蛋白质降解与氨基酸代谢 (3)讲稿.ppt

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1、关于蛋白质降解与氨基酸代谢(3)第一页，讲稿共一百一十一页哦第一节第一节蛋白质消化、降解及氮平衡蛋白质消化、降解及氮平衡一、一、蛋白质消化吸收蛋白质消化吸收胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶A、B、氨肽酶、弹性蛋白酶。第二页，讲稿共一百一十一页哦第三页，讲稿共一百一十一页哦二、二、蛋白质的降解是有选择性的蛋白质的降解是有选择性的选择性：（1）异常蛋白、（2）正常的调节蛋白和酶意义：（1）清除异常蛋白；（2）细胞对代谢进行调控的一种方式蛋白质的周转：人及动物体内蛋白质处于不断降解和合成的动态平衡。周转的速度用半寿期表示。成人每天有总体蛋白的1%2%被降解、更新。不同蛋白的半寿期差异很大，人

2、血浆蛋白质的t1/2约10天，肝脏的t1/2约18天，结缔组织蛋白的t1/2约180天，许多关键性的调节酶的t1/2均很短。第四页，讲稿共一百一十一页哦选择性降解的特点：（1）居于重要代谢调控位点的酶或调节蛋白，降解速度快（短寿蛋白多是调节蛋白或调节酶）（2）“持家蛋白”的降解速度慢（长寿蛋白多是持家蛋白）（3）蛋白质的降解速度受到细胞营养及激素状态的调节，营养缺乏，周转速度加快。P300表30-1大叔肝脏中某些酶的半寿期第五页，讲稿共一百一十一页哦真核细胞中蛋白质的选择性降解有两条途径：（1）不依赖ATP的溶酶体途径，没有选择性，主要降解外源蛋白、膜蛋白及长寿命的细胞内蛋白。（2）依赖ATP

3、的泛素途径，在胞质中进行，主要降解异常蛋白和短寿命蛋白，此途径在不含溶酶体的红细胞中尤为重要。泛素是一种8.5KD（76a.a.残基）的小分子蛋白质，普遍存在于真核细胞内。一级结构高度保守，酵母与人只相差3个a.a残基，它能与被降解的蛋白质共价结合，使后者活化，然后被蛋白酶降解。第六页，讲稿共一百一十一页哦三、三、氨基酸代谢库氨基酸代谢库食物蛋白中，经消化而被吸收的氨基酸（外源性a.a）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源性a.a）混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库。氨基酸代谢库以游离a.a总量计算。肌肉中a.a占代谢库的50以上。肝脏中a.a占代谢库的10。肾中a.a占代谢

4、库的4。血浆中a.a占代谢库的16。肝、肾体积小，它们所含的a.a浓度很高，血浆a.a是体内各组织之间a.a转运的主要形式。第七页，讲稿共一百一十一页哦四、四、氮平衡氮平衡氮平衡：机体摄入的氮量和排出量，在正常情况下处于平衡状态。即，摄入氮排出氮。氮正平衡：摄入氮排出氮，部分摄入的氮用于合成体内蛋白质，儿童、孕妇。氮负平衡：摄入氮排出氮。饥锇、疾病。第八页，讲稿共一百一十一页哦五、自然界的氮素循环植物、微生物从环境中吸收氨、铵盐、亚硝酸盐、硝酸盐等无机氮，合成各种氨基酸、蛋白质、含氮化合物。人和动物消化吸收动、植物蛋白质，得到氨基酸，合成蛋白质及含氮物质。有些微生物能把空气中的N2转变成氨态氮

5、，合成氨基酸。第九页，讲稿共一百一十一页哦第二节氨基酸分解代谢氨基酸的去向：（1）重新合成蛋白质（蛋白质周转）（2）合成血红素、活性胺、GSH、核苷酸、辅酶等（3）彻底分解，提供能量（4）多余的氨基酸转化为葡萄糖、脂肪酸、酮体等第十页，讲稿共一百一十一页哦氨基酸的分解代谢一般是：（1）肝外组织以转氨基、联合脱氨基等形式脱去氨基，并以Ala、Gln的形式运到肝脏（2）尿素循环（3）脱氨后的碳骨架可以被氧化成CO2和H2O，也可以转化为糖、脂肪酸第十一页，讲稿共一百一十一页哦一、一、脱氨基作用脱氨基作用（一）（一）氧化脱氨基氧化脱氨基第十二页，讲稿共一百一十一页哦第一步，脱氢，生成亚胺。第二步，水

