7 蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢
生物化学第九章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢
线粒体 O
2ATP+CO2+NH3+H2O 1 H2N-C- P
氨甲酰磷酸
2ADP+Pi
谷氨酸
-酮戊
谷氨酸 二酸
-酮戊
鸟氨酸
2
二酸
氨基酸
鸟氨酸
O
NH2尿-C素-NH2
尿素循环
5
瓜氨酸 瓜氨酸
3
氨基酸
-酮戊 二酸
氨基化 非必需氨基酸
合成
糖或脂类
生糖氨基酸：脱氨基后的酮酸在特定 条件下通过糖的异生作用转变为糖。
生酮氨基酸：脱氨基后的酮酸经代 谢产生乙酰ＣoＡ则不能再异生为糖，
只能转变为酮体或脂肪酸。
氧化
生糖兼生酮氨基酸：脱氨基后的酮 酸既可异生为糖又可以转变为酮体
CO2 + H2O + ATP
２０种氨基酸通过各自途径形成α-酮酸，但最后集中 形成５个中间产物（乙酰ＣoＡ、α-酮戊二酸、草酰
乙酸、琥珀酰ＣoＡ、延胡索酸）进入ＴＣＡ
(1) α-酮酸再合成氨基酸
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH
L-谷氨酸脱氢酶
H20+NAD+
α-酮酸
L-谷氨酸
α-酮戊二酸利用氨生成谷氨酸是α-酮酸合成氨基酸主要途径，谷氨酸的 氨基能转到任何一种α-酮酸上面，从而形成各种氨基酸．
（２）生糖和生酮氨基酸种类
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛（PLP） 为辅基，它与酶蛋白以牢固的共价键形式结 合。
氧化脱氨基作用
定义：-AA在酶的作用下，生成-酮酸 和氨，同时伴有脱氢氧化的过程。
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2 氨基酸代谢概况 3 氨基酸降解与转化
（1）脱氨基作用 氧化脱氨基作用：转氨基作用；联合脱氨基
（2）脱羧基作用，脱羧产物—胺类物质的生理功能 （3）氨基酸分解产物的转化
4 氨和氨基酸的生物合成
(1) 自然界的氮循环
（2）生物固氮的生物化学
氨基酸的分解与转化
一、氨基酸代谢概况 二、氨基酸的脱氨基作用 三、氨基酸的脱羧基作用 四、氨基酸分解产物的转化
氨基酸代谢概况
食物蛋白质
体蛋白
氨基酸
特殊途径 （次生物质代谢）
生物固氮 硝酸还原
NH4+
-酮酸 CO2 胺
NH3 糖及其代谢
鸟氨酸 中间产物 循环
脂肪及其代 谢中间产物
NH4+ 尿素
TCA
作用特征
作用于多肽链的N-末端
3、4、13 3、4、14
-羧肽水解酶
(-carboxyl peptide hydrolase)
作用于多肽链的C-末端
二羧肽水解酶 (depeptide
hydrolase)
水解二肽
蛋白酶的种类和专一性
编号
名称
作用特征 实例
3、4、2、1 丝氨酸蛋白酶类
活性中心含
(serine pritelnase)
（2）各族氨基酸的前体及相互关系
非 必 需 氨 基 酸 的 生 物 合 成
各
种
丝氨
氨
酸族
His 和 芳香族
基
酸
的
前
丙氨 酸族
体
及
相
互
关
天冬氨
酸族
系
生物化学复习题 (2)
生物化学各章知识要点及复习参考题蛋白质的酶促降解、氨基酸代谢、核苷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。
氨基酸代谢
2. 转氨基作用
R1 H C NH2
R2
+
转氨酶
C
O
COOH
COOH
