当前位置:
文档之家› 西北大学生物化学___蛋白质代谢
西北大学生物化学___蛋白质代谢
(四)联合脱氨基作用
P307
转氨基作用并不能最终脱掉氨基,单靠氧化脱氨
基作用也不能满足机体脱氨基的需要。L-氨基酸氧化
酶活力较低,机体借助联合脱氨基作用可迅速使各种
不同的氨基酸脱掉氨基。有两种方式:
1.转氨基与氧化脱氨基联合
氨基酸的α-氨基先借助转氨基作用转移到α-酮戊二酸的分 子上,生成相应的α-酮酸和谷氨酸,然后谷氨酸在L-谷氨酸脱 氢酶的作用下,脱氨基生成α-酮戊二酸同时释放出氨。
丙氨酸转氨酶
CH 3 CO COO -
+NH3
COO CH2 CH 2 CH COO -
葡萄糖
3. 转氨酶
P306
催化转氨基反应的酶称为转氨酶(transaminase)或
氨基转移酶。种类多,分布广;大多数以α-酮戊二酸
作为氨基的受体 。酶的命名以催化活力最大的氨基酸
命名,对其它氨基酸亦有作用。动物和高等植物的转
P299
第六章 蛋白质代谢
蛋白质是构成细胞的主要组分,在生物体总 是不断地进行新陈代谢。高等动物需要不断从 外界摄取蛋白质以维持组织细胞生长、更新和 修复的需要。
生物体要维持正常的生命活动保证正常 的新陈代谢作用,还必需各种各样的含氮化 合物,如蛋白质(包括酶)、核酸、维生素 、激素、辅酶的都是含氮化合物,其形成都 离不开氨基酸。生物体必须首先合成或由外 源供给氨基酸,才能合成或转变成其他含氮 化合物。
2. 氨的排泄 (1)氨基氮的排泄途径
P310
微生物:有些可将游离氨用于形成细胞的其他含氮物质,
多余的氨排到周围环境中;
动物:排氨动物(以氨的形式排出体外,原生动物、线虫、
鱼类、水生两栖类); 排尿酸动物(形成固体尿酸的悬浮物排出体外,鸟类、陆生的 爬虫类);
排尿素动物(将氨转变成尿素,哺乳动物、其他陆生动物);
脱氨过程的辅酶 氨基化过程
胞的主要脱氨方式
COO -
COO -
COO -
OH
CH2 CH 2 +NH3 CH COO -
COO CH2 CH 2 CO COO -
CH 2 +NH3 CH
COO -
谷草转氨酶
COO CO CH 2 COO -
COO HC OH
CH 2 COO -
COO -
N
N
NN
R 5/ P
H
R
一级胺
RH
H C N C + H2O COOH R
醛亚胺
CO 2
RH
HCN C
H
R
P308-310
(六)氨的命运
氨基酸经过氧化脱氨基作用、脱酰胺基作用、或经嘌呤核苷 酸循环等途径将氨基氮转变为氨。
氨对生物机体是有毒物质,特别是高等动物的脑对氨极为敏 感,血液中1%的氨就可引起中枢神经系统中毒。
c. 排尿酸动物
排尿酸动物如陆生爬虫类和鸟类,以尿酸作为氨基酸氨基排
泄的主要形式。尿酸也是灵长类、鸟类和陆生爬虫类嘌呤代谢
的终产物。尿酸的形成过程需消耗相当的能量,因此排尿酸动
物是用高的能量代价以换得体内水分的保留。
三、尿素的形成 (一)尿素循环的发现
P310
最早发现的代谢循环,比三羧酸循环还早发现5年.
1932年,Hans A. Krebs 和他的学生 Kurt Henseleit
在实验和分析的基础上提出了尿素循环的设想。
(二)尿素循环 尿素是肝脏中由尿素循环的一系列酶催化形成的。
合成的尿素被排泄进入血液,再被肾脏分离,从尿中 排出。
参与尿素循环的具体酶为: 1. 氨甲酰磷酸合成酶: 尿素的第一个氮原子的获取 2. 鸟氨酸转氨甲酰酶
次黄嘌呤核苷一磷酸 (IMP)
CH 2
HN CH COO -
N
N 腺苷酸代琥珀酸
NN
R 5/ P
COO HC
CH COO -
裂合酶 NH 2
N
N
N
N H
腺嘌呤核苷一磷酸 (AMP)
NH 3 H2O
骨骼肌、心肌、 肝脏、脑的主要 脱氨方式
(五)氨基酸的脱羧基作用
P308
机体内部分氨基酸可进行脱羧基作用而生成相应
虽然各异,但它们都集中形成5种产物而进入柠檬酸 循环,最后氧化为CO2和水。 (一)形成乙酰-CoA的途径 1. 经丙酮酸到乙酰CoA的途径:Ala、Gly、Ser、Thr 2. 经乙酰乙酰-CoA到乙酰-CoA的途径:Phe、Tyr、 Leu、Lys、Trp; 3. 直接形成乙酰-CoA。 (二)-酮戊二酸途经:Arg、His、Gln、Pro、Glu (三)形成琥珀酰-CoA的途径:Met、Ile、Val (四)形成延胡索酸途经:Phe、Tyr (五)形成草酰乙酸途经:Asp、Asn