6、解。第十三页，讲稿共一百一十一页哦催化氧化脱氨基反应的酶催化氧化脱氨基反应的酶（1）、）、氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶有两类辅酶，、（人和动物）对下列a.a不起作用：Gly、-羟氨酸（Ser、Thr）、二羧a.a（Glu、Asp）、二氨a.a（Lys、Arg）第十四页，讲稿共一百一十一页哦（2）、）、D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶E-FAD有些细菌、霉菌和动物肝、肾细胞中有此酶，可广谱性地催化D-a.a脱氨。（3）、）、Gly氧化酶氧化酶E-FADP220结构式结构式使Gly脱氨生成乙醛酸。（4）、）、D-Asp氧化酶氧化酶E-FADP220结构式结构式E-FAD兔肾中有D-Asp氧化酶，D-Asp

7、脱氨，生成草酰乙酸。第十五页，讲稿共一百一十一页哦（5）、）、L-Glu脱氢酶脱氢酶E-NAD+E-NADP+第十六页，讲稿共一百一十一页哦真核细胞的Glu脱氢酶，大部分存在于线粒体基质中，是一种不需O2的脱氢酶。此酶是能使a.a直接脱去氨基的活力最强的酶，是一个结构很复杂的别构酶。在动、植、微生物体内都有。ATP、GTP、NADH可抑制此酶活性。ADP、GDP及某些a.a可激活此酶活性。因此当ATP、GTP不足时，Glu的氧化脱氨会加速进行，有利于a.a分解供能（动物体内有10%的能量来自a.a氧化）。第十七页，讲稿共一百一十一页哦（二）（二）非氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作用P221-222

8、结构式还原脱氨基（严格无氧条件下）水解脱氨基脱水脱氨基脱巯基脱氨基氧化-还原脱氨基两个氨基酸互相发生氧化还原反应，生成有机酸、酮酸、氨。脱酰胺基作用谷胺酰胺酶：谷胺酰胺+H2O谷氨酸+NH3天冬酰胺酶：天冬酰胺+H2O天冬氨酸+NH3第十八页，讲稿共一百一十一页哦（三）（三）转氨基作用转氨基作用转氨作用是肝外组织中a.a脱氨的重要方式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，a.a都能参与转氨基作用。第十九页，讲稿共一百一十一页哦第二十页，讲稿共一百一十一页哦大多数转氨酶，优先利用-酮戊二酸作为氨基的受体，生成Glu。如丙氨酸转氨酶（谷丙转氨酶，GPT），可生成Glu，肝细胞受损后，血中此酶含量大

9、增，活性高。在大多数动物组织细胞中，Asp转氨酶(谷草转氨酶）的含量最高，活性最大，Asp是合成尿素时氮的供体，通过转氨作用解决氨的去向。第二十一页，讲稿共一百一十一页哦（1）肝外：氨基酸+-酮戊二酸-酮酸+谷氨酸（2）肝脏：谷氨酸+草酰乙酸-酮戊二酸+天冬氨酸谷氨酸+NAD(P)-酮戊二酸+NH3+NAD(P)H天冬氨酸+NH3尿素第二十二页，讲稿共一百一十一页哦转氨作用机制P305图30-3转氨酶辅酶是维生素B6（磷酸吡哆醛、磷酸吡哆胺）第二十三页，讲稿共一百一十一页哦（四）（四）联合脱氨基联合脱氨基单靠转氨基作用不能最终脱掉氨基，单靠氧化脱氨基作用也不能满足机体脱氨基的需要，因为只有Gl

10、u脱氢酶活力最高，其余L-氨基酸氧化酶的活力都低。机体借助联合脱氨基作用可以迅速脱去氨基。第二十四页，讲稿共一百一十一页哦1、以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用P307图30-54以谷氨酸脱氢酶为中心的联合脱氨基作用第二十五页，讲稿共一百一十一页哦第二十六页，讲稿共一百一十一页哦2、通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基做用通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基做用P307图30-6通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基做用P308图30-7从-氨基酸开始通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基做用骨骼肌、心肌、肝脏、脑都是以嘌呤核苷酸循环的方式为主第二十七页，讲稿共一百一十一页哦第二十八

