《氨基酸生物合成》PPT课件.ppt

第第10章章 氨基酸生物合成氨基酸生物合成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、一、氮素循环氮素循环二、二、生物固氮（自学）生物固氮（自学）四、四、氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成五、五、氨基酸与氨基酸与一一碳基团代谢碳基团代谢三、三、氨的同化（自学）氨的同化（自学）自然界的氮素循环自然界的氮素循环硝酸盐硝酸盐亚硝酸亚硝酸氮氮生物固氮生物固氮工业固氮工业固氮固氮生物固氮生物动植物动植物硝酸盐还原硝酸盐还原大气固氮大气固氮大气氮素大气氮素岩浆源的岩浆源的固定氮固定氮火成岩火成岩反硝化作用反硝化作用氧化亚氮氧化亚氮蛋白质蛋白质入地下水入地下水动植物废物动植物废物死的有机体死的有机体生物固氮生物固氮1 1、生物固生物固生物固生物固N N的化学本质的化学本质的化学本质的化学本质2 2、固固固固N N酶酶酶酶3 3、固固固固N N条件条件条件条件生物生物固固N的化学本质的化学本质3H26e-2NH3N2+固固N条件条件（1 1）电子供体：氧化底物（）电子供体：氧化底物（）电子供体：氧化底物（）电子供体：氧化底物（MHMH2 2）、丙酮酸、）、丙酮酸、）、丙酮酸、）、丙酮酸、HH2 2（2 2）ATPATP供能供能供能供能（3 3）厌氧环境）厌氧环境）厌氧环境）厌氧环境固 N 酶b、ATP酶活性：能催化ATP分解，从中获取能量推动电子向还原底物上转移。（1）结构组成（2）作用机理：（3）特点：是一种多功能酶N2还原剂铁蛋白钼铁蛋白a、氧化还原酶：不仅能催化N2还原，还可催化N2O化合物等还原。铁蛋白：二聚体、含Fe和S，形成Fe4S4簇 钼铁蛋白：四聚体（22），含Mo、Fe和S硝酸还原作用硝酸还原作用（2 2）硝酸还原酶硝酸还原酶(3)(3)亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶（1 1）硝酸还原作用的化学本质硝酸还原作用的化学本质NH+4NO-32e-6e-硝酸还原酶硝酸还原酶亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶NO-2硝酸还原酶硝酸还原酶a、铁氧还蛋白、铁氧还蛋白硝酸还原酶硝酸还原酶b、NAD(P)H-硝酸还原酶硝酸还原酶H2ONO-3+2Fd还原态还原态+2H+NO-2+2Fd氧化态氧化态+NAD(P)H+H+NO-2+NAD(P)+H2ONO3-亚硝酸还原酶2H2Oa a、铁氧还蛋白、铁氧还蛋白亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶NO-2+6Fd还原态还原态+8H+NH+4+6Fd氧化态氧化态+2H2Ob b、NAD(P)HNAD(P)H亚硝酸还原酶亚硝酸还原酶NO-2+3NAD(P)H+NH+4+3NAD(P)+5H+氨的同化氨的同化1、谷氨酸的形成途径、谷氨酸的形成途径2、氨甲酰磷酸的生成、氨甲酰磷酸的生成氨基酸的生物合成1 1 1、必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸2 2 2、氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成必需氨基酸的概念Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phr、Trp、(His Arg)凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。*人的必需氨基酸：非必需氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成的碳架来源氨基酸的生物合成的碳架来源（1）非必需氨基酸的生物合成非必需氨基酸的生物合成（2 2）各族氨基酸的前体及相互关系各族氨基酸的前体及相互关系a、由、由-酮酸氨基化生成酮酸氨基化生成b、由某些非必需氨基酸转化而来、由某些非必需氨基酸转化而来c、由某些必需氨基酸转变而来、由某些必需氨基酸转变而来各各种种氨氨基基酸酸的的前前体体及及相相互互关关系系谷氨酸族谷氨酸族天冬氨天冬氨酸族酸族丙氨丙氨酸族酸族丝氨丝氨酸族酸族His 和和芳香族芳香族氨基酸与一碳基团代谢1 1、一碳基团（一碳单位）的概念一碳基团（一碳单位）的概念一碳基团（一碳单位）的概念一碳基团（一碳单位）的概念2 2、一碳基团和氨基酸代谢一碳基团和氨基酸代谢一碳基团和氨基酸代谢一碳基团和氨基酸代谢GlyGly、SerSer、ThrThr、HisHis都可以作为一碳基团的供体。都可以作为一碳基团的供体。都可以作为一碳基团的供体。都可以作为一碳基团的供体。