1、蛋白質酶促降解和氨基酸代謝1第十章第十章 蛋白質酶促降解和氨基酸代謝蛋白質酶促降解和氨基酸代謝內容內容第一節第一節 蛋白質酶促降解蛋白質酶促降解第二節第二節 氨基酸酶促降解氨基酸酶促降解第三節第三節 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成第四節第四節 一碳單位（自學）一碳單位（自學）蛋白質酶促降解和氨基酸代謝2教學目的和要求教學目的和要求蛋白質酶促降解和氨基酸代謝3概述：概述：v人體內蛋白質處于不斷降解與合成的動態平衡中。v成人每天約有1%2%的體內蛋白質被降解。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝4一、蛋白質營養的重要性一、蛋白質營養的重要性 生命的物質基礎生命的物質基礎: 維持細胞、組織的生長、更新和修補

2、維持細胞、組織的生長、更新和修補2. 參與多種重要的生理活動參與多種重要的生理活動催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運催化（酶）、免疫（抗原及抗體）、運動（肌肉）、物質轉運（載體）、凝血（凝動（肌肉）、物質轉運（載體）、凝血（凝血系統）、代謝調節（激素，信號分子）等。血系統）、代謝調節（激素，信號分子）等。3. 氧化供能氧化供能 (17kj/mol)人體每日人體每日18%能量由蛋白質提供。能量由蛋白質提供。 蛋白質酶促降解和氨基酸代謝5二、蛋白質需要量和營養價值二、蛋白質需要量和營養價值1. 氮平衡氮平衡(nitrogen balance)攝入食物的含氮量與排泄物（尿與糞）中含氮攝入食物的含氮量

3、與排泄物（尿與糞）中含氮量之間的關系。量之間的關系。氮總平衡：氮總平衡：攝入氮攝入氮 = = 排出氮（正常成人）排出氮（正常成人）氮正平衡氮正平衡：攝入氮攝入氮 排出氮（兒童、孕婦等）排出氮（兒童、孕婦等）氮負平衡氮負平衡：攝入氮攝入氮 排出氮（饑餓、消耗性疾排出氮（饑餓、消耗性疾病患者）病患者）氮平衡的意義：可以反映體內蛋白質代謝的慨況。氮平衡的意義：可以反映體內蛋白質代謝的慨況。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝62. 生理需要量生理需要量 成人每日最低蛋白質需要量為成人每日最低蛋白質需要量為3050g，我，我國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為國營養學會推薦成人每日蛋白質需要量為80g。3. 蛋

4、白質的營養價值蛋白質的營養價值必需氨基酸必需氨基酸(essential amino acid)指體內需要而又不能自身合成，必須由食指體內需要而又不能自身合成，必須由食物供給的氨基酸，共有物供給的氨基酸，共有8種：種：val、ile、leu、thr、met、lys、phe、trp。諧音記憶方法：本宿舍皆賴皮蛋諧音記憶方法：本宿舍皆賴皮蛋 其余其余12種氨基酸體內可以合成，稱非必需氨基酸。種氨基酸體內可以合成，稱非必需氨基酸。 蛋白質酶促降解和氨基酸代謝7第一節 蛋白質的酶促降解v外源蛋白質的消化吸收v胞內蛋白質的降解蛋白質酶促降解和氨基酸代謝8一、機體對外源蛋白質的消化吸收一、機體對外源蛋白質的

5、消化吸收v胃中的消化胃中的消化v小腸中的消化小腸中的消化 胰蛋白酶胰蛋白酶 、糜蛋白酶糜蛋白酶 、彈性蛋白酶彈性蛋白酶 等將肽鏈裂解為小肽；等將肽鏈裂解為小肽；氨基肽酶、羧基肽酶氨基肽酶、羧基肽酶將小肽裂解為氨基酸將小肽裂解為氨基酸蛋白質蛋白質多肽多肽 + 少量氨基酸少量氨基酸胃蛋白酶胃蛋白酶蛋白質酶促降解和氨基酸代謝9內切酶內切酶( (蛋白酶蛋白酶) )的作用的作用: :能水解肽鏈內部的肽鍵,水解蛋白質成大小不等的多肽段常見蛋白酶的作用特點常見蛋白酶的作用特點: :胃蛋白酶胃蛋白酶: :主要水解芳香族氨基酸的氨基和其它氨基酸羧基組成的肽鍵胰蛋白酶胰蛋白酶: :堿性氨基酸的羧基端和其它氨基酸氨

