9氨基酸

第九章氨基酸代谢第九章氨基酸代谢第一节蛋白质的降解一、肽链内切酶肽链内切酶又叫蛋白酶，水解肽链内部肽键的酶N端C端NH2CHCRNHCHCROONHCHCORNHCHCRNHCHROCOOHNHCHCORNHCHCOR存在广泛如：植物：木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无花果蛋白酶等。动物：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等肽链内切酶第九章氨基酸代谢胃蛋白酶：肽键两端都为疏水R基氨基酸残基时最快NHCHCORNHCHCOR类型：非专一性蛋白酶：随机水解肽链内部的肽键任意任意赖、精任意色、酪、苯丙任意疏水R基氨基酸疏水R基氨基酸专一性蛋白酶：专一性水解肽链内部一定的肽键用途：蛋白质一级结构测定。常用蛋白酶的专一性：胰蛋白酶：羧基端为赖或精的肽键胰凝乳蛋白酶：羧基端为色、酪、苯丙的肽键速度最快，其它疏水R基氨基酸残基也可水解。第九章氨基酸代谢二、端解酶氨肽酶：专一性地从肽链的氨基端水解肽键羧肽酶：专一性地从肽链的羧基端水解肽键N端C端NH2CHCRNHCHCROONHCHCORNHCHCRNHCHROCOOHNHCHCORNHCHCOR氨肽酶羧肽酶第九章氨基酸代谢第二节氨基酸的分解代谢一、脱氨基作用1.氧化脱氨基催化氧化脱氨基的酶有三种L-氨基酸氧化酶：最适pH为10，生理pH条件下活性不高，不是主要酶系。D-氨基酸氧化酶：生物氨基酸主要由L-氨基酸组成，因此无重要意义。谷氨酸脱氢酶：广泛存在，活性又高，但只催化谷氨酸脱氢。CHCOOHNH2RCCOOHNHRCCOOHOR+2H+2e-OH2+NH3第九章氨基酸代谢2.非氧化脱氨基裂解：CH2CHNH2COOHCCCOOHHH+NH3苯丙氨酸解氨酶苯丙氨酸反肉桂酸还原：RCHNH2COOHRCH2COOH+NH32H+2e-+氨基酸脂肪酸CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHNHCH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH+H++NH3谷氨酸a-酮戊二酸第九章氨基酸代谢水解：RCHNH2COOH+OH2RCHOHCOOH+NH3氨基酸羟酸3.转氨基作用催化的酶为转氨酶，含磷酸吡哆醛，反应历程为常见的有谷草转氨酶、谷丙转氨酶等转氨酶CHCOOHNH2R''CCOOHOR''a-酮酸a-氨基酸?CCOOHOR'CHCOOHNH2R'a-酮酸a-氨基酸?CHPOCH2PNH2第九章氨基酸代谢谷草转氨酶谷草转氨酶CCOOHOCH2CH2COOHCHCOOHNH2CH2CH2COOHa-酮戊二酸谷氨酸?CHPOCH2PNH2CHCOOHNH2CH2COOHCCOOHOCH2COOH草酰乙酸?天冬氨酸?第九章氨基酸代谢谷丙转氨酶谷丙转氨酶CCOOHOCH2CH2COOHCHCOOHNH2CH2CH2COOHa-酮戊二酸谷氨酸?CHPOCH2PNH2CHCOOHNH2COOHCCOOHOCOOH丙酮酸?丙氨酸?第九章氨基酸代谢转氨酶的作用机理4.联合脱氨基作用NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHNAD+OH2NADH+H+CHCOOHNH2R'a-氨基酸?a-酮戊二酸CCOOHOR'a-酮酸++转氨酶谷氨酸脱氢酶CHCOOHNH2R'+CHPOCHCOOHNR'CHPCCOOHNR'CH2PCCOOHOR'NH2CH2P+CHCOOHNH2R''+CHPOCHCOOHNR''CHPCCOOHNR''CH2PCCOOHOR''NH2CH2P+H2OH2OH2OH2O第九章氨基酸代谢5.脱酰胺作用如：谷氨酰胺+H2O→谷氨酸+NH3二、脱羧基作用000CHNH2RCOOHCH2NH2R+CO2胺氨基酸脱羧酶如：赖氨酸→戊二胺（尸胺）组氨酸→组胺酪氨酸→酪胺这些胺都具有强烈的生理作用，会使生物体中毒，如组胺可降低血压，酪胺可升高血压等三、分解产物的去路1.