11、页，讲稿共一百一十一页哦第二十九页，讲稿共一百一十一页哦第三十页，讲稿共一百一十一页哦二、二、脱羧作用脱羧作用P308自学自学第三十一页，讲稿共一百一十一页哦生物体内大部分a.a可进行脱羧作用，生成相应的一级胺。a.a脱羧酶专一性很强，每一种a.a都有一种脱羧酶，辅酶都是磷酸吡哆醛。a.a脱羧反应广泛存在于动、植物和微生物中，有些产物具有重要生理功能，如脑组织中L-Glu脱羧生成r-氨基丁酸，是重要的神经介质。His脱羧生成组胺（又称组织胺），有降低血压的作用。Tyr脱羧生成酪胺，有升高血压的作用。但大多数胺类对动物有毒，体内有胺氧化酶，能将胺氧化为醛和氨。第三十二页，讲稿共一百一十一页哦三、

12、三、氨的去向氨的去向氨对生物机体有毒，特别是高等动物的脑对氨极敏感，血中1%的氨会引起中枢神经中毒，因此，脱去的氨必须排出体外。氨中毒的机理：脑细胞的线粒体可将氨与-酮戊二酸作用生成Glu，大量消耗-酮戊二酸，影响TCA，同时大量消耗NADPH，产生肝昏迷。第三十三页，讲稿共一百一十一页哦氨的去向：（1）重新利用合成a.a、核酸。（2）贮存Gln，Asn高等植物将氨基氮以Gln，Asn的形式储存在体内。（3）排出体外排氨动物：水生动物，排泄时需少量水排尿素动物：陆生脊椎动物排尿酸动物：鸟类、爬虫类第三十四页，讲稿共一百一十一页哦四、四、血血氨的转运（肝外氨的转运（肝外肝脏）肝脏）1、Gln转运

13、转运：Gln合成酶、合成酶、Gln酶酶Gln合成酶，催化Glu与氨结合，生成Gln。Gln中性无毒，易透过细胞膜，是氨的主要运输形式。Gln经血液进入肝中，经Gln酶分解，生成Glu和NH3。第三十五页，讲稿共一百一十一页哦谷氨酸+NH4+ATP谷氨酰胺+ADP+H+gln合成酶肝外谷氨酰胺+H2O谷氨酸+NH4+谷胺酰胺酶肝脏第三十六页，讲稿共一百一十一页哦肌肉中NH4+-酮戊二酸+NADPH+H+谷氨酸+NADP+谷氨酸脱氢酶肌肉中Glu+丙酮酸-酮戊二酸+Ala丙氨酸转氨酶丙氨酸在PH7时接近中性，不带电荷，经血液运到肝脏肝脏中Ala+-酮戊二酸丙酮酸+Glu丙氨酸转氨酶2、Glc-Al

14、a循环循环第三十七页，讲稿共一百一十一页哦Glc-Ala循环的生物学意义：循环的生物学意义：P310在肌肉中，糖酵解提供丙酮酸，在肝中，丙酮酸又可生成Glc。肌肉运动产生大量的氨和丙酮酸，两者都要运回肝脏进一步转化，而以Ala的形式运送，一举两得。第三十八页，讲稿共一百一十一页哦第三十九页，讲稿共一百一十一页哦五、五、氨的排泄氨的排泄（一）、（一）、直接排氨直接排氨排氨动物将氨以Gln形式运至排泄部位，经Gln酶分解，直接释放NH3。游离的NH3借助扩散作用直接排除体外。第四十页，讲稿共一百一十一页哦（二）、（二）、生成尿素（尿素循环）生成尿素（尿素循环）排尿素动物在肝脏中合成尿素的过程称尿素

