生物化学第十一章-蛋白质的降解与氨基酸代谢
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3、二肽酶：水解一切二肽
（二）细胞内蛋白质的降解及有关酶类
1.溶酶体的蛋白质降解体系 2.ATP-依赖性的蛋白质降解体系
三、生物固氮方式和氮平衡
（一）生物固氮
这种通过微生物将分子氮转化为含氮化合物的 过程称为生物固氮。
大气中的氮气——一切生物体内含氮化合物中 氮的最终来源
能够直接利用氮的细菌——自生固氮菌和共生 固氮菌
第第十十一一章章 蛋蛋白白质质的的降降解解与与氨氨基基酸酸代代谢谢
Chapter 11 Protein Degradation and Amino Acid Metabolism
第第一一节节 概概 述述
Section 1 Overview
百度文库
一、机体中氨基酸的来源与去向
二、蛋白质的水解及水解酶类
（一）外源性蛋白质的水解（消化）及有关 酶类
谷
氨
转
酸
氨
脱
酶
氢
酶
2. 转氨基作用和嘌呤核苷酸循环联合脱去氨基 体内某些组织如骨骼肌、心肌中的L-谷氨酸
脱氢酶活性低，骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织这 些部位以“嘌呤核苷酸循环”脱氨基作用为主。
肌肉及肝肾脑：嘌呤核苷酸循环（联合脱氨基）
（四）非氧化性脱氨基作用
主要在微生物体内进行,非氧化脱氨基作用又可区 分为： 脱水脱氨基 脱硫化氢脱氨基 直接脱氨基 水解脱氨基
2.α-氨基酸的α-氨基在转氨酶的催化下转移到α-酮酸的
酮基位置，结果原来的氨基酸生成相应的α-酮酸，原来
的α-酮酸则形成相应的α-氨基酸。
α-氨基酸-1 + α-酮酸-2
α-酮酸-1 + α-氨基酸-2
3.转氨酶
(1）转氨反应是可逆的，由转氨酶催化，普遍存在于动、植 物及微生物细胞中，酶活性强，专一性高，大部分以酮戊二酸为氨基受体形成Glu，对另一底物要求不严格。 如谷草转氨酶GOT，谷丙转氨酶GPT
固氮作用需要的酶——固氮酶，催化氮气还原 为铵盐
三、生物固氮方式和氮平衡
（二）氮平衡
氮平衡是反映机体摄入氮和排出氮之间的关系以 衡量机体蛋白质代谢概况的指标。 氮平衡是动态平衡
三、生物固氮方式和氮平衡
（二）氮平衡
1. 氮的总平衡:即摄入的氮量与排出的氮量相等。 （成人或动物） 2. 氮的正平衡:即摄入的氮量多于排出的氮量。 （正在成长的儿童或病后恢复的成人） 3. 氮的负平衡：即排出的氮量多于摄入的氮量。 （患有消耗性疾病或蛋白质摄入量不足时）
（一）外源性蛋白质的水解（消化）及有关酶类
1、肽链内切酶产生小肽
胃蛋白酶：水解由芳香族氨基酸（苯丙、酪）的-NH2形成的 肽键； 胰蛋白酶：水解由碱性氨基酸（赖、精）的-COOH形成的肽键; 胰凝乳蛋白酶：水解由芳香族氨基酸的-COOH基形成的肽键；
2、肽链外切酶产生自由氨基酸
氨肽酶：水解靠近肽链N端的肽键； 羧肽酶：水解靠近肽链C端的肽键；
R1
CH2 CH2 COOH R1
CH2 CH2 COOH
CH2 CH2 COOH
CHNH2 + CH=O
C=O + CHNH2
CH=O + NH3
COOH COOH 转氨酶 COOH COOH 谷氨酸脱氢酶 COOH
氨基酸 -酮戊二酸 -酮酸 谷氨酸
