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文檔簡介
1、第七章第七章 蛋白質(zhì)和氨基酸代謝蛋白質(zhì)和氨基酸代謝第一節(jié)第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解蛋白質(zhì)的酶促降解代謝平衡:人體內(nèi)蛋白質(zhì)處于不斷降解與合成的動(dòng)代謝平衡:人體內(nèi)蛋白質(zhì)處于不斷降解與合成的動(dòng)態(tài)平衡中。成人每天約態(tài)平衡中。成人每天約1 1%2%2% %體內(nèi)蛋白質(zhì)被降解。體內(nèi)蛋白質(zhì)被降解。蛋白質(zhì)最低生理需要量:在糖和脂肪等物質(zhì)充分供蛋白質(zhì)最低生理需要量:在糖和脂肪等物質(zhì)充分供應(yīng)的條件下,為維持氮的總平衡,至少必需攝入的應(yīng)的條件下,為維持氮的總平衡,至少必需攝入的蛋白質(zhì)的量,稱為蛋白質(zhì)的蛋白質(zhì)的量,稱為蛋白質(zhì)的最低生理需要量最低生理需要量。 成人每日最低蛋白質(zhì)需要量為成人每日最低蛋白質(zhì)需要量為3050g
2、我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為我國營養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦成人每日蛋白質(zhì)需要量為80g。(一一) 代謝的必要性代謝的必要性1. 真核細(xì)胞中存在兩條不同的降解途徑:真核細(xì)胞中存在兩條不同的降解途徑: (1)不依賴不依賴atp的降解途徑:的降解途徑:在溶酶體內(nèi)進(jìn)行,主要降解外源性蛋白質(zhì)、膜在溶酶體內(nèi)進(jìn)行,主要降解外源性蛋白質(zhì)、膜蛋白和長壽命的胞內(nèi)蛋白質(zhì)。蛋白和長壽命的胞內(nèi)蛋白質(zhì)。 (2)依賴依賴atp和泛素的降解途徑:和泛素的降解途徑:在胞液中進(jìn)行,主要降解異常蛋白質(zhì)和短壽命在胞液中進(jìn)行,主要降解異常蛋白質(zhì)和短壽命的蛋白質(zhì)。需的蛋白質(zhì)。需atp和泛素參與。和泛素參與。泛素泛素(ubiquitin)是一
3、種小分子蛋白質(zhì),普遍存是一種小分子蛋白質(zhì),普遍存在于真核細(xì)胞中。在于真核細(xì)胞中。(二)體內(nèi)蛋白質(zhì)的降解(二)體內(nèi)蛋白質(zhì)的降解2. 蛋白質(zhì)水解酶蛋白質(zhì)水解酶(1)內(nèi)肽酶(蛋白酶,肽鏈內(nèi)切酶)內(nèi)肽酶(蛋白酶,肽鏈內(nèi)切酶) 形成各種短肽形成各種短肽(2)端肽酶(肽酶)端肽酶(肽酶)羧肽酶羧肽酶氨肽酶氨肽酶二肽酶二肽酶3. 蛋白質(zhì)酶促降解蛋白質(zhì)酶促降解 需內(nèi)肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用需內(nèi)肽酶、羧肽酶、氨肽酶和二肽酶的共同作用蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)多肽多肽aa合成新蛋白質(zhì)合成新蛋白質(zhì)(三三) 氨基酸代謝庫氨基酸代謝庫食物蛋白經(jīng)消化吸收的食物蛋白經(jīng)消化吸收的aa(外源性氨基酸)與體內(nèi)組織(外源性氨基酸)
4、與體內(nèi)組織蛋白降解產(chǎn)生的蛋白降解產(chǎn)生的aa內(nèi)源性氨基酸)混在一起,分布于體內(nèi)源性氨基酸)混在一起,分布于體內(nèi)各處參與代謝,稱為內(nèi)各處參與代謝,稱為氨基酸代謝庫氨基酸代謝庫(metabolic pool)。脫氨基作用脫氨基作用 氨基酸氨基酸代謝庫代謝庫食物蛋白質(zhì)食物蛋白質(zhì)消化吸收消化吸收 組織蛋白質(zhì)組織蛋白質(zhì)分解分解 體內(nèi)合成氨基酸體內(nèi)合成氨基酸( (非必需氨基酸非必需氨基酸) )2. 2. 氨基酸代謝概況氨基酸代謝概況 -酮酸酮酸 酮酮 體體氧化供能氧化供能糖糖胺類胺類脫羧基作用脫羧基作用氨氨 尿素尿素代謝轉(zhuǎn)變代謝轉(zhuǎn)變其它含氮化合物其它含氮化合物( (嘌呤、嘧啶等嘌呤、嘧啶等) )合成合成 特
