11 蛋白质的讲解和氨基酸的代谢-【竞赛帮】全国高中生物竞赛之《生物化学简明教程》名师精讲课件

高中生物竞赛 《生物化学简明教程》 魏民、张丽萍、杨建雄 11/16，蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 细胞总是不断的从氨基酸合成蛋白质，又将蛋白质分解为氨基酸。 这个变化过程有双重功能： 其一是排除不正常的蛋白质， 其二排除积累过多的酶和调节蛋白，使细胞代谢井然有序得以维持。 11.1 蛋白质的酶促降解 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 蛋白质降解的特性： 1.细胞有选择性的降解非正常蛋白质。 2.正常的胞内蛋白质被排除的速度是由它们的个性决定的。 绝大多数快速降解的酶都居于重要的“代谢控制” 位置，而较为 稳定的酶在所有生理条件下有着较稳定的催化活性。 3.细胞中蛋白质降解的速度因为它的营养及激素状态而有所不同。 4.蛋白质的周转代谢使种种代谢途径的调节得以容易实现。 11.1 蛋白质的酶促降解 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11.1.1 细胞内蛋白质的降解 1.溶酶体无选择的降解蛋白质 溶酶体是具有单层膜被的细胞器，含有约50种水解酶，通过胞吞作用降解细胞内的无用蛋白等物质。 溶酶体内pH约5左右，所含的酶类均具有偏酸性的最适pH值，这可以避免在偶然情况下溶酶体泄漏造成对细胞的伤害，因为溶酶体中的水解酶类在细胞质中的pH条件下（接近中性）大部分都将失活。 溶酶体可以降解细胞通过胞吞作用摄取的外源物质，也可以降解胞内的衰老组份。这些胞内组份被包裹在液泡中，并与溶酶体融合。因此溶酶体降解蛋白质是无选择性的。 11.1 蛋白质的酶促降解 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11.1.1 细胞内蛋白质的降解 2.泛肽给选择降解的蛋白质加以标记 细胞中有一种“ATP-依赖的蛋白质水解体系”，该体系对细胞内的无用蛋白质进行降解。泛肽是一个76个氨基酸组成的蛋白单体，在蛋白质降解过程中，它起着标记结合的作用。 对无细胞的兔网织红细胞体系进行分析，发现了ATP-依赖的蛋白质的分解需要有泛肽相伴。即缺少溶酶体的网织红细胞却可选择性地降解非正常蛋白质。 被选定降解的蛋白质先加以标记，既以共价键与泛肽相连接。这个程序的目的是标记氨基酸的激活，它分三步进行： （1）在一个“需-ATP”的反应中，泛肽的羧基末端通过硫酯键与泛肽-活化酶（E1）偶联。 （2）泛肽随即转接到几种小蛋白质中的某一小蛋白质的巯基上。这个结合物称为“泛肽-携带蛋白（E2）”。 （3）泛肽-蛋白连接酶（E3）将活化了的泛肽从E2转移到赖氨酸的ε-氨基上，形成了一个异肽键。 这样，泛肽连接的蛋白质，即在ATP-依赖的反应过程中被降解。这个反应由多蛋白质复合体“泛肽-连接的降解酶” 参与实现。如图所示 11.1 蛋白质的酶促降解 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11.1.1 细胞内蛋白质的降解 2.泛肽给选择降解的蛋白质加以标记 11.1 蛋白质的酶促降解 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11.1.1 细胞内蛋白质的降解 2.泛肽给选择降解的蛋白质加以标记 蛋白质在哺乳动物消化道内是逐步酶解为游离氨基酸的，首先，食物进入胃后，刺激胃分泌胃泌素，后者又刺激胃中柱细胞分泌盐酸，刺激主细胞分泌胃蛋白酶原。盐酸的分泌使胃液呈强酸性（PH1.5-2.5），促使蛋白变性、松散，暴露出酶切位点易于被酶解.胃蛋白酶原经自身催化作用，去掉N 端42个氨基酸而活化，活性胃蛋白酶可水解蛋白质，生成较小分子的多肽。 11.1 蛋白质的酶促降解 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11.1.2 外源蛋白质的酶促降解 蛋白质在胃中初步消化后，连同胃液进入小肠，胃液刺激小肠分泌肠促胰液肽进入血液，刺激胰腺分泌碳酸进入小肠,中和胃酸，同时十二指肠分泌胰蛋白酶原，糜蛋白酶原等，这些酶原被激活后可水解蛋白质成为小肽和部分游离氨基酸，小肽在氨肽酶、羧肽酶的作用下彻底水解为游离氨基酸。 11.1 蛋白质的酶促降解 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11.1.2 外源蛋白质的酶促降解 食物中的蛋白质 胃蛋白酶 胃中柱细胞 胃蛋白酶原 胃 HCL 酶原 胰腺 小肠 小肽 氨基酸 氨基酸 氨基酸少量 胨（未消化蛋白） 主细胞 HCO3 肠促胰腺液 胰蛋白酶 糜蛋白酶 弹性蛋白酶 十二指肠 氨肽酶 羧肽酶 肠粘酶 肠 小肠 胃泌素 胃 刺 激 分泌 刺激 分泌 变性 刺激 分泌 活化 水解 胃液 刺激 中和 分泌 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 11/16.蛋白质的降解和氨基酸的代谢 （Phe.Tyr.Trp） （Arg.Lys） （脂肪族） 胰凝乳蛋白酶 胃蛋白酶 弹性蛋白酶 羧肽酶 胰蛋白酶 氨肽酶 羧肽酶 （Phe.