-酮戊二酸 氨
肝肾脑：转氨酶与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基
三、氨基酸的脱羧基作用
1.氨基酸的脱羧基作用是氨基酸经脱羧酶类催化， 脱去羧基，生成相应的伯胺和CO2的反应； RCHNH2COOH RCH2NH2 + CO2 脱羧酶专一性高，诱导酶类，磷酸吡哆醛为辅 酶；
(2)D-氨基酸氧化酶:(辅基为FAD),活性强，但体内D-氨基酸少，. (3)L-谷氨酸脱氢酶:(以NAD或NADP为辅酶）,普遍存在,活力高,
专一性强，只催化谷氨酸脱氢形成-酮戊二酸，是氧化脱氨 的主要途径
谷氨酸的氧化脱氨基
（二）氨基酸的转氨基作用
1.转氨基作用又称氨基移换作用，是α-氨基酸和α-酮酸之 间的氨基转移作用。
4. 水解脱氨基作用 水解脱氨基作用是在水解酶作用下产生羟酸和氨
水解酶
R-CH-COOH + H2O
R-CH-COOH +NH3
NH2
OH
（四）非氧化性脱氨基作用 3. 直接脱氨基作用
天冬氨酸在天冬氨酸酶催化下直接脱-NH2生成延 胡索酸。
5.天冬酰胺和谷氨酰胺的脱氨基也可视为脱氨的 一种类型。这是酰胺酶催化的水解脱酰胺基作用
反应步骤：（1）酶促脱氢 （2）自发水解 普遍存在于动、植物和需氧微生物
1、氧化脱氨基作用
氧化脱氨基作用特点：有氨生成
R CH COOH NH2
氨基酸
氨基酸氧化酶 R CH COOH – 2H NH
亚氨基酸
+ H2O R 2 C
O -酮酸
COOH
+ NH3
1、氧化脱氨基作用-催化反应所需的酶
(1)L-氨基酸氧化酶:（FAD或FMN为辅基的黄素蛋白酶），脱下的 氢传给氧形成过氧化氢，过氧化氢分解成水和氧以解毒。 此类酶活力低，不是主要的氧化脱氨基酶类。
(2)辅酶：磷酸吡哆醛，作用是传递氨基
4.三个重要的转氨基反应
氨基转移酶
(1)α-酮戊二酸 + α-氨基酸
谷氨酸 + α-酮酸
谷草转氨酶
(2)α-酮戊二酸 + 天冬氨酸
谷氨酸 + 草酰乙酸
谷丙转氨酶
(3)α-酮戊二酸 + 丙氨酸
谷氨酸 + 丙酮酸
（三） 氨基酸的联合脱氨基作用
1. 转氨酶与 L-谷氨酸脱氢酶联合作用脱去氨基
第第二二节节 氨氨基基酸酸的的分分解解代代谢谢
Section 2 Amino Acid Catabolism
氨基酸的分解代谢
氨基酸的结构共性—分子中有-氨基和-羧基， 故它们有共同的分解代谢途径： 一、氨基酸的脱氨基作用 二、氨基酸的脱羧基作用 三、氨基酸代谢产物的去向
氨基酸分解代谢的一般途径：
一、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸经酶促脱去氨基的过程称为脱氨基作用 氨基酸脱氨基作用主要包括:
1、氧化脱氨基作用：氨基酸氧化酶 2、转氨基作用：氨基转移酶 3、联合脱氨基：转氨基+氧化脱氨基
一、氨基酸的脱氨基作用
（一）脱氨基作用
1、氧化脱氨基作用——氨基酸在酶的催化下，在 氧化脱氢的同时释放出游离的氨，生成相应的 α-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。
（四）非氧化性脱氨基作用
1. 脱水脱氨基作用 含有羟基的氨基酸如丝氨酸和苏氨酸在氨基酸 脱水酶的作用下脱水、形成α-亚氨基酸，然后 再重排，脱氨基,形成相应的-酮酸和氨
