第30章蛋白质降解和氨基酸分解代谢.ppt
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第二步，氨与天冬氨酸的氮原子相结合， 成为尿素并被排放
合成 脱氨基作用
NH3
α- 酮酸
其他含氮化合物 (purine,pyrimide)
尿素 糖 氧化供能 酮体
二、氨基酸的分解代谢
AA在植物中主要以合成为主sn AA在细菌中有的以合成为主，有的以降解为主 在动物中有分解、有合成
重点
氨基酸的分解步骤
分解
氨基酸
H R C COOH
NH2
第一步，脱氨(脱氨基)，这里脱 下的氨基或转化为氨，或转化为 天冬氨酸或谷氨酸的氨基。
移酶|
|
谷| 胱 甘| 肽
甘氨酸
肽酶
半胱氨酸
-谷氨酰 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸
5-氧脯 氨酸酶
谷氨酸
合成酶
谷胱甘肽
-谷氨酰
合成酶
半胱氨酸
General Metabolism of Amino Acid
食物蛋白质
组织蛋白质
消化吸收
合成 分解
脱羧基作用
胺类 CO2
氨基酸代谢库
转变
(metabolic pool)
• 泛肽(ubiguitin)给选择降解的蛋白质加以 标记
• 是一个有76个氨基酸残基的蛋白质单体， 由于它无所不在，而且在真核细胞中含量 丰富，因而得名“ubiquitin”。它以高 度保守、氨基酸序列极少变化闻名，在不 同种属生物中是同一的，如人与酵母，只 有3个氨基酸残基不同
泛肽作用机制
过期蛋 白质
蛋白质的需要量
成人每日最低需要量: 30～50g/d 我国营养学会推荐的 成人每日需要量: 80g/d
蛋白质的营养价值
——取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少
➢ 必需氨基酸：机体不能合成、必需从食物中摄取： 赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、 色、苏氨酸
➢ 非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸
➢ 半必需氨基酸：婴幼儿时期合成量不能满足需要 组氨酸和精氨酸
泛肽
UCDEN
氨基酸
复合体
泛肽
泛肽的C末端羧基与蛋白质 的赖氨酸的ε—氨基连接
UCDEN： Ubiquitin-conjugating enzyme，泛肽-连接的降解酶
溶酶体
双层膜
各种蛋 白水解
酶
50~500nm
游离于细胞质中，过于微小难以观察
被标记后 的内源蛋 白质
小分子单元
蛋白质降解的泛肽途径
第30章
蛋白质降解和氨基酸的分解代谢
一、蛋白质的降解
（一）内源性蛋白质降解的特点
1、有选择性 2、细胞的营养状态
每天都有一定量的细胞内蛋白被降解： —被异常修饰的非正常蛋白、突变蛋白 —需及时灭活的具调节活性的蛋白（如关键酶）
—食物蛋白供应充足或过量 —当aa丰富时，蛋白降解加速 —饥饿或糖尿病时无法获得充足的糖做燃料
一两色素本来淡些
蛋白质营养价值的化学评分
蛋白质的生理价值（BV）：指食物蛋白的利用率
氮的保留量 BV= 100%
氮的吸收量
蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质若其必需氨基酸 互相补充混合食用时则可大大提高营养价值。
混合食物蛋白质的互补作用
蛋白来源 重量% 单食时BV 混食时BV
——————————————————————
内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、 糜蛋白酶、 弹性蛋白酶
（水解蛋白质内部肽键） 外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶
（从肽链两端开始水解肽键）
•外切酶—氨肽酶
NH3+—
NH3+—
限制性内切酶
特定氨基酸间
随机 内切酶
CCOOOO--— —
•外切酶—羧肽酶
最终产物—氨基酸
2、消化过程
（1）胃中消化
酶原的激活 胃蛋白酶原 H+ 胃蛋白酶
（二）蛋白质降解的反应机制
1、溶酶体无选择的降解蛋白质
单层膜
蛋白质
50种 水解
酶
50~500nm
游离于细胞质中，过于微小难以观察
小分子单元
白细胞杀菌、细胞自 溶也与之有关
2、泛肽识别降解的蛋白质
？
水解
氨基酸
内源过期蛋白质
• 细胞如何有选择地降解“过期蛋白”，而 不影响细胞的正常功能？
泛肽识别并在溶酶体中水解
ATP AMP+PPi
（ubiquitin） E1-SH
E1-S-
