生物化學(xué)第九章蛋白質(zhì)的酶促降解和氨基酸的代謝(已修改)
2025-01-30 02:40 本頁(yè)面
【正文】 第九章 蛋白質(zhì)的酶促降解和氨基酸代謝 第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解 第二節(jié) 氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化 第三節(jié) 氮素循環(huán) 第四節(jié) 生物固氮的生物化學(xué) 第五節(jié) 硝酸還原作用 第六節(jié) 氨的同化 第七節(jié) 氨基酸的生物合成 第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解 蛋白質(zhì)的降解 是指蛋白質(zhì)在酶的作用下．使肽鍵發(fā)生水解生成氨基酸的過(guò)程。 一、蛋白水解酶 （ 作用特點(diǎn) ） 肽鏈內(nèi)切酶又稱蛋白酶 ，水解肽鏈內(nèi)部的肽鍵，對(duì)參與形成肽鍵的氨基酸殘基有一定的專一性。 肽鏈外切酶 包括氨肽酶和羧肽酶，分別從氨基端和羧基端逐一地將肽鏈水解成氨基酸。 （ 結(jié)構(gòu)特征 ） 編號(hào) 名 稱 作用特征 實(shí)例 1 2 絲氨酸蛋白酶類 (serine pritelnase) 活性中心含Ser 3 4 半胱氨酸蛋白酶類 (Thiol pritelnase) 活性中心含Cys 天冬氨酸蛋白酶類 [carboxyl(asid) pritelnase] 活性中心含Asp,最適 pH在 5以下 金屬蛋白酶類 (metallopritelnase) 活性中心含有Zn2+ 、 Mg2+等金屬 胰凝乳蛋白酶 胰蛋白酶 凝血酶 木瓜蛋白酶 無(wú)花果蛋白酶 菠蘿酶 胃蛋白酶 凝乳酶 枯草桿菌蛋白酶 嗜熱菌蛋白酶 （ ） （ ） （脂肪族） 胰凝乳蛋白酶 胃蛋白酶 彈性蛋白酶 羧肽酶 胰蛋白酶 氨肽酶 羧肽酶 （ Phe. Trp） 二、細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解 ①基因突變、生物合成誤差、自發(fā)變性、自由基破壞以及環(huán)境脅迫和疾病均可導(dǎo)致反常蛋白的產(chǎn)生，其中有些可以重新恢復(fù)成正常蛋白。 ②短壽命蛋白雖然不到總蛋白的 10％，但卻包括許多代謝途徑的限速酶，控制細(xì)胞周期和細(xì)胞分化、細(xì)胞增殖的蛋白質(zhì)，調(diào)節(jié)基因表達(dá)的轉(zhuǎn)錄因子等，具有十分重要的生理功能。由于它們的半壽期很短，便于通過(guò)基因表達(dá)和降解對(duì)其含量進(jìn)行精確、快速的調(diào)控。另外，生長(zhǎng)發(fā)育及細(xì)胞分化過(guò)程中代謝途徑的改變，也涉及到酶蛋白的降解。 ③維持體內(nèi)氨基酸代謝庫(kù)。 ④防御機(jī)制組成部分。 ⑤蛋白質(zhì)前體的裂解加工。 另外，為了有效地利用轉(zhuǎn)基因技術(shù)生產(chǎn)有價(jià)值的蛋白質(zhì)，也需要了解細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解機(jī)制，以免這些外來(lái)蛋白被轉(zhuǎn)基因生物破壞。 參與細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的 蛋白酶 大致可分為兩類： 一類是相對(duì)分子質(zhì)量較小、專一性較低、催化過(guò)程不需要 ATP的蛋白酶和肽酶； 另一類是高分子量的多酶復(fù)合物，對(duì)底物蛋白有高度選擇性，催化蛋白質(zhì)水解不僅需消耗 ATP而且受到嚴(yán)密的調(diào)控。 細(xì)胞質(zhì)內(nèi)有兩個(gè)最重要的 蛋白質(zhì)降解系統(tǒng) ： 溶酶體系統(tǒng) 包括多種在酸性 pH下活化的小分子量蛋白酶，因此又稱為酸性系統(tǒng)，主要水解長(zhǎng)壽命蛋白質(zhì)和外來(lái)蛋白； 泛肽系統(tǒng) 則在 pH＝ ，因此又稱為堿性系統(tǒng)，主要水解短壽命蛋白和反常蛋白。 E1S E1SH E2S E1SH E2SH E2SH ATP AMP+PPi E3 多 泛肽化蛋白 ATP 26S蛋白酶體 20S蛋白酶體 ATP 19S調(diào)節(jié)亞基 去折疊 水解 E1：泛肽激活酶 E2：泛肽載體蛋白 E3：泛肽 蛋白質(zhì)連接酶 泛肽 第二節(jié) 氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化 一、氨基酸的來(lái)源與去路 二、氨基酸的脫氨基作用 三、氨基酸的脫羧基作用 四、氨基酸降解產(chǎn)物的去向 五、由氨基酸衍生的其他化合物 一、氨基酸的來(lái)源和去路 氨 基 酸 代 謝 庫(kù)脫氨基作用脫羧基作用N H3α 酮 酸酮 體氧 化 供 能糖尿 素肝胺 類C O2轉(zhuǎn) 變其 他 含 氮 化 合 物消化吸收分 解合 成食 物 蛋 白 質(zhì)組 織 蛋 白 質(zhì) 體 內(nèi) 合 成 的非 必 需 氨 基 酸二、氨基酸的脫氨基作用 非氧化脫氨基作用 脫酰胺基作用 氧化脫氨基作用 轉(zhuǎn)氨基作用 聯(lián)合脫氨基作用
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