第 30 章 蛋白质降解和 氨基酸的分解代谢 一．蛋白质的降解 二．氨基酸分解代谢 1 、转氨基作用 2 、氧化脱氨基作用 3 、联合脱氨作用 4 、脱羧作用 5 、氨的命运 三、尿素的形成 四、氨基酸碳骨架的氧化途径 五、生糖氨基酸和生酮氨基酸

一、蛋白质的降解 （一）体内蛋白（酶）的降解特性 （ 1 ）选择性（非正常蛋白）； （ 2 ）快速降解酶处于代谢重要位置； （ 3 ）与营养及激素状态有关（能量不足时蛋白 用于氧化供能）。 （二）蛋白质降解反应机制 （ 1 ）溶酶体降解机制：无选择性 （ 2 ） ATP- 依赖性细胞溶胶降解机制：由泛肽给 选择降解的蛋白质加以标记，然后降解。 （三）外源蛋白降解：经酶彻底水解为各种 AA  肠壁细胞  肝脏  血液  组织、细胞。

（三）机体对外源蛋白质的需要及其 消化作用 经酶彻底水解为各种 AA  肠壁细胞  肝 脏  血液  组织、细胞。 氨基酸的分解代谢主要在肝脏进行。一 般先脱氨基，形成酮酸，酮酸进一步氧 化，形成二氧化碳和水，产生 ATP ，也 可转化为糖和脂肪。

二、氨基酸的分解代谢 分解代谢一般模式：（动物） 1 、氨基酸  - 酮酸 +NH 3 （脱氨：主要） ？ 、 2 、氨基酸  一级胺 + 二氧化碳 （脱羧） 具有重要的生理作用

（一）氨基酸脱氨基作用 1 、转氨基作用（氨基转移反应） （ 1 ）由氨基转移酶催化，一个 L-aa 的  -NH 2 转移 到另一个  - 酮酸上使之变成相应的  -aa ，自身 转变为相应的  - 酮酸。酶均以磷酸吡哆醛（吡 哆醛 -5’- 磷酸）为辅基。 （ 2 ）接受氨基的底物仅能是  - 酮戊二酸，或 （少数）草酰乙酸。 （ 3 ）转氨酶：大多以  - 酮戊二酸为受体；对另 一底物无严格专一性；依据催化活性最大的氨 基酸命名。

转氨作用（ Transamination)

2 、葡萄糖丙氨酸循环，氨运入肝脏 * 肌肉氨基转移酶，可以丙酮酸作为底物

( 二）氧化脱氨基作用： 谷氨酸脱氢酶 NAD （ P ） + NAD （ P ） H +H +

L-Glu 脱氢酶（目前唯一已知）

（三）联合脱氨基作用 两方面内容： （ 1 ）以谷氨酸为中心：氨基酸脱氨通过转 氨作用和 L-Glu 脱氢酶催化的 Glu 氧化脱 氨作用联合完成。 （ 2 ）嘌呤核苷酸联合脱氨作用

（ 1 ）以谷氨酸为中心联合脱氨

（ 2 ）嘌呤核苷酸联合脱氨 嘌呤核苷酸循环的联合脱氨作用，次 黄嘌呤核苷酸 (IMP) 与 Asp 形成腺苷酸代 琥珀酸，再经裂合酶分解 AMP 和延胡索 酸， AMP 水解产生游离 NH 3 和 IMP 。骨 骼肌、心肌、肝脏及脑中主要的脱氨方 式。

嘌呤核苷酸联合脱氨 P307

（四）脱羧（基）作用 机体内部分氨基酸可进行脱羧作用，催化生成 相应的一级胺（往往具有生理功能），放出 CO 2 ，反应需要磷酸吡哆醛，作用专一性很高， 一般一种氨基酸只有一种脱羧酶，且只对 L- 型 氨基酸起作用，只有 His 脱羧酶不需要辅酶。 His  histamine （组胺， 降血压、刺激胃酸分泌） Tyr  tyramine( 酪胺， 升高血压） Glu  - 氨基丁酸 （神经介质）

脱羧作用

过多的胺在体内有毒： 胺类（胺氧化酶）  氨 + 醛 氨  尿素 醛（氧化）  脂肪酸

（五）氨的命运 1 、氨的转运 A ：形成 Gln ，多数动物细胞有 Gln 合成酶， 催化 NH 3 +Glu+ATP  Gln+ADP+Pi 。 Gln 运送到肝脏，由谷氨酰胺酶催化其裂 解，释放 NH 4 + 。 B ： Glc-Ala 循环

谷氨酰 -5- 磷酸 谷氨酰胺合成酶 谷氨酰胺酶

肌肉中可利用 Ala 将氨运送到肝脏， 即 Glc-Ala 循环，肌肉中谷氨酸在谷丙转 氨酶的作用下把氨转移给丙酮酸生成 Ala ， Ala 随血液运送到肝脏，在肝脏谷丙转氨 酶作用下转回到丙酮酸和 Glu 。肌肉中丙 酮酸由糖酵解提供，肝脏中多余的丙酮 酸可异生为 Glc 。 Glc-Ala 循环