5、殊分解代謝特殊分解代謝 特殊側(cè)鏈的分解代謝特殊側(cè)鏈的分解代謝第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化一、脫氨基作用一、脫氨基作用 氨基酸失去氨基的作用叫脫氨基作用氨基酸失去氨基的作用叫脫氨基作用氨基酸主要通過五種方式脫氨基氨基酸主要通過五種方式脫氨基 氧化脫氨基氧化脫氨基 非氧化脫氨基非氧化脫氨基 脫酰胺作用脫酰胺作用 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用 聯(lián)合脫氨基聯(lián)合脫氨基 氧化脫氨基作用氧化脫氨基作用1. 定義定義: -aa在酶的作用下,氧化生成在酶的作用下,氧化生成 -酮酸,同時(shí)消酮酸,同時(shí)消耗氧并產(chǎn)生氨的過程。耗氧并產(chǎn)生氨的過程。 2. 2. 氧化脫氨基的反應(yīng)過程:氧化脫氨基的反應(yīng)過程:包
6、括包括脫氫和水解兩步脫氫和水解兩步,脫氫反,脫氫反應(yīng)需酶催化,而水解反應(yīng)則不需酶的催化。應(yīng)需酶催化,而水解反應(yīng)則不需酶的催化。r-ch-coohnh2 2h r-c-cooh + nh3 oh2or-c-coohnh 酶酶aa氧化酶的種類氧化酶的種類 l-aa氧化酶:氧化酶:催化催化l-aa氧化脫氨,體內(nèi)分布不廣泛,最適氧化脫氨,體內(nèi)分布不廣泛,最適ph10左右,以左右,以fad或或fmn為輔基。為輔基。 d-aa氧化酶:氧化酶:體內(nèi)分布廣泛,以體內(nèi)分布廣泛,以fad為輔基。但體內(nèi)為輔基。但體內(nèi)d-aa不多。不多。 l-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶:專一性強(qiáng),分布廣泛:專一性強(qiáng),分布廣泛(動(dòng)、植、
7、微生物動(dòng)、植、微生物),最適最適ph7.6-8.0左右活力強(qiáng),以左右活力強(qiáng),以nad+或或nadp+為輔酶。為輔酶。+nad(p)h+nh3ch2-coohchnh2-ch2cooh-+nad(p)+h2o谷氨酸谷氨酸脫氫酶脫氫酶atp gtp nadhatp gtp nadh變構(gòu)抑制變構(gòu)抑制adp gdpadp gdp變構(gòu)激活變構(gòu)激活ch2-coohc=o-ch2cooh-谷氨酸谷氨酸脫氫酶:脫氫酶:還原脫氨基、脫水脫氨基、水解脫氨基、脫硫氫基脫氨基等。還原脫氨基、脫水脫氨基、水解脫氨基、脫硫氫基脫氨基等。 (在微生物中個(gè)別(在微生物中個(gè)別aa進(jìn)行進(jìn)行,但不普遍)但不普遍)例:脫水脫氨基(只
8、適于含一個(gè)羥基的例:脫水脫氨基(只適于含一個(gè)羥基的aa)l-絲氨酸絲氨酸 ch2 coo- c-nh3+=- ch3 coo- c=nh2+- cooh ch2ohnh2-c-h- cooh ch3 c=o-絲氨酸脫水酶絲氨酸脫水酶+nh3丙酮酸丙酮酸-h2o+h2o-氨基丙烯酸氨基丙烯酸亞氨基丙酸亞氨基丙酸 非氧化脫氨非氧化脫氨ch2-conh2ch2-chnh3+coo-+h2och2-coo-ch2-chnh3+coo-+nh3谷氨酰胺酶谷氨酰胺酶ch2-conh2chnh3+coo-+h2o天冬酰胺酶天冬酰胺酶ch2-coo-chnh3+coo-+nh3 上述兩種酶廣泛存在于微生物、動(dòng)
9、物、植物中,有相當(dāng)高的上述兩種酶廣泛存在于微生物、動(dòng)物、植物中,有相當(dāng)高的專一性專一性。 氨基酸的脫酰胺作用氨基酸的脫酰胺作用r-ch-cooh r”-c-cooh nh2 or-c-cooh r”-ch-cooh o nh2轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶 指指-aa和酮酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用,和酮酸之間氨基的轉(zhuǎn)移作用,-aa的的-氨基借助氨基借助轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨酶酶的催化作用轉(zhuǎn)移到酮酸的酮基上,結(jié)果原來的的催化作用轉(zhuǎn)移到酮酸的酮基上,結(jié)果原來的aa生成相應(yīng)的酮酸,生成相應(yīng)的酮酸,而原來的酮酸則形成相應(yīng)的氨基酸。而原來的酮酸則形成相應(yīng)的氨基酸。(四)轉(zhuǎn)氨基作用(四)轉(zhuǎn)氨基作用 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用( (transamin