R2
+
H C NH2 COOH
转氨酶（其辅酶为磷酸吡哆醛） 转氨酶（其辅酶为磷酸吡哆醛）
*丙氨酸氨基转移酶（ALT） 又称谷丙转氨酶（GPT） 丙氨酸氨基转移酶（ 丙氨酸氨基转移酶 ） 又称谷丙转氨酶（ ） 谷氨酸 + 丙酮酸 ALT α-酮戊二酸 酮戊二酸
通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基过程
嘌呤核苷酸循环联合脱氨（ 嘌呤核苷酸循环联合脱氨（1）
COOH α-酮戊二酸 酮戊二酸 (CH2)2 C=O
COOH H2N CH CH2
氨基酸
COOH
R C=O
GPT
COOH (CH2)2 CHNH2 COOH
GOT
COOH
天冬氨酸
CH2COOH COCOOH 草酰乙酸
②泛素（ubiguitin）途径（泛素/26S蛋白酶体 途径） 泛素（ ）途径（泛素 蛋白酶体 途径） －－依赖 依赖ATP， －－依赖 ，
碱性系统， 在pH=7.2的胞液中起作用，主要水解短寿命蛋 白质和反常蛋白质。
又称泛素标记选择性蛋白质降解。 又称泛素标记选择性蛋白质降解。
第二节 氨基酸的一般代谢
精氨酸代琥珀酸
精氨酸的合成3. 精氨酸的合成-2
NH2 C NH
COOH HC
精氨酸代琥 珀酸裂解酶
NH
+
(CH2)3 CH-NH2 COOH
CH COOH
延胡索酸
精氨酸
4. 精氨酸水解为尿素
NH2 C NH NH
NH2
精氨酸酶
蛋白质酶促降解和氨基酸代谢
8.1.3.3 蛋白质降解的泛肽途径 Hershko, A.等1978年从网织红细胞依赖 年从网织红细胞依赖ATP 等 年从网织红细胞依赖 的蛋白质水解系统中分离出一种热稳定因 个氨基酸组成， 子，由76个氨基酸组成，后来发现它广泛 个氨基酸组成 存在于各类真核细胞， 存在于各类真核细胞 ， 因而命名为泛肽 (ubiquitin)。 。 在泛肽激活酶(E1)、泛肽载体蛋白 在泛肽激活酶 、 泛肽载体蛋白(E2)和泛 和泛 蛋白连接酶(E3)的共同作用下 ， 泛肽 的共同作用下， 肽 –蛋白连接酶 蛋白连接酶 的共同作用下 C-端羧基与底物蛋白中赖氨酸残基ε-氨基 端羧基与底物蛋白中赖氨酸残基ε 端羧基与底物蛋白中赖氨酸残基 氨基 形成异肽键， 形成异肽键，后续泛肽以类似方式连接成 至少4个 ， 串(至少 个)，完成对底物蛋白的多泛肽化 至少 标记，形成多泛肽化蛋白。 标记，形成多泛肽化蛋白。
泛素的结构与组成
泛素含有76个氨基酸残基 广泛存在于真核生物 泛素含有 个氨基酸残基,广泛存在于真核生物 个氨基酸残基 广泛存在于真核生物, 目前尚未发现泛素存在于原核生物中， 目前尚未发现泛素存在于原核生物中，泛素的氨基 酸序列极其保守。泛素基因主要编码两种泛素前体 酸序列极其保守。 蛋白质:一种是多聚泛素 另一种是泛素融合蛋白 蛋白质 一种是多聚泛素,另一种是泛素融合蛋白。 一种是多聚泛素 另一种是泛素融合蛋白。
泛素化和去泛素化
• ③泛素可以直接从 转移给底物蛋白形成 泛素可以直接从E2转移给底物蛋白形成
Ub蛋白复合物 这时的底物多是些碱性蛋白 蛋白复合物,这时的底物多是些碱性蛋白 蛋白复合物 (如组蛋白 ,而在大多数情况下 底物蛋白先 如组蛋白) 而在大多数情况下,底物蛋白先 如组蛋白 而在大多数情况下 与泛素连接酶( 与泛素连接酶 ubiquitin ligating enzyme, E3) 特异性结合,E3可使 和底物蛋白相互接近, 可使E2和底物蛋白相互接近 特异性结合 可使 和底物蛋白相互接近 继而蛋白底物与E2酶连接的泛素结合 酶连接的泛素结合,这样 继而蛋白底物与 酶连接的泛素结合 这样 就完成了底物蛋白质的泛素化。 就完成了底物蛋白质的泛素化。
蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢课件
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蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢的疾病关 联
疾病状态下蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢的变化
疾病状态下蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢的变化 疾病状态下蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢的变化 疾病状态下蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢的变化
蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢课件
• 蛋白质的酶促降解 • 氨基酸代谢 • 蛋白质的酶促降解与氨基酸代谢的关系 • 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢的疾病关
联 • 研究展望
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蛋白质的酶促降解
蛋白质的酶促降解概述
蛋白质的酶促降解是生物体内蛋白质 代谢的重要环节，通过酶的作用将蛋 白质分解成氨基酸，以满足机体对氨 基酸的需求。
蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢的研究挑战
蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢是一个非常复杂的生物学过程，涉及多 种酶和分子的相互作用，研究难度较大。
目前对于某些酶和分子的作用机制仍不完全清楚，需要进一步深入研究。
在实际应用方面，如何将研究成果转化为临床治疗方法和药物仍面临许 多挑战，需要加强基础研究和临床应用的结合。
蛋白质的酶促降解的生物学意义
维细胞内氨基酸平衡
促进营养物质的吸收
参与免疫反应
维持细胞功能
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氨基酸代谢
氨基酸代谢概述
氨基酸是构成蛋白质的基本单 位，是生物体进行生命活动不 可或缺的物质。
氨基酸代谢是指氨基酸在生物 体内经过一系列化学反应被利 用、转化的过程。
氨基酸代谢与能量代谢、核苷 酸合成等密切相关，是生物体 内物质循环和能量转换的重要 环节。
蛋白质降解和氨基酸代谢优秀课件.ppt
学习目标
◆掌握一些主要的概念：转氨作用，氧化脱氨，联合脱氨 基作用,鸟氨酸循环(尿素循环)，生酮和生糖氨基酸
◆熟悉鸟氨酸循环发生的部位，循环中的各步酶促反应， 尿素氮的来源
◆了解氨基酸碳骨架的氧化途径，特别是与代谢中心途径 （酵解和柠檬酸循环）的关系，以及一些氨基酸代谢 中酶的缺损引起的遗传病.
内容提要
◆生物体内蛋白质的降解体系主要包括溶酶体的非选择性降解和泛 肽/26S蛋白酶体的选择性降解.
◆谷氨酸脱氢酶催化氨整合到谷氨酸中，谷氨酰胺是氨的一个重要 载体和主要运输形式。葡萄糖-丙氨酸循环.