氨的去路（1）重新合成氨基酸（2）生成NH4+（3）生成酰胺（4）合成其他含氮化合物（5）形成尿素（鸟氨酸循环）第九章氨基酸代谢鸟氨酸瓜氨酸CH2CHNH2COOHNHCONH2[]3瓜氨酸CH2CHNH2COOHNHCNNH2CHCH2COOHCOOH[]3ATPAMP+PPi天冬氨酸精氨琥珀酸CH2CHNH2COOHNHCNHNH2[]3精癜彼?延胡索酸CH2CHNH2COOHNH2[]3鸟氨酸尿素?CONH2NH2鸟氨酸循环细胞质线粒体NH2COPATP+CO2+NH3+H2OPi2ADP+Pi2第九章氨基酸代谢2.酮酸的去路（1）合成氨基酸（2）氧化分解（3）生成糖或脂柠檬酸草酰乙酸?延胡索酸?琥珀酰CoA?a-酮戊二酸?天冬氨酸天冬酰胺苯丙氨酸酪氨酸异亮氨酸蛋氨酸缬氨酸苏氨酸谷氨酸精氨酸组氨酸脯氨酸谷氨酰胺脂肪酸丙氨酸甘氨酸丝氨酸色氨酸半胱氨酸丙酮酸苯丙氨酸酪氨酸赖氨酸亮氨酸色氨酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA第九章氨基酸代谢生糖氨基酸概念：降解产物可以生成糖的氨基酸种类：甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸、苏氨酸、半胱氨酸、脯氨酸、缬氨酸、天冬氨酸、谷氨酸、精氨酸、组氨酸、蛋氨酸、谷氨酰胺、天冬酰胺生酮氨基酸概念：降解产物可以生成酮体进一步转化为脂肪酸的氨基酸酮体：b-羟丁酸、乙酰乙酸、丙酮种类：亮氨酸生糖兼生酮氨基酸概念：降解产物既可以生成酮体，也可以生成糖的氨基酸。种类：苯丙氨酸、异亮氨酸、色氨酸、酪氨酸、赖氨酸第九章氨基酸代谢3.胺的去路（1）氧化RCH2NH2H2O2OH2NH3O2++RCHOOH2O2RCOOHH2O2+RCHO胺氧化酶醛氧化酶（2）转化为其它含氮化合物。胺可转化为生物碱、生长刺激素等等。如色氨酸经脱氨基后可生成植物生长激素—吲哚乙酸。第九章氨基酸代谢第三节氨基酸的生物合成一、有机氮的形成1.NH3的来源（1）生物固氮固氮酶组成：铁蛋白和钼铁蛋白功能：铁蛋白接受供电子体的电子并转移给钼铁蛋白钼铁蛋白直接还原氮供电子体：NADPH能量供体：ATP固氮机理：3NADPH+H+3NADP+还原氧化铁氧还蛋白12ATP12ADP+Pi固氮酶铁蛋白钼铁蛋白6e－（2）硝酸还原硝酸还原分为两步，第一步在硝酸还原酶催化下，NO3－还原为NO2－，第二步在亚硝酸还原酶催化下，NO2－还原为NH3N22NH3第九章氨基酸代谢NO3－+2H++2e-————————→NO2－+H2O硝酸还原酶电子供体为NADPH、NADH（高等植物、真菌、蓝藻）和铁氧还蛋白（其它）NO2－+7H++6e-————————→NH3+2H2O亚硝酸还原酶电子供体为铁氧还蛋白（3）直接吸收2.氨的同化是指将氨转化为有机物中的氮的过程氨的同化有两条途径，（1）谷氨酸脱氢酶途径谷氨酸脱氢酶a-酮戊二酸谷氨酸+NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHCCOOHOCH2CH2COOHOH2+NAD(P)H+H+NAD(P)+第九章氨基酸代谢（2）谷氨酰胺—谷氨酸合成酶途径+NH3CHCOOHNH2CH2CH2COOHATPADP+PiCHCOOHNH2CH2CH2CONH2谷氨酰胺合成酶谷氨酸谷氨酰胺CCOOHOCH2CH2COOHNAD(P)H+H+NAD(P)++CHCOOHNH2CH2CH2COOHCHCOOHNH2CH2CH2CONH2或Fd（还原）或Fd（氧化）2谷氨酸合成酶谷氨酸谷氨酰胺a-酮戊二酸总反应：a-酮戊二酸+NH3+ATP+NAD(P)H+H+→谷氨酸+ADP+NAD(P)+第九章氨基酸代谢二、氨基酸的生物合成1.转氨作用谷氨酸a-酮戊二酸a-酮酸氨基酸转氨酶2.个别氨基酸的代谢3-磷酸甘油酸葡萄糖PEP丙酮酸磷酸戊糖途径色氨酸酪氨酸苯丙氨酸5-磷酸核糖组氨酸谷氨酸脯氨酸精氨酸谷氨酰胺丝氨酸甘氨酸半胱氨酸天冬氨酸天冬酰胺赖氨酸蛋氨酸苏氨酸异亮氨酸缬氨酸亮氨酸丙氨酸糖酵解a-酮戊二酸草酰乙酸三羧酸循环4-磷酸赤藓糖莽草酸第九章氨基酸代谢三、一碳单位一碳单位：化合物中可解离的具有一个碳原子的基团种类：亚氨甲基—CH=NH甲酰基—CH=O羟甲基—CH2OH甲叉基—CH2—次甲基—CH=甲基—CH3一碳单位的载体：四氢叶酸（THFA）第九章氨基酸代谢氨基酸的代谢主要知识点•1.蛋白质水解酶•2.联合脱氨基作用•3.还原氨基化作用