10、ation)transamination)可以在各種氨基酸與可以在各種氨基酸與 - -酮酸之間酮酸之間普遍進(jìn)行。除普遍進(jìn)行。除lyslys,propro外,均可參加轉(zhuǎn)氨基作用。各種轉(zhuǎn)氨酶外,均可參加轉(zhuǎn)氨基作用。各種轉(zhuǎn)氨酶( (transaminase)transaminase)均以均以磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛( (胺胺) )為輔酶。為輔酶。轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶氨基酸氨基酸 -酮酸酮酸l-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶nh3 + nadh + h+h2o + nad+ -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸(五)(五) 聯(lián)合脫氨基(動(dòng)物組織主要采取的方式)聯(lián)合脫氨基(動(dòng)物組織主要采取的方式) 由于轉(zhuǎn)氨基作用不能最后脫掉氨
11、基,氧化脫氨中只有由于轉(zhuǎn)氨基作用不能最后脫掉氨基,氧化脫氨中只有谷谷氨酸脫氫酶活力高氨酸脫氫酶活力高,轉(zhuǎn)氨基作用與氧化脫氨基作用聯(lián)合在,轉(zhuǎn)氨基作用與氧化脫氨基作用聯(lián)合在一起才能迅速脫氨,這種作用就稱為聯(lián)合脫氨作用。一起才能迅速脫氨,這種作用就稱為聯(lián)合脫氨作用。 二、脫羧基作用二、脫羧基作用脫羧基作用脫羧基作用 由氨基酸脫羧酶由氨基酸脫羧酶(decarboxyase)催化,輔酶為催化,輔酶為磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛,產(chǎn)物為產(chǎn)物為co2和胺。所產(chǎn)生的胺可由胺氧化酶氧化為醛、酸,和胺。所產(chǎn)生的胺可由胺氧化酶氧化為醛、酸,酸可由尿液排出,也可再氧化為酸可由尿液排出,也可再氧化為co2和水。和水。 氨基酸脫
12、羧酶氨基酸脫羧酶氨基酸氨基酸胺類胺類rch2nh2co2磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛ccoohnh2hr+ tyr代謝與黑色素形成問題代謝與黑色素形成問題tyr酶酶聚合聚合黑色素黑色素動(dòng)物動(dòng)物植物植物激素激素生物堿生物堿多巴多巴醌三、氨基酸的羥化作用三、氨基酸的羥化作用多巴胺多巴胺tyr酶酶多巴多巴多巴醌多巴醌 人體缺乏人體缺乏酪酪氨酸酶氨酸酶,黑,黑色素合成障色素合成障礙,礙,白化病白化病帕金森病帕金森病患者多巴胺患者多巴胺生成減少。生成減少。四、氨基酸分解產(chǎn)物的代謝四、氨基酸分解產(chǎn)物的代謝排氨生物:排氨生物:nhnh3 3轉(zhuǎn)變成酰胺(轉(zhuǎn)變成酰胺(glngln),),運(yùn)到排泄部位后再運(yùn)到排泄部位后再
13、分解。(原生動(dòng)物、線蟲和魚類)分解。(原生動(dòng)物、線蟲和魚類)以尿酸排出:以尿酸排出:將將nhnh3 3轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^小的尿酸排出。通轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^小的尿酸排出。通過消耗大量能量而保存體內(nèi)水分。(陸生爬蟲及鳥類)過消耗大量能量而保存體內(nèi)水分。(陸生爬蟲及鳥類)以尿素排出:以尿素排出:經(jīng)尿素循環(huán)(肝臟)將經(jīng)尿素循環(huán)(肝臟)將nhnh3 3轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩囟D(zhuǎn)變?yōu)槟蛩囟懦?。(哺乳?dòng)物)排出。(哺乳動(dòng)物)重新利用合成重新利用合成aaaa:合成酰胺合成酰胺(高等植物中)(高等植物中)嘧啶環(huán)的合成嘧啶環(huán)的合成(核酸代謝)(核酸代謝)(一)氨的去路(一)氨的去路 為什么排氨為什么排氨 ?(二)尿素的生成(二)尿