6、基組成的肽鍵胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶: :芳香族氨基酸的羧基端和其它氨基酸的氨基端組成的肽鍵根據蛋白水解酶作用的方式不同，可分為蛋白酶和肽根據蛋白水解酶作用的方式不同，可分為蛋白酶和肽酶酶（一）蛋白酶：也稱為肽鏈內切酶：產物短肽段（一）蛋白酶：也稱為肽鏈內切酶：產物短肽段蛋白質酶促降解和氨基酸代謝10酶酶 位點（或底物）位點（或底物） 胰蛋白酶胰蛋白酶(trypsin） lys,arg的羧基端的羧基端胰凝乳胰凝乳(糜糜)蛋白酶蛋白酶 phe,trp,tyr 的羧基端的羧基端胃蛋白酶胃蛋白酶(pepsin) phe,trp,tyr的氨基端的氨基端氨肽酶氨肽酶(aminopeptidase) 肽的

7、氨基端肽的氨基端羧肽酶羧肽酶(carboxypeptidase) 肽的羧基端肽的羧基端二肽酶二肽酶(dipeptidase) 二肽二肽彈性蛋白酶彈性蛋白酶(elastase) 各種脂肪族各種脂肪族aa形形 成的肽成的肽幾種常見的蛋白水解酶幾種常見的蛋白水解酶蛋白質酶促降解和氨基酸代謝11（二）肽酶：肽鏈的端解酶（二）肽酶：肽鏈的端解酶（羧肽酶和氨肽酶）（羧肽酶和氨肽酶）1 1、羧肽酶、羧肽酶：專一性地從多肽鏈羧基端開始進行水解，：專一性地從多肽鏈羧基端開始進行水解，水 解 產 物 可 以 是 游 離 氨 基 酸 或 二 肽 。水 解 產 物 可 以 是 游 離 氨 基 酸 或 二 肽 。 羧

8、肽 酶羧 肽 酶 a a ： 水 解 中 性： 水 解 中 性 a aa a 為為 c c 端 的 肽 鍵 ；端 的 肽 鍵 ；羧肽酶羧肽酶b b：水解堿性：水解堿性aaaa為為c c端的肽鍵；端的肽鍵；2 2、氨肽酶：、氨肽酶：專一性地從多肽鏈氨基端開始進行水解，專一性地從多肽鏈氨基端開始進行水解，通常每次水解下一個氨基酸通常每次水解下一個氨基酸蛋白質酶促降解和氨基酸代謝12蛋白水解酶的專一性蛋白水解酶的專一性 酶酶 專專 一一 性性胃蛋白酶胃蛋白酶 r3=色、苯丙、丙、酪、甲硫、亮色、苯丙、丙、酪、甲硫、亮 r4=任何氨基酸任何氨基酸胰蛋白酶胰蛋白酶 r3=精、賴精、賴 r4=任何氨基酸任

9、何氨基酸胰凝乳蛋白酶胰凝乳蛋白酶 r3=苯丙、酪、色苯丙、酪、色 r4=任何氨基酸任何氨基酸彈性蛋白酶彈性蛋白酶 r3=脂肪族氨基酸脂肪族氨基酸 r4=任何氨基酸任何氨基酸氨基肽酶氨基肽酶 r1=任何氨基酸任何氨基酸 r2=除脯氨酸外除脯氨酸外羧基肽酶羧基肽酶a r5=任何氨基酸任何氨基酸 r6=除精、賴、脯氨酸外除精、賴、脯氨酸外羧基肽酶羧基肽酶b r5=任何氨基酸任何氨基酸 r6=精、賴精、賴h2n-ch-c-nh-ch-nh-ch-c-nh-ch-nh-ch-c-nh-ch-coohooor1r2r3r4r5r6氨基肽酶氨基肽酶 內肽酶內肽酶 羧基肽酶羧基肽酶蛋白質酶促降解和氨基酸代謝1

