第九章蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢 Chapter 9 Degradation of protein and metabolism of amino acid 甘肃农业大学生命科学技术学院 张宁 E-mail:ningzh@gsau.edu.cn
p 1 第九章 蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢 甘肃农业大学 生命科学技术学院 张 宁 E-mail：ningzh@gsau.edu.cn Chapter 9 Degradation of protein and metabolism of amino acid
Contents 第一节蛋白质的酶促降解 第二节氨基酸的降解与转化 第三节氨基酸的生物合成
Contents l第一节 蛋白质的酶促降解 l第二节 氨基酸的降解与转化 l第三节 氨基酸的生物合成
第一节蛋白质的酶促降解 概念：指蛋白质在酶的作用下，水解肽 键生成氨基酸的过程。 一、蛋白降解的意义： ●清除反常蛋白：避免干扰正常生命活动。 ●控制短寿命蛋白含量：如酶和调节蛋白，通过基因表达和降 解对其含量精确控制；生长、发育、细胞分化调控； ●外源蛋白质的消化吸收：蛋白质周转使各种Pr自我更新； ©含氮化物的生产：降解产生氨基酸：新蛋白质的合成；进一步 降解、氧化或转化为其它氮化物生理活性物质合成前体。 成人每天有总蛋白的1%~2%被降解、更新
一、蛋白降解的意义： l清除反常蛋白： 避免干扰正常生命活动。 l控制短寿命蛋白含量： 如酶和调节蛋白，通过基因表达和降 解对其含量精确控制；生长、发育、细胞分化调控； l外源蛋白质的消化吸收：蛋白质周转使各种Pr自我更新； l含氮化物的生产：降解产生氨基酸：新蛋白质的合成；进一步 降解、氧化或转化为其它氮化物生理活性物质合成前体。 第一节 蛋白质的酶促降解 概念：指蛋白质在酶的作用下，水解肽 键生成氨基酸的过程。 成人每天有总蛋白的1%～2%被降解、更新
二、内肽酶 又叫蛋白酶，水解肽链内部肽键的酶。 肽链内切酶 COOH N端 C端 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
二、内肽酶 又叫蛋白酶，水解肽链内部肽键的酶。 N 端 C 端 H2N C H C R N H C H C R O O N H C H C O R NH C H C R N H C H R O N COOH H C H C O R N H C H C O R 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
类型：非专一性蛋白酶：随机水解肽链内部的肽键 专一性蛋白酶：专一性水解肽链内部一定的肽键 疏水R基 疏水R基 色 氮基酸因 氨基酸 赖、精 肽键 任意 常用专一性蛋白酶： 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。 胃蛋白酶：肽键两端都为疏水R侧链氨基酸残基时最快
胃蛋白酶：肽键两端都为疏水R侧链氨基酸残基时最快 N H C H C O R N H C H C O R 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 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。 常用专一性蛋白酶：
三、外肽酶 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 分A、B两种： 羧肽酶A:水解疏水R基氨基酸的羧基端肽键 羧肽酶B:水解碱性氨基酸(Lys、Arg)形成的羧 氨肽酶 基端肽键 羧肽酶 wg8g-g83生2-w R N端 C端
三、外肽酶 氨肽酶：专一性地从肽链的氨基端水解肽键 N 端 C 端 H2N C H C R N H C H C R O O N H C H C O R NH C H C R N H C H R O N COOH H C H C O R N H C H C O R 氨肽酶 羧肽酶 羧肽酶：专一性地从肽链的羧基端水解肽键 分A、B两种： 羧肽酶A：水解疏水R基氨基酸的羧基端肽键 羧肽酶B：水解碱性氨基酸（Lys、Arg）形成的羧 基端肽键
第二节氨基酸的降解与转化 ● 脱氨基作用 ●脱羧基作用 。羟基化作用 氨基酸降解产物的去向 氨基酸转变为碳素骨架
p 7 第二节 氨基酸的降解与转化 l 脱氨基作用 l 脱羧基作用 l 羟基化作用 l 氨基酸降解产物的去向 l 氨基酸转变为碳素骨架
氨基酸的脱氨基作用 概念：在酶的催化下，氨基酸脱掉氨基的过程称脱 氨基作用（deamination) 部位：动物的脱氨基作用主要在肝和肾中进行。 方式： 氧化脱氨基作用（动植物中） 非氧化脱氨基作用（细菌中） 转氨基作用 联合脱氨基作用
一、氨基酸的脱氨基作用 概念：在酶的催化下，氨基酸脱掉氨基的过程称脱 氨基作用（deamination）。 部位：动物的脱氨基作用主要在肝和肾中进行。 方式： 氧化脱氨基作用（动植物中） 非氧化脱氨基作用（细菌中） 转氨基作用 联合脱氨基作用
1.氧化脱氨基作用 Aa氧化酶作用，脱氢脱氨基，氧化成o-酮酸的过程。 R-CH-COO 氨基酸氧化酶(FAD、FMN) R-C-COO+NH3 NH'3 H20+02 0 a-氨基酸 H202 酮酸 氧化脱氨基酶分类 ①L-氨基酸氧化酶 分布于肝及肾脏 (人和动物)，反应需要在pH10左右进行， 辅酶为FMN或FAD. ②D-氨基酸氧化酶 活性强，分布广，但D-AA少，辅酶为FAD
Aa氧化酶作用，脱氢脱氨基，氧化成-酮酸的过程。 1.氧化脱氨基作用 氧化脱氨基酶分类 ①Ｌ-氨基酸氧化酶 分布于肝及肾脏（人和动物），反应需要在pH10左右进行， 辅酶为FMN或FAD. ②D-氨基酸氧化酶 活性强，分布广，但D-AA少，辅酶为FAD. α-氨基酸 氨基酸氧化酶（FAD、FMN） α-酮酸 R-CH-COO- NH+ 3 | R-C-COO-+NH3 O || H2O+O2 H2O2
③氧化专一氨基酸的酶：主要是L~谷氨酸脱氢酶 专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应可逆(G引u合成 时由NADPH提供还原力) COOH COOH CH2 L-谷氨酸脱氢酶、 CH2 CH2 +H20 CH2 NH3 CH NH2 C=0 NAD NADH+H COOH COOH Glu a-酮戊二酸
③氧化专一氨基酸的酶：主要是L-谷氨酸脱氢酶 v 专一性强，只作用于谷氨酸，催化的反应可逆（Glu合成 时由NADPH提供还原力） L-谷氨酸脱氢酶 H2O NH3 Glu α-酮戊二酸