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7.1 蛋白质的降解
蛋白质酶促降解不依赖于ATP的降解途径：发生在溶酶体依赖于ATP的降解途径
①N-端规则和特征序列
②需要泛素
③降解发生在蛋白酶体
④高度调控
①N-端规则：一种蛋白质的半衰期与N端氨基酸的性质有关，是 Met, Ser,
Ala, Thr, Val或Gly，则半衰期较长，大于20h；是Phe, Leu, Asp, Lys或Arg ，则半衰期较短，3min或者更短。
特征序列：富含Pro, Glu, Ser 和Thr 序列的蛋白质质被称为PEST 蛋白，比其他蛋白质更易水解。
②泛素：广泛存在于古
菌和所有的真核生物，但不存在于细菌。
本身并不降解蛋白质，给降解的蛋白质打上标记，降解过程由26S蛋白酶体执行，是一种热激蛋白。
泛素需要先活化再反应，活化消耗2个ATP
分子，产生AMP和焦
磷酸PPi。
硫酯键转变
为了酰胺键。
Proteasome(20S) ③蛋白酶体：广泛存在于古菌和所有的真核生物，但不存在于细菌。
本身并不降解蛋白质，给降解的蛋白质打上标记，降解过程由26S蛋白酶体执行，是一种热激蛋白。
蛋白质降解与代谢调节蛋白质是生物体内重要的组成部分，不仅参与到细胞结构的维持和功能的执行，还发挥着酶、激素、抗体等重要生物分子的角色。
蛋白质的降解与代谢调节是维持生物体内稳态的关键过程，本文将就此展开探讨。
一、蛋白质降解的类型蛋白质降解主要包括两类：破坏性降解和选择性降解。
破坏性降解是指出现在应激条件下，例如饥饿、寒冷等环境压力，细胞内蛋白质迅速降解，从而为细胞提供必需的氨基酸。
这种降解过程是非选择性的，影响了大量蛋白质的稳定性，但对于适应环境变化起到了重要作用。
而选择性降解则是通过泛素-蛋白酶体通路或泛素-蛋白酶酶体系统，对特定的蛋白质进行降解。
这种降解方式能够清除异常或老化的蛋白质，维持细胞内稳定性。
二、蛋白质降解的调控机制蛋白质降解的调控机制主要涉及两个方面：翻译后修饰和泛素化。
翻译后修饰是指在蛋白质合成完成后，通过磷酸化、糖基化等修饰酶的活化或磷酸酶的抑制来影响蛋白质的稳定性。
泛素化是将一个或多个泛素蛋白质连接到目标蛋白上，标记其为待降解物质。
泛素连接酶（E3酶）与泛素激活酶（E1酶）和泛素结合酶（E2酶）共同作用，将泛素与目标蛋白结合起来，从而促进降解。
三、蛋白质代谢调节的重要性蛋白质代谢调节对维持细胞内稳态、适应环境变化至关重要。
在细胞生长和发育过程中，蛋白质的降解可以调节过盛的细胞生长，并消除异常蛋白质，保证细胞内正常功能的执行。
此外，蛋白质代谢调节还能够对抗寒冷、饥饿等应激情况下的细胞损伤，保护细胞免受环境压力的影响。
四、蛋白质降解与疾病蛋白质降解异常与多种疾病密切相关。
在某些疾病中，如癌症、肌肉萎缩症等，蛋白质的降解过程被破坏，导致异常蛋白质堆积，进而影响正常细胞功能的执行。
因此，研究蛋白质降解的调控机制，有助于深入了解与疾病相关的分子机理，为疾病的预防和治疗提供新的途径。
五、蛋白质降解调节的应用蛋白质降解调节的研究不仅对疾病研究具有重要意义，还可应用于生物技术领域。
通过调控细胞内蛋白质的降解，可以实现对特定蛋白质的快速清除，从而提高产物的纯度和产量。
第六章蛋白质的降解及其生物学意义•第一节蛋白质降解的概述•第二节参与蛋白质降解的酶类•第三节蛋白酶体-泛素系统及其功能•第四节蛋白质降解的生物学意义蛋白质降解是生命的重要过程•维持细胞的稳态。
•清除因突变、热或氧化胁迫造成的错误折叠的蛋白质，防止形成细胞内凝集。
•及时终止不同生命时期调节蛋白的生物活性。
•蛋白质的过度降解也是有害的，蛋白质的降解必须受到空间和时间上蛋白质降解的体系•蛋白质消化分解为被机体吸收的营养物质。
•研究蛋白质结构时，用蛋白酶降解肽链。
•蛋白质新生肽链生物合成以及新生肽链折叠的过程中，质量的控制都与“次品”的降解有关。
•蛋白质在行使功能时，很多调节控制都与肽键的断裂有关，如前肽的切除、无活性的前体蛋白质的激活等。
第一节蛋白质降解的概述蛋白质的寿命•细胞内绝大多数蛋白质的降解是服从一级反应动力学。
半衰期介于几十秒到百余天，大多数是70～80d。
•哺乳动物细胞内各种蛋白质的平均周转率为1 ～2d。
代谢过程中的关键酶以及处于分支点的酶寿命仅几分钟，有利于体内稳态在情况改变后快速建立。
–大鼠肝脏的鸟氨酸脱羧酶半衰期仅11min，是大鼠肝脏中降解最快的蛋白质。
–肌肉肌动蛋白和肌球蛋白的寿命约l～2w。
–血红蛋白的寿命超过一个月。
•蛋白质的半衰期并不恒定，与细胞的生理状态密切相关。
蛋白质寿命的N端规则•N端规则：细胞质中蛋白质的寿命与肽链的N端氨基酸残基的性质有一定的关系。
•N端的氨基酸残基为D、R、L、K和F的蛋白质，其半衰期只有2~3min。
•N端的氨基酸残基为A、G、M和V的蛋白质，它们在原核细胞中的半衰期可超过10h，而在真核细胞中甚至可超过20h。
酿酒酵母蛋白质代谢特点•酿酒酵母中不稳定蛋白的N端氨基酸残基有12个：Asn（B）、Asp（D）、Glu（E）、Phe（F）、His（H）、Ile（I）、Leu（L）、Lys（K）、Arg（R）、Trp（W）、Tyr（Y）和Gln（Z）。