10、3蛋白質酶促降解和氨基酸代謝14（三）、氨基酸代謝庫v食物蛋白經消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內組織蛋白降解產生的氨基酸（內源性氨基酸）混在一起，分布于體內各處參與代謝，稱為氨基酸代謝庫(metabolic pool)。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝15（一）真核細胞中存在兩條不同的降（一）真核細胞中存在兩條不同的降解途徑：解途徑：1. 1. 不依賴不依賴atpatp的降解途徑：的降解途徑：在在溶酶體溶酶體內進行，主要降解外源性蛋白內進行，主要降解外源性蛋白質、膜蛋白和長壽命的胞內蛋白質。質、膜蛋白和長壽命的胞內蛋白質。二、胞內蛋白質的降解蛋白質酶促降解和氨基酸代謝162. 2. 依賴依賴a

11、tpatp和泛素的降解途和泛素的降解途徑：徑：在在胞液胞液中進行，主要降解中進行，主要降解異常蛋白質和短壽命的蛋異常蛋白質和短壽命的蛋白質。需白質。需atpatp和泛素參與和泛素參與泛素泛素(ubiquitin)(ubiquitin)是一種是一種小分子蛋白質，普遍存在小分子蛋白質，普遍存在于真核細胞中。于真核細胞中。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝17氨基酸代謝第二節、氨基酸的酶促降解第二節、氨基酸的酶促降解蛋白質酶促降解和氨基酸代謝18一、脫氨基作用一、脫氨基作用 v氨基酸失去氨基的作用叫脫氨基作用v氨基酸主要通過五種方式脫氨基氨基酸主要通過五種方式脫氨基 氧化脫氨基氧化脫氨基 非氧化脫氨基非氧化

12、脫氨基 脫酰胺作用脫酰胺作用 轉氨基作用轉氨基作用 聯合脫氨基聯合脫氨基 蛋白質酶促降解和氨基酸代謝192. l-2. l-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶(glutamate dehydrogenase)(glutamate dehydrogenase)l-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶nad+nadh+h+ （nadp+ nadph+h+）+h2o-h2o特點特點1.1. 分布廣、活性高（分布廣、活性高（ 肌肉中例外肌肉中例外）；）；2. 2. 反應可逆；反應可逆；3. 3. 谷氨酸谷氨酸脫氫酶脫氫酶是別構酶是別構酶 ，受，受gdp （+）/ atp(-) 調節；調節；4. 谷氨酸脫氫谷氨酸脫氫酶只能酶

13、只能催化谷氨酸發生脫氨基作用（有局限性）催化谷氨酸發生脫氨基作用（有局限性）蛋白質酶促降解和氨基酸代謝20 氧化脫氨基作用定義：-aa在酶的作用下，氧化生成-酮酸，同時消耗氧并產生氨的過程。v氧化脫氨基的反應過程包括氧化脫氨基的反應過程包括脫氫脫氫和和水解水解兩步，脫氫反應需酶催化，而水解反應兩步，脫氫反應需酶催化，而水解反應則不需酶的催化。則不需酶的催化。（氧化脫氫氧化脫氫 、 水解脫氨水解脫氨）蛋白質酶促降解和氨基酸代謝21vaaaa氧化酶的種類氧化酶的種類 l-aal-aa氧化酶：氧化酶：催化催化l-aal-aa氧化脫氨，體內分布不廣泛，最適氧化脫氨，體內分布不廣泛，最適ph10ph10

14、左右，以左右，以fadfad或或fmnfmn為輔基。為輔基。 d-aad-aa氧化酶氧化酶：體內分布廣泛，以體內分布廣泛，以fadfad為輔基。但體內為輔基。但體內d-aad-aa不多。不多。 l-l-谷氨酸脫氫酶：谷氨酸脫氫酶：專一性強，分布廣泛（動、植、微生專一性強，分布廣泛（動、植、微生物），活力強，以物），活力強，以nadnad+ +或或nadpnadp+ +為輔酶。為輔酶。l-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶nad+nadh+h+ （nadp+ nadph+h+）+h2o-h2o體內（正）體外（反）特點特點:1.分布廣、活性高（分布廣、活性高（ 肌肉中例外）；肌肉中例外）；2. 2. 反應可

