蛋白質代謝

蛋白質代謝 (英語：Protein metabolism) 是指負責蛋白質和氨基酸合成（合成代謝）以及蛋白質分解代謝的各種生物化學過程。

蛋白質合成的步驟包括轉錄、翻譯和翻譯後修飾。在轉錄過程中，RNA聚合酶轉錄細胞中DNA的編碼區，產生RNA序列，特別是信使RNA (mRNA)。該mRNA序列包含密碼子：3個核苷酸長的片段，編碼特定氨基酸。核糖體將密碼子翻譯成各自的氨基酸。 在人類中，非必需氨基酸是由主要代謝途徑（如檸檬酸循環）中的中間體合成的。 必需氨基酸必須被消耗，並在其他生物體中製造。氨基酸通過肽鍵連接起來形成多肽鏈。然後，該多肽鏈經過翻譯後修飾，有時與其他多肽鏈連接形成具有完全功能的蛋白質。

膳食蛋白質首先被胃腸道中的各種酶和鹽酸分解成單個氨基酸。這些氨基酸被吸收到血液中，然後被輸送到肝臟，再輸送到身體的其他部位。吸收的氨基酸通常用於製造功能性蛋白質，但也可能用於產生能量。 它們也可以轉化為葡萄糖。 然後，這種葡萄糖可以轉化為甘油三酯並儲存在脂肪細胞中。

蛋白質可以被稱為肽酶的酶分解，也可以因變性而分解。蛋白質可以在不適合其生長的環境條件下變性。

蛋白質合成

主條目：蛋白質生物合成

蛋白質合成代謝是蛋白質由氨基酸形成的過程。它依賴於五個過程：氨基酸合成、轉錄、翻譯、翻譯後修飾和蛋白質摺疊。蛋白質由氨基酸製成。在人類中，一些氨基酸可以使用已經存在的中間體合成。這些氨基酸被稱為非必需氨基酸。必需氨基酸需要人體內不存在的中間體。這些中間體必須被攝入，主要是通過食用其他生物。

多肽合成

轉錄

DNA被轉錄為mRNA，mRNA再被翻譯成氨基酸。

在轉錄過程中，RNA聚合酶讀取DNA鏈並產生可進一步翻譯的mRNA鏈。為了啟動轉錄，要轉錄的DNA片段必須是可接近的（即不能緊密堆積）。一旦DNA片段是可接近的，RNA聚合酶就可以通過將RNA核苷酸與模板DNA鏈配對來開始轉錄編碼DNA鏈。在初始轉錄階段，RNA聚合酶在DNA模板鏈上尋找啟動子區域。

翻譯

在翻譯過程中，核糖體將mRNA（信使RNA）序列轉換為氨基酸序列。mRNA的每個3鹼基對長片段都是一個密碼子，與一個氨基酸或終止信號相對應。 氨基酸可以有多個與之對應的密碼子。核糖體不會直接將氨基酸附着到mRNA密碼子上。

翻譯後修飾

賴氨酸 (氨基酸) 的甲基化

肽鏈合成後，仍必須進行修飾。翻譯後修飾可以發生在蛋白質摺疊之前或之後。翻譯後修飾肽鏈的常見生物方法包括甲基化、磷酸化和二硫鍵形成。

蛋白質摺疊

細胞中的多肽鏈不一定要保持線性；它可以變得支離或折疊在自己身上。多肽鏈折疊的特定方式取決於它們所處的溶液。事實上，所有氨基酸都含有不同特性的R基團，這是蛋白質摺疊的主要原因。

蛋白質分解

主條目：蛋白酶解

蛋白質分解代謝是蛋白質分解為氨基酸的過程。這也稱為蛋白酶解，隨後可發生進一步的氨基酸降解。

透過酶分解蛋白質

蛋白酶

蛋白酶 (又稱肽酶 peptidase) 原本被認為只會破壞酶反應，但實際上卻能透過裂解作用幫助蛋白質分解，並產生之前沒有的新蛋白質。蛋白質酶也有助於調節代謝途徑。

外肽酶

外肽酶是一種可以裂解氨基酸側鏈末端的酶，主要是透過加水來完成。外肽酶存在於小腸中。

內肽酶

內肽酶是一種酶，可將水加到肽鏈中的內部肽鍵上，然後斷開該肽鍵。 三種常見的內肽酶來自於胰腺，分別是胃蛋白酶、胰蛋白酶和糜蛋白酶。

透過環境變化進行蛋白質分解

pH值

細胞蛋白質保持在相對穩定的pH值，以防止胺基酸的質子化狀態改變。

溫度

當環境溫度升高時，分子會移動得更快。氫鍵和疏水相互作用是蛋白質中重要的穩定力量。