蛋白質(zhì)及其分解代謝(編輯修改稿)
2024-11-15 05:19 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 。 （一）蛋白質(zhì)的降解作用 各種蛋白質(zhì)降解速率有很大的不同，它隨生理需要而發(fā)生改變。細胞中蛋白質(zhì)的降解速率也隨營養(yǎng)狀況和激素水平而異。在營養(yǎng)缺乏的情況下，細胞提高蛋白質(zhì)的降解速率，以維持必須的代謝過程的進行。細胞不斷的從氨基酸合成蛋白質(zhì)，同時又將一些蛋白質(zhì)分解成氨基酸。 二、 蛋白質(zhì)的降解 蛋白質(zhì)的這種周轉(zhuǎn)過程主要有三個功能： 第一，以蛋白質(zhì)形式貯存養(yǎng)分，并在代謝需要時將其分解，這一過程主要發(fā)生在肌肉組織； 第二，去除對人體有害的異蛋白質(zhì)； 第三，通過去除多余的酶及調(diào)節(jié)蛋白質(zhì)調(diào)節(jié)細胞的代謝。 因此，調(diào)控一種蛋白質(zhì)的降解速度與調(diào)控其合成速度對細胞同樣重要。 鼠肝中某些酶的半衰期 酶 半衰期 （短半衰期） 酶 半衰期 （長半衰期） 鳥氨酸脫羧酶 (小時 ) 醛縮酶 118(小時 ) RNA聚合酶 Ⅰ (小時 ) 3磷酸甘油醛 脫氫酶 130(小時 ) 酪氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶 (小時 ) 細胞色素 b 130(小時 ) 絲氨酸脫水酶 (小時 ) 乳酸脫氫酶 130(小時 ) 磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶 (小時 ) 細胞色素 c 150(小時 ) （二）溶酶體降解 細胞內(nèi)蛋白質(zhì)可在溶酶體內(nèi)降解。溶酶體中含 50多種水解酶類，包括多種蛋白質(zhì)水解酶。溶酶體中酶的最適 pH為 5，在細胞溶膠的 pH下溶酶體中的酶是無活性的，這可避免溶酶體中的酶偶然泄漏對細胞造成的破壞。溶酶體通過胞吞作用攝取細胞內(nèi)的物質(zhì)。這些物質(zhì)被包裹在液泡中，并與溶酶體融合而被降解。在營養(yǎng)充分的細胞中，溶酶體對蛋白質(zhì)的降解是無選擇性的。 許多正常和病理過程都伴有溶酶體活性的增加，由于不被使用、神經(jīng)切除或者外傷引起的肌肉損耗都是溶酶體活性增高引起的。例如：在分娩后出現(xiàn)的子宮回縮，這個肌肉器官的重量在 9天內(nèi)從 2kg減少到 50g。風濕性關(guān)節(jié)炎就涉及溶酶體的細胞外釋放，從而降解周圍組織。 （三）泛素 真核細胞蛋白質(zhì)可以不通過溶酶體降解，而通過與泛素連接被降解。泛素是一個由 76個氨基酸組成的蛋白質(zhì)，因存在廣泛且含量豐富而得名。泛素經(jīng)三步反應(yīng)與被降解的蛋白質(zhì)共價鍵相連接，使蛋白質(zhì)攜帶了降解標記。泛素連接的蛋白質(zhì)通過一個依賴 ATP的過程被水解。 天然蛋白質(zhì)被選擇為降解蛋白質(zhì)與其 N端末端有關(guān)。 N末端為天冬氨酸、精氨酸、亮氨酸、賴氨酸和苯丙氨酸殘基的蛋白質(zhì)，半衰期只有 2~3分鐘；N末端為丙氨酸、甘氨酸、蛋氨酸、絲氨酸和纈氨酸的蛋白質(zhì)，半衰期超過 10小時。這一規(guī)律稱為 N末端規(guī)則。 三、蛋白質(zhì)的消化吸收 （一）胃的消化作用 食物中的蛋白質(zhì)必須經(jīng)過消化水解成氨基酸才能被人體吸收。