E2-SH E1-SH
E2-S-
E3 E2-SH
E1：泛肽活化酶 E2：泛肽载体蛋白 E3：泛肽-蛋白质连接酶
19S调节亚基
ATP 20S蛋白酶体，又称泛肽连 接的降解酶
多泛肽化蛋白 ATP
去折叠 水解
26S蛋白酶体
（三） 机体对外源蛋白质的需要及消化
豆腐干
42
65
77
面筋
58
67
——————————————————————
小麦
39
67
小米
13
57
89
牛肉
26
69
大豆
22
64
—————————————————
胞外酶 水解 氨基酸 吸收入
外源蛋白质 蛋白质不能储备
作为氮源和能源进行代谢
1、蛋白质的消化
主要的酶类： 据水解肽键部位的不同分为两类：
胃蛋白酶：芳香族AA、Leu、Ile 胰蛋白酶：碱性AA 糜蛋白酶：芳香族AA 弹性蛋白酶：脂肪族AA 羧基肽酶A：中性AA
B：碱性AA 氨肽酶：
3、氨基酸的吸收
（1） 主要部位：小肠 （2） wk.baidu.com收机制
A 氨基酸运载蛋白 中性氨基酸运载蛋白 碱性氨基酸运载蛋白 酸性氨基酸运载蛋白 亚氨基酸运载蛋白
水解 蛋白质
胃蛋多白肽酶（主）
（2）小肠内消化（主要部位）
酶原的激活
胰蛋白酶原 肠激酶 胰蛋白酶
（+）
水解
内肽酶
蛋白质
糜蛋白酶 弹性蛋白酶 羧基肽酶
肽 外肽酶 氨基酸
消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（Phe.Tyr.Trp）
（Arg.Lys）
羧羧肽肽酶酶
（Phe. Trp）
（脂肪族）
胃蛋白酶
胰凝乳 弹性蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白酶
B -谷氨酸循环
CO----NH-CH-CO--NH-CH2-COOH
（ CH2 ）3 CH2
HC NH2 SH
COOH
还原型谷胱甘肽
-谷氨酰基循环—氨基酸吸收
细胞内
细 细胞膜
胞|
|
外|
|
-谷氨酰 氨基酸
-谷氨酸
环化酶
氨基酸
|
|
|
氨| 基| 酸|
|
|
|
|
-谷|| 半胱氨酰甘氨酸 氨酰| 基转|
蛋白质的生理功能 组织细胞重要的组成成分，维持组织、 细胞的生长，更新和修补组织 参与多种重要的生理活动(如酶、激素) 氧化供能（17.9KJ/g 蛋白质）
氨基酸为含氮化合物合成的提供氮源 可转化为糖和脂肪等
氮平衡
食物摄入氮-(尿氮+粪氮) 可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系 *总氮平衡：摄入氮=排出氮 即蛋白质分解与合成处于平衡，如成人 *正氮平衡：摄入氮>排出氮 即蛋白质合成量多于分解量，如儿童、孕妇 *负氮平衡：摄入氮<排出氮 即蛋白质分解量多于合成量，如饥饿、消耗性疾病
合成 脱氨基作用
NH3
α- 酮酸
其他含氮化合物 (purine,pyrimide)
尿素 糖 氧化供能 酮体
二、氨基酸的分解代谢
AA在植物中主要以合成为主sn AA在细菌中有的以合成为主，有的以降解为主 在动物中有分解、有合成
重点
氨基酸的分解步骤
分解
氨基酸
H R C COOH
NH2
第一步，脱氨(脱氨基)，这里脱 下的氨基或转化为氨，或转化为 天冬氨酸或谷氨酸的氨基。
移酶|
|
谷| 胱 甘| 肽
甘氨酸
肽酶
半胱氨酸
-谷氨酰 半胱氨酸
5-氧脯 氨酸
5-氧脯 氨酸酶
谷氨酸
合成酶
谷胱甘肽
-谷氨酰
合成酶
半胱氨酸
General Metabolism of Amino Acid
食物蛋白质
组织蛋白质
消化吸收
合成 分解
脱羧基作用
胺类 CO2
氨基酸代谢库
转变
(metabolic pool)
• 泛肽(ubiguitin)给选择降解的蛋白质加以 标记
• 是一个有76个氨基酸残基的蛋白质单体， 由于它无所不在，而且在真核细胞中含量 丰富，因而得名“ubiquitin”。它以高 度保守、氨基酸序列极少变化闻名，在不 同种属生物中是同一的，如人与酵母，只 有3个氨基酸残基不同
泛肽作用机制
过期蛋 白质
蛋白质的需要量
成人每日最低需要量: 30～50g/d 我国营养学会推荐的 成人每日需要量: 80g/d
蛋白质的营养价值
——取决于其含必需氨基酸种类及含量的多少
➢ 必需氨基酸：机体不能合成、必需从食物中摄取： 赖、缬、异亮、苯丙、蛋、亮、 色、苏氨酸
➢ 非必需氨基酸：体内可合成的氨基酸
➢ 半必需氨基酸：婴幼儿时期合成量不能满足需要 组氨酸和精氨酸
泛肽
UCDEN
氨基酸
复合体
泛肽
泛肽的C末端羧基与蛋白质 的赖氨酸的ε—氨基连接
UCDEN： Ubiquitin-conjugating enzyme，泛肽-连接的降解酶