14、素的生成體內(nèi)氨的主要代謝去路是用于合成無毒的尿素體內(nèi)氨的主要代謝去路是用于合成無毒的尿素合成尿素的合成尿素的主要器官主要器官是是肝肝,但在腎及腦中也可,但在腎及腦中也可少量合成。少量合成。尿素合成是經(jīng)稱為尿素合成是經(jīng)稱為鳥氨酸循環(huán)鳥氨酸循環(huán)的反應(yīng)過程來完的反應(yīng)過程來完成。催化這些反應(yīng)的酶存在成。催化這些反應(yīng)的酶存在胞液胞液和和線粒體線粒體中。中。 (1)氨基甲酰磷酸的合成)氨基甲酰磷酸的合成 此反應(yīng)在此反應(yīng)在線粒體線粒體中進(jìn)行,由中進(jìn)行,由氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶(carbamoyl phosphate synthetase - , cps-)催化,催化,該酶需該酶需n-乙酰谷氨酸
15、乙酰谷氨酸(aga)作為變構(gòu)激活劑,反應(yīng)不可逆。作為變構(gòu)激活劑,反應(yīng)不可逆。4.4.尿素生成的鳥氨酸循環(huán)尿素生成的鳥氨酸循環(huán)nh3 + co2 h2o+ 2atp2adp + pi氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶aga,mg2+nh2o po32-co氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 在在線粒體線粒體內(nèi)進(jìn)行,由內(nèi)進(jìn)行,由鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶(ornithine carbamoyl trans-ferase, oct)催化,將催化,將氨甲?;D(zhuǎn)移到鳥氨酸的氨甲酰基轉(zhuǎn)移到鳥氨酸的 -氨基上,生成氨基上,生成瓜氨酸瓜氨酸。(2) (2) 瓜氨酸的合成瓜氨酸的合成 nh2o po32-
16、co(ch2)3nh2h2n-chcoohco(ch2)3nhh2n-chcoohnh2+ h3po4+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸鳥氨酸氨基鳥氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶甲酰轉(zhuǎn)移酶 轉(zhuǎn)運(yùn)至轉(zhuǎn)運(yùn)至胞液胞液的瓜氨酸在的瓜氨酸在精氨酸代琥珀酸合成酶精氨酸代琥珀酸合成酶催化下,催化下,消耗能量合成消耗能量合成精氨酸代琥珀酸。精氨酸代琥珀酸。(3) (3) 精氨酸代琥珀酸的合成精氨酸代琥珀酸的合成co(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸代琥珀精氨酸代琥珀酸合成酶酸合成酶atpamp + ppi + h2och2- chcoohcoohh2nch2- chcoohcoohcn(ch
17、2)3nhh2n-chcoohnh2+瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸限速限速酶酶 在在胞液胞液中由中由精氨酸代琥珀酸裂解酶精氨酸代琥珀酸裂解酶( (arginino-arginino-succinate lyase)succinate lyase)催化,將精氨酸代琥珀酸裂解生成催化,將精氨酸代琥珀酸裂解生成精氨酸精氨酸和和延胡索酸。延胡索酸。 (4 4)精氨酸代琥珀酸的裂解)精氨酸代琥珀酸的裂解精氨酸代琥精氨酸代琥珀酸裂解酶珀酸裂解酶ch2- chcoohcoohcn(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸chch coohcooh+cn
18、h(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸 在在胞液胞液中由中由精氨酸酶精氨酸酶催化,精氨酸水解生成催化,精氨酸水解生成尿素尿素( (urea)urea)和和鳥氨酸鳥氨酸( (ornithine)ornithine)。鳥氨酸可再轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體繼續(xù)鳥氨酸可再轉(zhuǎn)運(yùn)入線粒體繼續(xù)進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)。(5 5)精氨酸的水解)精氨酸的水解(ch2)3nh2h2n-chcoohcnh(ch2)3nhh2n-chcoohnh2精氨酸精氨酸- nh2h2n -oc+鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素精氨酸酶精氨酸酶h2o5 5 鳥氨酸循環(huán)示意圖鳥氨酸循環(huán)示意圖2adp+pico2 + nh
