,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第九章 蛋白质降解和氨基酸分解代谢,第九章 蛋白质降解和氨基酸分解代谢,1,第一节 蛋白质的降解,人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中。,成人每天约有,1%2%,的体内蛋白质被降解。,第一节 蛋白质的降解人体内蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡,2,（,1,）,不依赖,ATP,的溶酶体途径,，,在溶酶体内进行，没有选择性，主要降解外源蛋白、膜蛋白及长寿命的细胞内蛋白。（蛋白酶的最适,pH,偏低，,5,左右）,（,2,）,依赖,ATP,的泛素途径，,在胞质中进行，主要降解异常蛋白和短寿命蛋白,（调节蛋白），,此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要,（选择性降解）,。,需,ATP,和泛素参与。,真核细胞中蛋白质的降解途径,真核细胞中蛋白质的降解途径,3,泛素是一种,8.5KD,的小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞内。一级结构高度保守，酵母与人只相差,3,个,aa,残基，,它能与被降解的蛋白质共价结合，使后者活化，然后被蛋白酶降解。,蛋白质是否被泛素结合而选择性降解与该蛋白,N,端的,AA,有关，泛素化的蛋白质在,ATP,参与下被蛋白酶水解。,泛素是一种8.5KD的小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞内。一,4,2019,年,6,日瑞典皇家科学院宣布，,2019,年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿龙,切哈诺沃、阿夫拉姆,赫什科,和,美国科学家欧文,罗斯，以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。,2019年6日瑞典皇家科学院宣布，2019年诺贝尔化学奖授予,5,（二）蛋白质水解酶,（,1,）肽链内切酶：形成各种短肽,（,2,）肽链外切酶,羧肽酶,氨肽酶,二肽酶,（三）蛋白质酶促降解,需内肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用,蛋白质,多肽,AA,合成新蛋白质,（二）蛋白质水解酶（1）肽链内切酶：形成各种短肽（2）肽链外,6,消化道内几种蛋白酶的专一性,（,Phe.Tyr.Trp,）,（,Arg.Lys,）,（脂肪族）,胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶,弹性蛋白酶,羧肽酶,胰蛋白酶,氨肽酶,羧肽酶,（,Phe.Trp,）,消化道内几种蛋白酶的专一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg,7,二、氨基酸代谢库,食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性氨基酸）混在一起，分布于体内各处参与代谢，称为氨基酸代谢库,(metabolic pool),。,二、氨基酸代谢库食物蛋白经消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）与,8,氨基酸代谢库,食物蛋白质,消化吸收,组织,蛋白质,分解,体内合成氨基酸,(,非必需氨基酸,),氨基酸代谢概况,-,酮酸,脱氨基作用,酮 体,氧化供能,糖,胺 类,脱羧基作用,氨,尿素,代谢转变,其它含氮化合物,(,嘌呤、嘧啶等,),合成,氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收 组织分解 体内合成氨基酸氨,9,食品生物化学第9章-蛋白质降解和氨基酸分解代谢课件,10,第二节 氨基酸的分解与转化,一、脱氨基作用,氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用,氨基酸主要通过五种方式脱氨基,氧化脱氨基,非氧化脱氨基,脱酰胺作用,转氨基作用,联合脱氨基,第二节 氨基酸的分解与转化一、脱氨基作用 氨基酸失去氨基的,11,（一）氧化脱氨基作用,定义：,-AA,在酶的作用下，氧化生成,-,酮酸，同时消耗氧并产生氨的过程。