生物化学考研氨基酸核苷酸.ppt

,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,生物化学考研氨基酸核苷酸,蛋白质的酶促降解,1,、,蛋白质酶,的种类和专一性,肽酶,（,Peptidase,）,蛋白酶,(Proteinase),2,、细胞组织蛋白的胞内降解,溶酶体,(lysosome),途径,泛肽（,ubiguitin,）途径,肽酶的种类和专一性,编号 名 称 作 用 特 征,3,、,4,、,11,3,、,4,、,13,-,氨酰肽水解酶,(-aminoacyl peptide hydrolase),作用于多肽链的,N-,末端,-,羧肽水解酶,(-carboxyl peptide hydrolase),作用于多肽链的,C-,末端,3,、,4,、,14,二羧肽水解酶,(depeptide hydrolase),水解二肽,蛋白酶的种类和专一性,编号 名 称 作用特征 实例,3,、,4,、,2,、,1,3,、,4,、,2,、,2,丝氨酸蛋白酶类,(serine pritelnase),活性中心含,Ser,3,、,4,、,2,、,3,3,、,4,、,2,、,4,硫醇蛋白酶类,(Thiol pritelnase),活性中心含,Cys,羧基（酸性）蛋白酶类,carboxyl(asid)pritelnase,活性中心含,Asp,最适,pH,在,5,以下,金属蛋白酶类,(metallopritelnase),活性中心含有,Zn,2+,、,Mg,2+,等金属,胰凝乳蛋白酶,胰蛋白酶,凝血酶,木瓜蛋白酶,无花果蛋白酶,菠萝酶,胃蛋白酶,凝乳酶,枯草杆菌蛋白酶,嗜热菌蛋白酶,消化道内几种蛋白酶的专一性,（,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.Trp,）,依赖,ATP,的蛋白质降解泛肽途径,E1-S-,E1-SH,E2-S-,E1-SH,E2-SH,E2-SH,ATP AMP+PPi,E3,多,泛肽化蛋白,ATP,26,S,蛋白酶体,20,S,蛋白酶体,ATP,1,9S,调节亚基,去折叠,水解,E1,：泛肽激活酶,E2,：泛肽载体蛋白,E3,：泛肽,-,蛋白质连接酶,（,ubiquitin,）,核酸的酶促降解,核苷酸酶 核苷磷酸解酶,核酸 核苷酸 核苷 碱基,+,核糖,-1-P,磷酸,核酸酶,核苷水解酶,碱基,+,核糖,脱氧核糖核酸酶,(,DNase,),核糖核酸酶,(,RNase,),非特异性核酸酶,核 酸 酶,1,、核酸酶的分类,（,1,）根据对底物的 专一性分为,（,2,）根据切割位点分为,核酸内切酶,核酸外切酶,2,、,核酸酶的特异性,3,、,限制性内切酶,外切核酸酶对核酸的水解位点,5,p,p,p,p,OH,B,p,p,p,p,3,B,B,B,B,B,B,B,牛脾磷酸二酯酶,（,5,端外切,5,得,3,）,蛇毒磷酸二酯酶,（,3,端外切,3,得,5,）,内切核酸酶对,RNA,的水解位点示意图,5,p,p,p,p,OH,Py,Pu,Py,Py,1,p,p,p,G,A,C,U,p,p,p,G,A,3,RNAase I,RNAase I,RNAase T,1,RNAase T,1,Pu,：嘌呤,Py,：嘧啶,限制性内切酶,类型,命名和意义,限制片段的长度,限制图,原核生物中存在着一类能识别外源,DNA,双螺旋中,4-8,个碱基对所组成的特异的具有二重旋转对称性的,回文序列,，并在此序列的某位点水解,DNA,双螺旋链，产生粘性末端或平末端，这类酶称为限制性内切酶（,ristriction endonuclease,）,。,常用的,DNA,限制性内切酶的专一性,酶,辨认的序列和切口,说明,A G C T,T C G A ,G G A T C C,C C T A G G,A G A T C T,T C T A G A,G A A T T C,C T T A A G,A A G C T T,T T C G A A,G T C G A C,C A G C T G,C C C G G G,G G G C C C,Bam H I,Alu I,Bgl I,Eco R I,Hind ,Sal I,Sma I,四核苷酸，平端切口,六核苷酸，平端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,六核苷酸，粘端切口,限制性内切酶类型,I,型：分子量大于,10,5,，多亚基，需,S-,线苷蛋氨酸、,ATP,和,Mg,2+,，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶,.,型：分子量小于,10,5,，需,Mg,2+,，切割位点位于识别 位点上，产物为专一性片段，不具修饰酶功能。