15、循环1932年，Krebs发现，向悬浮有肝切片的缓冲液中，加入鸟氨酸、瓜氨酸、Arg中的任一种，都可促使尿素的合成。第四十一页，讲稿共一百一十一页哦P311图30-9尿素循环途径（鸟氨酸循环）总的结果P312反应式第四十二页，讲稿共一百一十一页哦1、氨甲酰磷酸的生成氨甲酰磷酸的生成(限速步骤）限速步骤）肝细胞液中的a.a经转氨作用，与-酮戊二酸生成Glu，Glu进入线粒体基质，经Glu脱氢酶作用脱下氨基，游离的氨（NH4+）与TCA循环产生的CO2反应生成氨甲酰磷酸。P312图30-10氨甲酰磷酸合成酶I（CPSI）的催化机制第四十三页，讲稿共一百一十一页哦氨甲酰磷酸是高能化合物，可作为氨甲酰

16、基的供体。氨甲酰磷酸合酶I：存在于线粒体中，参与尿素的合成。氨甲酰磷酸合酶II：存在于胞质中，参与尿嘧啶的合成。N-乙酰Glu激活氨甲酰磷酸合酶I、II第四十四页，讲稿共一百一十一页哦2、合成瓜氨酸（鸟氨酸转氨甲酰酶）合成瓜氨酸（鸟氨酸转氨甲酰酶）鸟氨酸转氨甲酰酶存在于线粒体中，需要Mg2+作为辅因子瓜氨酸形成后就离开线粒体，进入细胞液。第四十五页，讲稿共一百一十一页哦3、合成精氨琥珀酸（精氨琥珀酸合成酶）合成精氨琥珀酸（精氨琥珀酸合成酶）P313图30-11精氨琥珀酸合成酶的催化机制精氨琥珀酸合成酶的催化机制第四十六页，讲稿共一百一十一页哦4、精氨琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索素酸精氨琥珀酸裂解

17、成精氨酸和延胡索素酸（精氨琥珀酸裂解酶）（精氨琥珀酸裂解酶）此时Asp的氨基转移到Arg上。来自Asp的碳架被保留下来，生成延胡索酸。延胡索素酸可以经苹果酸、草酰乙酸再生为天冬氨酸，第四十七页，讲稿共一百一十一页哦5、精氨酸水解生成鸟氨酸和尿素精氨酸水解生成鸟氨酸和尿素尿素形成后由血液运到肾脏随尿排除。第四十八页，讲稿共一百一十一页哦尿素循环小结NH4+HCO3-+3ATP+Asp+2H2O尿素+2ADP+AMP+2Pi+PPi+延胡索酸（1）形成一分子尿素消耗4个高能磷酸键（2）两个氨基分别来自游离氨和Asp，一个CO2来自TCA循环，（3）2个氨基酸通过尿素循环形成1分子尿素，可以净生成1

18、个ATP：脱氨：1个NADH延胡索酸经草酰乙酸转化为Asp：1个NADH第四十九页，讲稿共一百一十一页哦尿素循环与尿素循环与TCA的关系：的关系：延胡素酸苹果酸草酰乙酸Asp精氨琥珀酸肝昏迷（血氨升高，使-酮戊二酸下降，TCA受阻）可加Asp或Arg缓解。P314图30-12尿素循环与TCA的联系第五十页，讲稿共一百一十一页哦6、尿素循环的调节N-乙酰Glu激活氨甲酰磷酸合成酶I氨基酸降解N-乙酰GluGluN-乙酰Glu合酶乙酰-CoA转氨基CPSI尿素第五十一页，讲稿共一百一十一页哦（三）、生成尿酸（见核苷酸代谢）尿酸（包括尿素）也是嘌呤代谢的终产物。第五十二页，讲稿共一百一十一页哦六、六

19、、氨基酸碳架的去向氨基酸碳架的去向20种aa有三种去路（1）重新氨基化生成氨基酸。（2）氧化成CO2和水（TCA）。（3）生糖、生脂。第五十三页，讲稿共一百一十一页哦20种aa的碳架可转化成7种物质：丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。最后集中为5种物质进入TCA：乙酰CoA、-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。第五十四页，讲稿共一百一十一页哦315图30-13氨基酸碳骨架进入TCA的途径第五十五页，讲稿共一百一十一页哦(一）形成乙酰一）形成乙酰-CoA的途径的途径通过丙酮酸到乙酰-CoA的途径通过乙酰乙酰-CoA到乙酰-CoA氨基酸直接