,氧化脱氨基的反应过程包括,脱氢,和,水解,两步，脱氢反应需酶催化，而水解反应则不需酶的催化,。,R-CH-COOH,NH,2,2H,R-C-COOH+,NH,3,O,H,2,O,R-C-COOH,NH,酶,（一）氧化脱氨基作用定义：-AA在酶的作用下，氧化生成,12,AA,氧化酶的种类,L-AA,氧化酶：,催化,L-AA,氧化脱氨，体内分布不广泛，最适,pH10,左右，以,FAD,或,FMN,为辅基。,D-AA,氧化酶,：,体内分布广泛，以,FAD,为辅基。但体内,D-AA,不多。,L-,谷氨酸脱氢酶：,专一性强，分布广泛（动、植、微生物），活力强，以,NAD,+,或,NADP,+,为辅酶,。,+NAD(P)H+NH,3,CH,2,-,COOH,CHNH,2,-,CH,2,COOH,-,-,+NAD(P),+,+H,2,O,谷氨酸,脱氢酶,CH,2,-,COOH,C=O,-,CH,2,COOH,-,-,体内（正）,体外（反）,AA氧化酶的种类+NAD(P)H+NH3CH2-COOHCH,13,还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。,（在微生物中个别,AA,进行,但不普遍,）,L-,丝氨酸,CH,2,COO,-,C-NH,3,+,=,-,CH,3,COO,-,C=NH,2,+,-,-,COOH,CH,2,OH,NH,2,-C-H,-,-,COOH,CH,3,C=O,-,-,丝氨酸脱水酶,+NH,3,丙酮酸,-H,2,O,+H,2,O,-,氨基丙烯酸,亚氨基丙酸,（二）非氧化脱氨,例：脱水脱氨基（只适于含一个羟基的,AA),还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基等。L-丝,14,CH,2,-,CONH,2,CH,2,-,CHNH,3,+,COO,-,-,-,+H,2,O,CH,2,-,COO,-,CH,2,-,CHNH,3,+,COO,-,-,-,+NH,3,谷氨酰胺酶,CH,2,-,CONH,2,CHNH,3,+,COO,-,-,-,+H,2,O,天冬酰胺酶,CH,2,-,COO,-,CHNH,3,+,COO,-,-,-,+NH,3,上述两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中，有相当高的,专一性,。,（三）氨基酸的脱酰胺作用,CH2-CONH2CH2-CHNH3+COO-+H2OC,15,指,-AA,和酮酸之间氨基的转移作用，,-AA,的,-,氨基借助,转氨酶,的催化作用转移到酮酸的酮基上，结果原来的,AA,生成相应的酮酸，而原来的酮酸则形成相应的氨基酸。,R-CH-COOH R”-C-COOH,NH,2,O,R-C-COOH R”-CH-COOH,O,NH,2,转氨酶,（四）转氨基作用,指-AA和酮酸之间氨基的转移作用，-AA的-氨基借助,16,转氨基作用,(transamination),可以在各种氨基酸与,-,酮酸之间普遍进行。,各种转氨酶,(transaminase),均以,磷酸吡哆醛,(,胺,),为辅酶。,转氨基作用(transamination)可以在各种氨基酸与,17,（五）联合脱氨基,（动物组织主要采取的方式）,转氨酶,氨基酸,-,酮酸,L-,谷氨酸脱氢酶,NH,3,+NAD,H,+,H,+,H,2,O+NAD,+,-,酮戊二酸,谷氨酸,由于转氨基作用不能最后脱掉氨基，氧化脱氨中只有,谷氨酸脱氢酶活力高,，转氨基作用与氧化脱氨基作用联合在一起才能迅速脱氨，这种作用就称为联合脱氨作用。,（五）联合脱氨基（动物组织主要采取的方式）转氨酶氨基酸-酮,18,单靠转氨基作用不能最终脱掉氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要，因为只有,Glu,脱氢酶活力最高，其余,L-,氨基酸氧化酶的活力都低。,机体借助联合脱氨基作用可以迅速脱去氨基。,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,类型,单靠转氨基作用不能最终脱掉氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满,19,大多数转氨酶，优先利用,-,酮戊二酸,作为氨基的受体，生成,Glu,。