蛋白质的降解是否放能

蛋白质的降解是否放能

 

 

笔者在向学生讲解习题时，发现这两个习题：

1、下列物质在生物体内的转化过程中需要ATP的是（ C ）

        A、葡萄糖→乙醇+二氧化碳    B、葡萄糖→乳酸

        C、二氧化碳+水→葡萄糖      D、蛋白质→氨基酸

解题：葡萄糖的分解、蛋白质的水解过程都属于大分子有机物分解小分子有机物或无机物的过程，在这一过程中要释放能量。而二氧化碳和水形成葡萄糖，则是无机物合成有机物的过程，这一过程需要能量的供应。

2、反应式ADP+Pi+能量→ATP是在所有生活细胞中均发生的反应，下列与反应式中"能量"相关的叙述正确的是（ B ）

 A、向右反应需要的能量可以来自细胞内蛋白质水解为氨基酸的过程

 B、向右反应需要的能量可以来自乳酸的氧化分解

 C、向左反应产生的能量可以用于叶绿体中H₂O的分解或CO₂的固定

 D、向左反应产生的能量可以用于人体肺泡内的气体交换过程

解析：A蛋白质水解无能量的释放；C中的H₂O的分解不需要消耗ATP水解的能量，CO₂固定也不需要消耗能量；D肺泡内的气体交换是自由扩散，不需消耗能量。

这两种看似自相矛盾的解释正是让我们容易误解的地方。蛋白质降解过程到底是释放能量还是消耗能量呢？

看看下面的两段资料：《生物化学》（B.D.Hames & N.M.Hooper，第二版影印版）P64：The purified protein sample is hydrolyzed into its constituent amino acids by heating it in 6 M HCl at 110℃ for 24 h in an evacuate and sealed tub.说明了蛋白质在6 M HCl和110℃的外界条件下水解是需要加热的。沈同、王镜岩编写的《生物化学》中也讲到蛋白质的水解分为酸解、碱解和酶解，前两种水解方法都需要在加热的条件进行。另外，高中人教2003年版《化学（必修加选修）》P66：盐类水解是中和反应的逆反应，中和反应是放热反应，水解反应就必然是吸热反应。种种迹象表明蛋白质的水解反应是需要消耗能量的，以致造成了误解或误选。

《解读2004年诺贝尔化学奖——泛素调节的蛋白质降解》（姜岩，新华网，2004.11.17）认为：同样的蛋白质在细胞外降解不需要能量，而在细胞内降解却需要能量。我认为此观点是正确的，并且这样分析：第1题D项蛋白质→氨基酸的过程在生物体内并在细胞外是可以说通的，而且这是一个放能过程；第2题不选A项是因为这是一个需要消耗能量的过程。但笔者认为还要注意另一个问题，在分析此类问题的时候，我们也可以介绍泛素调节蛋白质降解的机理，以拓宽学生的视野。