20、形成乙酰-CoA第五十六页，讲稿共一百一十一页哦1、通过丙酮酸到乙酰通过丙酮酸到乙酰-CoA的途径的途径Ala、Gly、Ser、Thr、Cys第五十七页，讲稿共一百一十一页哦第五十八页，讲稿共一百一十一页哦（1）、）、AlaL-Ala+-酮戊二酸谷丙转氨酶丙酮酸+谷氨酸第五十九页，讲稿共一百一十一页哦（2）、）、GlyGly与Ser的互变是极为灵活的，该反应也是Ser生物合成的重要途径。先转变成先转变成Ser，再由再由Ser转变成丙酮酸。转变成丙酮酸。Gly+N5.N10-甲烯基四氢叶酸丝氨酸转羟甲基酶L-Ser+四氢叶酸Mn2+第六十页，讲稿共一百一十一页哦提供一碳单位Gly的分解代谢不是以

21、形成乙酰CoA为主要途径，Gly的重要作用是一碳单位的提供者。Gly+FH4+NAD+N5,N10-甲烯基FH4+CO2+NH4+NADH第六十一页，讲稿共一百一十一页哦（3）、）、Ser丝氨酸脱水酶丝氨酸脱水酶脱水、脱氨，生成丙酮酸脱水、脱氨，生成丙酮酸P235反应式第六十二页，讲稿共一百一十一页哦（4）、）、Thr有有3条途径条途径P316由Thr醛缩酶催化裂解成Gly和乙醛，后者氧化成乙酸乙酰CoA。Thr苏氨酸醛缩酶Gly+乙醛Thr丝氨酸-苏氨酸脱水酶-酮丁酸第六十三页，讲稿共一百一十一页哦（5）、）、Cys有有3条途径条途径转氨，生成-巯基丙酮酸，再脱巯基，生成丙酮酸。氧化成丙酮酸

22、加水分解成丙酮酸第六十四页，讲稿共一百一十一页哦2、通过乙酰乙酰通过乙酰乙酰CoA到到乙酰乙酰-CoA的途径的途径P237图16-9Phe、Tyr、Leu第六十五页，讲稿共一百一十一页哦（1）、）、PheTyr乙酰乙酰乙酰乙酰CoAP238图16-10产物：Phe、Tyr分解为乙酰乙酰CoA和延胡索酸（2）、）、TyrP238图16-10产物：1个乙酰乙酰CoA（可转化成2个乙酰CoA。），1个延胡索酸，1个CO2，（3）、）、LeuP240图图16-12产物：1个乙酰CoA，1个乙酰乙酰CoA，相当于3个乙酰CoA。反应中先脱1个CO2，后又加1个CO2，C原子不变。（4）、）、LysP24

23、1图图16-13产物：1个乙酰乙酰CoA，2个CO2。在反应途中转氨：a.氧化脱氨，b.转氨（5）、）、TrpP242图图16-14产物：1个乙酰乙酰CoA，1个乙酰CoA，4个CO2，1个甲酸。第六十六页，讲稿共一百一十一页哦（二）（二）、-酮戊二酸途径酮戊二酸途径P243图16-16Arg、His、Gln、Pro、Glu形成-酮戊二酸的途径第六十七页，讲稿共一百一十一页哦第六十八页，讲稿共一百一十一页哦（1）、）、ArgP244图图16-17产物：1分子Glu，1分子尿素（2）、）、HisP244图图16-18产物：1分子Glu，1分子NH3,1分子甲亚氨基（3）、）、Gln三条途径三条途

24、径.Gln酶：Gln+H2OGlu+NH3Glu合成酶：.Gln+-酮戊二酸+NADPH2Glu+NADP+转酰胺酶：Gln+-酮戊二酸Glu+r-酮谷酰氨酸-酮戊二酸+NH4+（4）、）、ProP145图图16-19产物：ProGluHpro丙酮酸+丙醛酸第六十九页，讲稿共一百一十一页哦（三）（三）、形成琥珀酰形成琥珀酰CoA途径途径P246图16-20Met、Ile、Val转变成琥珀酰CoA第七十页，讲稿共一百一十一页哦（1）、）、MetP246图图16-21给出1个甲基，将-SH转给Ser（生成Cys），产生一个琥珀酰CoA（2）、）、IleP247图图16-22产生一个乙酰CoA和一个