15、逆；反應可逆；3. 3. 谷氨酸脫氫酶是別構酶谷氨酸脫氫酶是別構酶 ，受，受gdp gdp （+ +）/ atp(-) / atp(-) 調節；調節；4. 谷氨酸脫氫酶只能催化谷氨酸發生脫氨基作用（有局限性）谷氨酸脫氫酶只能催化谷氨酸發生脫氨基作用（有局限性）蛋白質酶促降解和氨基酸代謝22還原脫氨基、脫水脫氨基、水解脫氨基、還原脫氨基、脫水脫氨基、水解脫氨基、脫硫氫基脫氨基等。脫硫氫基脫氨基等。 （在微生物中個別（在微生物中個別aaaa進行進行, ,但不普遍）但不普遍）l-絲氨酸 ch2 coo- c-nh3+=- ch3 coo- c=nh2+- cooh ch2ohnh2-c-h- coo

16、h ch3 c=o-絲氨酸脫水酶絲氨酸脫水酶+nh3丙酮酸-h2o+h2o-氨基丙烯酸亞氨基丙酸 非氧化脫氨例：脫水脫氨基（只適于含一個羥基的aa)蛋白質酶促降解和氨基酸代謝23ch2-conh2ch2-chnh3+coo-+h2och2-coo-ch2-chnh3+coo-+nh3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶ch2-conh2chnh3+coo-+h2o天冬酰胺酶天冬酰胺酶ch2-coo-chnh3+coo-+nh3 上述兩種酶廣泛存在于微生物、動物、植物中，有相當高的專一性。 氨基酸的脫酰胺作用蛋白質酶促降解和氨基酸代謝24（四）轉氨基作用(transamination)轉氨酶轉氨酶磷酸吡哆磷酸吡

17、哆醛醛 （胺胺） 特點特點：1. 1. 只轉移只轉移-nh-nh2 2、不產生游離不產生游離nhnh3 3 ；2.2. 輔酶輔酶磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛/ /胺胺( (氨基傳遞體氨基傳遞體) )；3.3. 反應可逆反應可逆，逆過程是體內合成和改造非必需逆過程是體內合成和改造非必需aaaa的途徑的途徑 ；4. 4. 體內普遍進行，并且大多數體內普遍進行，并且大多數aa.aa.可將可將-nh-nh2 2基轉移給基轉移給 - -酮戊二酸酮戊二酸 生成生成glu glu 。v指-aa和酮酸之間氨基的轉移作用， -aa的-氨基借助轉氨酶的催化作用轉移到酮酸的酮基上，結果原來的aa生成相應的酮酸，而原來的酮酸

18、則形成相應的氨基酸。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝25 大多數轉氨酶以大多數轉氨酶以-酮戊二酸為氨基受體，其中谷酮戊二酸為氨基受體，其中谷草轉氨酶（草轉氨酶（glutamic-oxaloacetic transaminaseglutamic-oxaloacetic transaminase，gotgot）和谷丙轉氨酶（）和谷丙轉氨酶（glutamic-pyruvic glutamic-pyruvic transaminasetransaminase，gptgpt）最常見。）最常見。 在正常情況下，在正常情況下，gotgot和和gptgpt主要在肝中，在心主要在肝中，在心臟和肝臟中活性最高，血清中活

19、性低。當心、肝組織臟和肝臟中活性最高，血清中活性低。當心、肝組織細胞受損時，大量的轉氨酶逸人血液，血清中的轉氨細胞受損時，大量的轉氨酶逸人血液，血清中的轉氨酶活性升高，可根據血清中轉氨酶的活性變化判斷這酶活性升高，可根據血清中轉氨酶的活性變化判斷這些器官的功能狀況。在醫學臨床上普遍用些器官的功能狀況。在醫學臨床上普遍用gotgot和和gptgpt在在血清中的活性判斷心肌梗塞和急性肝炎。血清中的活性判斷心肌梗塞和急性肝炎。 眾多轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛，它從氨基眾多轉氨酶的輔酶是磷酸吡哆醛，它從氨基酸接受氨基后轉變成磷酸吡哆胺，磷酸吡哆胺又將氨酸接受氨基后轉變成磷酸吡哆胺，磷酸吡哆胺又將氨基轉給

20、基轉給-酮酸，其本身再變回為磷酸吡哆醛。酮酸，其本身再變回為磷酸吡哆醛。 蛋白質酶促降解和氨基酸代謝26（五）聯合脫氨基作用（五）聯合脫氨基作用（動物組織主要采取的方式） 兩種脫氨基方式的聯合作用，使氨基酸兩種脫氨基方式的聯合作用，使氨基酸脫下脫下- -氨基生成氨基生成- -酮酸的過程。酮酸的過程。2. 類型類型 轉氨基偶聯氧化脫氨基作用轉氨基偶聯氧化脫氨基作用1. 定義定義 轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環蛋白質酶促降解和氨基酸代謝27轉氨酶l-谷氨酸脫氫酶-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸l-l-谷氨酸谷氨酸 轉氨基偶聯氧化脫氨基作用轉氨基偶聯氧化脫氨基作用 此種方