,因为生成的谷氨酸可在谷氨酸脱氢酶的催化下氧化脱氨，使,-,酮戊二酸再生。,转氨酶与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,大多数转氨酶，优先利用-酮戊二酸作为氨基的受体，生成Glu,20,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,(,骨骼肌,心脏,肝脏,脑组织中,),-,氨基酸,-,酮酸,-,酮戊二酸,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酰琥珀酸,苹果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黄苷酸,因为这些组织中的谷氨酸脱氢酶活性较低,。,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 (骨骼肌心,21,氧化脱氨,非氧化脱氨,氨基酸的脱酰胺作用,转氨基作用,联合脱氨基,（两种类型）,脱氨基作用,小 结,氧化脱氨脱氨基作用小 结,22,二、脱羧基作用,脱羧基作用,(decarboxylation),氨基酸脱羧酶,氨基酸,胺类,RCH,2,NH,2,+,CO,2,磷酸吡哆醛,由氨基酸脱羧酶,(decarboxyase),催化，辅酶为,磷酸吡哆醛,，产物为,CO,2,和胺。所产生的胺可由胺氧化酶氧化为醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化为,CO,2,和水。,在脱羧酶催化下，氨基酸脱羧产生,CO2,和有机胺（一级胺）的过程称为脱羧基作用。,二、脱羧基作用脱羧基作用(decarboxylation),23,脱羧酶,氨基酸脱羧酶催化氨基酸脱羧的,专一性,很高，,一般是一种氨基酸脱羧酶只对一种,L-,型氨基酸起作用,。,氨基酸脱羧酶中，除,组氨酸脱羧酶不需要辅酶,外，各种脱羧酶都以,磷酸吡哆醛,为辅酶。,脱羧酶,24,谷,AA -,氨基丁酸,+CO,2,天冬,AA -,丙,AA+CO,2,赖,AA,尸胺,+CO,2,鸟,AA,腐胺,+CO,2,胺类,有一定作用，但有些胺类化合物有害（尤其对人），应维持在一定水平，体内胺氧化酶可将多余的胺氧化成醛，进一步氧化成脂肪酸。,谷AA,25,氨,的去路：,排氨生物：,NH,3,转变成酰胺（,Gln,），运到排泄部位后再分解。（原生动物、线虫和鱼类）,以尿酸排出：将,NH,3,转变为溶解度较小的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存体内水分。（陆生爬虫及鸟类）,以尿素排出：经尿素循环（肝脏）将,NH,3,转变为尿素而排出。（哺乳动物）,重新利用合成,AA,：,合成酰胺（高等植物中）,嘧啶环的合成（细菌）,生成铵盐,三、氨基酸分解产物的代谢,排氨生物：NH3转变成酰胺（Gln），运到排泄部位后再分解。,26,体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素,(urea),。,合成尿素的主要器官是肝，但在肾及脑中也可少量合成。,尿素合成是经称为鸟氨酸循环,(ornithine cycle),的反应过程来完成的。催化这些反应的酶存在于胞液和线粒体中。,尿素的生成,体内氨的主要代谢去路是用于合成无毒的尿素(urea)。尿素的,27,（,1,）氨基甲酰磷酸的合成,此反应在线粒体中进行，由氨基甲酰磷酸合成酶,（,carbamoyl phosphate synthetase-,CPS-,）催化，该酶需,N-,乙酰谷氨酸（,AGA,）作为变构激活剂，反应不可逆。,1,、尿素循环（鸟氨酸循环）,NH,3,+CO,2,H,2,O+2ATP,2ADP+Pi,氨基甲酰磷酸合成酶,AGA,，,Mg,2+,NH,2,O PO,3,2-,C,O,氨基甲酰磷酸,（1）氨基甲酰磷酸的合成1、尿素循环（鸟氨酸循环）NH3+,28,在线粒体内进行，由鸟氨酸氨基甲酰转移酶（,ornithine carbamoyl trans-ferase,OCT,）催化，将氨甲酰基转移到鸟氨酸的,-,氨基上，生成瓜氨酸。,NH,2,O PO,3,2-,C,O,(CH,2,),3,NH,2,H,2,N-,CH,COOH,C,O,(CH,2,),3,NH,H,2,N-,CH,COOH,NH,2,+H,3,PO,4,+,氨基