

⏹大多数转氨酶需要α-酮戊二酸作为氨基的受体,对两底物之一是专一的,另一底物无严格的专一性,酶的命名是根据催化活力最大的的氨基酸,50种以上转氨酶。

⏹催化L-氨基酸反应,且反应都是可逆的.

⏹动物组织中占优势的转氨酶为谷丙转氨酶和谷草转氨酶。

⏹辅酶为磷酸吡哆醛。

转氨基的作用机理

常见转氨基形式

⏹2. 氧化脱氨基作用

⏹氧化脱氨作用将氨基酸氧化为α-酮酸和NH3。

⏹L-氨基酸氧化酶

⏹D-氨基酸氧化酶

⏹专一性氨基酸氧化酶:L-甘氨酸氧化酶,D-天冬氨酸氧化酶。

⏹最主要的为谷氨酸脱氢酶。

⏹3. 联合脱氨基作用

⏹转氨作用只有氨基的转移而没有氨基的真正脱落,氧化脱氨能直接脱氨,但只有Glu脱氢酶活性最高,仅靠它脱氨是不够的.联合脱氨是主要的脱氨方式。

⏹（１）转氨酶和谷氨酸脱氢酶联合脱氨方式

⏹（２）嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基方式

⏹次黄嘌呤核苷酸与天冬氨酸作用形成中间产物腺苷酸代琥珀酸，后者在裂合酶作用下，分裂成腺嘌呤核苷酸和延胡索酸，腺嘌呤核苷酸水解后即产生游离氨基酸和次黄嘌呤核苷酸。

⏹4. 非氧化脱氨形式

⏹多发生在微生物体:还原脱氨基

水解脱氨基

脱水脱氨基

脱硫氢基脱氨基

5. 脱酰胺基作用

二、氨基酸的脱羧基作用

三. 氨的命运

⏹1. 生物体用来合成其他含氮化合物,如:核酸;被重新合成含氮有机物,参与氨基酸的合成

⏹氨甲酰磷酸合成酶催化生成氨甲酰磷酸

⏹谷氨酸脱氢酶作用下生成谷氨酸

⏹NH4++α-酮戊二酸+ NADPH +H+

谷氨酸+NADP++H2O

⏹高等植物:将氨以Gln,Asn形式贮存。

⏹谷氨酰胺合成酶催化下将谷氨酸转化为谷氨酰胺,动植物中氨在组织或细胞间的转运方式。

⏹2. 氨的排泄

⏹氨对生物体是有毒害性的物质,特别是高等动物的脑对氨极为敏感,因此有机体必须将多余的氨排出体外。

⏹排氨:某些水生动物以氨的形式排出体外。

⏹排尿素:绝大多数陆生脊椎动物将氨转变为尿素。

⏹排尿酸:鸟类,爬行类,以尿酸的形式排出体外。

⏹3. 氨的转运

⏹（1）谷氨酰胺形式运输

⏹运输到需要部位,排泄部位,如鳃,肝脏形成尿素或尿酸。

⏹谷氨酰胺是中性无毒物质，容易透过细胞膜，是氨的主要运输形式，而谷氨酸带负电荷不能透过细胞膜，谷氨酰胺由血液运送到肝脏，肝细胞的谷氨酰胺酶将其分解为谷氨酸和氨。

⏹（2）葡萄糖-丙氨酸循环转运氨

⏹从肌肉到肝脏,或植物组织间转运。

⏹谷氨酸与丙酮酸在谷丙转氨酶催化下,形成丙氨酸和酮戊二酸,丙氨酸经血液循环运送到肝脏,再经谷丙转氨酶形成谷氨酸和丙酮酸,运输氨和组织中产生的丙酮酸。

▪以丙氨酸的形式转运

肌肉组织

四、尿素循环（鸟氨酸循环）

⏹最早发现的代谢循环,Hans Krebs

⏹1. 氨甲酰磷酸合成酶

⏹真核生物中两类氨甲酰磷酸合成酶

⏹线粒体氨甲酰磷酸合成酶I:氨作为氮供体，参与尿素的合成。N-乙酰谷氨酸别构激活。

⏹细胞溶胶氨甲酰磷酸合成酶II:以谷氨酰胺作为氮供体,参与嘧啶碱基的合成。