第八章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢

第八章蛋白质的酶促降解及氨基酸代谢教学目的：掌握一些主要概念：转氨基作用、联合脱氨作用、鸟氨酸循环、生酮氨基酸和生糖氨基酸；熟悉鸟氨酸循环发生的部位及各步酶促反应；了解氨基酸碳骨架的氧化途径。教学重点：一些主要概念：转氨基作用、联合脱氨作用、鸟氨酸循环、生酮氨基酸和生糖氨基酸；鸟氨酸循环发生的部位及各步酶促反应；教学难点：鸟氨酸循环发生的部位及各步酶促反应；氨基酸碳骨架的氧化途径。教学课时：6学时教学方法：多媒体教学教学内容：蛋白质的重要性在前面已经论述，蛋白质是一切生命不可缺少的物质，不仅因为蛋白质是构成组织器官的基本成分，而且更重要的是蛋白质是体内代谢必不可少的物质，不能被其他的营养物质所代替，蛋白质本身不断地自我更新，，不断地进行合成与分解。本章主要介绍蛋白质的分解。第一节蛋白质的酶促降解一、降解过程蛋白质→胨→肽→氨基酸二、降解酶国际生化协会命名委员会将作用于蛋白质分子中肽键的酶归属于第三大类（水解酶类）第四亚类，该亚类又分二个亚亚类，即蛋白酶和肽酶（按酶的作用特点分类）。（一）蛋白酶（肽链内切酶）水解肽链内部的肽键胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶、弹性蛋白酶、木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶。（二）肽酶（肽链外切酶）分别从多肽链游离的羧基端或游离的氨基端逐一地将肽链水解成氨基酸（羧肽酶或氨肽酶）1、羧肽酶：又分为A、B两种：羧肽酶A：水解中性氨基酸为羧基末端构成的肽键。羧肽酶B：水解由赖氨酸、精氨酸等碱性氨基酸为羧基末端构成的肽键。2、氨肽酶：水解氨基末端的肽键。3、二肽酶：水解二肽→氨基酸三、蛋白质降解的意义1、形成新组织：用于新蛋白质的合成，进行新陈代谢（自我更新）。2、参加其它代谢：进一步降解氧化或转化成他物。第二节氨基酸的分解与转化氨基酸在细胞内的代谢途径有多种：1、经生物合成形成蛋白质。(作为蛋白质合成的原料)2、进行分解代谢：⑴因为氨基酸分子都有α－氨基和羧基，因此各种氨基酸都具有共同的代谢途径：⑵由于氨基酸侧链不同，因此每种氨基酸还有其特殊的代谢途径。一、脱氨基作用1、氧化脱氨基作用（普遍存在于动、植物）在有氧作用下，氨基酸进行氧化脱氨作用，产物是α－酮酸和氨（每消耗1分子氧，产生2分子α－酮酸和2分子氨）。催化氧化脱氨基的酶：（1）L-氨基酸氧化酶：催化L—AA氧化脱氨基。（2）D-氨基酸氧化酶：催化D—AA氧化脱氨基（3）L-谷氨酸脱氢酶（催化氨基酸氧化脱氨的主要酶系，属于L——AA氧化酶）谷氨酸脱氢酶在动、植物体内分布广泛，且活性及专一性很强，只对L-谷氨酸起催化作用。2、转氨作用α－AA和α－酮酸之间氨基的转移作用，是氨基酸脱去氨基的一种重要形式。催化转氨基作用的酶叫转氨酶或氨基转移酶，种类繁多分布广泛。辅酶均为磷酸吡哆醛（B6的磷醛酯）。如在谷草转氨酶（GOT）的催化下：3、联合脱氨基作用转氨+氧化脱氨AA的转氨作用虽然在生物体内普遍存在，但只靠转氨作用并不能最终使氨基脱掉。同时氧化脱氨作用也不能满足机体脱氨基的需要。由于生物体内普遍存在着α－酮戊二酸作为氨基受体的转氨酶。因此一般氨基酸不直接氧化脱氨，而是先与α－酮戊二酸通过转氨形成相应的a-酮酸和谷氨酸，谷氨酸再通过二种方式氧化脱氨：①转氨酶—谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用。②转氨酶—嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用。4、非氧化脱氨主要在微生物中进行。其方式有以下几种：①还原脱氨基②脱水脱氨基③裂解脱氨基二、氨基酸分解产物的去向（一）NH3的去路1、重新形成氨基酸：重新合成氨基酸。当组织细胞中碳水化合物代谢旺盛时，氨可与碳水化合物转化成的α—酮酸发生氨基化反应重新生成氨基酸。虽然通过脱氨基作用产生的氨再用来合成AA时并不能增加AA的数量，但却能改变AA的种类。2、形成酰胺（消除NH3毒害，贮存NH3）生成Gln和Asn，一方面是生物体贮藏和运输氨的主要形式，也是解除氨毒害的最主要途径。另一方面还可作为蛋白质合成的原料。3、生成铵盐，保持细胞pH。有些植物组织中含有大量的饿有机酸，如异柠檬酸、柠檬酸、苹果酸、酒石酸和草酰乙酸等，氨可以和这些有机酸结合生成铵盐，以保持细胞内正常的PH。4、尿素的生成和鸟氨酸循环在哺乳动物体内，氨的主要去路是在肝脏中合成尿素并随尿排出体外。在部分植物体内尿素的形成既能解除氨毒，又是氨的一种贮存形式。（二）α-酮酸的代谢去路（C架的去路）1、形成新的氨基酸2、形成其它物质（糖和脂肪）：在体内可转变成糖的AA称为生糖AA。生糖氨基酸可降解为丙酮酸、草酰乙酸、α—酮戊二酸等糖代谢中间物，按糖代谢途径进行代谢。在体内能转变为酮体的AA称为生酮氨基酸。按脂肪酸代谢途径代谢，其分解产物为乙酰COA或乙酰乙酸。既能生成糖又能生成酮体的AA称为生糖兼生酮AA，它们部分按糖代谢，部分按脂肪酸代谢途径进行。3、参加TCA循环，氧化成CO2和水，产生能量二、脱羧基作用1、直接脱羧基作用氨基酸在脱羧酶作用下，进行脱羧反应生成胺类化合物，脱羧酶辅酶为磷酸吡哆醛。广泛存在于动、植、微生物中。（羧化酶的辅基为生物素）2、氧化脱羧基作用Tyr在Tyr酶催化下发生羟化作用生成3，4－二羟苯丙氨酸（多巴），后者进一步脱羧生成3，4－二羟苯乙胺（多巴胺）。多巴进一步氧化后形成聚合物黑素。马铃薯、苹果、梨、切开长时间暴露空气变黑，形成黑色素。人体的表皮基底层及毛囊中有成黑素细胞，可将酪氨酸转变为黑素，使皮肤毛发呈黑色（可吸收紫外光）。白化病人：缺酪氨酸酶。第三节某些氨基酸的代谢（自学）