氨基酸的合成代謝

1、第27章 氨基酸的生物合成,,一、生物固氮,在固氮酶復(fù)合體的作用下，將氮?dú)夤潭镹H3的過(guò)程。意義：將大氣中的氮?dú)廪D(zhuǎn)變成NH3，摻入生物分子,二、氨摻入生物分子的方式,氨的來(lái)源：固氮作用形成氨摻入生物分子的結(jié)果 形成氨基酸 形成其他含氮分子中介氨基酸：谷氨酸，谷氨酰胺,,（一）通過(guò)谷氨酸摻入生物分子大腸桿菌：當(dāng)NH4+濃度高時(shí)發(fā)生反應(yīng)哺乳

2、動(dòng)物和植物：更傾向于發(fā)生脫氨基的逆向反映,,（二）通過(guò)谷氨酰胺合成酶,,（三）谷氨酸合酶催化的反應(yīng)（植物和細(xì)菌）,,（四）谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的聯(lián)合作用為什么在氨濃度很低的情況下，仍能合成谷氨酸？,三、氨基酸的生物合成,1. 各種氨基酸碳骨架的來(lái)源：檸檬酸循環(huán)、糖酵解、戊糖磷酸途徑的關(guān)鍵中間體2. 氨的來(lái)源：Glu和Gln的轉(zhuǎn)氨基3. 起始物：α-酮戊二酸，草酰乙酸，3-磷酸甘油酸，丙酮酸，PEP和赤蘚糖-4-磷酸

3、，核糖-5-磷酸,,,氨基酸合成的前體物質(zhì)并不一定是氨基酸骨架分解代謝形成的物質(zhì)。,,（一）由α-酮戊二酸形成的氨基酸1. 谷氨酸（1）α酮戊二酸的氨基化（2）谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的聯(lián)合作用2. 谷氨酰胺（1）谷氨酸的氨基化產(chǎn)生,,3. 脯氨酸的合成谷氨酸的活化：,,谷氨酰磷酸還原為半醛半醛環(huán)化、還原變?yōu)長(zhǎng)-脯氨酸,,4. Arg的生物合成谷氨酸通過(guò)5步反應(yīng)形成鳥氨酸,,鳥氨酸經(jīng)過(guò)尿素循環(huán)的過(guò)程生成精氨酸,,

4、5. Lys的生物合成（蕈類和眼蟲）,,（二）由草酰乙酸形成的氨基酸1. 天冬氨酸的生成,,2. 天冬酰胺的合成谷氨酸、谷氨酰胺的形成來(lái)源于氨基化反應(yīng)，天冬氨酸，天冬酰胺的合成來(lái)源于轉(zhuǎn)氨基,,3. 賴氨酸的生物合成（植物、細(xì)菌）,,4. 蘇氨酸的生物合成,,5. 甲硫氨酸,,（三）由丙酮酸形成的氨基酸1. 纈氨酸的生物合成形成羥乙酰-TPP,,形成α-乙酰乳酸,,形成α-酮異戊酸,,α-酮異戊酸轉(zhuǎn)氨基形成纈氨酸,,2.

5、異亮氨酸的生物合成形成羥乙酰-TPP,,形成α-乙酰-α-羥丁酸,,形成α-酮-β-甲基戊酸,,轉(zhuǎn)氨基形成異亮氨酸,,形成纈氨酸和異亮氨酸的分支點(diǎn)：羥乙酰TPP是和丙酮酸結(jié)合還是和α-酮丁酸結(jié)合,,3. 生成亮氨酸α-異丙基蘋果酸的生成，α酮異己酸生成,,α-酮異己酸轉(zhuǎn)氨基生成Leu,,4. 丙氨酸的合成丙酮酸與谷氨酸轉(zhuǎn)氨基反應(yīng),,以丙酮酸形成氨基酸的總結(jié)1. 丙酮酸起到了提供羥乙基的作用2. 都是先形成相應(yīng)的酮酸在轉(zhuǎn)氨基變

6、為氨基酸3. 氨基的供體是谷氨酸,,（四）由甘油酸-3-磷酸形成的氨基酸1. 甘氨酸和絲氨酸的形成,,甘油酸-3-磷酸脫氫為3-磷酸羥基丙酮酸,,轉(zhuǎn)氨基形成磷酸羥基丙氨酸（磷酸絲氨酸）,,生成絲氨酸（磷酸絲氨酸水解）,,絲氨酸轉(zhuǎn)移走羥甲基形成甘氨酸轉(zhuǎn)甲基酶：甲基載體：FH4,,2. 半胱氨酸的合成植物微生物與哺乳動(dòng)物合成路徑不同兩者碳骨架均來(lái)源于絲氨酸，但S原子，植物微生物來(lái)源于硫酸鹽，哺乳動(dòng)物來(lái)源于Met,,,（五）以PEP

7、和赤蘚糖-4-磷酸形成芳香族氨基酸分支酸的形成（三種芳香族氨基酸合成的分界點(diǎn)）,,1. 色氨酸的形成,,色氨酸各個(gè)骨架原子的來(lái)源1,6C：PEP2,3,4,5C：赤蘚糖-4-磷酸7,8C：5-磷酸核糖-α-焦磷酸 PRPP其余部分來(lái)源于絲氨酸,,2. 苯丙氨酸的合成分支酸形成預(yù)苯酸,,預(yù)苯酸脫水脫羧形成苯丙酮酸,,苯丙酮酸轉(zhuǎn)氨基為苯丙氨酸,,3. 酪氨酸的生物合成形成預(yù)苯酸,,預(yù)苯酸脫氫、脫羧形成對(duì)羥基苯丙酮酸,,轉(zhuǎn)氨基

8、形成酪氨酸,,（六）組氨酸的生物合成,五、由氨基酸合成的其他生物分子,（一）卟啉的生成1. 血紅素和葉綠素2. 合成過(guò)程（1）生成ALA,,(2) 生成膽色素原（鉛中毒）,,(3)生成尿卟啉原III,,(4)生成原卟啉IV,,原卟啉的去路卟啉癥：卟啉化合物或其前體堆積，尿液呈紅色，皮膚對(duì)陽(yáng)光過(guò)敏鐵卟啉（血紅素）降解產(chǎn)物：Fe2+，膽紅素,,（二）谷胱甘肽的生物合成1. GSH的生理意義A 抗氧化B 酶的活性中心C 維持