19、3 + h2o氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸2atpn-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸pi鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸atpamp + ppi線粒體線粒體鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素胞胞 液液 1主要在肝細(xì)胞線粒體和胞主要在肝細(xì)胞線粒體和胞液中進(jìn)行;液中進(jìn)行; 2合成一分子尿素需消耗合成一分子尿素需消耗4分分子子atp; 3精氨酸代琥珀酸合成酶是精氨酸代琥珀酸合成酶是限速酶;限速酶; 4尿素兩個(gè)氮,源于尿素兩個(gè)氮,源于nh3,天冬氨酸。天冬氨酸。 6 6 尿素
20、合成的特點(diǎn)尿素合成的特點(diǎn)(三)(三)aa碳骨架的去路(碳骨架的去路(aa脫氨基的意義)脫氨基的意義)1、aa分解產(chǎn)生分解產(chǎn)生5種產(chǎn)物進(jìn)入種產(chǎn)物進(jìn)入tca循環(huán)循環(huán),進(jìn)行徹底的氧化分進(jìn)行徹底的氧化分解。解。五種產(chǎn)物為五種產(chǎn)物為:乙酰:乙酰coa、 -酮戊二酸、琥珀酰酮戊二酸、琥珀酰coa、延胡索酸、草酰乙酸延胡索酸、草酰乙酸2、再合成、再合成aa3、轉(zhuǎn)變成糖和脂肪:、轉(zhuǎn)變成糖和脂肪:生糖生糖aa:凡能生成丙酮酸、琥珀酸、凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和草酰乙酸和 -酮戊二酸的酮戊二酸的aa。(ala thr gly ser cys asp asn arg his gln pro ile met
21、val) 凡能生成乙酰凡能生成乙酰coa和乙酰乙酰和乙酰乙酰coa的的aa均能通過乙酰均能通過乙酰coa轉(zhuǎn)變成脂肪。轉(zhuǎn)變成脂肪。4、轉(zhuǎn)變成酮體、轉(zhuǎn)變成酮體 生酮生酮aa:凡能生成乙酰乙酸、凡能生成乙酰乙酸、 -丁酸的丁酸的aa(phe tyr leu lys trp,在動(dòng)物肝臟中)在動(dòng)物肝臟中)(四)氨基酸代謝衍生的一碳基團(tuán)(四)氨基酸代謝衍生的一碳基團(tuán)定義:定義: 生物化學(xué)中將具一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱為一碳單位生物化學(xué)中將具一個(gè)碳原子的基團(tuán)稱為一碳單位或一碳基團(tuán)?;蛞惶蓟鶊F(tuán)。2. 種類:種類:甲基甲基 (methyl)-ch3亞甲基亞甲基 (methylene)-ch2-次甲基次甲基 (meth
22、enyl)-ch=甲?;柞;?(formyl)-cho亞氨甲基亞氨甲基 (formimino)-ch=nh 3. 3. 四氫葉酸是一碳單位的載體四氫葉酸是一碳單位的載體fh4的生成的生成f ffhfh2 2fhfh4 4fhfh2 2還原酶還原酶fhfh2 2還原酶還原酶nadph+hnadph+h+ +nadpnadp+ +nadph+hnadph+h+ +nadpnadp+ +4. fh4攜帶一碳單位的形式攜帶一碳單位的形式 (一碳單位通常是結(jié)合在(一碳單位通常是結(jié)合在fh4分子的分子的n5、n10位上)位上)n5-ch3-fh4n5、n10-ch2-fh4n5、n10=ch-fh4n1
23、0-cho-fh4n5-ch=nh-fh45.一碳單位的生理功能一碳單位的生理功能作為合成嘌呤和嘧啶的原料作為合成嘌呤和嘧啶的原料把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來把氨基酸代謝和核酸代謝聯(lián)系起來氨同化;氨基酸的合成氨同化;氨基酸的合成第三節(jié)第三節(jié) 氨的同化及氨基酸的生物合成氨的同化及氨基酸的生物合成一、氨的同化一、氨的同化定義:生物體將無機(jī)態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為含氮有機(jī)化合物的定義:生物體將無機(jī)態(tài)的氨轉(zhuǎn)化為含氮有機(jī)化合物的過程(過程(n素亦稱生命元素)素亦稱生命元素) 生物體生物體n的來源的來源1. 食物來源的食物來源的n(食物中的蛋白質(zhì)和氨基酸):人食物中的蛋白質(zhì)和氨基酸):人和動(dòng)物的和動(dòng)物的n源源2.