2 、氨的排泄 1. 排氨，氨经 Gln 运送到排泄部位（如鱼 鳃）， Gln 酶裂解出游离氨借助扩散运 动排出体外。 2. 排尿素 — 通过尿素（鸟氨酸）循环。

三、尿素循环 — 尿素循环 （鸟氨酸循环） 由 Hans Krebs 和他的学生 Kurt Hehseleit (1932) 发现，比柠檬酸循环发现早 5 年。 往肝脏切片加入鸟氨酸，瓜氨酸，精氨 酸中任一种，尿素合成显著加快。 发生于肝脏中，肝细胞的线粒体和胞质 中。

尿素循环概貌 P341 图 30-9 * 此为重点掌握

氨甲酰磷酸合成

瓜氨酸合成

精氨琥珀酸合成

Arg 的合成

Arg 裂解生成尿素

尿素循环小结 1 、经过一轮循环排出一分子尿素，实际 上为 2 个分子的氨。 2 、循环前后其它中间物质的量和性质不 变。 3 、消耗 3 分子的 ATP 。 4 、不产生 NADH ， FADH 2 等可以进入呼 吸链并释放 ATP 的物质。

尿素循环与 TCA P314 图 更清楚表明二者之间关系

四、氨基酸碳骨架的氧化途径 人体 10-15% 的能量来自于氨基酸的氧 化分解，氨基酸的碳架以 5 种产物形式进 入 TCA （分别为乙酰 CoA,  - 酮戊二酸, 琥珀酰 CoA, 延胡索酸，草酰乙酸）彻底 氧化为 H 2 O 和 CO 2 、还可以糖元异生或生 酮。

氨基酸碳骨架的氧化途径 1 、乙酰 CoA 途径 （ 1 ） AA  丙酮酸  乙酰 CoA P 有：丙氨酸，甘氨酸 ( 不以形成乙酰 CoA 为主要途 径，主要是一碳单位提供者 ) ，丝氨酸，苏氨酸， 半胱氨酸 （ 2 ） AA  乙酰乙酰 CoA  乙酰 CoA 有：苯丙氨酸，酪氨酸，亮氨酸，赖 氨酸，色氨酸 P

氨基酸碳骨架的氧化途径 2 、  - 酮戊二酸途径：谷氨酰胺，谷氨酸， 精氨酸，组氨酸，脯氨酸 P 、 琥珀酰 CoA 途径：甲硫氨酸，异亮氨 酸，缬氨酸 P 、延胡索酸途径：苯丙氨酸，酪氨酸 图 ，图 、草酰乙酸途径：天冬氨酸，天冬酰胺 P329

P315 图 30-13

AA 转变为 Py

AA 变为  - 酮戊二酸

AA 变为琥珀酰 CoA

几种重要氨基酸的代谢及能量产生 掌握、自已推导： 丙氨酸 天冬氨酸 谷氨酸

习题 生糖氨基酸 生酮氨基酸 嘌呤核苷酸联合脱氨基作用 转氨基作 用 生糖生酮氨基酸 * 三羧酸循环和嘌呤核苷酸循环的共同中间代谢物质是 A 延胡索酸 B 乙酰辅酶 A C 苹果酸 D 丙酮酸 * 嘌呤核苷酸循环涉及到的核苷酸有： A AMP B OMP C UMP D IMP E CMP F XMP 下列哪种氨基酸脱羧后，生成使血管扩张（降血压）的化合物 A. 精氨酸 B. 脯氨酸 C. 天冬氨酸 D. 谷氨酰胺 E. 组氨酸 在动物的肌肉、肝脏等生物组织中氨基酸脱氨基作用的主要类型 是：（ F ） A. 氧化脱氨 B. 还原脱氨 C. 水解脱氨 D. 转氨作用 E. 联合脱氨 F.“ 嘌呤核苷酸循环 ”

习题 * 鸟氨酸循环涉及到的细胞部位是： ( ) A. 胞液 B. 内质网 C. 高尔基体 D. 线粒体 E. 溶酶体 F. 过氧化物酶体 尿素中的两个氨基来源于 ( ) A 、氨基甲酰磷酸和谷氨酸 B 、氨基甲酰磷酸和谷氨酰胺 C 、氨基甲酰磷酸和天冬氨酸 D 、氨基甲酰磷酸和天冬酰胺 试计算 1 摩尔丙氨酸通过联合脱氨基作用、有氧呼吸彻底氧化成 CO 2 和 H 2 O 、 NH 3 时可以产生多少能量（以 ATP 计）？多少摩尔 CO 2 和 NH 3 ？ 试写出天冬氨酸经脱氨后，生成的化合物经有氧氧化等途径，氧 化成 CO 2 和 H 2 O 后，所经过的主要的 C 4 、 C 3 、 C 2 中间产物及有关 的能量变化，计算 1 摩尔底物经该途径共生成多少摩尔 ATP ？ 写出 Glu 经过氧化脱氨基, 有氧氧化等彻底氧化生成 CO 2 和水时, 所 经过的重要的中间产物, 并计算一摩尔 Glu 共能生成多少摩尔 CO 2,NH 3 和 ATP?