第七章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢,第一节 蛋白质的酶促降解 第二节 氨基酸的分解与转化 第三节 氨基酸的生物合成,一、降解过程,第一节 蛋白质的酶促降解,国际生化协会命名委员会将作用于蛋白质分子中肽键的酶归属于第三大类（水解酶类）第四亚类，该亚类又分二个亚亚类，即蛋白酶和肽酶二、降解酶,（一）肽酶（肽链外切酶）,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,二、降解酶,二肽酶：水解二肽氨基酸,植物：木瓜蛋白酶、菠萝蛋白酶、无 花果蛋白酶等水解肽链内部的肽键动物：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳 蛋白酶等,（二）蛋白酶（肽链内切酶）,二、降解酶,具有专一性的肽链内切酶，常用于蛋白质一级结构测定胰蛋白酶：对C-端为Lys或Arg的肽键水解快胰凝乳蛋白酶：对芳香族AA羧基形成的肽键，水 解速度最快胃蛋白酶：芳香族AA氨基形成的肽键二）蛋白酶（肽链内切酶）,二、降解酶,三、蛋白质降解的泛肽途径,四、蛋白质降解的意义,第二节 氨基酸的降解和转化,（五）脱酰胺基作用,一、脱氨基作用,（一）氧化脱氨基作用,（二）转氨基作用,（三）联合脱氨基作用,（四）非氧化脱氨基,（一）氧化脱氨基作用,在有氧作用下，氨基酸进行氧化脱氨作用，产物是- 酮酸和氨。
一、脱氨基作用,催化氧化脱氨基的酶： （1）L-氨基酸氧化酶：催化L-AA氧化脱氨基； （2）D-氨基酸氧化酶：催化D-AA氧化脱氨基； （3）L-谷氨酸脱氢酶（催化氨基酸氧化脱氨的主要酶系，属于L-AA氧化酶）该酶存在广泛，活性高，催化谷氨酸脱氨脱氢形成酮戊二酸转氨基作用是-氨基酸与-酮酸之间的氨基的转移作用二）转氨基作用,催化转氨基作用的酶叫转氨酶或氨基转移酶，种类繁多分布广泛辅酶均为磷酸吡哆醛（B6的磷醛酯）一、脱氨基作用,转氨酶谷氨酸脱氢酶联合脱氨基作用 转氨酶嘌呤核苷酸循环联合脱氨基作用三）联合脱氨基作用,转氨基作用和氧化脱氨基作用联合进行的脱氨基作用方式一、脱氨基作用,一般氨基酸不直接氧化脱氨，而是先与酮戊二酸通过转氨形成相应的a-酮酸和谷氨酸，谷氨酸再通过二种方式氧化脱氨：,（四）非氧化脱氨基,主要在微生物中进行还原脱氨基 （严格无氧),脱水脱氨基,一、脱氨基作用,裂解脱氨基,（四）非氧化脱氨基,一、脱氨基作用,（五）脱酰胺基作用,一、脱氨基作用,二、氨基酸分解产物的去向,（一）NH3的代谢去路,1、重新形成氨基酸,3、生成铵盐，保持细胞pH,在哺乳动物体内，氨的主要去路是在肝脏中合成尿素并随尿排出体外。
在部分植物体内尿素的形成既能解除氨毒，又是氨的一种贮存形式5、合成其他含N物质（如形成嘧啶环）,生成Gln和Asn，一方面是生物体贮藏和运输氨的主要形式，也是解除氨毒害的最主要途径另一方面还可作为蛋白质合成的原料2、形成酰胺（消除NH3毒害，贮存NH3）,4、生成尿素,2、形成其它物质（糖和脂肪）,（二）-酮酸的代谢去路（C架的去路）,1、形成新的氨基酸,3、参加TCA循环，氧化成CO2和水，产生能量,二、氨基酸分解产物的去向,在体内可转变成糖的AA称为生糖AA 在体内能转变为酮体的AA称为生酮氨基酸 既能生成糖又能生成酮体的AA称为生糖兼生酮AA氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径,三、脱羧基作用,氨基酸在脱羧酶作用下，进行脱羧反应生成胺类化合物，脱羧酶辅酶为磷酸吡哆醛1、直接脱羧基作用,Tyr在Tyr酶催化下发生羟化作用生成 3，4二羟苯丙氨酸（多巴），多巴进一步脱羧生成3，4二羟苯乙胺（多巴胺），多巴进一步氧化后形成聚合物黑素2、羟化脱羧基作用,白化病人：缺酪氨酸酶三、脱羧基作用,第三节 氨基酸的生物合成,一、 NH3的来源,（一）生物固氮； （二）NO3-N还原； （三）含N有机物分解。