21、式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合此種方式既是氨基酸脫氨基的主要方式，也是體內合成非必需氨基酸的主要方式。成非必需氨基酸的主要方式。 主要在肝、腎組織進行。主要在肝、腎組織進行。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝28-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸腺苷酰琥珀酸蘋果酸蘋果酸延胡索酸延胡索酸腺苷酸腺苷酸次黃苷酸次黃苷酸 轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環轉氨基偶聯嘌呤核苷酸循環 此種方式主要在肌肉組織進行。此種方式主要在肌肉組織進行。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝29（六）脫掉氨基后的（六）脫掉氨基后的 - -酮酸可轉變成：酮酸可轉變成： -酮戊二

22、酸酮戊二酸琥珀酰琥珀酰 coa延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸丙酮酸丙酮酸乙酰乙酰coa乙酰乙酰乙酰乙酰 coa三羧酸循環中間產物三羧酸循環中間產物pep葡萄糖葡萄糖脂肪酸脂肪酸酮體酮體蛋白質酶促降解和氨基酸代謝30 二、脫羧基作用脫羧基作用(decarboxylation)氨基酸脫羧酶氨基酸胺類rch2nh2+ co2磷酸吡哆醛ccoohnh2hr 由氨基酸脫羧酶(decarboxyase)催化，輔酶為磷酸吡哆醛，產物為co2和胺。所產生的胺可由胺氧化酶氧化為醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化為co2和水。 蛋白質酶促降解和氨基酸代謝31 glu-glu-氨基丁酸氨基丁酸 （對中樞神經系統傳

23、導有抑制作用）（對中樞神經系統傳導有抑制作用） asp-asp-丙氨酸（泛酸組分）丙氨酸（泛酸組分） trptrp（脫氨、脫羧、氧化）（脫氨、脫羧、氧化）吲哚乙酸吲哚乙酸 （植物生長素）（植物生長素） hishis組胺（降血壓作用）組胺（降血壓作用） tyrtyr酪胺（升血壓作用）酪胺（升血壓作用） serser（脫羧）（脫羧）乙醇胺（甲基化）膽堿乙醇胺（甲基化）膽堿二者二者分別合成腦磷脂和卵磷脂，可作為生物膜的成分。分別合成腦磷脂和卵磷脂，可作為生物膜的成分。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝32三、氨基酸分解產物的去路三、氨基酸分解產物的去路 v氨基酸分解產物：氨基酸分解產物： vnh3v -酮酸

24、酮酸vco2v胺（胺（rch2nh2）蛋白質酶促降解和氨基酸代謝33（一）、（一）、nhnh3 3的代謝的代謝血氨氨基酸脫氨基腸道吸收氨腎臟泌氨合成尿素合成gln合成氨基酸及其它含氮物1 1、氨的來源和去路、氨的來源和去路蛋白質酶促降解和氨基酸代謝342、氨的轉運(amino nitrogen transportation)（1 1）、谷氨酰胺的運氨作用）、谷氨酰胺的運氨作用（2 2）、葡萄糖）、葡萄糖丙氨酸循環丙氨酸循環氨在血液中的運輸方式氨在血液中的運輸方式蛋白質酶促降解和氨基酸代謝35 肝或腎肝或腎+ nh3(1). (1). 谷氨酰胺的運氨作用谷氨酰胺的運氨作用 合成尿素合成尿素 形成

25、形成nhnh4+ + h+肝肝腎腎 隨尿排出隨尿排出 意義意義1) 1) 在血液中在血液中, , 以以glngln形式運形式運nhnh3 3 , , 可以保持低血可以保持低血nhnh3 3濃度濃度; ;2) 2) 在腦組織在腦組織, , 形成形成glngln是暫時解除是暫時解除nhnh3 3毒的重要方式。毒的重要方式。 谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶蛋白質酶促降解和氨基酸代謝36(2)(2)、葡萄糖、葡萄糖丙氨酸循環丙氨酸循環(alanine-glucose cycle)(alanine-glucose cycle)意義：意義： 1) 1) 實現氨的無毒運輸實現氨的無毒運輸; ; 2) 2) 為肝組織提

