生物化学专题蛋白质降解与氨基酸代谢表现
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蛋白质降解和氨基酸的分解代谢蛋白质的降解细胞总是不断地从氨基酸合成蛋白质,又把蛋白质降解为氨基酸。
从表面上看,这样的变化过程看似是一种浪费,实际上它有二重功能,其一是排除那些不正常的蛋白质,它们一旦积聚,将对细胞有害;其二是通过排除积累过多的酶和调节蛋白使细胞代谢的井然有序得以进行。
蛋白质降解的特性蛋白质有选择地降解非正常蛋白质,例如血红蛋白与缬氨酸类似物结合,得到的产物在网织红细胞中的半存活期约10min,而正常血红蛋白可延续红细胞的存活期最终可达120天。
正常的胞内蛋白被排除的速度是由它们的个性决定的,绝大多数快速降解的酶都居于重要的“代谢控制”位置,而较稳定的酶在所有生理条件下有较稳定的催化活性。
降解速度还因它的营养及激素状态而有所不同。
在营养条件被剥夺的情况下,细胞提高它的蛋白质降解速度,以维持它的必需营养源使不可或缺的代谢过程得以进行。
蛋白质降解的反应机制真核细胞对于蛋白质降解有两种体系,一个是溶酶体的降解体质和一种ATP-依赖性的以细胞溶胶为基础的机制。
溶酶体溶酶体是具有单层被膜的细胞器,其中个含有50多种水解酶,包括不同种的蛋白酶,称之为组织蛋白酶。
溶酶体保持其内部PH在5左右,而它含有的酶的最适PH就是酸性。
如此可以抵制偶然的溶酶体渗漏从而保护了细胞,因此在细胞溶胶PH下,溶酶体的大部分酶都是无活性的。
溶酶体对细胞各组分的再利用是通过它融合细胞质的膜被点块即自(体吞)噬泡,并随即分解其内容物实现的。
溶酶体的阻断剂有抗虐药物——氯代奎宁(是一种弱碱,在不带电形式随意穿透溶酶体,在溶酶体内积累形成特电荷型,因此增高了溶酶体内部的pH,并阻碍了溶酶体的功能。
溶酶体降解蛋白质是无选择性的,而rong'mei't'抑制剂对于非正常蛋白或短寿命酶无快速的降解效应,但是它们可以防止饥饿状态下蛋白质的加速度崩溃。
许多正常的和病理活动都伴随溶酶体活性的升高。
ATP-依赖真核细胞蛋白质的降解主要是溶酶体的作用,但是缺少溶酶体的网织红细胞却可选择性的降解非正常蛋白质,这里有ATP-依赖的蛋白质水解体系存在ATP依赖蛋白质需要有泛肽存在。
小节练习第三节氨基酸的一般代谢2015-07-07 71802 0一、体内蛋白质分解生成氨基酸体内的蛋白质处于不断合成与降解的动态平衡。
成人体内的蛋白质每天约有1%~2%被降解,其中主要是骨骼肌中的蛋白质。
蛋白质降解所产生的氨基酸,大约70%~80%又被重新利用合成新的蛋白质。
(一)蛋白质以不同的速率进行降解不同的蛋白质降解速率不同。
蛋白质的降解速率随生理需要而变化,若以高的平均速率降解,标志此组织正在进行主要结构的重建,例如妊娠中的子宫组织或严重饥饿造成的骨骼肌蛋白质的降解。
蛋白质降解的速率用半寿期(half-life,t1/2)表示,半寿期是指将其浓度减少到开始值的50%所需要的时间。
肝中蛋白质的t1/2短的低于30分钟,长的超过150小时,但肝中大部分蛋白质的t1/2为1~8天。
人血浆蛋白质的t1/2约为10天,结缔组织中一些蛋白质的t1/2可达180 天以上,眼晶体蛋白质的t1/2更长。
体内许多关键酶的t1/2都很短,例如胆固醇合成的关键酶HMG-CoA还原酶的t1/2为0.5~2小时。
为了满足生理需要,关键酶的降解既可加速亦可滞后,从而改变酶的含量,进一步改变代谢产物的流量和浓度。
(二)真核细胞内蛋白质的降解有两条重要途径细胞内蛋白质的降解也是通过一系列蛋白酶和肽酶完成的。
蛋白质被蛋白酶水解成肽,然后肽被肽酶降解成游离氨基酸。
1.蛋白质在溶酶体通过ATP非依赖途径被降解溶酶体的主要功能是消化作用,是细胞内的消化器官。
溶酶体含有多种蛋白酶,称为组织蛋白酶(cathepsin)。
这些蛋白酶对所降解的蛋白质选择性较差,主要降解细胞外来的蛋白质、膜蛋白和胞内长寿蛋白质。
蛋白质通过此途径降解,不需要消耗ATP。
2.蛋白质在蛋白酶体通过ATP依赖途径被降解蛋白质通过此途径降解需泛素的参与。
泛素是一种由76个氨基酸组成的小分子蛋白质,因其广泛存在于真核细胞而得名。
泛素介导的蛋白质降解过程是一个复杂的过程。