24、生物固生物固n(某些微生物和藻類通過體內(nèi)固氮酶系某些微生物和藻類通過體內(nèi)固氮酶系的作用將分子氮轉(zhuǎn)變成氨的過程,的作用將分子氮轉(zhuǎn)變成氨的過程,1862年發(fā)現(xiàn))年發(fā)現(xiàn)) 氨同化的途徑氨同化的途徑谷谷aa的形成途徑的形成途徑氨甲酰磷酸形成途徑氨甲酰磷酸形成途徑硝酸還原酶硝酸還原酶no2-亞硝酸還原酶亞硝酸還原酶nh3aapr其它含其它含n化合物化合物3. 硝酸還原生成(植物體中的硝酸還原生成(植物體中的n源)源)no3-?1.1.谷谷aaaa脫氫酶(細(xì)菌)脫氫酶(細(xì)菌)nh3 谷谷aa 其它其它aach2-coohch2-c=ocooh-ch2-coohch2-chnh2cooh-+nh3 +nad
25、h+nad+ +h2o -酮戊二酸酮戊二酸(tca循環(huán)產(chǎn)生的)循環(huán)產(chǎn)生的) 此反應(yīng)要求有較高濃度的此反應(yīng)要求有較高濃度的nhnh3 3,足以使光合磷酸化解偶聯(lián),所以足以使光合磷酸化解偶聯(lián),所以它不可能是無機(jī)氨轉(zhuǎn)為有機(jī)氮的它不可能是無機(jī)氨轉(zhuǎn)為有機(jī)氮的主要途徑主要途徑 谷谷aa合成途徑合成途徑ch2-coohch2-chnh2cooh-ch2-conh2ch2-chnh2cooh-+nh3 +atp+adp +pi+h2o 谷氨酰胺谷氨酰胺( (貯存了氨)貯存了氨)可做為可做為nh3的供體將其轉(zhuǎn)移的供體將其轉(zhuǎn)移2.2.谷氨酰胺合成酶(高等植物的主要途徑)谷氨酰胺合成酶(高等植物的主要途徑)ch2-
26、conh2ch2-chnh2cooh-ch2-coohch2-c=ocooh-+2hch2-coohch2-chnh2cooh-2 谷谷aa合酶合酶+ 氨甲酰磷酸合成途徑(微生物和動(dòng)物氨甲酰磷酸合成途徑(微生物和動(dòng)物)原料:原料:nh3 co2 atp1 1 氨甲酰激酶氨甲酰激酶nh3 + co2 + atpmg2+ o h2n- c -opo3h2 + adp=2 氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶nh3 + co2 + 2atpmg2+ o h2n-c-opo3h2 + 2adp+pi 在植物體中,氨甲酰磷酸中的氮來自在植物體中,氨甲酰磷酸中的氮來自谷氨酰胺谷氨酰胺的酰胺基的酰胺基,不是由氨
27、來的。不是由氨來的。利用體內(nèi)代謝的氨利用體內(nèi)代謝的氨主要通過轉(zhuǎn)氨基作用主要通過轉(zhuǎn)氨基作用aa-r1-酮酸酮酸r1轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶aa-r2-酮酸酮酸r2 許多氨基酸可以作為氨基的供體,其中最主要的是谷氨酸,許多氨基酸可以作為氨基的供體,其中最主要的是谷氨酸,其被稱為氨基的其被稱為氨基的“轉(zhuǎn)換站轉(zhuǎn)換站”,先轉(zhuǎn)變成先轉(zhuǎn)變成glu再合成其它再合成其它aa。二、氨基酸的合成二、氨基酸的合成有有c架(架( -酮酸)酮酸)有有aaaa提供氨基提供氨基( (最主要為谷最主要為谷aaaa,領(lǐng)頭領(lǐng)頭aa)aa)氨基酸氨基酸的合成的合成包括:包括:丙丙(ala)、纈纈(val)、亮亮(leu)共同碳架:共同碳架:em