植物：,动物：,主要来源是消化道吸收和含N有机物分解生物固氮：部分微生物通过自身的固氮酶复合物把分子氮变成氨的过程生物固氮是氨的重要来源一）生物固氮,固N条件 （1）电子供体：氧化底物（MH2）、丙酮酸、H2； （2）ATP供能； （3）厌氧环境一、NH3的来源,硝酸还原酶根据反应中电子供体不同又分为： 铁氧还蛋白-硝酸还原酶； NAD（P）H硝酸还原酶电子供体为铁氧还蛋白硝酸还原分为两步，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NH3,（二）硝酸还原,硝酸还原酶是诱导酶，环境中须有NO3-，需光照条件一、NH3的来源,（三）含氮有机物的分解,一、NH3的来源,二、S的来源,细胞、藻类、高等植物能吸收SO42-在体内还原成H2S，用于含硫氨基酸的合成一）硫酸离子的活化（分两步）,第一步是硫酸离子在ATP硫酸化酶催化下与ATP 反应，生成腺苷酰硫酸（APS）,第二步，APS在相应的激酶催化下，在3-位形成磷酸酯，即磷酸腺苷酰硫酸（PAPS）APS或PAPS将其磺酰基转移给一个含巯基的载体，再被铁氧还蛋白还原产生H2S，即可用于合成半胱氨酸二）硫酸离子还原,二、S的来源,三、C架的来源,1、谷氨酸合成途径,氨的同化指将氨转化为有机态氮的过程，有两条途径：,四、氨基酸的生物合成,（一）氨的同化,（1）谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶催化合成,现有试验证明，谷氨酸的合成，主要通过谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶这条双酶途径催化的。
1、谷氨酸合成途径,（2）谷氨酸脱氢酶催化的反应（非主要途径）,四、氨基酸的生物合成,（一）氨的同化,2、氨甲酰磷酸的形成,有二种酶能催化 NH3、CO2、ATP共同合成氨甲酰磷酸四、氨基酸的生物合成,（一）氨的同化,在转氨酶的作用下，谷氨酸的氨基转给其它-酮酸，形成相应的氨基酸转氨酶催化可逆反应，既在氨基酸分解代谢起作用，也在氨基酸合成代谢中起作用二）转氨基作用,谷氨酸为氨基的转换站,四、氨基酸的生物合成,（三）各族氨基酸的合成,根据氨基酸合成的碳架来源不同，将氨基酸分为五族1、丙氨酸族（Ala Val Leu）,C架：丙酮酸（来自EMP途径）,四、氨基酸的生物合成,2、丝氨酸族（Ser、Gly、Gys）,C架：3-磷酸甘油酸（来自EMP及光合碳循环）； 乙醛酸（来自光呼吸乙醇酸途径）三）各族氨基酸的合成,四、氨基酸的生物合成,3、谷氨酸族（Glu、Gln、Pro、Arg）,C架：-酮戊二酸（来自TCA循环）,（三）各族氨基酸的合成,四、氨基酸的生物合成,C架：草酰乙酸（来自TCA循环）,4、天冬氨酸族（Asp、Asn、Lys、Ile、Thr、Met）,（三）各族氨基酸的合成,四、氨基酸的生物合成,5、组氨酸和芳香氨基酸族（His、Tyr、Phe、Trp）,芳香氨基酸 C架：PEP（来自EMP途径）及E-4-P（来自PPP途径）,His C架：R-5-P（来自PPP途径）,（三）各族氨基酸的合成,四、氨基酸的生物合成,各种氨基酸合成的C架来源总结,一碳转移酶的辅酶：FH4（四氢叶酸）,概念：在代谢过程中，某些化合物可以分解产生具有一个碳原子的基团，称为“一碳基团”或“一碳单位”。
一碳基团的转移与许多氨基酸代谢有直接关系一碳基团代谢的生物学意义,例：肌酸、卵磷脂、S-腺苷蛋（甲硫）氨酸（SAM）等的生物合成，都和一碳基团的转移有关这些化合物中都含有活性甲基参与生物体内许多活性物质的生物合成,参与嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成,例Gly、Ser、Thr、His等都可作为一碳基团的供体。