25、琥珀酰CoAValP247图16-23第七十一页，讲稿共一百一十一页哦（四）（四）、延胡索酸途径延胡索酸途径Phe、Tyr可生成延胡索酸（前面已讲过）。第七十二页，讲稿共一百一十一页哦（五）（五）、形成形成草酰乙酸途径草酰乙酸途径Asp和Asn可转变成草酰乙酸进入TCA，Asn先转变成Asp（Asn酶），Asp经转氨作用生成草酰乙酸.第七十三页，讲稿共一百一十一页哦七、七、生糖氨基酸与生酮氨基酸生糖氨基酸与生酮氨基酸P315图30-13氨基酸碳骨架进入TCA的途径生酮氨基酸：Phe、Tyr、Trp、Leu、Lys。在分解过程中转变为乙酰乙酰CoA，后者在动物肝脏中可生成乙酰乙酸和-羟丁酸。生糖

26、氨基酸：凡能生成丙酮酸、-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸的a.a.都称为生糖a.a，它们都能生成Glc。Phe、Tyr是生酮兼生糖a.a。第七十四页，讲稿共一百一十一页哦八、八、由氨基酸衍生的其它重物质由氨基酸衍生的其它重物质1、由氨基酸产生一碳单位由氨基酸产生一碳单位一碳单位：具有一个碳原子的基团，包括：亚氨甲基（-CH=NH），甲酰基（HC=O-），羟甲基（-CH2OH），亚甲基（又称甲叉基，-CH2），次甲基（又称甲川基，-CH=），甲基（-CH3）第七十五页，讲稿共一百一十一页哦Gly、Ser、Thr、His、Met等a.a.可以提供一碳单位。P331图30-33一碳单位的转移靠

27、四氢叶酸（5，6，7，8-四氢叶酸），携带甲基的部位是N5、N10P330图30-32FH4结构第七十六页，讲稿共一百一十一页哦2、氨基酸与生物活性物质氨基酸与生物活性物质P332表30-2氨基酸来源的生物活性物质第七十七页，讲稿共一百一十一页哦（1）、）、Tyr与黑色素与黑色素P332第七十八页，讲稿共一百一十一页哦（2）、）、Tyr与儿茶酚胺类与儿茶酚胺类可生成多巴、多巴胺（神经递质）、去甲肾上腺素、肾上腺素（激素），这四种统称儿茶酚胺类。P252图16-24Tyr形成多巴、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素第七十九页，讲稿共一百一十一页哦（3）、）、Trp与与5-羟色胺及吲哚乙酸羟色胺及吲哚

28、乙酸P252图16-25Trp形成5-羟色胺及吲哚乙酸5-羟色胺是神经递质，促进血管收缩第八十页，讲稿共一百一十一页哦（4）、）、肌酸和磷酸肌酸（肌酸和磷酸肌酸（Arg、Gly、Met）肌酸和磷酸肌酸，在贮存和转移磷酸键能中起重要作用。它们存在于动物的肌肉、脑、血液中。P253图16-26Arg、Gly、Met形成磷酸肌酸肌酸合成中的甲基化：S-腺苷Met第八十一页，讲稿共一百一十一页哦（5）、）、His与组胺与组胺His脱羧生成组胺，是一种血管舒张剂，在神经组织中是感觉神经的一种递质。（6）、Arg水水解解鸟鸟氨氨酸酸脱脱羧羧腐腐胺胺亚亚精精胺胺精胺精胺（7）、）、Glu与与r-氨基丁酸氨基

29、丁酸Glu本身就是一种兴奋性神经递质（还有Asp），在脑、脊髓中广泛存在。Glu脱羧形成的r-氨基丁酸是一种抑制性神经递质。（8）、）、牛磺酸和牛磺酸和CysP336Cys的SH氧化成-SO3-，并脱去-COO-就形成了牛磺酸，牛磺酸与胆汁酸结合，乳化食物。第八十二页，讲稿共一百一十一页哦九、九、氨基酸代谢缺陷症氨基酸代谢缺陷症P336表30-3先天性氨基酸代谢缺陷症苯丙酮尿症（PKU）第八十三页，讲稿共一百一十一页哦第三节第三节 氨基酸及其重要衍生物的氨基酸及其重要衍生物的生物合成生物合成第八十四页，讲稿共一百一十一页哦一、一、氨基酸合成概论氨基酸合成概论1、氮源氮源（1）生物固氨（微生物）