（四）非氧化性脱氨基作用
2.脱硫化氢脱氨基反应 在氨基酸脱硫酶作用下含有巯基的Cys脱去硫化 氢，重排再脱氨，形成-丙酮酸和氨
（四）非氧化性脱氨基作用
（二）细胞内蛋白质的降解及有关酶类
1.溶酶体的蛋白质降解体系 2.ATP-依赖性的蛋白质降解体系
三、生物固氮方式和氮平衡
（一）生物固氮
这种通过微生物将分子氮转化为含氮化合物的 过程称为生物固氮。
大气中的氮气——一切生物体内含氮化合物中 氮的最终来源
能够直接利用氮的细菌——自生固氮菌和共生 固氮菌
第第十十一一章章 蛋蛋白白质质的的降降解解与与氨氨基基酸酸代代谢谢
Chapter 11 Protein Degradation and Amino Acid Metabolism
第第一一节节 概概 述述
Section 1 Overview
百度文库
一、机体中氨基酸的来源与去向
二、蛋白质的水解及水解酶类
（一）外源性蛋白质的水解（消化）及有关 酶类
谷
氨
转
酸
氨
脱
酶
氢
酶
2. 转氨基作用和嘌呤核苷酸循环联合脱去氨基 体内某些组织如骨骼肌、心肌中的L-谷氨酸
脱氢酶活性低，骨骼肌、心肌、肝脏和脑组织这 些部位以“嘌呤核苷酸循环”脱氨基作用为主。
肌肉及肝肾脑：嘌呤核苷酸循环（联合脱氨基）
（四）非氧化性脱氨基作用
主要在微生物体内进行,非氧化脱氨基作用又可区 分为： 脱水脱氨基 脱硫化氢脱氨基 直接脱氨基 水解脱氨基
2.α-氨基酸的α-氨基在转氨酶的催化下转移到α-酮酸的
酮基位置，结果原来的氨基酸生成相应的α-酮酸，原来
的α-酮酸则形成相应的α-氨基酸。
α-氨基酸-1 + α-酮酸-2
α-酮酸-1 + α-氨基酸-2
3.转氨酶
(1）转氨反应是可逆的，由转氨酶催化，普遍存在于动、植 物及微生物细胞中，酶活性强，专一性高，大部分以酮戊二酸为氨基受体形成Glu，对另一底物要求不严格。 如谷草转氨酶GOT，谷丙转氨酶GPT
固氮作用需要的酶——固氮酶，催化氮气还原 为铵盐
三、生物固氮方式和氮平衡
（二）氮平衡
氮平衡是反映机体摄入氮和排出氮之间的关系以 衡量机体蛋白质代谢概况的指标。 氮平衡是动态平衡
三、生物固氮方式和氮平衡
（二）氮平衡
1. 氮的总平衡:即摄入的氮量与排出的氮量相等。 （成人或动物） 2. 氮的正平衡:即摄入的氮量多于排出的氮量。 （正在成长的儿童或病后恢复的成人） 3. 氮的负平衡：即排出的氮量多于摄入的氮量。 （患有消耗性疾病或蛋白质摄入量不足时）
（一）外源性蛋白质的水解（消化）及有关酶类
1、肽链内切酶产生小肽
胃蛋白酶：水解由芳香族氨基酸（苯丙、酪）的-NH2形成的 肽键； 胰蛋白酶：水解由碱性氨基酸（赖、精）的-COOH形成的肽键; 胰凝乳蛋白酶：水解由芳香族氨基酸的-COOH基形成的肽键；
2、肽链外切酶产生自由氨基酸
氨肽酶：水解靠近肽链N端的肽键； 羧肽酶：水解靠近肽链C端的肽键；
R1
CH2 CH2 COOH R1
CH2 CH2 COOH
CH2 CH2 COOH
CHNH2 + CH=O
C=O + CHNH2
CH=O + NH3
COOH COOH 转氨酶 COOH COOH 谷氨酸脱氢酶 COOH
氨基酸 -酮戊二酸 -酮酸 谷氨酸
-酮戊二酸 氨
