蛋白质的降解和氨基酸的分解代谢PPT课件
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-谷氨酰胺循环：在细胞膜上的-谷氨酰胺转移酶作用 下，通过与谷胱甘肽作用而转运入细胞。每转运1分子 氨基酸消耗3分子ATP。
30.07.2020
10
30.07.2020
11
蛋白质的腐败作用（putrefaction）
肠道细菌对消化过程中不被消化、吸收部分蛋白质及 其消化产物所起的作用。无氧分解，涉及脱羧、脱氨、氧 化、还原、水解反应。大部分产物对人体有害。
26
L-氨基酸氧化酶（L-amino acid oxidase)：
需氧脱氢酶，辅基FAD
脱下的 H→O2→H2O2 酶活性不高，组织器官分布局限，作用不大
L-谷氨酸脱氢酶 (L-glutamate dehydro-genase)
不需氧脱氢酶，辅酶NAD+或 NADP+ NADH进入呼吸链进行氧化磷酸化
肝脏蛋白质：1～8天 结缔组织蛋白：180天
30.07.2020
Biblioteka Baidu
关键性的调节酶：很短 13
一 细胞内蛋白质降解的重要物质
• 泛素，与目标蛋白质结合，被蛋白酶体识别。
• 酶E1（泛素活化酶）激活泛素
• 酶E2（泛素结合酶）将泛素与蛋白质绑定
• 酶E3（泛素蛋白连接酶）辨认蛋白质
• 蛋白酶体，降解蛋白质
30.07.2020
20
2、转氨酶（氨基转移酶）的特点 1）大多数需α-酮戊二酸作为氨基的受体，而对另一个底物则
无严格的专一性（除甘氨酸、赖氨酸和组氨酸外） 2）一般只催化L-AA氨基酸和α-酮戊二酸的转氨作用
3）催化反应可逆
4）所有的转氨酶辅酶都是磷酸吡哆醛
重要的酶：谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）
30.07.2020
6
30.07.2020
7
•外肽酶—氨肽酶
NH3+—
限制性内肽酶
特定氨基酸间
COO—
•外肽酶—羧肽酶
最终产物：氨基酸、寡肽
30.07.2020
8
30.07.2020
9
三、肽和氨基酸的吸收（小肠粘膜）
主动转运（耗能） →肠粘膜上皮细胞膜载体→粘膜微 血管→血液→肝脏及其他器官；
氨基酸 代谢库
尿素 氨
α-酮酸
酮体 氧化供能
糖
代谢转变
其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)
胺类
30.07.2020
18
30.07.2020
19
一、氨基酸的转氨基作用
一种氨基酸的α-氨基经转氨酶催化转移给α-酮酸的作用； 原来的氨基酸生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的 氨基酸。催化转氨基作用的酶为转氨酶。
酶活性高，特异性高，只能催化L-谷氨酸，分布广 泛，作用较大
30.07.2020
27
（二）联合脱氨基作用
1 转氨作用偶联氧化脱氨作用
间接脱氨
先转氨，再氧化脱氢；因为转氨作用的氨基受体为α-酮
戊二酸，生成谷氨酸，而L-谷氨酸脱氢酶的活性高特异
性强，脱出游离氨。肝、脑、肾 氨基传递体
此反应的逆反应为 合成非必需氨基酸的
30.07.2020
23
二、AA的脱氨基作用
氧化脱氨基作用（动、植物） 非氧化脱氨基作用（微生物）
30.07.2020
24
（一）氧化脱氨基作用
氨基酸氧化酶 甘氨酸氧化酶 L-谷氨酸脱氢酶
L-氨基酸氧化酶 第一步：脱氢 第二步：加水、脱氨
H2O2
30.07.2020
25
L-谷氨酸脱氢酶
30.07.2020
Chapter 10 蛋白质降解和
氨基酸的分解代谢
Metabolism of Amino acids & Proteins
？ 蛋白质代谢
30.07.2020
1
标题添加
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总体概述
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第一节 蛋白质的营养价值与蛋白质的消化及吸收
30.07.2020
4
食物蛋白质的互补作用 将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，互相补
充必需氨基酸的种类和数量，以提高其营养价值的作用
必需氨基酸相互补充
30.07.2020
5
二、蛋白质的消化 蛋白质具有种属特异
性，消化可以消除。
蛋白酶：一般为无活性酶原，需HCl、蛋白酶或肠激酶 激活 蛋白酶：水解肽键，专一性不同 各种蛋白酶协同作用，生成AA、二肽，吸收
30.07.2020
21
3、转氨酶的辅酶及其作用机制