◆转氨酶催化α-氨基酸和α-酮酸的可逆相互转换。 ◆联合脱氨基作用是生物体脱氨的主要方式,主要分为以谷氨酸脱
L-谷氨酸脱氢酶
CH NH2 COOH
NAD(P)+ NAD(P)H+H+
COOH
CH2 CH2 C=O
+ NH3
COOH
R-CH-COO|
氨基酸氧化酶（FAD、FMN） R-C|| -COO-+NH3
NH+3
α-氨基酸
H2O+O2
H2O2
O
α-酮酸
蛋白质降解和氨基酸代谢优秀课件
• 氨基酸氧化酶：
（pepsinogen） （pepsin）
小肠 分泌 肠促胰液肽 中和胃酸
（secretin）
小肽
胰蛋白酶，糜蛋白酶，弹性蛋白酶
（trypsin） （chymotrypsin） （elastase）
羧肽酶， 氨肽酶 ， 二（三）肽酶
（carboxypeptidase）（aminopeptidase） （di，tripeptidase）
第八章 氨基酸代谢
氨的含量过高，会引起机体中枢神经系 统中毒，代谢紊乱。
（一） 鸟氨酸循环
鸟氨酸循环又叫尿素循环或尿素生成,在肝中进 行。其反应历程如下。
1、 氨甲酰磷酸的合成
•
氨甲酰磷酸合成酶I
CO2+NH3+2ATP—————————> H2N-CO-PO3H2（氨甲酰磷酸）+2ADP+Pi
• 其中，IMP即次黄苷一磷酸(即次黄苷 酸)；
•
AMPS即腺苷酸代琥珀酸。
• （2） 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 AMPS——————————> AMP（腺苷酸）+ 延胡索酸
（3） AMP（腺苷酸）+ H2O 腺苷酸脱氨酶 ——————>IMP+ NH3
（4） 延胡索酸（fumaric acid）经三羧酸循 环转变为草酰乙酸;
•
一． 氨基酸的脱氨基作用
这是指 α-氨基酸在酶的催化作用下脱
去氨基而生成α-酮酸、释放出游离氨的过程。
（一） 氧化脱氨基作用
•
这是指 α-氨基酸在酶的催化作用下氧化脱氢
而生成α-酮酸、释放出游离氨的过程。
• 其反应通式如下：
• R-CH-COOH+1/2O2————R-C-COOH+NH3
•︳
‖
—————>RCHO + H2O2 + NH3 • RCHO + 1/2O2 —————> RCOOH
第三节 氨基酸分解产物的去路 氨基酸脱羧后产生的CO2经肺排出，产 生的胺类则有其生理作用或随尿排出。氨基 酸脱氨后产生NH3和α -酮酸，这些产物则按 以下途径分别进行代谢变化。
生物化学总结复习笔记
生物化学总结复习笔记 IMB standardization office【IMB 5AB- IMBK 08- IMB 2C】11章.蛋白质的降解和氨基酸的代谢1.蛋白质的酶促降解.细胞内蛋白质的降解一般认为真核细胞对蛋白质的降解有两个体系。
其一是溶酶体降解。
其二是依赖ATP，在细胞溶胶中以泛素标记的选择性蛋白质的降解。
外源蛋白质的酶促降解外源蛋白质进入体内，必须先经过水解作用变为小分子的氨基酸，然后才能被吸收。
就高等动物来说，外界食物蛋白质经消化吸收的氨基酸和体内合成及组织蛋白质经降解的氨基酸，共同组成体内氨基酸代谢库。
所谓氨基酸代谢库即指体内氨基酸的总量。
氨基酸代谢库中的氨基酸大部分用于合成蛋白质，一部分可以作为能源，体内有一些非蛋白质的含氮化合物也是以某些氨基酸作为合成的原料。
2.氨基酸的分解代谢氨基酸的共同分解代谢途径包括脱氨基作用和脱羧基作用两个方面。
氨基酸经脱氨基作用生成氨及α-酮酸。
氨基酸经脱羧基作用产生二氧化碳及胺。
胺可随尿直接排出，也可在酶的作用下，转化为可被排出的物质和合成体内有用的物质。
氨基酸脱氨基的方式有氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用、非氧化脱氨基作用和脱酰胺基作用。