28、p中的中的丙酮酸丙酮酸 cooh ch3 c=o-ch2-cooh ch2-chnh2cooh- - cooh ch3 chnh2-ch2-cooh ch2-c=ocooh- -谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶+丙酮酸丙酮酸谷谷aa 丙丙aa -酮戊二酸酮戊二酸 丙氨酸族氨基酸的合成丙氨酸族氨基酸的合成(gpt)2丙酮酸丙酮酸-酮異戊酸酮異戊酸 縮合縮合co2轉(zhuǎn)氨基轉(zhuǎn)氨基纈氨酸纈氨酸-酮異己酸酮異己酸 亮氨酸亮氨酸轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨基基-ch3c=ocoo-ch2-ch3ch3-ch-c=ocooh-ch3-ch-酮異戊酸酮異戊酸 丙氨酸族其它氨基酸的合成丙氨酸族其它氨基酸的合成包括:絲包括:絲(ser)、甘甘(g
29、ly)、半胱半胱(cys)甘甘aa碳架:光呼吸乙醇酸途徑中的乙醛酸碳架:光呼吸乙醇酸途徑中的乙醛酸ch2-coohch2-chnh2cooh- cooh cho-+ cooh ch2nh2-ch2-cooh ch2-c=ocooh- -+-酮戊二酸酮戊二酸 甘甘aa 谷谷aa 乙醛酸乙醛酸 絲氨酸族氨基酸的合成絲氨酸族氨基酸的合成 cooh ch2nh2- cooh ch2oh chnh2-+nh3+co2 +2h+ + 2e-2h2o 絲絲aa 甘甘aa 絲絲aa+乙酰乙酰-coa o-乙酰絲乙酰絲aa+coa o-乙酰絲乙酰絲aa+硫化物硫化物 半胱氨酸半胱氨酸+乙酸乙酸 三種氨基酸的關(guān)系
30、三種氨基酸的關(guān)系乙醛酸乙醛酸甘甘aa絲絲aa半胱半胱aa3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸轉(zhuǎn)乙?;皋D(zhuǎn)乙?;柑峁┝驓浠鶊F(tuán)提供硫氫基團(tuán)半胱氨酸的合成途徑(植物或微生物中)半胱氨酸的合成途徑(植物或微生物中) 包括:包括:天冬天冬aa(asp)、天冬酰胺天冬酰胺(asn)、賴賴(lys)、蘇蘇(thr)、甲硫甲硫(met)、異亮異亮(ile)共同碳架:共同碳架:tca中的中的草酰乙酸草酰乙酸ch2-coo-c=ocoo-ch2-coo-ch2-chnh2coo-ch2-coo-chnh2coo-ch2-coo-ch2-c=ocoo-+轉(zhuǎn)氨轉(zhuǎn)氨天冬天冬aa 天冬氨酸族氨基酸的合成天冬氨酸族氨基酸的合成(植物
31、(植物) )(動(dòng)物)(動(dòng)物)天冬酰胺合酶天冬酰胺合酶mg2+asp+nh3 + atpasn+h2o + amp+ppimg2+asp+gln+atpasn+glu+amp+ppich2-coohchnh2cooh-atpadp天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶ch2-c-o-p=ochnh2cooh-o=ohohnadph+h+nadp+天冬氨酸激酶天冬氨酸激酶天冬氨酰磷酸天冬氨酰磷酸ch2-chochnh2cooh-天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛l-高絲氨酸高絲氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸蘇氨酸蘇氨酸異亮氨酸(異亮氨酸(4個(gè)個(gè)c來自來自asp,2個(gè)個(gè)c來自丙酮酸)來自丙酮酸),-二氨基庚二酸二氨基庚二酸賴氨酸賴氨酸co2天冬氨酸天冬氨酸天冬氨酸族其它氨基酸的合成天冬氨酸族其它氨基酸的合成草酰乙酸草酰乙酸賴氨酸賴氨酸蘇氨酸蘇氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸異亮氨酸異亮氨酸天冬酰胺天冬酰胺天冬氨酸天冬氨酸-天冬氨酸半醛天冬氨酸半醛幾種氨基酸的關(guān)系幾種氨基酸的關(guān)系 包括:谷包括:谷aa(glu)、谷氨酰胺谷氨酰胺(gln)、脯脯(pro)、羥脯羥脯
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