30、a.与豆科植物共生的根瘤菌b.自养固氮菌兰藻在固氮酶系作用下，将空气中的N2固定，产生NH3（2）硝酸盐和亚硝酸盐(植物、微生物)（3）各种脱氨基作用产生的NH3（所有生物）第八十五页，讲稿共一百一十一页哦氨的固定方式：氨的固定方式：（1）通过氨甲酰磷酸合成酶）通过氨甲酰磷酸合成酶（2）通过谷氨酸脱氢酶）通过谷氨酸脱氢酶P343反应式反应式（3）通过谷氨酰胺合成酶）通过谷氨酰胺合成酶P343反应式反应式第八十六页，讲稿共一百一十一页哦2、碳源碳源直接碳源是相应的-酮酸。植物能合成20种a.a.相应的全部碳架或前体。人和动物只能直接合成部分a.a.相应的-酮酸。主要来源：糖酵解、TCA、磷酸已糖

31、支路。必需氨基酸：Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Val、（Arg、His）第八十七页，讲稿共一百一十一页哦3、a.a.生物合成的概貌生物合成的概貌P341图图31-1、31-220种氨基酸生物合成的概貌种氨基酸生物合成的概貌第八十八页，讲稿共一百一十一页哦-酮戊二酸衍生类型Glu、Gln、Pro、Arg、Lys（蕈类、眼虫）与a.a.分解进入-酮酸的途径比较，少了一种a.a.，即His。草酰乙酸衍生类型Asp、Asn、Met、Thr、Ile（也可归入丙酮类）、Lys（植物、细菌）经TCA中间产物（-酮戊二酸、草酰乙酸）可合成10种a.a.，即Glu、Gln、Pro、A

32、rg、Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys。第八十九页，讲稿共一百一十一页哦丙酮酸衍生类型Ala、Val（Ile）、Leu3-磷酸甘油酸衍生类型Ser、Gly、Cys经酵解中间产物（3-磷酸甘油酸、丙酮酸），可合成Ser、Cys、Gly、Ala、Val、Leu等6种a.a。经酵解及磷酸戊糖中间产物（磷酸烯醇丙酮酸、4-磷酸赤藓糖），可合成Phe、Tyr、Trp等3种芳香族a.a。His有自己独特的合成途径，与其它氨基酸之间没有关系第九十页，讲稿共一百一十一页哦二、脂肪族氨基酸生物合成途径二、脂肪族氨基酸生物合成途径（一）、（一）、-酮戊二酸衍生类型酮戊二酸衍生类型Glu、Gln、Pr

33、o、Arg、Lys（蕈类、眼虫）蕈类、眼虫）第九十一页，讲稿共一百一十一页哦1、Glu的合成的合成由-酮戊二酸与游离氨，经L-Glu脱氢酸催化。对于植物和微生物，氨的来源是Gln的酰胺基。NH3+-酮戊二酸Glu脱氢酶NADPHGlu+H2OGln+-酮戊二酸Glu合酶NADPH2GluP345图31-5由-酮戊二酸、Gln形成Glu的关系图第九十二页，讲稿共一百一十一页哦（2）、）、Gln的合成的合成由-酮戊二酸形成Glu，由Glu可以进一步形成Gln，Glu+NH4+ATP谷胺酰胺合酶Gln+ADP+Pi+H+Gln合酶是催化氨转变为有机含氮物的主要酶，活性受9种含氮物反馈调控：氨基Glc