现在分子生物学研究所用的限制性内切酶均为此类。,I,型：识别位点为,5-7bp,的非对称序列,，切割位点在顺序之外离识别 序列,5-10bp,，切割双链，个别也切割单链。是限制与修饰相多功能酶,.,限制性内切酶的命名,Eco R I,序号,属名,种名,株名,例：,Eco R I,，这是从大肠杆菌（,Ecoli,）,R,菌珠中分离出的一种限制性内切酶,Hind,例：流感,Haemophilus influengae d,（属名）,（种名）,（株系）,I,特异性甲基化酶,IIGTPyPuAC,III,AAGCTT,限制性内切酶的意义,限制性内切酶是分析染色体结构、制作,DNA,限制图谱、进行,DNA,序列测定和基因分离、基因体外重组等研究中不可缺少的工具，是一把天赐的神刀，用来解剖纤细的,DNA,分子。,氨基酸和核苷酸的代谢,氨基酸代谢,核苷酸代谢,返回,活性中心含有Zn2+、Mg2+等金属,次黄嘌呤核苷酸（IMP）,磷酸吡哆醛作为脱羧酶辅酶机理,5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸,溶酶体(lysosome)途径,-CH=NH 亚氨甲基,NH2-CO-NH2+2ADP+AMP+PPi+延胡索酸,生物化学考研氨基酸核苷酸,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。,活性中心含有Zn2+、Mg2+等金属,I型：分子量大于105，多亚基，需S-线苷蛋氨酸、ATP和Mg2+，识别位点与切割位点相差甚远，产物为异质，是限制与修饰相排斥的多功能酶.,-CH=次甲基,（2）根据切割位点分为,在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括CO2），称为一碳单位，一碳单位的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的生物合成。,NH+3,H-CO-甲酰基,是限制与修饰相多功能酶.,氨基酸代谢概况,食物蛋白质,NH,4,+,体蛋白,生物固氮硝酸还原,糖及其代谢中间产物,脂肪及其代谢中间产物,特殊途径,尿酸,激素,卟啉,尼克酰氨衍生物,肌酸胺,嘧啶,嘌呤,（次生物质代谢）,CO,2,胺,脱氨基,脱羧基,TCA,CO,2,H,2,O,糖,呼吸链,2H,糖异生,鸟氨酸循环,重新利用,尿素,氨基酸,合成,AA,-,酮酸,一碳单位,氨基酸的脱氨基作用,其它脱氨基作用,氧化脱氨基作用,转氨基作用,联合脱氨基作用,氧化脱氨基作用,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的,-,酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：,-,氨基酸,氨基酸氧化酶（,FAD,、,FMN,）,-,酮酸,R-CH-COO,-,NH,+,3,|,R-C-COO,-,+NH,3,O,|,H,2,O+O,2,H,2,O,2,L-,谷氨酸脱氢酶,+,H,2,O,+,NH,3,NAD(P),+,NAD(P)H+H,+,COOH,CH,2,CH,2,C=O,COOH,COOH,CH,2,CH,2,CH NH,2,COOH,谷氨酸,-,酮戊二,氨酸,转氨基作用,-,氨基酸,1,R,1,-CH-COO,-,NH,+,3,|,-,酮酸,1,R,1,-C-COO,-,O,|,R,2,-C-COO,-,O,|,-,酮酸,2,R,2,-CH-COO,-,NH,+,3,|,-,氨基酸,2,转氨酶,（辅酶：磷酸吡哆醛）,在转氨酶的催化下，,-,氨基酸的氨基转移到,-,酮酸的酮基碳原子上，结果原来的,-,氨基酸生成相应的,-,酮酸，而原来的,-,酮酸则形成了相应的,-,氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。