蛋白質(zhì)的消化從胃中開始，食物進入胃后，胃黏膜分泌胃泌素，在胃泌素的刺激下，胃壁細胞分泌鹽酸，胃腺主細胞分泌胃蛋白酶原。鹽酸使胃的 pH約為 1，在胃酸的作用下，蛋白質(zhì)變性，多肽鏈伸展，使其更易水解。胃蛋白酶原在自身催化作用下，從肽鏈氨基端去掉 42個氨基酸殘基變成有活性的胃蛋白酶。在胃蛋白酶的催化下蛋白質(zhì)被水解成各種多肽的混合物。 （二）小腸中的消化 蛋白質(zhì)在胃中消化后，同胃液一起進入小腸，多肽的繼續(xù)消化在小腸中進行。胰腺分泌的碳酸氫根離子中和胃液中的鹽酸，使 pH升高到 7以上。胰腺分泌胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原、彈性蛋白酶原和羧肽酶原進入腸道。胰蛋白酶原被小腸細胞分泌的腸肽酶轉(zhuǎn)化成具有活性的形式。然后游離的胰蛋白酶將其余的胰蛋白酶原轉(zhuǎn)化成胰蛋白酶。同時，胰蛋白酶也可以活化胰凝乳蛋白酶原、羧肽酶原和彈性蛋白酶原。 胰腺以非活性酶原形式分泌各種消化酶，保護自身細胞免受蛋白酶的破壞。胰腺還合成一種稱為胰蛋白酶抑制劑的蛋白質(zhì)，它能有效阻止具有活性的蛋白酶在胰腺細胞中的成熟以抵抗自身消化作用。 急性胰腺炎是一種由于胰腺分泌物進入小腸的正常通道受阻而引發(fā)的疾病。原因是胰腺分泌的蛋白酶原在胰腺細胞中提前轉(zhuǎn)化成具有催化活性的蛋白酶，使胰腺自身蛋白質(zhì)水解，從而引起極度的疼痛和對胰腺器官的損害。 經(jīng)胃蛋白酶水解進入小腸中的多肽，在胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、彈性蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶的共同作用下，水解成游離氨基酸。在人體中，大部分來自動物性食物的球蛋白在腸道幾乎完全水解成氨基酸，但有些纖維蛋白如角蛋白只被部分消化。有些植物性食物中的蛋白質(zhì)由于有不可消化的纖維素外殼，不被消化。蛋白質(zhì)消化產(chǎn)生的游離氨基酸被運送到小腸表面的上皮細胞中，進入小腸絨毛的毛細血管輸送到肝臟。 第五章 蛋白質(zhì)的分解代謝 第三節(jié) 氨基酸的分解代謝 動物體內(nèi)氨基酸以相同的方式進行分解代謝，大多數(shù)氨基酸在肝臟中進行代謝。該過程產(chǎn)生的氨有一部分在一系列不同生物合成過程中得到重新利用，多余的氨轉(zhuǎn)化成其它物質(zhì)排除體外。肝外組織的過量氨以氨基酸的形式被運送到肝臟進行代謝。氨基酸首先脫去氨基形成酮酸和氨。 氨基酸脫去氨基主要有轉(zhuǎn)氨基作用、氧化脫氨基作用、聯(lián)合脫氨基作用和非氧化脫氨基作用 。 （一）轉(zhuǎn)氨基作用 在轉(zhuǎn)氨酶的催化下， Lα氨基酸的氨基可以轉(zhuǎn)移到 α酮酸的碳原子上，形成新的 Lα氨基酸和 α酮酸，這一過程稱為轉(zhuǎn)氨基作用。 催化轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)的酶稱為轉(zhuǎn)氨酶。細胞中含有大量不同的轉(zhuǎn)氨酶，在動物的心、腦、腎及肝臟中含量都很高。 一、 氨基酸的脫氨基作用 體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶有谷丙轉(zhuǎn)氨酶（ GPT）和谷草轉(zhuǎn)氨酶（ GOT），它們分別催化下列反應(yīng)。 C O O HC H2CC H N H2C H2C O
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