3.氨的排泄方式水生动物排氨鸟类及爬行动物排尿酸哺乳动物排尿素尿素是哺乳动物蛋白质代谢的最终产物10章.脂质代谢1脂质的酶促水解三酰甘油的酶促水解三酰甘油是重要的储能物质。
在脂肪酶的作用下水解为甘油和脂肪酸。
甘油可氧化供能也可糖酵解途径生成糖。
脂肪酸可彻底氧化供能。
磷脂的酶促水解磷脂酶A1和A2分别专一的出去Sn-1位或sn-2位上的脂肪酸，生成的仅含有一个脂肪酸的产物称溶血磷脂。
溶血磷脂是一种很强的表面活性剂，能使细胞膜和红细胞膜溶解。
2.脂肪酸的β-氧化作用脂肪酸的β-氧化作用是指：脂肪酸在氧化分解时，碳链的断裂发生在脂肪酸的β位，即脂肪酸的碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子。
细胞溶胶中的长链脂肪酸首先被活化为脂酰辅酶A，然后长链脂酰辅酶A在肉碱的携带下进入线粒体。
生物化学第九章蛋白质降解和氨基酸代谢
精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 脯氨酸
丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
氨基酸碳架的分解
2.再合成为氨基酸
O
||
+
N H 4+
C — C O O - +N A D （ P） H+ |
+
H
C |H 2
C |H 2C O O
谷氨酸＋丙酮酸 谷氨酸＋草酰乙酸
+
N H 3
|
H — C — C O O - + |
N A D （ P） + + H 2O
海洋水生动物 (鱼) 氨
爬行类、鸟类
尿酸
哺乳类
尿素
两栖动物：如青蛙，蝌蚪时排氨，变态成熟后排尿素。
(与其体内的酶变化有关)
(二) 氨的代谢去路
2、 生成酰胺
指Gln、Asn。 (是体内氨的储存、运转方式，脑组织中氨的主要去 路。)
3、生成尿素
1.生成部位
主要在肝细胞的线粒体及胞液中。
2.生成过程
C |H 2
C |H 2C O O
α-酮戊二酸＋丙氨酸 α-酮戊二酸＋天冬氨酸
氨基酸碳架的分解
3.转变为糖和脂肪
当体内不需要将α-酮酸再合成氨基酸，并且体内 的能量供给充足时，α-酮酸可以转变为糖或脂肪。例 如，用氨基酸饲养患人工糖尿病的狗，大多数氨基酸 可使尿中的葡萄糖的含量增加，少数几种可使葡萄糖 及酮体的含量同时增加。在体内可以转变为糖的氨基 酸称为生糖氨基酸，按糖代谢途径进行代谢；能转变 为酮体的氨基酸称为生酮氨基酸。
谷氨酰胺酶
----
COO-
CH2 CH2 +NH3 CHNH3+ COO-
---
蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢—蛋白质的酶促降解
二肽酶(dipeptidase)
二肽
2.人体吸收蛋白质的形式
过去认为，蛋白质在消化道酶促水解后，主 要以氨基酸的形式吸收。近年的科学研究结 果表明，人体吸收蛋白质的主要形式不是以 氨基酸的形式吸收的，而是以多肽的形式吸 收的，这是人体吸收蛋白质机制的重大突破。
近30年的研究表明，蛋白质在人体消化中必 须降解成小肽才能被人体吸收和利用。大部 分水解成2～3个氨基酸残基组成的小肽，然 后在小肠中以完整的形式被人体吸收，进入 循环系统，被人体组织利用，或转换合成人 体蛋白，发挥生理作用。
E3 E2-SH
19S调节亚基
ATP 20S蛋白酶体
多泛肽化蛋白 ATP
去折叠 水解
26S蛋白酶体
(三)蛋白质的消化
食物蛋白胃，胃蛋白酶作用为小肽小肠， 胰蛋白酶、糜蛋白酶作用为更小短肽，肠黏 膜的二肽酶、氨肽酶和胰脏分泌的羧肽酶彻 底水解为各种AA肠壁细胞肝脏血液 组织、细胞。
1.常见蛋白水解酶
