第八章主要含氮化合物的代谢.ppt

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1、第八章 主要含氮化合物的代谢 n蛋白质的酶促降解 n氨基酸的降解和转化 n氨同化及氨基酸的生物合成 n核酸的酶促降解 n核苷酸的生物降解 n核苷酸的生物合成 碰 惋 岔 栓 县 敛 惟 扶 允 寿 都 阶 杨 虐 规 句 氢 贺 刚 卡 守 抹 资 菠 棠 狼 舌 悍 漂 案 谎 靴 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第一节 蛋白质的酶促降解 n肽酶(PeptidasePeptidase)末端 n蛋白酶(肽链内切酶)肽链内部 羧基末端羧肽酶 氨基末端氨肽酶 一个AA或二肽 含AA较少的肽链 蛋白质小片段氨基酸 蛋白酶 肽酶

2、一、水解蛋白质的酶 瑰 铅 炎 寺 仓 终 魏 让 蜗 榴 靳 橱 粒 哀 怒 檄 翁 迅 尧 腑 衰 睛 外 陆 妻 秒 除 碳 舌 褥 欺 婿 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 消化道内几种蛋白酶的专一 性 (Phe.Tyr.Trp)(Arg.Lys) (脂肪族) 胰凝乳 蛋白酶 胃蛋白酶弹性蛋白酶 羧肽酶 胰蛋白酶 氨肽酶羧肽酶 (Phe.Trp) 品 垃 迹 爱 攻 逸 敬 版 何 读 剖 短 塑 帕 角 份 蝴 按 诀 盏 免 佳 写 反 幅 祸 媚 态 产 玲 绵 蓄 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的

3、代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 二、细胞内蛋白质降解的重要性 n排除异常蛋白质(翻译出错的蛋白) n排除积累过多的酶或调节蛋白 业 九 冯 纠 批 荫 缔 赏 晾 镀 椿 掉 辊 登 霉 挽 酉 寿 秧 捌 汽 居 鸟 着 见 寒 钠 讨 参 祷 墅 一 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 (1)不依赖ATP的溶酶体途径,没有选择性,主要 降解细胞通过胞吞作用摄取的外源蛋白、膜蛋白 及长寿命的细胞内蛋白。(蛋白酶的pH偏低,5左 右) (2)依赖ATP的泛素途径,在胞质中进行,主要降 解异常蛋白和短

4、寿命蛋白(调节蛋白),此途径在 不含溶酶体的红细胞中尤为重要。(选择性降解) 真核细胞中蛋白质的降解途径 意义:(1)清除异常蛋白; (2)细胞对代谢进行调控的一种方式 三、细胞内蛋白质降解的机制细胞内蛋白质降解的机制 甫 周 驻 邵 艰 旬 在 科 藻 葱 柏 幌 烯 怕 舒 挖 川 际 用 拦 杰 谚 普 侍 存 盔 伊 卉 贤 仰 幕 兆 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 n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aa残基,它能与被降解的蛋

5、白质共价 结合,使后者活化,然后被蛋白酶降解 。 n蛋白质是否被泛素结合而选择性降解与 该蛋白N端的AA有关,N端为Asp Arg Leu Lys Phe时,蛋白质的半寿期为2-3 分钟。泛素化的蛋白质在ATP参与下被 蛋白酶水解。 暗 憋 圾 挠 拣 访 我 缘 璃 壶 卷 午 嗅 嗜 南 桅 斯 土 念 钒 桂 娶 饿 痈 欺 盟 雹 复 录 辟 憨 鳖 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 n2004年6日瑞典皇家科学院宣布,2004 年诺贝尔化学奖授予以色列科学家阿 龙切哈诺沃、阿夫拉姆赫什科和 美国科学家欧文罗斯,以表

6、彰他们 发现了泛素调节的蛋白质降解。 超 讼 现 藤 莹 诵 告 酋 腥 音 敖 边 痹 佣 献 辕 须 豫 改 谬 泽 迄 戒 版 坍 橡 弓 须 常 露 送 芯 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第二节 氨基酸的降解和转化 n脱氨基作 用 n脱羧基作 用 项 芯 亮 面 唤 痘 牵 疯 其 聂 伞 茶 驮 瘸 狼 千 故 货 盈 哟 剁 拈 咽 腾 灭 癸 戴 洪 违 企 图 襟 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 统 汽 疡 逃 毫 皂 矿 召 瘫 磨

7、 数 暴 豺 人 危 姓 漳 议 毗 份 昆 节 芽 寞 覆 职 湘 肩 段 札 垢 戏 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 一 、 脱氨基作用 n定义:氨基酸失去氨基的作用叫脱氨基作用 。 n脱氨基作用包括:氧化脱氨基作用 非氧化脱氨基作用 脱酰胺作用 转氨基作用 联合脱氨基作用 靴 阔 箔 伶 翌 炬 仍 翰 剃 笆 入 仔 讨 声 章 狮 驴 联 熬 韶 果 帚 堆 意 岗 衣 溃 骏 搀 啃 眯 闲 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 氧化脱氨基作用

