文档介绍：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
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。
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,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、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