30.07.2020
22
4、转氨作用的机制
• 多数氨基酸脱氨的方式 • 机体合成非必需氨基酸的途径 • 临床疾病诊断和治疗时必要的参考指标
正常情况下，转氨酶分布在细胞内，特别是肝脏和心脏， 血清中活性最低。疾病可导致细胞膜通透性增加，组织坏 死或细胞破裂，大量的转氨酶从细胞释放入血。心肌梗死 血清GOT异常升高，急性传染性肝炎血清GPT和GOT皆异 常升高。
30.07.2020
12
第二节 细胞内蛋白质的降解
• 外源性蛋白降解：消化道内，不需要能量，蛋白 酶参与。
• 内源性蛋白质降解：细胞内，衰老蛋白质，需要
能量，高效率、指向性强。
人及动物体内蛋白质处于不断 降解和合成的动态平衡
蛋白半寿期（t1/2） 人血浆蛋白质：10天
成人：每天有1%～2%总蛋白 被降解、更新
30.07.2020
16
第三节 氨基酸分解代谢
吸收到体内的AA可部分合成蛋白质，另一部分则被分解。
1）生物合成蛋白质
2）分解
脱氨基→α-酮戊二酸→糖代谢 彻底氧化或转变为糖和脂肪
3）酰胺形式储存，或转变为其他含氮物
30.07.2020
17
氨基酸代谢概况
食物蛋白质
组织 蛋白质
分解 合成
体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)
重要途径
30.07.2020
一、蛋白质的营养价值
必需氨基酸： 体内需要但自身不能合成，必须由食物供应的氨基酸 甲硫氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸 异亮氨酸、亮氨酸、 苯丙氨酸、苏氨酸
Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr
“假 设 来 借 一 两 本 书”
30.07.2020
3
蛋白质的营养价值～ 必需AA种类 必需AA含量 必需AA的比例 具有与人体需求相符的AA组成，其被消化 后在体内被利用的程度越高，营养价值越高。
19S
20S
30.07.2020
14
二、降解过程
30.07.2020
15
三、泛素-蛋白酶体系统的生物学意义
• 对新合成的蛋白质进行质量检查 • 清除衰老蛋白质 • 参与细胞周期调控，细胞周期蛋白经泛素-
蛋白酶体途径降解导致细胞退出有丝分裂 • 泛素-蛋白酶体系统与癌症和多种疾病的发
生有密切关系。
30.07.2020
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11
蛋白质的腐败作用（putrefaction）
肠道细菌对消化过程中不被消化、吸收部分蛋白质及 其消化产物所起的作用。无氧分解，涉及脱羧、脱氨、氧 化、还原、水解反应。大部分产物对人体有害。
26
L-氨基酸氧化酶（L-amino acid oxidase)：
需氧脱氢酶，辅基FAD
脱下的 H→O2→H2O2 酶活性不高，组织器官分布局限，作用不大
L-谷氨酸脱氢酶 (L-glutamate dehydro-genase)
不需氧脱氢酶，辅酶NAD+或 NADP+ NADH进入呼吸链进行氧化磷酸化
肝脏蛋白质：1～8天 结缔组织蛋白：180天
30.07.2020
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关键性的调节酶：很短 13
一 细胞内蛋白质降解的重要物质
• 泛素，与目标蛋白质结合，被蛋白酶体识别。
• 酶E1（泛素活化酶）激活泛素
• 酶E2（泛素结合酶）将泛素与蛋白质绑定
• 酶E3（泛素蛋白连接酶）辨认蛋白质
• 蛋白酶体，降解蛋白质
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20
2、转氨酶（氨基转移酶）的特点 1）大多数需α-酮戊二酸作为氨基的受体，而对另一个底物则
无严格的专一性（除甘氨酸、赖氨酸和组氨酸外） 2）一般只催化L-AA氨基酸和α-酮戊二酸的转氨作用
3）催化反应可逆
4）所有的转氨酶辅酶都是磷酸吡哆醛
重要的酶：谷丙转氨酶（GPT）、谷草转氨酶（GOT）
30.07.2020
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•外肽酶—氨肽酶
NH3+—
限制性内肽酶
特定氨基酸间
COO—
•外肽酶—羧肽酶
最终产物：氨基酸、寡肽
30.07.2020
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三、肽和氨基酸的吸收（小肠粘膜）
主动转运（耗能） →肠粘膜上皮细胞膜载体→粘膜微 血管→血液→肝脏及其他器官；
氨基酸 代谢库
尿素 氨
α-酮酸
酮体 氧化供能
