《生物化学》课程PPT教学课件：第30章 蛋白质降解和氨基酸的分解代谢

第30章蛩白质降解和氨基酸的 分解代谢 (Protein degradation and amino acids catabolism) 蛋白质的降解 二、氨基酸的分解代谢 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 六、由氨基酸衍生的其他重要物质 七、氨基酸代谢缺陷症

第30章 蛋白质降解和氨基酸的 分解代谢 (Protein degradation and amino acids catabolism) 一、蛋白质的降解 二、氨基酸的分解代谢 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 六、由氨基酸衍生的其他重要物质 七、氨基酸代谢缺陷症

、蛋白质的降解

一、蛋白质的降解

机体对外源蛋白质 的消化吸收 高等动物摄入的蛋白质在消化道内被胃蛋 白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶 羧肽酶、氨肽酶等降解,全部转变成氨基酸, 被小肠吸收

机体对外源蛋白质 的消化吸收 高等动物摄入的蛋白质在消化道内被胃蛋 白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、弹性蛋白酶、 羧肽酶、氨肽酶等降解，全部转变成氨基酸， 被小肠吸收

细胞内蛋白质的降解 细胞内的蛋白质是处于不断地周转 ( turnover)的。一些异常的蛋白质、不需 要的蛋白质需要清除。对一种特定的蛋白质 来说,它在细胞中的含量取决于合成和降解 的速率。通过对一些代谢途径的关键酶的合 成和降解,控制酶的含量,也是控制代谢途 径运行的一个重要措施

细胞内蛋白质的降解 细 胞 内 的 蛋 白 质 是 处 于 不 断 地 周 转 （turnover）的。一些异常的蛋白质、不需 要的蛋白质需要清除 。对一种特定的蛋白质 来说，它在细胞中的含量取决于合成和降解 的速率。通过对一些代谢途径的关键酶的合 成和降解，控制酶的含量，也是控制代谢途 径运行的一个重要措施

细胞内蛋白质降解的机构 蛋白质降解是限制在细胞内的特定区域的, 种是称为蛋白酶体的大分子结构,另一种是 具有单层膜的溶酶体(细胞器)。 溶酶体中含有约50种水解酶,它与吞噬泡 及细胞内产生的一些自噬泡融合,然后将摄取 的各种蛋白质全部降解,对被降解的蛋白质没 有选择性。 被降解的蛋白质在进入蛋白酶体降解之前, 需要被泛肽标记

细胞内蛋白质降解的机构 蛋白质降解是限制在细胞内的特定区域的， 一种是称为蛋白酶体的大分子结构，另一种是 具有单层膜的溶酶体（细胞器）。 溶酶体中含有约50种水解酶，它与吞噬泡 及细胞内产生的一些自噬泡融合，然后将摄取 的各种蛋白质全部降解，对被降解的蛋白质没 有选择性。 被降解的蛋白质在进入蛋白酶体降解之前， 需要被泛肽标记

泛肽 泛肽( ubiquitin)又名遍在蛋白质、泛素,它是 个由76个氨基酸残基组成的小蛋白质。它通过其C 端Gly的羧基与被降解的蛋白质的氨基共价结合,通 常结合在Iys的氨基上,这是一个需要消耗ATP的反 应。这样给被降解的蛋白质作了一个标记,随后将 靶蛋白质引入蛋白酶体中降解。 可有多个泛肽连接到靶蛋白上,形成多泛肽链, 后面的每一个泛肽的C端羧基连接到前一个泛肽的 Iys48的e氨基上

泛肽 泛肽（ubiquitin）又名遍在蛋白质、泛素，它是 一个由76个氨基酸残基组成的小蛋白质。它通过其C 端Gly的羧基与被降解的蛋白质的氨基共价结合，通 常结合在Lys的ε氨基上，这是一个需要消耗ATP的反 应。这样给被降解的蛋白质作了一个标记，随后将 靶蛋白质引入蛋白酶体中降解。 可有多个泛肽连接到靶蛋白上，形成多泛肽链， 后面的每一个泛肽的C端羧基连接到前一个泛肽的 Lys48的ε氨基上

泛肽}C-O+E1-SH E1泛肽活化酶 ATP E2:泛肽载体蛋白 AMP+ PPi E3泛肽蛋白质连接酶 泛肽 C—S一E, E E2-SH 宣布无用 E,-SH 的蛋白质 泛肽}一C一S E3官布无用 泛肽与靶蛋白的连 E2-SH E3 泛肽}—CH-1宣布无用的蛋白质接 异肽链 泛肽

泛 肽 与 靶 蛋 白 的 连 接 E1:泛肽活化酶 E2:泛肽载体蛋白 E3:泛肽蛋白质连接酶 泛肽

泛肽蛩白质连接酶 E3在识别和选择被降解蛋白质的过程中起着 重要的作用。E3是通过备选蛋白质N端氨基酸的 性质来选择靶蛋白质的,以Met、Ser、Ala、Thr、 al、Gly或Cys为N末端的蛋白质对泛肽介导的降 解途径有抗性,而以Arg、Iys、His、Phe、Tyr、 Trp、Leu、Asn、Gln、Asp或Gl为N末端的蛋 白质的半寿期只有2~30分钟

泛肽蛋白质连接酶 E3在识别和选择被降解蛋白质的过程中起着 重要的作用。E3是通过备选蛋白质N端氨基酸的 性质来选择靶蛋白质的，以Met、Ser、Ala、Thr、 Val、Gly或Cys为N末端的蛋白质对泛肽介导的降 解途径有抗性，而以Arg、Lys、His、Phe、Tyr、 Trp、Leu、Asn、Gln、Asp或Glu为N末端的蛋 白质的半寿期只有2～30分钟

泛肽蛋白质连接酶 E3有3个不同蛋白底物结合位点:类型I结 合碱性氨基酸末端的蛋白质,如Arg、Iys或His 类型Ⅱ结合具有大疏水基团N末端氨基酸的蛋白 质,如Phe、Tyr、Trp或Leu;类型Ⅲ结合其他N 末端氨基酸的蛋白质。 以酸性氨基酸为N末端的蛋白质的降解需要 tRNA参与,将 Arg-tRNA的Arg转移到酸性蛋白 质的N末端,使之转变成碱性N末端,然后与泛肽 连接

泛肽蛋白质连接酶 E3有3个不同蛋白底物结合位点：类型Ⅰ结 合碱性氨基酸末端的蛋白质，如Arg、Lys或His； 类型Ⅱ结合具有大疏水基团N末端氨基酸的蛋白 质，如Phe、Tyr、Trp或Leu；类型Ⅲ结合其他N 末端氨基酸的蛋白质。 以酸性氨基酸为N末端的蛋白质的降解需要 tRNA参与，将Arg-tRNA的Arg转移到酸性蛋白 质的N末端，使之转变成碱性N末端，然后与泛肽 连接

Arg-tRNA将蛋白质的酸性氨基酸 N末端转变成碱性氨基酸N末端 Arg-ARNAR Aru-IRNAArg Protein transferase (Asp, Glu)D Arg(Asp, Glu) Protein with acidic Protein with N-terminal residue N-terminal Arg sp or( tRNAArg

Arg-tRNA将蛋白质的酸性氨基酸 N末端转变成碱性氨基酸N末端