26、供糖異生原料。為肝組織提供糖異生原料。蛋白質酶促降解和氨基酸代謝373 3、尿素的生成、尿素的生成 v體內氨的主要代謝去路是用于合成無毒的尿素體內氨的主要代謝去路是用于合成無毒的尿素(urea)(urea)。v合成尿素的合成尿素的主要器官主要器官是是肝肝，但在腎及腦中也可，但在腎及腦中也可少量合成。少量合成。v尿素合成是經稱為尿素合成是經稱為鳥氨酸循環鳥氨酸循環(ornithine (ornithine cycle)cycle)的反應過程來完成的。催化這些反應的的反應過程來完成的。催化這些反應的酶存在于酶存在于胞液胞液和和線粒體線粒體中。中。 蛋白質酶促降解和氨基酸代謝38氨基甲酰磷酸的合成氨

27、基甲酰磷酸的合成v此反應在此反應在線粒體線粒體中進行，由中進行，由氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶（carbamoyl phosphate synthetase - , carbamoyl phosphate synthetase - , cps-cps-）催化，該酶需）催化，該酶需n-n-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸（agaaga）作）作為變構激活劑，反應不可逆。為變構激活劑，反應不可逆。（1 1）. .尿素生成的鳥氨酸循環尿素生成的鳥氨酸循環nh3 + co2 h2o+ 2atp2adp + pi氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶aga，mg2+nh2o po32-co氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷

28、酸=蛋白質酶促降解和氨基酸代謝39v在在線粒體線粒體內進行，由內進行，由鳥氨酸氨基甲酰轉移酶鳥氨酸氨基甲酰轉移酶（ornithine carbamoyl trans-ferase, ornithine carbamoyl trans-ferase, octoct）催化，將氨甲酰基轉移到鳥氨酸的催化，將氨甲酰基轉移到鳥氨酸的 - -氨基上，生氨基上，生成成瓜氨酸瓜氨酸。 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成 nh2o po32-co(ch2)3nh2h2n-chcoohco(ch2)3nhh2n-chcoohnh2+ h3po4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸鳥氨酸氨基鳥氨酸氨基甲酰轉移酶

29、甲酰轉移酶=蛋白質酶促降解和氨基酸代謝40v 轉運至轉運至胞液胞液的瓜氨酸在的瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶(argininosuccinate synthetase)(argininosuccinate synthetase)催化下，消耗能催化下，消耗能量合成量合成精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸。 精氨酸代琥珀酸的合成co(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸代琥珀精氨酸代琥珀酸合成酶酸合成酶atpamp + ppi + h2och2- chcoohcoohh2nch2- chcoohcoohcn(ch2)3nhh2n-chcoohnh2+瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨

30、酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸限速酶蛋白質酶促降解和氨基酸代謝41v在在胞液胞液中由中由精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶(arginino-(arginino-succinate lyase)succinate lyase)催化，將精氨酸代琥珀酸裂催化，將精氨酸代琥珀酸裂解生成解生成精氨酸精氨酸和和延胡索酸。延胡索酸。 精氨酸代琥珀酸的裂解精氨酸代琥珀酸的裂解精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶ch2- chcoohcoohcn(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸chch coohcooh+cnh(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸精氨

31、酸延胡索酸延胡索酸蛋白質酶促降解和氨基酸代謝42v在在胞液胞液中由中由精氨酸酶精氨酸酶催化，精氨酸水解生成催化，精氨酸水解生成尿尿素素(urea)(urea)和和鳥氨酸鳥氨酸( (ornithine)ornithine)。鳥氨酸可再。鳥氨酸可再轉運入線粒體繼續進行循環反應。轉運入線粒體繼續進行循環反應。精氨酸的水解精氨酸的水解(ch2)3nh2h2n-chcoohcnh(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸精氨酸- nh2h2n -oc+鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素精氨酸酶精氨酸酶h2o蛋白質酶促降解和氨基酸代謝43鳥鳥氨氨酸酸循循環環2adp+pico2 + nh3 + h2o氨甲酰磷酸氨