糖
代谢转变
其它含氮化合物 (嘌呤、嘧啶等)
胺类
30.07.2020
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19
一、氨基酸的转氨基作用
一种氨基酸的α-氨基经转氨酶催化转移给α-酮酸的作用； 原来的氨基酸生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的 氨基酸。催化转氨基作用的酶为转氨酶。
酶活性高，特异性高，只能催化L-谷氨酸，分布广 泛，作用较大
30.07.2020
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（二）联合脱氨基作用
1 转氨作用偶联氧化脱氨作用
间接脱氨
先转氨，再氧化脱氢；因为转氨作用的氨基受体为α-酮
戊二酸，生成谷氨酸，而L-谷氨酸脱氢酶的活性高特异
性强，脱出游离氨。肝、脑、肾 氨基传递体
此反应的逆反应为 合成非必需氨基酸的
30.07.2020
23
二、AA的脱氨基作用
氧化脱氨基作用（动、植物） 非氧化脱氨基作用（微生物）
30.07.2020
24
（一）氧化脱氨基作用
氨基酸氧化酶 甘氨酸氧化酶 L-谷氨酸脱氢酶
L-氨基酸氧化酶 第一步：脱氢 第二步：加水、脱氨
H2O2
30.07.2020
25
L-谷氨酸脱氢酶
30.07.2020
Chapter 10 蛋白质降解和
氨基酸的分解代谢
Metabolism of Amino acids & Proteins
？ 蛋白质代谢
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1
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总体概述
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第一节 蛋白质的营养价值与蛋白质的消化及吸收
30.07.2020
4
食物蛋白质的互补作用 将几种营养价值较低的食物蛋白质混合后食用，互相补
充必需氨基酸的种类和数量，以提高其营养价值的作用
必需氨基酸相互补充
30.07.2020
5
二、蛋白质的消化 蛋白质具有种属特异
性，消化可以消除。
蛋白酶：一般为无活性酶原，需HCl、蛋白酶或肠激酶 激活 蛋白酶：水解肽键，专一性不同 各种蛋白酶协同作用，生成AA、二肽，吸收
30.07.2020
21
3、转氨酶的辅酶及其作用机制
30.07.2020
22
4、转氨作用的机制
• 多数氨基酸脱氨的方式 • 机体合成非必需氨基酸的途径 • 临床疾病诊断和治疗时必要的参考指标
正常情况下，转氨酶分布在细胞内，特别是肝脏和心脏， 血清中活性最低。疾病可导致细胞膜通透性增加，组织坏 死或细胞破裂，大量的转氨酶从细胞释放入血。心肌梗死 血清GOT异常升高，急性传染性肝炎血清GPT和GOT皆异 常升高。
30.07.2020
12
第二节 细胞内蛋白质的降解
• 外源性蛋白降解：消化道内，不需要能量，蛋白 酶参与。
• 内源性蛋白质降解：细胞内，衰老蛋白质，需要
能量，高效率、指向性强。
人及动物体内蛋白质处于不断 降解和合成的动态平衡
蛋白半寿期（t1/2） 人血浆蛋白质：10天
成人：每天有1%～2%总蛋白 被降解、更新
30.07.2020
16
第三节 氨基酸分解代谢
吸收到体内的AA可部分合成蛋白质，另一部分则被分解。
1）生物合成蛋白质
2）分解
脱氨基→α-酮戊二酸→糖代谢 彻底氧化或转变为糖和脂肪
3）酰胺形式储存，或转变为其他含氮物
30.07.2020
17
氨基酸代谢概况
食物蛋白质
组织 蛋白质
分解 合成
体内合成氨基酸 (非必需氨基酸)
重要途径
30.07.2020
一、蛋白质的营养价值
必需氨基酸： 体内需要但自身不能合成，必须由食物供应的氨基酸 甲硫氨酸、色氨酸、赖氨酸、缬氨酸 异亮氨酸、亮氨酸、 苯丙氨酸、苏氨酸
Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr
“假 设 来 借 一 两 本 书”
30.07.2020
3
蛋白质的营养价值～ 必需AA种类 必需AA含量 必需AA的比例 具有与人体需求相符的AA组成，其被消化 后在体内被利用的程度越高，营养价值越高。
19S
20S
30.07.2020
14
二、降解过程
30.07.2020
15
三、泛素-蛋白酶体系统的生物学意义
• 对新合成的蛋白质进行质量检查 • 清除衰老蛋白质 • 参与细胞周期调控，细胞周期蛋白经泛素-
蛋白酶体途径降解导致细胞退出有丝分裂 • 泛素-蛋白酶体系统与癌症和多种疾病的发
生有密切关系。