,-,氨基酸,磷酸吡哆醛,醛亚胺,酮亚胺,磷酸吡哆胺,磷酸吡哆醛的作用机理,-,酮酸,互变异构,谷丙转氨酶,(glutamate-pyruvate transaminase),和,谷草转氨酶,(glutamate-oxaloacetate transaminase),谷丙转氨酶,（,GPT,）,谷草转氨酶,(GOT),谷氨酸,谷氨酸,丙氨酸,天冬氨酸,丙酮酸,草酰乙酸,-,酮戊二,氨酸,-,酮戊二,氨酸,联合脱氨基作用,（,1,）概念,（,2,）类型,a,、转氨酶,与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,b,、,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,转氨基作用,和氧化脱氨基,作用联合进行,的脱氨基作用,方式。,核糖核酸酶(RNase),H-CO-甲酰基,R-CH-COO-,-CH2-亚甲基,C C C G G G,核苷酸酶 核苷磷酸解酶,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。,是限制与修饰相多功能酶.,羟化脱羧 羟胺,核苷酸酶 核苷磷酸化酶,在转氨酶的催化下，-氨基酸的氨基转移到-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的-氨基酸生成相应的-酮酸，而原来的-酮酸则形成了相应的-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。,转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶,L-,谷氨酸脱氢酶,H,2,0+NAD,+,NH,3,+NADH,-,酮酸,-,氨基酸,-,酮戊二酸,L-,谷氨酸,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,-,氨基酸,-,酮酸,-,酮戊二酸,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酰琥珀酸,苹果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黄苷酸,其它脱氨基作用（自学）,（,1,）直接脱氨基作用,（,2,）还原脱氨基作用,（,3,）水解脱氨基作用,（,4,）脱水脱氨基作用,（,5,）氧化还原脱氨基作用,氨基酸的脱羧基作用,概念,脱羧产物的进一步转化（次生物质代谢,）,氨基酸在脱羧酶的,作用下脱掉羧基生成相,应的一级胺类化合物,的作用。脱羧酶的辅,酶为,磷酸吡哆醛,。,直接脱羧 胺,羟化脱羧 羟胺,类型,:,-,氨基酸,磷酸吡哆醛,醛亚胺,胺,磷酸吡哆醛作为脱羧酶辅酶机理,磷酸吡哆醛,H,R-CH,2,-NH,2,+,+,-,H,2,O,+,H,2,O,二、,氨的转运和排泄,1,、,氨的转运,以谷氨酰胺的形式转运,以丙氨酸的形式转运,2,、,尿素的生成,尿素循环,以谷氨酰胺的形式转运氨,+NH,2,+H,2,O,ADP+Pi,谷氨酰胺合成酶,(Mg,2+,),ATP,谷氨酰胺酶,葡萄糖,丙氨酸循环,谷氨酸,-,酮戊二,酸,丙氨酸,丙氨酸,丙氨酸,葡萄糖,葡萄糖,葡萄糖,（肌肉）,（血液）,（肝脏）,丙酮酸,糖异生,丙酮酸,其它氨基酸,NH,3,-,酮,酸,糖酵解,尿素,尿素,以丙氨酸的形式转运氨,尿素循环,氨基酸,谷氨酸,谷氨酸,氨甲酰磷酸,鸟氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,鸟氨酸,精氨酸,延胡索酸,氨基酸,谷氨酸,-,酮戊二酸,天冬氨酸,+2ADP+Pi,2ATP+CO,2,+NH,3,+H,2,O,细胞溶液,线粒体,NH,2,-C-NH,2,O,尿素,-,酮戊二酸,-,酮戊二酸,P,NH,2,-C-O-,O,1,4,5,3,2,尿素循环总反应,NH,3,+CO,2,+3ATP+,天冬氨酸,+2H,2,O,NH,2,-CO-NH,2,+,2ADP+AMP+PPi+,延胡索酸,氨中毒可能机制,1,、氨不能正常排泄时，与,-,酮戊二,酸和谷氨酸分别合成谷氨酸和谷氨酰胺，严重干扰脑中能量代谢；,2,、,-,酮戊二,酸和谷氨酸水平的降低影响,TCA,循环和,-,氨基丁酸的合成，导致脑细胞的损伤。,氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径,草酰乙酸,磷酸烯醇式酸,-,酮戊二酸,天冬氨酸天冬酰氨,丙酮酸,延胡索酸,琥珀酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰乙酰,CoA,苯丙氨酸,酪氨酸,亮氨酸,赖氨酸,色氨酸,丙氨酸,苏氨酸,甘氨酸,丝氨酸,半胱氨酸,谷氨酰胺,精氨酸,组氨酸,脯氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,缬氨酸,苯丙氨酸,酪氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,苏氨酸,缬氨酸,葡萄糖,柠檬酸,谷氨酸,生酮氨基酸,生糖氨基酸,一碳单位,在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括,CO,2,），称为一碳单位，一碳单位的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶及磷脂的生物合成。,一碳单位的转移由相应的一碳基团转移酶催化，,其辅酶,为,FH,4,一碳单位的来源和利用,-,CH=NH,亚氨甲基,H-CO-,甲酰基,-CH,2,OH,甲醇基,-CH=,次甲基,-CH,2,-,亚甲基,-CH,3,甲基,叶酸,和 四氢叶酸（,FH,4,或,THFA,）,叶酸,四氢叶酸,H,H,10,5,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,N,5,-CHO-FH,4,CH,2,CHO,一碳基团的来源与转变,S-,腺苷蛋氨酸,N,5,-CH,3,-FH,4,N,5,，,N,10,-,CH,2,-FH,4,N,5,，,N,10,=CH-FH,4,N,10,-CHO-FH,4,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,还原酶,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,脱氢酶,环水化酶,丝,氨酸,组氨酸甘氨酸,参与,甲基化,反应,为,胸腺嘧啶,合成提供,甲基,参与,嘌呤,合成,FH,4,FH,4,FH,4,HCOOH,H,2,O,NAD,+,NDAH+H,+,NAD,+,NDAH+H,+,H,+,参与,嘌呤,合成,二十种氨基酸的生物合成概况,谷氨酸族,天冬氨酸族,丙氨酸族,丝氨酸族,His,和芳香族,核苷酸的降解,2,、,嘧啶的降解,1,、,嘌呤的降解,核苷酸酶,核苷磷酸化酶,核苷酸 核苷 碱基,+,（脱氧）戊糖,-1-P,磷酸,嘌呤的分解及“痛风症”产生和治疗,尿囊酸,尿素,CO,2,+NH,3,腺嘌呤脱氨酶,黄嘌呤氧化酶,尿酸氧化酶,黄嘌呤氧化酶,鸟嘌呤脱氨酶,腺嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤,鸟嘌呤,尿囊素,尿酸,N,C,H,H,HO,N,C,H,次黄嘌呤类似物,别嘌呤醇,黄嘌呤类似物,别黄嘌呤,嘧啶的分解,胞嘧啶,尿嘧,啶,胸腺嘧啶,二氢尿嘧啶,二氢胸腺嘧啶,-,脲基丙酸,-,脲基异丁酸,-,氨基异丁酸,-,丙氨酸,核苷酸的合成及相互关系,嘌呤核苷酸从头合成,核苷酸合成补救途径,嘧啶核苷酸从头合成,嘌呤环上各原子的来源,来自谷氨酰胺的酰胺氮,来自“甲酸盐”,来自天冬氨酸,来自甘氨酸,来自,CO,2,来自“甲酸盐”,IMP,的 生物合成,5-,磷酸核糖焦磷酸,5-,磷酸核糖胺,甘氨酸,甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨咪核苷酸,5-,氨基咪唑核苷酸,5-,氨基咪唑,-4-,羧核苷酸,5-,氨基咪唑,-4-,琥珀基,-,甲酰胺核苷酸,5-,氨基咪唑,-4-,氨甲酰核苷酸,5-,甲酰氨基咪唑,-4-,氨甲酰核苷酸,次黄嘌呤核苷酸,（,IMP,）,甲酰,THFA,IMP,转变为,GMP,和,AMP,嘧啶环上各原子的来源,天冬氨酸,CO,2,NH,3,N,N,C,C,C,C,6,5,4,3,2,1,H,2,N-CO-,P,氨甲酰磷酸,尿嘧啶核苷酸合成途径,天冬氨酸,氨甲酰,天冬氨酸,二氢乳清酸,乳清酸,乳清苷酸,尿嘧啶核苷酸,氨甲酰磷酸,硫氧还蛋白参与的核糖核苷酸的还原反应,核糖核苷酸还原酶,NADP,+,NADPH+H,+,硫氧还蛋白还原酶,FAD,ATP,、,Mg,2+,硫氧还蛋白（还原型）,SH,SH,硫氧还蛋白（氧化型,）,S,S,O,P-P-CH,2,N,OH,OH,核糖核苷二磷酸,O,P-P-CH,2,N,OH,H,+H,2,O,脱氧核糖核苷二磷酸,谢谢观看,谢谢观看,