3、一碳基团的利用：参与合成反应，如磷脂、核苷酸等的合成。一碳基团 在代谢过程中，某些化合在代谢过程中，某些化合在代谢过程中，某些化合在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生物（如氨基酸）可以分解产生物（如氨基酸）可以分解产生物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包具有一个碳原子的基团（不包具有一个碳原子的基团（不包具有一个碳原子的基团（不包括括括括COCOCOCO2 2 2 2），称为一碳基团。一碳），称为一碳基团。一碳），称为一碳基团。一碳），称为一碳基团。一碳基团的转移除了和许多氨基酸基团的转移除了和许多氨基酸基团的转移除了和许多氨基酸基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌的代谢直接有关外，还参与嘌的代谢直接有关外，还参与嘌的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成。呤和胸腺嘧啶的生物合成。呤和胸腺嘧啶的生物合成。呤和胸腺嘧啶的生物合成。一碳基团转移酶的辅酶一碳基团转移酶的辅酶一碳基团转移酶的辅酶一碳基团转移酶的辅酶：FHFH4 4一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名-CH=NH 亚氨甲基亚氨甲基H-CO-甲酰基甲酰基-CH2OH 甲醇基甲醇基-CH=次甲基次甲基-CH2-亚甲基亚甲基-CH3 甲基甲基叶酸叶酸和和 四氢叶酸（四氢叶酸（FH4）叶叶酸酸四四氢氢叶叶酸酸HH105N N5 5，N N1010-CH-CH2 2-FH-FH4 4N N5 5-CHO-FH-CHO-FH4 4CHCH2 2CHOCHO一碳基团的一碳基团的来源与转变来源与转变S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸N N5 5-CH-CH2 2-FHFH4 4N N5 5 N N10 10-CHCH2 2-FHFH4 4N N5 5，N N10 10=CH-=CH-FHFH4 4 N N10 10-CHO-FH-CHO-FH4 4N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4还原酶还原酶还原酶还原酶N N5 5，N N10 10-CH-CH2 2-FH-FH4 4脱氢酶脱氢酶脱氢酶脱氢酶环水化酶环水化酶环水化酶环水化酶 丝氨酸丝氨酸丝氨酸丝氨酸 组氨酸组氨酸组氨酸组氨酸苷氨酸苷氨酸苷氨酸苷氨酸参与参与参与参与 甲基化甲基化甲基化甲基化反应反应反应反应为为为为胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶合合合合成提供成提供成提供成提供甲基甲基甲基甲基参与参与参与参与嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤合成合成合成合成FHFH4 4FHFH4 4FHFH4 4 HCOOHHCOOHHH2 2OONADNAD+NDAH+HNDAH+H+NADNAD+NDAH+HNDAH+H+HH+参与参与参与参与嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤合成合成合成合成六、蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢六、蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢1 蛋白质的酶促降解蛋白质的酶促降解 （1）肽酶和蛋白酶的类别）肽酶和蛋白酶的类别 （2）蛋白酶的专一性）蛋白酶的专一性2 氨基酸代谢概况氨基酸代谢概况3 氨基酸降解与转化氨基酸降解与转化 （1）脱氨基作用）脱氨基作用 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用：转氨基作用转氨基作用；联合脱氨基联合脱氨基 （2）脱羧基作用，脱羧产物）脱羧基作用，脱羧产物胺类物质的生理功能胺类物质的生理功能 （3）氨基酸分解产物的转化）氨基酸分解产物的转化4 氨和氨基酸的生物合成氨和氨基酸的生物合成 (1)自然界的氮循环自然界的氮循环（2）生物固氮生物固氮的生物化学的生物化学（3）硝酸还原硝酸还原作用作用人的必需氨基酸人的必需氨基酸Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phr、Trp(His Arg)（4）氨基酸的生物合成）氨基酸的生物合成 必需氨基酸必需氨基酸和非必需氨基酸的概念和非必需氨基酸的概念 氨基酸碳架的来源氨基酸碳架的来源（5）一碳单位一碳单位的代谢的代谢