34、-6-P、Trp、Ala、Gly、Ser、His和CTP、AMP、氨甲酰磷酸。除Gly、Ala，其余含氮物的氮都来自Gln。第九十三页，讲稿共一百一十一页哦（3）、）、Pro的合成的合成（Glu环化而成）环化而成）P262图图17-2（4）、）、Arg合成合成P263图图17-3（5）、）、Lys合成合成-酮戊二酸衍生型（蕈类、眼虫）P264图17-4天冬氨酸、丙酮酸衍生型（植物、细菌）P267图17-5第九十四页，讲稿共一百一十一页哦（二）、（二）、草酰乙酸衍生类型草酰乙酸衍生类型谷草转氨酶草酰乙酸+GluAsp+-酮戊二酸Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys（植物、细菌）植物、细

35、菌）1、天冬氨酸第九十五页，讲稿共一百一十一页哦2、Asn合成（转移酰胺基）合成（转移酰胺基）Asn合成酶Asp+NH4+ATPAsn+AMP+PPi细菌Asn合成酶Asp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPiMg2+（哺乳动物）第九十六页，讲稿共一百一十一页哦3、Met合成合成P268图图17-64、Thr合成合成P269图图17-7Lys、Met、Thr合成中，有一段共同途径，即生成Asp-半醛，是一个分枝点化合物。5、Ile合成合成（与（与Val极为相似）极为相似）P271图图17-9Ile的合成途径与Val极为相似。6个C中4个来自Asp（AspThr），2个来自丙酮酸，所以也

36、可以归入丙酮酸衍生型。6、Lys（植物、细菌）植物、细菌）P267图图17-5第九十七页，讲稿共一百一十一页哦（三）、（三）、丙酮酸衍生型丙酮酸衍生型Ala、Val（Ile）、）、Leu第九十八页，讲稿共一百一十一页哦（四）、（四）、3-磷酸甘油酸衍生型磷酸甘油酸衍生型Ser、Gly、Cys第九十九页，讲稿共一百一十一页哦三、三、芳香族氨基酸及芳香族氨基酸及His的生成合成的生成合成（一）、Phe、Tyr、Trp的合成P356起始物：磷酸烯醇丙酮酸，赤藓糖-4-P第一百页，讲稿共一百一十一页哦（二）、His合成第一百零一页，讲稿共一百一十一页哦四、氨基酸生物合成的调节最有效的调节是通过合成过程

37、的终端产物，反馈抑制反应系列中第一个酶的活性，即通过别构效应调节第一个酶的活性。第一百零二页，讲稿共一百一十一页哦（一）、（一）、通过终端产物对通过终端产物对aa合成的反馈抑制合成的反馈抑制1、简单的终端产物反馈抑制、简单的终端产物反馈抑制如由Thr合成Ile第一百零三页，讲稿共一百一十一页哦2、不同终端产物对共同合成途径的协同抑制、不同终端产物对共同合成途径的协同抑制第一百零四页，讲稿共一百一十一页哦3、不同分枝产物对多个同工酶的抑制、不同分枝产物对多个同工酶的抑制第一百零五页，讲稿共一百一十一页哦4、顺序反馈抑制、顺序反馈抑制sequentialfeedbackinhibition终端产物

38、E和H，只分别抑制分道后自己的分支途径中第一个酶的活性。第一百零六页，讲稿共一百一十一页哦第一百零七页，讲稿共一百一十一页哦（二）（二）通过酶量调节通过酶量调节终产物的反馈阻遏P362图31-25E.coli中Met反馈阻遏同工酶A、BIle反馈阻遏同工酶C第一百零八页，讲稿共一百一十一页哦五、五、几种重要的几种重要的a.a.衍生物的生物合成衍生物的生物合成（1）、）、谷光苷肽谷光苷肽（2）、）、肌酸肌酸（3）、）、卟啉卟啉血红素、细胞色素、叶绿素。卟啉由Gly和琥珀酰CoA合成（4）、）、短杆菌肽短杆菌肽第一百零九页，讲稿共一百一十一页哦重点：重点：脱氨的几种方式脱氨的几种方式氨的去路氨的去路血氨的转运、尿素的合成血氨的转运、尿素的合成脱氨后碳架的去向脱氨后碳架的去向a.a.合成中的碳源、氮源合成中的碳源、氮源Gln、Glu合成合成一碳单位及作用一碳单位及作用第一百一十页，讲稿共一百一十一页哦感感谢谢大大家家观观看看第一百一十一页，讲稿共一百一十一页哦