1 有機化合物の表現 c · 2 有機化合物の立体構造 ⃝c 炭素原子C を中心とした分子の立体構造 すべて単結合 二重結合1 個 三重結合1 個
生物化学II...E3:ユビキチン-プロテインリガーゼ を用いて...
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生物化学II
12.アミノ酸代謝 (21章) (2016/12/26)
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21.1 タンパク分解
タンパク質は常に合成、分解されている ・アミノ酸をタンパク質として貯蔵し、 必要な時に分解して代謝に回す ・異常タンパク質(立体構造など)の蓄積の防止 ・余分な酵素や、調節タンパク質を除去して 代謝を調節する
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A.リソソームでのタンパク質分解 カテプシンなどのプロテアーゼを大量に含んだ細胞小器官 プロテアーゼの最適pHは酸性 エンドサイトーシスで取り込んだ物質を分解 オートファジーの際も関与する
リソソーム
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B.ユビキチン 76残基の単量体タンパク質で、 タンパク質に共有結合して タンパク質分解の目印になる 結合はATP依存性で E1: ユビキチン活性化酵素 E2: ユビキチン結合酵素 E3: ユビキチン-プロテインリガーゼ を用いて 分解予定のタンパク質のLysに イソペプチド結合で共有結合する
C末端
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C.プロテアソーム ユビキチン化されたタンパク質を 分解する多タンパク質複合体 (26Sプロテアソーム) 20Sプロテアソームが 内部でタンパク質を分解 19SキャップがATP依存的に ユビキチン化タンパク質を認識し アンフォールドして 20Sに送り込む
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タンパク質は胃液、膵液中のプロテアーゼで分解されて ペプチドを経由して遊離のアミノ酸になる アミノ酸は小腸で吸収されて、血流で輸送されて 細胞に取り込まれる アミノ酸はαアミノ基が除去され アミノ基はアンモニアを 経由して尿素に(尿素サイクル) 炭素骨格は代謝系で 異化、同化される
21.2 アミノ酸の脱アミノ
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A.アミノ転移 アミノ酸はアミノ転移で 脱アミノされる 多くの場合 2-オキソグルタル酸に転移して グルタミン酸を生じ さらにオキサロ酢酸に転移して アスパラギン酸を生じ 2-オキソグルタル酸を再生する アミノトランスフェラーゼが ピリドキサル5'-リン酸 (PLP) を 補酵素として触媒する
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アミノトランスフェラーゼの働き
アミノ酸をイミノ結合させる(シッフ塩基)
水素の 移動
イミノ転移
互変異性
加水分解
1段階 アミノ酸の アミノ基が PLPに移動し PMPに (アミノ酸は α-ケト酸に)
水酸基がイミンを攻撃
α-ケト酸になる
イミン の移動
アミノ基がイミンを攻撃
脱プロトン
2段階 PMPの アミノ基が 2-オキソ グルタル酸 に移動し グルタミン酸に (PMPはPLPに)
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B.酸化的脱アミノ アミノ転移ではアミノ基はグルタミン酸に移動するだけ 酸化的脱アミノによってアンモニアにする グルタミン酸デヒドロゲナーゼ(GDH)が触媒
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21.3 尿素サイクル
アンモニアは毒性が強いので 尿素に変換してから体外に排出する 鳥、爬虫類は尿酸まで変換して排出 尿素へは尿素サイクルで変換 入力と出力だけをまとめると右図
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A.尿素サイクル
ミトコンドリア
細胞質
1. カルバモイルリン酸シンターゼ アンモニアと炭酸を縮合し カルバモイルリン酸へ CPS I が律速酵素
2. オルニチンカルバモイル トランスフェラーゼ カルバモイル基をオルニチン に転移してシトルリンへ
3. アルギニノコハク酸 シンターゼ アスパラギン酸と シトルリンを結合し
アルギニノコハク酸へ
4. アルギニノコハク酸 リアーゼ アルギニンを脱離して フマル酸を除去
5. アルギナーゼ 加水分解して 尿素を放出して オルニチンへ
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アミノ酸由来の炭素骨格は CO2とH2Oに代謝されるか 糖新生に使われる 1. 糖原性アミノ酸 代謝産物が糖新生に 使えるもの 2. ケト原性アミノ酸 アセチルCoAか アセト酢酸に代謝されて 脂肪酸かケトン体に 使えるもの LysとLeuは完全ケト原性
21.4 アミノ酸の分解
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A.ピルビン酸へ代謝 Ala、Gly、Cys、Ser、Thr
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B.オキサロ酢酸へ代謝 Asp、Asn
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C.2-オキソグルタル酸へ代謝 Arg、Gln、Glu、His、Pro
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D.スクシニルCoAへ代謝 Thr、Met
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分岐アミノ酸(Ile、Val) Leuはアセト酢酸と アセチルCoAへ
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E.アセト酢酸と アセチルCoAへ代謝 Lys Lueは分岐アミノ酸参照
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F.アラニンとアセト酢酸へ代謝 Trp Alaはピルビン酸へ
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G.フマル酸とアセト酢酸へ代謝 Phe、Tyr
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必須アミノ酸 哺乳類には生合成できないアミノ酸 Arg、ILe、Trp、Thr、Val、His、Phe、Met、Lys、Leu Argは尿素サイクルで合成できるが幼児では不足 非必須アミノ酸 共通中間体から生合成可能 Asn、Asp、Ala、Gly、Gln、Glu、Cys、Ser、Tyr、Pro TyrはPheからヒドロキシ化で合成
21.5 アミノ酸の生合成
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A.非必須アミノ酸の合成 ピルビン酸からAla オキサロ酢酸から Asp、Asn 2-オキソグルタル酸から Glu、Gln
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グルタミン酸から合成 Pro、Arg
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3-ホスホグリセリン酸から合成 Ser
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B.必須アミノ酸の合成 植物や微生物のみが 生合成可能 アスパラギン酸から合成 Thr、Lys、Met
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ピルビン酸から合成 Val、 Leu、 Ile
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ホスホエノールピルビン酸とエリトロース4-リン酸から合成 Tyr、 Phe、 Trp
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ヌクレオチド中間体から合成 His