32、甲酰磷酸2atpn-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸pi鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸atpamp + ppi鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素線粒體線粒體胞胞 液液蛋白質酶促降解和氨基酸代謝442 2、尿素循環與、尿素循環與tcatca的關系的關系蛋白質酶促降解和氨基酸代謝45尿素合成的特點尿素合成的特點1 1合成主要在合成主要在肝細胞肝細胞的的線粒體線粒體和和胞液胞液中進行；中進行；2 2合成一分子尿素需消耗合成一分子尿素需消耗4 4分子分子atpatp；

33、3 3精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶是尿素合成的限速酶；是尿素合成的限速酶；4 4尿素分子中的兩個氮原子，一個來源于尿素分子中的兩個氮原子，一個來源于nh3nh3，一個一個來源于來源于天冬氨酸天冬氨酸co2 + 2nh3 + 3h2o +3atp = nh2cnh2 + 2adp + amp + 4pio8 8、總反應式、總反應式5 5、意義：、意義：解氨毒，把有毒的解氨毒，把有毒的nh3nh3轉變成無毒的尿素。轉變成無毒的尿素。6 6、關鍵酶：、關鍵酶：氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶i i7 7、與、與tcatca的聯系：的聯系：天冬氨酸、延胡索酸天冬氨酸、延胡索酸蛋白質酶促

34、降解和氨基酸代謝46（二）、（二）、-酮酸的代謝酮酸的代謝( ( -keto acid metabolism-keto acid metabolism) )-酮酸酮酸 還原還原氨基化氨基化 非必需氨基酸非必需氨基酸 合成合成 糖或脂類糖或脂類 氧化氧化 coco2 2 + h+ h2 2o + atpo + atp生糖氨基酸生糖氨基酸生酮氨基酸生酮氨基酸 生糖兼生酮生糖兼生酮氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸 nh3蛋白質酶促降解和氨基酸代謝47生糖和生酮氨基酸種類生糖和生酮氨基酸種類分分 類類 氨基酸氨基酸 生糖氨基酸生糖氨基酸 生糖兼生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸 苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸、異亮氨酸苯丙

35、氨酸、酪氨酸、色氨酸、異亮氨酸生酮氨基酸生酮氨基酸 亮氨酸、賴氨酸亮氨酸、賴氨酸甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、精氨酸、脯氨酸、谷氨甘氨酸、丙氨酸、絲氨酸、精氨酸、脯氨酸、谷氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、纈氨酸、組氨酸、甲硫氨酸、谷氨酰胺、蘇氨酸、纈氨酸、組氨酸、甲硫氨酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺酸、半胱氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺蛋白質酶促降解和氨基酸代謝48氨基酸碳骨架的氧化途徑氨基酸碳骨架可通過多種途徑，形成氨基酸碳骨架可通過多種途徑，形成5 5種物質進入種物質進入tcatca循環循環乙酰乙酰coacoa丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸丙氨酸、甘氨酸、絲氨酸、蘇氨酸、半胱氨酸-酮戊二酸酮戊二酸

36、精氨酸、組氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、谷氨酸精氨酸、組氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、谷氨酸琥珀酰琥珀酰coacoa異亮氨酸、甲硫氨酸、纈氨酸異亮氨酸、甲硫氨酸、纈氨酸延胡索酸延胡索酸苯丙氨酸、酪氨酸苯丙氨酸、酪氨酸草酰乙酸草酰乙酸v天冬氨酸、天冬酰胺天冬氨酸、天冬酰胺蛋白質酶促降解和氨基酸代謝49直接形成直接形成乙酰乙酰coacoa途徑途徑1 1、形成乙、形成乙酰酰coacoa的途的途徑徑蛋白質酶促降解和氨基酸代謝50通過乙酰乙酰coa進入到乙酰coa蛋白質酶促降解和氨基酸代謝512 2、 一酮戊一酮戊二酸途徑二酸途徑蛋白質酶促降解和氨基酸代謝523、形成琥珀酰coa的途徑v有3中氨基酸進入；ile、m

37、et、valilevalmet琥珀酰琥珀酰coatca蛋白質酶促降解和氨基酸代謝534 4、形成延胡索酸途徑、形成延胡索酸途徑 v有2種進入： phe、tyr5 5、形成草酰乙酸途徑、形成草酰乙酸途徑v 有兩種氨基酸進入：asp、asn蛋白質酶促降解和氨基酸代謝54蛋白質酶促降解和氨基酸代謝55（三）胺的代謝（三）胺的代謝醛脫氫酶醛脫氫酶 - -氧化氧化乙酰輔酶乙酰輔酶a atcatca循環循環1 1、胺類物質氧化、胺類物質氧化2 2、轉變為其他含氮活性物質（見、轉變為其他含氮活性物質（見p270p270）蛋白質酶促降解和氨基酸代謝56一、氨的同化一、氨的同化定義：定義：生物體將無機態的氨轉化

