第14章 タンパク質代謝

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第14章 タンパク質代謝

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2 タンパク質とは 構造の安定化と維持 生体反応の触媒 物質輸送 防御と保護 情報制御と調節 運動 【タンパク質の主な機能】 20種類のアミノ酸 が多数結合してできた生体高分子 人体には約2万数千種類のタンパク質が存在する 細胞の乾燥重量の約半分を占める

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3 タンパク質代謝 食物中のタンパク質 老化タンパク質 分解 アミノ酸 タンパク合成 含窒素化合物合成 エネルギー産生 食物 タンパク質 消化・吸収 消化管 アミノ酸 アミノ酸 タンパク質 老化 タンパク質 合成 分解 DNA mRNA 含窒素化合物合成 エネルギー産生 アミノ酸 肝・腎 グルコース 糖新生

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4 タンパク質の消化 食物 タンパク質 胃 胃液 (pH 1~2) : 酸による変性 ペプシン (消化酵素) による消化 十二指腸 膵液 (pH7.5~8.8) : 中和 トリプシン、キモトリプシン、エラスターゼ カルボキシペプチダーゼ*などによる消化 約30% : 遊離アミノ酸 約70% : アミノ酸2~6のペプチド 小腸 エンドペプチダーゼ (endo-: 内部) *エキソペプチダーゼ (exo-: 外部) (比較的短い断片)

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5 アミノ酸、ペプチドの吸収 ペプチド ジペプチド トリペプチド アミノ酸 アミノペプチダーゼ (ペプチドをさらに消化) Na + Na + アミノ酸・ペプチド輸送担体 (Na+との共輸送) 小腸粘膜上皮細胞 K+ ATP ADP 【消化管腔側】 【漿膜側】 (血管側)

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6 アミノ酸の利用 アセチルCoA a-ケトグルタル酸 スクシニルCoA フマル酸 リンゴ酸 オキサロ酢酸 脂肪酸 ロイシンなど ピルビン酸 アラニンなど アセトアセチルCoA コレステロール ケトン体 リシンなど グルタミン酸など バリンなど チロシンなど オキサロ酢酸 グルコース 糖新生 アスパラギン酸など ATP、脂質、グルコース産生などに利用される.

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7 糖原性アミノ酸, ケト原性アミノ酸 糖原性アミノ酸: 分解された代謝産物が糖新生の前駆体として グルコースを合成しうるアミノ酸 ケト原性アミノ酸: 分解されてアセチルCoA、アセトアセチルCoAを 生じ、ケトン体の原料となりうるアミノ酸 【糖原性アミノ酸】 【ケト原性アミノ酸】 リシン ロイシン イソロイシン トリプトファン フェニルアラニン チロシン リシン, ロイシン 以外のアミノ酸 ※糖原性アミノ酸かつケト原性アミノ酸

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8 a-ケト酸 アミノ酸分解過程で最初にアミノ基転移を受けa-ケト酸が生じる. + + アミノ酸 a-ケトグルタル酸 a-ケト酸 グルタミン酸 アミノ基 転移酵素 ・ エネルギー産生 (TCA回路) ・ 脂質合成 (脂肪酸、コレステロールケトン体) ・ グルコース産生 (糖新生) グルタミン酸 グルタミン酸 脱水素酵素 NAD+ H2O NADH NH3 尿素

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9 尿素の生成 アミノ基転移を受けて離脱したアミノ基 (アンモニア: NH3) は 最終的に肝臓で尿素へと変えられる. グルタミン酸 a-ケトグルタル酸 グルタミン酸 脱水素酵素 NAD+ H2O + NADH NH3 + 【酸化的脱アミノ反応】 肝臓 尿素 (有毒) (無毒)

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10 尿素回路 (オルニチン回路) NH3 + CO2 + H2O + 2ATP + カルバモイルリン酸 シトルリン アスパラギン酸 ATP  AMP + PPi + アルギニノコハク酸 フマル酸 オルニチン アルギニン H3PO4 リン酸 尿素 アンモニア 【ミトコンドリア】

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11 含窒素化合物の合成 アミノ酸を原料に様々な含窒素化合物が合成される. プリン塩基 ピリミジン塩基 アミノ酸 核酸 (DNA, RNA) ホスホクレアチン (クレアチンリン酸) エネルギー産生 (骨格筋・脳など) ポルフィリン ヘムタンパク (ヘモグロビンなど) 生理活性アミン 生理活性作用

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12 ホスホクレアチン (クレアチンリン酸) アルギニンとグリシンから合成され、骨格筋・脳などに含まれる エネルギー貯蔵物質. アルギニン グアニジノ酢酸 グリシン オルニチン 肝臓 クレアチン 肝臓 ホスホクレアチン クレアチニン S-アデノシルメチオニン S-アデノシルホモシステイン 筋肉・脳など ATP ADP 筋肉・脳など 尿中へ排泄 H3PO4 クレアチンキナーゼ

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13 生理活性アミン (生体アミン) アミノ酸由来の情報伝達物質. アミン:アミノ酸のカルボキシ基 (-COOH) が脱炭酸して生じる. ヒスチジン トリプトファン グルタミン酸 チロシン 【アミノ酸】 ヒスタミン セロトニン g-アミノ酪酸 (GABA) ドーパミン 【生体アミン】 【代表的な生理活性アミン】 アレルギー反応惹起, 平滑筋収縮, 胃酸分泌促進など 神経伝達物質 アドレナリン (R-NH2)

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14 グルタチオン (GSH) グルタミン酸・システイン・グリシンから成るトリペプチド. 細胞内で抗酸化作用を示す抗酸化物質 グルタミン酸 システイン g-グルタミルシステイン + ATP ADP グリシン +    ATP ADP グルタチオン -SH (チオール基) 還元性を示す

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15 一酸化窒素 (NO) 気体状の情報伝達物質. 血管平滑筋の弛緩による血圧低下作用、 神経伝達、殺菌・殺細胞作用などを持つ. アルギニン ※狭心症の治療に使われるニトログリセリンは血中にNOを放出することで心筋の灌流を増加させる. シトルリン 1.5 NADPH 1.5 H+ 2 O2 + NO 1.5 NADP 2 H2O +

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16 アミノ酸生合成 カラー図解 見てわかる生化学 (メディカル・サイエンス・インターナショナル) 一部改変

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