第九章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢
一、填空题：
1、氨的同化途径有 和 。
2、尿素分子中的两个N原子，一个来自 ，另一个来自 。
3、尿素循环中产生的两种氨基酸 和 不参与生物体内蛋白质的合成。
4、谷氨酸族氨基酸的共同碳架来源是 途径的中间产物 。
5、芳香族氨基酸生物合成途径叫 途径，其碳架来源于糖酵解的中间产物 和磷酸戊糖途径的中间产物 。
6、在尿素循环中， 水解产生尿素和鸟氨酸，故此循环又称鸟氨酸循环。
7、氨基酸共有的代谢途径有 和 。
8、人类对氨基代谢的终产物是 ，鸟类对氨基代谢的终产物是 。
9、由尿素合成过程中产生的两种氨基酸 和 不参与人体内蛋白质合成。
二、选择题(只有一个最佳答案)：
1、成人体内氨的最主要代谢去路为（ ）
A、合成非必需氨基酸 B、合成必需氨基酸
C、合成NH4+随尿排出 D、合成尿素
2、鸟氨酸循环中，合成尿素的第二分子氨来源于（ ）
A、游离氨 B、谷氨酰胺 C、天冬酰胺 D、天冬氨酸
生物化学各章知识要点及复习参考题
蛋白质的酶促降解、氨基酸代谢、核苷酸代谢
知识要点
蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物，它们共同决定和参与多种多样的生命活动。在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。
（一）蛋白质和氨基酸的酶促降解
在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。
（二）核酸的酶促降解
核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。戊糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物相似，但产生的尿囊酸不是被排出体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。
嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。
（三）核苷酸的生物合成
生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP，首先合成尿苷酸，再转变成UDP、UTP和CTP。
1 氨基酸代谢
蛋白质降解产生的氨基酸能通过氧化产生能量供机体需要，例如食肉动物所需能量的90％来自氨基酸氧化供给；食
草动物依赖氨基酸氧化供能所占比例很小；大多数微生物可以利用氨基酸氧化供能；光合植物则很少利用氨基酸供能，
却能按合成蛋白质、核酸和其他含氮化合物的需求合成氨基酸。
大多数生物氨基酸分解代谢方式非常相似，而氨基酸合成代谢途径则有所不同。例如，成年人体不能合成苏氨酸、
赖氨酸、甲硫氨酸、色氨酸、苯丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等八种必需氨基酸，婴幼儿时期能合成组氨酸和精
氨酸，但合成数量不能满足要求，仍需由食物提供，昆虫不能合成甘氨酸。人和动物，当食物缺少蛋白质或处于饥饿状
态或患消耗性疾病时，体内组织蛋白质的分解即刻增强。这说明人和动物要不断地从食物中摄取蛋白质，才能使体内原
有蛋白质得到不断更新，但食物中的蛋白质首先要分解成氨基酸才能被机体组织利用。本章只讨论蛋白质的酶促降解，
组织内氨基酸的分解代谢和氨基酸合成代谢概况，而蛋白质的生物合成在本书第十三章讨论。
一、蛋白质的酶促降解
膳食给人体提供各类蛋白质，在胃肠道内，通过各种酶的联合作用分解成氨基酸。蛋白质在胃肠道内消化过程简述
如下：
食物蛋白质经口腔加温，进入胃后，胃粘膜分泌胃泌素，刺激胃腺的腔壁细胞分泌盐酸和主细胞分泌胃蛋白酶原。
无活性的胃蛋白酶原经激活转变成胃蛋白酶。胃蛋白酶将食物蛋白质水解成大小不等的多肽片段，随食糜流入小肠，触
发小肠分泌胰泌素。胰泌素刺激胰腺分泌碳酸氢盐进入小肠，中和胃内容物中的盐酸。pH达7.0左右。同时小肠上段的
十二指肠释放出肠促胰酶肽，以刺激胰腺分泌一系列胰酶酶原，其中有胰蛋白酶原、胰凝乳蛋白酶原和羧肽酶原等。在
十二指肠内，胰蛋白酶原经小肠细胞分泌的肠激酶作用，转变成有活性的胰蛋白酶，催化其他胰酶原激活。这些胰酶将
肽片段混合物分别水解成更短的肽。小肠内生成的短肽由羧肽酶从肽的C端降解，氨肽酶从N端降解，如此经多种酶联
1第七章蛋白质的酶促降解和氨基
酸的分解代谢
第一节蛋白质的酶促降解
蛋白质的酶促降解是指蛋白质在酶的催化作用下，使肽键发生水
解生成氨基酸的过程。
一、蛋白水解酶
1、按作用的肽键位置不同水解蛋白质的酶可分为：
肽链内切酶－－－蛋白酶
肽链外切酶－－－肽酶氨肽酶
羧肽酶
2蛋白酶和肽酶的作用专一性
2、按酶的活性部位的结构特征可分
为：
①丝氨酸蛋白酶类，如胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、枯草芽
孢杆菌蛋白酶等。
②半胱氨酸蛋白酶类，如木瓜蛋白酶、波萝蛋白酶等。
③天冬氨酸蛋白酶类，最适pH较低，一般为2~4。如胃蛋
白酶、凝乳酶等。
④金属蛋白酶类，含Zn2＋、Mg2＋等离子，如嗜热菌蛋白
酶、信号肽酶、氨肽酶、羧肽酶等。
二、食物中蛋白质的消化吸收
消化系统中含有多种蛋白酶、羧肽酶和氨肽酶，蛋白质
经过消化系统内各种酶的水解之后，最后全部转变为游离
氨基酸。
3三、细胞内蛋白质的降解
1、细胞内蛋白质降解的意义
①异常蛋白的降解。
②正常短寿命蛋白的降解，有些蛋白在完成其生物学功能
后，必须立即降解掉。
③维持体内氨基酸代谢库。
④防御机制的组成部分，降解入侵的外源蛋白。
⑤蛋白质前体的水解加工，如酶原的激活，分泌蛋白信号
序列的切除。
2、细胞内的蛋白质降解系统
参与细胞内蛋白质降解的蛋白酶类大致可分为两类：
①专一性较低，酶分子较小的蛋白酶和肽酶。这类水解主要
存在细胞外（如动物消化食物和微生物利用环境中的蛋
白）和溶酶体内的蛋白质降解。
②对底物蛋白有高度的选择性，酶分子较大，通常为多酶复
合体，对蛋白质的降解受到严密的调控。
真核细胞内有两种降解蛋白质的系统：
①溶酶体系统。溶酶体是具有单层膜的细胞器，含50多种水
解酶，包括多种蛋白酶，称之为组织蛋白酶。溶酶体内的
pH约为5，其中的酶的最适pH也为酸性。溶酶体降解蛋白
质是无选择性的。主要水解长寿命蛋白和外来蛋白。
②泛肽系统。在pH 7.2 的胞液中起作用，有选择性地水解短
寿命蛋白和异常蛋白，该降解系统需要消耗能量。
43、蛋白质降解的泛肽途径