P302
Pepsin Chymotrypsin,trypsin, and exopeptidases
Amino acids
胃蛋白酶:Phe, Tyr, Trp, Leu, Glu, Gln 等疏水 氨基酸之间的肽键; 胰蛋白酶:Arg, Lys 羧基端肽键; 糜蛋白酶:Phe, Tyr, Trp 羧基端肽键;
acid THF),携带甲基的部位在N5、N10位上。
许多氨基酸都可作为一碳单位来源,如甘氨酸、
苏氨酸、丝氨酸、组氨酸等。
OH
H
C
N
N
C CH CH2
H2N
C
N
C
N H
CH2
O
NH
C
四氢叶酸( FH4)
THF
NH CH CH2 COO-
CH2
COO-
OH
CH2
C
N
N
C CH CH2
肌肉
NA DPH+H +
+
NH
+ 4
CH2 CH 2 CO
CH 3
HC
NH
+ 3
COO -
COO -
谷氨酸脱氢酶
丙酮酸转氨酶
NA DP+ + H2O
COO CH2 CH 2 +NH3 CH
CH 3 CO COO -
COO -
葡萄糖血液 血液肝脏Fra bibliotekCOO -
CH 3
HC
NH
+ 3
COO -
CH2 CH 2 CO COO -
(三)尿素循环的调节
P313
线粒体酶之一的氨甲酰磷酸合成酶I承担着
尿素循环关键的第一步反应,它可被N-乙酰谷
氨酸变构激活。肝脏中尿素生成的速度实际上
与这个N-乙酰谷氨酸和N-乙酰谷氨酸合酶的浓 度直接相关。
尿素循环中的其它酶则是由它们的底物所
控制。
四、氨基酸碳骨架的氧化途经
P314
脊椎动物体内的20种氨基酸的碳骨架,由20种不 同的多酶体系进行氧化分解。各种氨基酸的分解途经
个新氨基酸,这个反应是在氨基转移酶的催化
下发生的。
P303
1. 氨基转移反应
P303
转氨基作用是α-氨基酸和酮酸之间氨基的
转移作用。转氨基作用是氨基酸脱去氨基的一
种重要方式。除Gly, Lys, Thr, Pro, His 外,其
余氨基酸都参加转氨基作用。
不同氨基酸和α-酮戊二酸的转氨基作
用在氨基酸的分解代谢中占重要地位。
胰蛋白酶 糜蛋白酶 羧肽酶 氨肽酶
二、氨基酸分解代谢 (一)氨基酸的脱氨基作用
P303
氨基酸脱去氨基的作用称为脱氨基作用
(deamination),是机体氨基酸分解代谢的第一
步。绝大多数氨基酸的脱氨基是出自转氨基作
用,具体过程为:氨基酸脱下的氨基转移到一
个-酮酸上,产生与原氨基酸相应的酮酸和一
P314 苏氨酸 苏氨酸醛缩酶
苯丙氨酸 苯丙氨酸单加氧酶
甘氨酸
半胱氨酸
丝氨酸 丝氨酸
脱水酶
赖氨酸
色氨酸
丙氨酸
戊二酸-CoA
酪氨酸 乙酰乙酸
丙酮酸
乙酰乙酰-CoA
乙酰辅酶A
精氨酸
谷氨酰胺
乙酰-CoA
亮氨酸
谷氨酸半醛 脯氨酸
谷氨酸
组氨酸裂合酶
组氨酸
α -酮戊二酸
P321
甲硫氨酸
缬氨酸
丙酰-CoA
甲基丙二酰-CoA
NH4+ + α-酮戊二酸 + NADPH + H+ → 谷氨酸 + NADP+ + H2O消耗α-酮戊二酸 ,破坏了三羧酸循环的正常进行; 消耗 NADPH,影响还原反应的进行。
人类氨中毒的症状:语言紊乱、视力模糊、机体发生一种特 有的震颤,甚至昏迷或死亡。
氨的排泄是生物机体维持正常生命活动所必需的.
1. 氨的转运
主要通过谷氨酰胺转运,多数动物细胞内有谷氨 酰胺合成酶。谷氨酰胺是一种中性无毒物质,易透过 细胞膜,是氨的主要运输形式。
肝细胞的谷氨酰胺酶催化谷氨酰胺的脱酰氨基反 应, 肌肉可利用丙氨酸将氨运送到肝脏,称为葡萄 糖-丙氨酸循环。在肌肉中,所需的丙酮酸由糖酵解 提供;在肝脏中,多余的丙酮酸又可通过糖异生作用 转化为葡萄糖。
植物:将氨转变成谷氨酰胺、天冬酰胺贮存在体内。
(2)氨的排泄
a. 排氨动物
P310
由氨基酸α-氨基形成的氨,经谷氨酰胺形式运送到排泄部
位,如鱼类的鳃,再经谷氨酰胺酶分解,游离的氨即借助扩散
作用排出体外。
b. 排尿素动物
排尿素动物合成尿素是在肝脏中进行的,是一个循环途径,
称为尿素循环(urea cycle)
2. 嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基作用
COO -
CH2