7 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢

蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢

知识要点

蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物，它们共同决定和参与多种多样的生命活动。在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。

（一）蛋白质和氨基酸的酶促降解

在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。

（二）核酸的酶促降解

核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似，但产生的尿囊酸不是被排出体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。

嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。

（三）核苷酸的生物合成

生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP，首先合成尿苷酸，再转变成UDP、UTP和CTP。

在二磷酸核苷水平上，核糖核苷二磷酸（NDP）可转变成相应的脱氧核糖核苷二磷酸。催化此反应的酶为核糖核苷酸还原酶系，此酶由核苷二磷酸还原酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸苷酸（dTMP）的合成是由脱氧尿苷酸（dUMP）经甲基化生成的。

习题

一、选择题

1、生物体内大多数氨基酸脱去氨基生成α-酮酸是通过下面那种作用完成的？（）

A、氧化脱氨基

B、还原脱氨基

C、联合脱氨基

D、转氨基

2、下列氨基酸中哪一种可以通过转氨作用生成α－酮戊二酸？（）

A、Glu

B、Ala

C、Asp

D、Ser

3、转氨酶的辅酶是[ ]

A、TPP

B、磷酸吡哆醛

C、生物素

D、核黄素

4、以下对L－谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的？（）

A、它催化的是氧化脱氨反应

B、它的辅酶是NAD+或NADP+

C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基作用

D、它在生物体内活力不强

5、磷酸吡哆醛不参与下面哪个反应？（）

A、脱羧反应

B、消旋反应

C、转氨反应

D、羧化反应

6、合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是（）

A．Asp B．Gln C．Gly D．Asn

7．生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是（）

A．AMP B．GMP C．IMP D．XMP

8．人类和灵长类嘌呤代谢的终产物是（）

A．尿酸B．尿囊素C．尿囊酸D．尿素

9．从核糖核苷酸生成脱氧核糖核苷酸的反应发生在（）

A．一磷酸水平B．二磷酸水平C．三磷酸水平D．以上都不是

10．在嘧啶核苷酸的生物合成中不需要下列哪种物质（）

A．氨甲酰磷酸B．天冬氨酸C．谷氨酰氨D．核糖焦磷酸

11．用胰核糖核酸酶降解RNA，可产生下列哪种物质（）

A．3′-嘧啶核苷酸B．5′-嘧啶核苷酸C．3′-嘌呤核苷酸D．5′-嘌呤核苷酸

二、是非题（在题后括号内打√或×）

1、Lys为必需氨基酸，动物和植物都不能合成，但微生物能合成。（）

2、人体内若缺乏维生素B6和维生素PP，均会引起氨基酸代谢障碍。（）

3、磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。（）

三、问答题：

1、催化蛋白质降解的酶有哪几类？它们的作用特点如何？

2、氨基酸脱氨后产生的氨和a-酮酸有哪些主要的去路？

四、名词解释

联合脱氨基作用转氨基作用必需氨基酸