蛋白质在动物体活细胞中发生的所有连续性化学变化的总称。动物以氨基酸和寡肽的形式吸收饲料蛋白质,后者迅速分解为氨基酸后与前者一起经门静脉进入肝脏,称为外源性氨基酸。外源性氨基酸和体组织蛋白分解产生的以及由糖类等非蛋白质在体内合成的内源性氨基酸联合组成氨基酸代谢池共同进行代谢。二者仅来源不同,在代谢上无实质性差异。氨基酸经血液循环到达全身各器官组织,进入细胞内进行代谢。
蛋白质在动物体活细胞中发生的所有连续性化学变化的总称。
动物以氨基酸和寡肽的形式吸收饲料蛋白质,后者迅速分解为氨基酸后与前者一起经门静脉进入肝脏,称为外源性氨基酸。外源性氨基酸和体组织蛋白分解产生的以及由糖类等非蛋白质在体内合成的内源性氨基酸联合组成氨基酸代谢池共同进行代谢。二者仅来源不同,在代谢上无实质性差异。氨基酸经血液循环到达全身各器官组织,进入细胞内进行代谢。动物的体蛋白、血浆蛋白和血浆氨基酸之间存在着动态平衡,每天都有大量的体蛋白降解和合成。降解形成的氨基酸并非全部用于蛋白质的合成,一旦细胞的蛋白质含量达到最高限度,多余的氨基酸则随血浆进入肝脏并被分解。分解得到的氨基酸被哺乳动物转化为尿素,或被鸟类转化为尿酸排出体外,或转给其他化合物形成新的氨基酸。氨基酸分解的另一产物酮酸可以合成糖原、脂肪或进一步降解成二氧化碳和水,释放能量。氨基酸是合成蛋白质的原料,可以合成包括体组织蛋白、血浆蛋白在内的各种蛋白质,供机体更新、生长和形成畜产品。
蛋白质的合成体系由信使核糖核酸(mRNA)、转移核糖核酸(tRNA)、核糖体核糖核酸(rRNA)以及有关的酶和某些蛋白质因子共同组成。
为合成蛋白质的模板。蛋白质多肽链的氨基酸排列取决于mRNA的核苷酸排列顺序,mRNA的核苷酸排列顺序又与作为遗传信息载体的脱氧核糖核酸(DNA)相对应。从DNA到mRNA的遗传信息转抄过程为转录。转录时DNA特定部位的双股螺旋打开,以其中的一股为模板,按碱基配对的原则形成新的核酸链。再经加工形成有活性的mRNA分子。mR-NA所含的分别带有腺嘌呤、鸟嘌呤、胞嘧啶和尿嘧啶四种碱基的几种核苷酸,三个一组可排列成64个不同的三联体,即密码子。其中61个分别代表各种氨基酸(每种氨基酸有1至6个密码子),另外3个为肽链合成终止信号。
为氨基酸的特异性转运工具,每种氨基酸都有其特定的tRNA,一种氨基酸可有数种tRNA。在供能物质腺苷三磷酸(ATP)和酶的作用下,tRNA和氨基酸结合。tRNA分子上有一个由三个核苷酸组成的特殊的反密码子,可根据碱基配对的原则与mRNA上对应的密码子结合。tRNA也是从DNA上转录而来。
为rRNA与蛋白质结合形成的颗粒,分为大、小两个亚基,相当于蛋白质合成的装配机,能够促进tRNA所携带的氨基酸缩合成肽。rRNA也是从DNA上转录而来。
由mRNA、tRNA和核糖体共同作用合成蛋白质的过程称为翻译,可由多个核蛋白体同时翻译一个mRNA分子。
在酶的催化下,氨基酸与tRNA形成活化的氨基酰-tRNA进入核糖体中,通过tRNA上的反密码子辨认mRNA上的密码子。
mRNA、核糖体的小亚基和被称为启动tRNA的甲硫氨酰-tRNA形成30S起始复合体,再与核糖体的大亚基结合形成70S启动复合体。核糖体上有两个tRNA结合部位,一个称为P位,是启动tRNA和肽酰tRNA的结合部位;另一个称为A位,是氨基酰-tRNA结合部位。
与mRNA上的密码子相对应的氨基酰-tRNA进入A位,原来结合在P位的启动tRNA将活化的甲硫氨基酸转移到A位的氨基酰-tRNA的氨基上,两个氨基酸以肽链结合成二肽酰基-tRNA。P位上无负荷的tRNA释出,二肽酰基-tRNA从A位移到P位,mRNA移动3个核苷酸的距离,下一个密码子进入核糖体,为下一个进入的氨基酰-tRNA所阅读。
当mRNA的终止密码子进入核糖体的A位时,不能为任何氨基酸-tRNA所识别,而被一种释放因子识别并结合,使核糖体上某些酶的构象发生变化,释放肽链,核糖体随即解离为两个亚基,可用于另一个蛋白质分子的合成。
新合成的肽链多数没有生物学活性,需经剪切、水解、脱氢或侧链修饰等过程并折叠盘曲成一定的空间构象后才成为具有生物学活性的蛋白质分子。
氨基酸除可以用于合成蛋白质外,还是合成体内其他含氮物质的原料,例如组氨酸脱羧后可以生成组胺。蛋白质在反刍动物体内的代谢见蛋白质消化。
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