肝肾脑：转氨酶与谷氨酸脱氢酶的联合脱氨基
三、氨基酸的脱羧基作用
1.氨基酸的脱羧基作用是氨基酸经脱羧酶类催化， 脱去羧基，生成相应的伯胺和CO2的反应； RCHNH2COOH RCH2NH2 + CO2 脱羧酶专一性高，诱导酶类，磷酸吡哆醛为辅 酶；
(2)D-氨基酸氧化酶:(辅基为FAD),活性强，但体内D-氨基酸少，. (3)L-谷氨酸脱氢酶:(以NAD或NADP为辅酶）,普遍存在,活力高,
专一性强，只催化谷氨酸脱氢形成-酮戊二酸，是氧化脱氨 的主要途径
谷氨酸的氧化脱氨基
（二）氨基酸的转氨基作用
1.转氨基作用又称氨基移换作用，是α-氨基酸和α-酮酸之 间的氨基转移作用。
4. 水解脱氨基作用 水解脱氨基作用是在水解酶作用下产生羟酸和氨
水解酶
R-CH-COOH + H2O
R-CH-COOH +NH3
NH2
OH
（四）非氧化性脱氨基作用 3. 直接脱氨基作用
天冬氨酸在天冬氨酸酶催化下直接脱-NH2生成延 胡索酸。
5.天冬酰胺和谷氨酰胺的脱氨基也可视为脱氨的 一种类型。这是酰胺酶催化的水解脱酰胺基作用
反应步骤：（1）酶促脱氢 （2）自发水解 普遍存在于动、植物和需氧微生物
1、氧化脱氨基作用
氧化脱氨基作用特点：有氨生成
R CH COOH NH2
氨基酸
氨基酸氧化酶 R CH COOH – 2H NH
亚氨基酸
+ H2O R 2 C
O -酮酸
COOH
+ NH3
1、氧化脱氨基作用-催化反应所需的酶
(1)L-氨基酸氧化酶:（FAD或FMN为辅基的黄素蛋白酶），脱下的 氢传给氧形成过氧化氢，过氧化氢分解成水和氧以解毒。 此类酶活力低，不是主要的氧化脱氨基酶类。
(2)辅酶：磷酸吡哆醛，作用是传递氨基
4.三个重要的转氨基反应
氨基转移酶
(1)α-酮戊二酸 + α-氨基酸
谷氨酸 + α-酮酸
谷草转氨酶
(2)α-酮戊二酸 + 天冬氨酸
谷氨酸 + 草酰乙酸
谷丙转氨酶
(3)α-酮戊二酸 + 丙氨酸
谷氨酸 + 丙酮酸
（三） 氨基酸的联合脱氨基作用
1. 转氨酶与 L-谷氨酸脱氢酶联合作用脱去氨基
第第二二节节 氨氨基基酸酸的的分分解解代代谢谢
Section 2 Amino Acid Catabolism
氨基酸的分解代谢
氨基酸的结构共性—分子中有-氨基和-羧基， 故它们有共同的分解代谢途径： 一、氨基酸的脱氨基作用 二、氨基酸的脱羧基作用 三、氨基酸代谢产物的去向
氨基酸分解代谢的一般途径：
一、氨基酸的脱氨基作用
氨基酸经酶促脱去氨基的过程称为脱氨基作用 氨基酸脱氨基作用主要包括:
1、氧化脱氨基作用：氨基酸氧化酶 2、转氨基作用：氨基转移酶 3、联合脱氨基：转氨基+氧化脱氨基
一、氨基酸的脱氨基作用
（一）脱氨基作用
1、氧化脱氨基作用——氨基酸在酶的催化下，在 氧化脱氢的同时释放出游离的氨，生成相应的 α-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。
（四）非氧化性脱氨基作用
1. 脱水脱氨基作用 含有羟基的氨基酸如丝氨酸和苏氨酸在氨基酸 脱水酶的作用下脱水、形成α-亚氨基酸，然后 再重排，脱氨基,形成相应的-酮酸和氨
（四）非氧化性脱氨基作用
2.脱硫化氢脱氨基反应 在氨基酸脱硫酶作用下含有巯基的Cys脱去硫化 氢，重排再脱氨，形成-丙酮酸和氨
（四）非氧化性脱氨基作用