第十章 蛋白质降解和氨基酸代谢

醛亚胺
互变异构
-酮酸
磷酸吡哆胺
酮亚胺
磷酸吡哆醛的作用机理
转氨酶
➢ 以谷丙转氨酶(GPT)和谷草转氨酶(GOT)分布最广、 活性最大。
➢ 临床以此判断肝功能是否正常：
➢ 例如:急性肝炎患者血清中GPT活性显著升高;
➢
心肌梗塞患者血清中GOT活性明显上升。
➢ 转氨作用的意义：
➢ 是氨基酸分解代谢与非必需氨基酸合成代谢的重 要步骤；
这种脱氨基是转氨基作用和氧化脱氨 基作用偶联进行的，所以称为联合脱氨基 作用。
在这一过程中的α—酮戊二酸实际上 是一种氨基传递体，它可由三羧酸循环大 量产生。
生物机体借助于这种联合脱氨基作用 可迅速地使各种不同的氨基酸脱掉氨基。
转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联
α-氨基酸
α-酮戊二酸
NH3+NADH
CH2
+ H2O
L-谷氨酸脱氢酶
CH NH2 COOH
NAD(P)+ NAD(P)H+H+
CH2 CH2 C=O
+ NH3
COOH
R-CH-COO|
氨基酸氧化酶（FAD、FMN）R-C|| -COO-+NH3
NH+3
O
α-氨基酸
H2O+O2
H2O2
α-酮酸
2、转氨基作用
在转氨酶的催化下， α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子上
➢ 沟通了糖代谢与蛋白质代谢。
谷丙转氨酶和谷草转氨酶
谷丙转氨酶 （GPT）
谷草转氨酶 (GOT)
三个重要的转氨基反应
3、联合脱氨基作用
（1）概念 （2）类型
转氨基作用 和氧化脱氨基 作用联合进行 的脱氨基作用 方式。
a、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联
a．转氨酶—谷氨酸脱氢酶的联合 脱氨基作用
活性中心含有 枯草杆菌蛋白酶 Zn2+ 、 Mg2+ 嗜热菌蛋白酶 等金属
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
胰蛋白酶：Lys、Arg羧基端肽键；(碱性） 糜蛋白酶：Phe、Tyr、Trp肽键； (芳香族） 弹性蛋白酶：Val、Leu、Ser、Ala肽键（脂肪族）
第一节 蛋白质的降解
蛋白质的消化与吸收
氨基酸代谢一览
一、蛋白质酶的种类和专一性
肽酶（Peptidase）蛋白酶(Proteinase)
（一）肽酶的种类和专一性
编号 名 称
作用特征
3、4、11
-氨酰肽水解酶 (-aminoacyl peptide
hydrolase)
作用于多肽链的N-末端
3、4、13 3、4、14
• 次黄嘌呤核苷一磷酸（IMP）与Asp作用 形成中间产物腺苷酸代琥珀酸，腺苷酸代 琥珀酸在裂合酶的作用下，分裂成AMP和 延胡索酸，AMP水解后即产生游离氨和 IMP。
➢在泛肽激活酶（E1）、 ➢泛肽载体蛋白（E2）和 ➢泛肽蛋白连接酶（E3）的共同作用下，泛
肽C-端羧基与底物蛋白中的赖氨酸残基ε氨基形成异肽键，后续泛肽以类似方式连 接成串，完成对底物蛋白的多泛肽化标记， 形成多泛肽化蛋白。 ➢被多泛肽化标记的底物蛋白由26S蛋白酶 体迅速降解成小的肽片段，再由其它肽酶 水解成游离氨基酸。
一、氨基酸的脱氨基作用 二 、氨基酸的脱羧基作用
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 CO 胺 2
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
CO2
H2O
激素 卟啉 嘧啶
嘌呤
尼克酰胺 衍生物
Baidu Nhomakorabea
尿酸
肌酸胺
蛋白质降解的泛肽途径
ATP AMP+PPi
（ubiquitin） E1-SH
E1-S-
E2-SH E1-SH
E2-S-
E3 E2-SH
E1：泛肽激活酶 E2：泛肽载体蛋白 E3：泛肽-蛋白质连接酶
多泛肽化蛋白
19S调节亚基
ATP
20S蛋白酶体
ATP
去折叠 水解
26S蛋白酶体
第二节 氨基酸的分解代谢
-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
（二）蛋白酶的种类和专一性
编号
名称
3、4、2、1 丝氨酸蛋白酶类 (serine pritelnase)
3、4、2、2 硫醇蛋白酶类 (Thiol pritelnase)
转氨酶 L-谷氨酸脱氢酶
α-酮酸
L-谷氨酸
H20+NAD+
b．转氨酶—嘌呤核苷酸循环联合脱氨作用
• 在某些动物组织如在心肌，骨骼肌和脑组 织中，嘌呤核苷酸循环中的腺苷酸脱氨酶， 腺苷琥珀酸合成酶和腺苷酸琥珀酸裂解酶 的含量及活性很高，所以在这些组织中的 脱氨基过程主要是嘌呤核苷酸循环的联合 脱氨基作用。
，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成了相
应的α-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。
R1-C|H-COONH+3
α-氨基酸1
R2-C|| -COOO
α-酮酸2
R1-C|| -COOO
α-酮酸1
转氨酶
R2-C| H-COONH+3
α-氨基酸2
（辅酶：磷酸吡哆醛）
-氨基酸 磷酸吡哆醛
二、细胞内蛋白质降解
➢溶酶体途径: ➢ —无选择地降解蛋白质 ➢泛肽（ubiguitin）途径: ➢ —给选择降解的蛋白质加以标记 ➢Hershko,A.等1978年从网织红细胞依 赖ATP的蛋白质水解系统中分离出一种热 稳定因子，由76个氨基酸组成，后来发现 它广泛存在于各类真核细胞，因而命名为 泛肽（ubiquitin）。
一、氨基酸的脱氨基作用
脱氨基作用是指氨基酸在酶的催化 下脱去氨基生成α-酮酸的过程。
1、氧化脱氨基作用
2、转氨基作用
3、联合脱氨基作用
4、非氧化脱氨基作用
1、氧化脱氨基作用
在有氧条件下，氨基酸在酶的催化下脱去氨基生
成相应的α-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有
以下两种类型：
COOH
COOH
CH2
作用特征 实例
活性中心含 Ser
胰凝乳蛋白酶 胰蛋白酶 凝血酶
活性中心含 Cys
木瓜蛋白酶 无花果蛋白酶 菠萝酶
3、4、2、3 羧基（酸性）蛋白酶类
[carboxyl(asid) pritelnase]
活性中心含 Asp,最适pH 在5以下
胃蛋白酶 凝乳酶
3、4、2、4 金属蛋白酶类 (metallopritelnase)