此类载体可转运Lys,Arg，转运速率为中性氨基酸 转运速率的10%。
③.酸性氨基酸载体
此类载体可转运Asp,Glu,转运速率与碱性氨基 酸载体差不多。
④.亚氨基酸及甘氨酸载体
此类载体可转运Pro,Hyp,Gly，转运速率最低。
急性胰腺炎（Acute pancteatitis）
胰液分泌到肠内的分泌途径 障碍，蛋白水解酶酶原预先 成熟转变为催化的活性形式， 这些活性水解酶在胰腺细胞 内攻击自身组织，损伤器官， 严重时可致命。严重者死亡 率为20%，有并发症者可达 50%。
2.氨基酸-蛋白质-氨基酸的意义
①排除不正常的蛋白质，避免积累带来 的危害； ②排除过多的酶和调节蛋白，使代谢正 常进行。
7氨基酸的代谢
概述 氨基酸分解的共同途径 氨基酸的合成
一, 概 述
1.氮源与氨基酸库 氮源与氨基酸库
NO3 NO2 NH3 有机氮 (氨基酸)
N2
肽/蛋白质
2. 蛋白质的酶促水解(消化吸收) 蛋白质的酶促水解(消化吸收) (1)水解: )水解: 水解过程: 水解过程: protein 眎 胨
二, 氨基酸分解的共同途径
1. 脱氨基作用
(1) 氧化脱氨基作用
氨基酸脱氢酶(不需氧) 氨基酸脱氢酶(不需氧)
氨基酸氧化酶(需氧) 氨基酸氧化酶(需氧)
(2) 非氧化脱氨基
脱水 脱H2S …
2. 转氨基作用
3. 联合脱氨基作用
4.脱羧基作用 4.脱羧基作用
5. AA降解产物的进一步代谢 AA降解产物的进一步代谢
2. 氨基化 (1)还原氨基化Leabharlann (2)转氨基 (3)联合氨基化
3. 个别氨基酸合成 根据碳架来源分族
Glu族 Asp族 Ala族 (pyr) Ser族 (甘油3磷酸) 芳香族 (PPP途径) His (PRPP)
一碳单位: FH4 "S"的同化
�
1).
放出
CO2
再羧化
2).
EMP
R-CO-COOH CO-
生糖/生酮 ATP
TCA
3). NH2
a. 再合成AA 再合成AA
b. 成酰胺
c. 生成氨甲酰磷酸 d. 生成尿素排泄(鸟氨酸(尿素)循环) 生成尿素排泄(鸟氨酸(尿素)循环)
三, 氨基酸的合成
1. 概述
-NH2 氨基化 酮酸(碳架) 酮酸(碳架)
酸 碱 酶
肽
AA
蛋白质的降解和氨基酸的代谢
R1
R2
CHNH2 + C O
COOH COOH
转氨酶
R1 CO + COOH
R2 CHNH2 COOH
要点：
① 反应可逆。
② 体内除Lys、Pro和羟脯氨酸外，大多数氨 基酸都可进行转氨基作用。
2ADP+Pi Pi
氨甲酰磷酸
线粒体
瓜氨酸
胞液
鸟氨酸
瓜氨酸
ATP
鸟氨酸
Urea
AMP+PPi
鸟氨酸循环
精氨酸代 琥珀酸
Arg H2O
延胡索酸
-酮戊 氨基酸 二酸 Asp
-酮酸 Glu 草酰乙酸
苹果酸
鸟氨酸循环要点
① 尿素分子中的氮，一个来自氨甲酰磷酸（或游 离的NH3），另一个来自Asp；
② 每合成1分子尿素需消耗4个~P； ③ 循环中消耗的Asp可通过延胡索酸转变为草酰
• 此阶段消耗2个ATP；
2. 胞液内反应步骤
NH2 CO NH
精氨酸代琥 珀酸合成酶
NH2 COOH
C N CH 精氨酸代琥 NH CH2 珀酸裂解酶
(CH2)3 ATP+Asp
ห้องสมุดไป่ตู้
(CH2)3 COOH
CHNH2
AMP + PPi CHNH2
COOH
COOH
瓜氨酸
精氨酸代
NH2
琥珀酸
COOH CH CH COOH
尿素 NAD+ + H2O
G
G
G
• 是肌肉与肝之间氨的转运形式。
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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。