38、為生物體將無機態的氨轉化為含氮有機含氮有機化合物化合物的過程（的過程（n n素亦稱生命元素）素亦稱生命元素）生物體生物體n n的來源的來源v食物來源的食物來源的n n（食物中的蛋白質和氨基（食物中的蛋白質和氨基酸）：人和動物的酸）：人和動物的n n源源v生物固生物固n n（某些微生物和藻類通過體內固（某些微生物和藻類通過體內固氮酶系的作用將分子氮轉變成氮酶系的作用將分子氮轉變成氨氨的過程，的過程，18621862年發現）年發現） 第三節第三節 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成蛋白質酶促降解和氨基酸代謝57氨同化的途徑谷aa的形成途徑氨甲酰磷酸形成途徑硝酸還原酶硝酸還原酶no2-亞硝酸還原酶亞硝

39、酸還原酶nh3aapr其它含其它含n化合物化合物3. 硝酸還原生成（植物體中的n源）no3-蛋白質酶促降解和氨基酸代謝581.谷aa脫氫酶（細菌）nh3 谷谷aa 其它其它aach2-coohch2-c=ocooh-ch2-coohch2-chnh2cooh-+nh3 +nadh+nad+ +h2o -酮戊二酸（tca循環產生的） 此反應要求有較高濃度的此反應要求有較高濃度的nhnh3 3，足以使光合磷酸化解偶聯，所以足以使光合磷酸化解偶聯，所以它不可能是無機氨轉為有機氮的它不可能是無機氨轉為有機氮的主要途徑主要途徑 谷aa合成途徑蛋白質酶促降解和氨基酸代謝59ch2-coohch2-chnh

40、2cooh-ch2-conh2ch2-chnh2cooh-+nh3 +atp+adp +pi+h2o 谷氨酰胺谷氨酰胺( (貯存了氨）貯存了氨）可做為nh3的供體將其轉移2.谷氨酰胺合成酶（高等植物的主要途徑）蛋白質酶促降解和氨基酸代謝60ch2-conh2ch2-chnh2cooh-ch2-coohch2-c=ocooh-+2hch2-coohch2-chnh2cooh-2 谷aa合酶+谷氨酰胺-酮戊二酸谷氨酸蛋白質酶促降解和氨基酸代謝61 氨甲酰磷酸合成途徑氨甲酰磷酸合成途徑（微生物和動物）（微生物和動物）原料：nh3 co2 atp1 1 氨甲酰激酶氨甲酰激酶nh3 + co2 + at

41、pmg2+ o h2n- c -opo3h2 + adp=2 氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶nh3 + co2 + 2atpmg2+ o h2n-c-opo3h2 + 2adp+pi 在植物體中，氨甲酰磷酸中的氮來自在植物體中，氨甲酰磷酸中的氮來自谷氨酰胺谷氨酰胺的酰胺基的酰胺基，不是由氨來的。，不是由氨來的。利用體內代謝的氨蛋白質酶促降解和氨基酸代謝62v主要通過轉氨基作用aa-r1-酮酸酮酸r1轉氨酶aa-r2-酮酸酮酸r2v許多氨基酸可以作為氨基的供體，其中最主要的是谷氨酸，其被稱為氨基的“轉換站”，先轉變成glu再合成其它aa。二、氨基酸的合成蛋白質酶促降解和氨基酸代謝63（一）、脂肪族氨基酸的生物合成（一）、脂肪族氨基酸的生物合成谷氨酸族氨基酸的生物合成谷氨酸族氨基酸的生物合成l-glu、l-gln、 l-pro天冬氨酸族的生物合成天冬氨酸族的生物合成l-asp、l-asn、l -met、 l-thr丙酮酸族的生物合成丙酮酸族的生物合成l-ala、 l-val、l-leu絲氨酸族的生物合成絲氨酸族的生物合成l-serl-ser、 l-glyl-gly、 l-cysl-cys生物