溶酶体
双层膜
各种蛋 白水解
酶
50~500nm
游离于细胞质中，过于微小难以观察
被标记后 的内源蛋 白质
小分子单元
蛋白质降解的泛肽途径
第30章
蛋白质降解和氨基酸的分解代谢
一、蛋白质的降解
（一）内源性蛋白质降解的特点
1、有选择性 2、细胞的营养状态
每天都有一定量的细胞内蛋白被降解： —被异常修饰的非正常蛋白、突变蛋白 —需及时灭活的具调节活性的蛋白（如关键酶）
—食物蛋白供应充足或过量 —当aa丰富时，蛋白降解加速 —饥饿或糖尿病时无法获得充足的糖做燃料
一两色素本来淡些
蛋白质营养价值的化学评分
蛋白质的生理价值（BV）：指食物蛋白的利用率
氮的保留量 BV= 100%
氮的吸收量
蛋白质的互补作用 指营养价值较低的蛋白质若其必需氨基酸 互相补充混合食用时则可大大提高营养价值。
混合食物蛋白质的互补作用
蛋白来源 重量% 单食时BV 混食时BV
——————————————————————
内肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、 糜蛋白酶、 弹性蛋白酶
（水解蛋白质内部肽键） 外肽酶：氨基肽酶、羧基肽酶
（从肽链两端开始水解肽键）
•外切酶—氨肽酶
NH3+—
NH3+—
限制性内切酶
特定氨基酸间
随机 内切酶
CCOOOO--— —
•外切酶—羧肽酶
最终产物—氨基酸
2、消化过程
（1）胃中消化
酶原的激活 胃蛋白酶原 H+ 胃蛋白酶
（二）蛋白质降解的反应机制
1、溶酶体无选择的降解蛋白质
单层膜
蛋白质
50种 水解
酶
50~500nm
游离于细胞质中，过于微小难以观察
小分子单元
白细胞杀菌、细胞自 溶也与之有关
2、泛肽识别降解的蛋白质
？
水解
氨基酸
内源过期蛋白质
• 细胞如何有选择地降解“过期蛋白”，而 不影响细胞的正常功能？
泛肽识别并在溶酶体中水解
ATP AMP+PPi
（ubiquitin） E1-SH
E1-S-
E2-SH E1-SH
E2-S-
E3 E2-SH
E1：泛肽活化酶 E2：泛肽载体蛋白 E3：泛肽-蛋白质连接酶
19S调节亚基
ATP 20S蛋白酶体，又称泛肽连 接的降解酶
多泛肽化蛋白 ATP
去折叠 水解
26S蛋白酶体
（三） 机体对外源蛋白质的需要及消化
豆腐干
42
65
77
面筋
58
67
——————————————————————
小麦
39
67
小米
13
57
89
牛肉
26
69
大豆
22
64
—————————————————
胞外酶 水解 氨基酸 吸收入
外源蛋白质 蛋白质不能储备
作为氮源和能源进行代谢
1、蛋白质的消化
主要的酶类： 据水解肽键部位的不同分为两类：
胃蛋白酶：芳香族AA、Leu、Ile 胰蛋白酶：碱性AA 糜蛋白酶：芳香族AA 弹性蛋白酶：脂肪族AA 羧基肽酶A：中性AA
B：碱性AA 氨肽酶：
3、氨基酸的吸收
（1） 主要部位：小肠 （2） wk.baidu.com收机制
A 氨基酸运载蛋白 中性氨基酸运载蛋白 碱性氨基酸运载蛋白 酸性氨基酸运载蛋白 亚氨基酸运载蛋白
水解 蛋白质
胃蛋多白肽酶（主）
（2）小肠内消化（主要部位）
酶原的激活
胰蛋白酶原 肠激酶 胰蛋白酶
（+）
水解
内肽酶
蛋白质
糜蛋白酶 弹性蛋白酶 羧基肽酶
肽 外肽酶 氨基酸
消化道内几种蛋白酶的专一性
氨肽酶
（Phe.Tyr.Trp）
（Arg.Lys）
羧羧肽肽酶酶
（Phe. Trp）
（脂肪族）
胃蛋白酶
胰凝乳 弹性蛋白酶 胰蛋白酶 蛋白酶
B -谷氨酸循环
CO----NH-CH-CO--NH-CH2-COOH
（ CH2 ）3 CH2
HC NH2 SH
COOH
还原型谷胱甘肽
-谷氨酰基循环—氨基酸吸收
细胞内
细 细胞膜
胞|
|
外|
|
-谷氨酰 氨基酸
-谷氨酸
环化酶
氨基酸
|
|
|
氨| 基| 酸|
|
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|
-谷|| 半胱氨酰甘氨酸 氨酰| 基转|
蛋白质的生理功能 组织细胞重要的组成成分，维持组织、 细胞的生长，更新和修补组织 参与多种重要的生理活动(如酶、激素) 氧化供能（17.9KJ/g 蛋白质）
氨基酸为含氮化合物合成的提供氮源 可转化为糖和脂肪等
氮平衡
食物摄入氮-(尿氮+粪氮) 可反映体内蛋白质合成与分解的动态关系 *总氮平衡：摄入氮=排出氮 即蛋白质分解与合成处于平衡，如成人 *正氮平衡：摄入氮>排出氮 即蛋白质合成量多于分解量，如儿童、孕妇 *负氮平衡：摄入氮<排出氮 即蛋白质分解量多于合成量，如饥饿、消耗性疾病