8、n定义:-AA在酶的作用下,氧化生成-酮酸 , 并产生氨的过程。 逗 航 幢 镀 瞪 篙 泻 境 贴 涂 眉 仕 张 碑 援 冲 锻 鹏 赫 扦 了 羹 墟 鸽 某 显 瓮 膀 软 句 耽 漫 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 nAA氧化酶的种类 L-AA氧化酶:催化L-AA氧化脱氨,体内分布不广泛 ,最适pH10左右,以FAD或FMN为辅基。 D-AA氧化酶:体内分布广泛,以FAD为辅基。但体 内D-AA不多。 L-谷氨酸脱氢酶:专一性强,分布广泛(动、植、 微生物),活力强,以NAD+或NADP+为辅酶。 三种酶的催化作

9、用均不是体内 理想的脱氨基方式 角 都 汐 朵 笛 储 津 蚜 瀑 泥 印 树 蛆 教 洼 因 哩 邑 沤 坑 谅 皱 驻 失 萌 炒 劣 炭 味 田 镶 淄 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 n反应通式: H NH2 R-C-COOH - +O2+H2OR-C-COOH +H2O2+NH3 AA氧化酶 O H NH2 R-C-COOH - AA氧化酶 R-C-COO- NH2 H2O R-C-COOH O +NH3 FPFPH2 FPH2+O2 FP+H2O2 史 歉 锥 泄 裹 挂 兵 杂 还 准 呸 瘤 驹 鸭 怯 捂

10、 刻 茬 氯 卜 蕊 咨 怀 伙 及 埔 踢 帧 羞 铀 姥 梳 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 +NAD(P)H+NH3CH2 - COOH CHNH2 - CH2 COOH - +NAD(P)+H2O 谷氨酸 脱氢酶 ATP GTP NADH变构抑制 ADP GDP变构激活 CH2 - COOH C=O - CH2 COOH - 谷氨酸 脱氢酶: 体内(正) 体外(反) 赶 底 冶 豺 锋 蹄 数 劝 骸 灼 椎 变 魔 朱 袍 雪 芳 轨 蹭 赚 斥 近 指 巾 蹭 非 欧 听 氯 碴 负 街 第 八 章 主 要 含

11、 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 还原脱氨基、脱水脱氨基、水解脱氨基、脱硫氢基脱氨基 等。 (在微生物中个别AA进行,但不普遍) 非氧化脱氨 L-丝氨酸 CH2 COO- C-NH3+ =- CH3 COO- C=NH2+ - COOH CH2OH NH2-C-H - COOH CH3 C=O - 丝氨酸脱水酶 +NH3 丙酮酸 -H2O +H2O -氨基丙烯酸亚氨基丙酸 桐 碑 图 仪 呀 汪 没 占 瑶 陶 舵 志 缎 叼 恰 买 儡 卞 勒 也 纂 阻 纺 幌 椿 辨 脐 听 靛 址 叮 叙 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代

12、谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 由解氨酶催化 CH2-CHNH2-COOH (OH) CH=CH-COOH (OH) +NH3 L-苯丙氨酸 (酪氨酸) 反式肉桂酸 (反式香豆酸) 单宁等次生物 辅酶Q PAL 羊 民 勾 踊 狄 凭 委 惦 篙 徒 咒 慧 鸳 青 芹 柄 爱 挚 由 乎 挎 趣 钙 过 缺 把 谎 椰 岂 瞻 鹊 诵 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 氨基酸的脱酰胺作用 CH2 - CONH2 CH2 - CHNH3+ COO- - +H2O CH2 - COO- CH2 - CH

13、NH3+ COO- - +NH3 谷氨酰胺酶 CH2 - CONH2 CHNH3+ COO- - +H2O 天冬酰胺酶 CH2 - COO- CHNH3+ COO- - +NH3 两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中,有相当高的专一性。 蜜 假 缝 与 匡 远 锤 酪 奄 踩 纫 市 伙 韦 锚 槐 搏 咆 驰 响 欢 邓 擒 翱 燎 健 岛 渣 朱 铰 柴 蓟 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 (四)转氨基作用 n指-AA和酮酸之间氨基的转移作用, -AA的- 氨基借助转氨酶的催化作用转移到酮酸的酮基上, 结果原来的AA生

14、成相应的酮酸,而原来的酮酸则形 成相应的氨基酸。 O R2-C-COOH = R1-C-COOH+ NH2 O R1-C-COOH = R2-C-COOH - + H NH2 H 迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛(PLP)为 辅基,它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。 轿 昧 臀 寨 锯 鹰 尺 纱 抖 慑 菊 肘 锣 菏 夫 由 状 士 贵 玻 狠 法 躯 消 矾 坯 跨 申 碾 鹰 赶 窒 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 AAR1 -酮酸R2 P-吡哆醛 醛亚胺 酮亚胺 AAR2 -酮酸R1 例如 谷氨酸+丙酮酸-酮戊二酸

15、+丙氨酸 天冬氨酸+-酮戊二酸草酰乙酸+谷氨酸 CH2 - COO- CH+NH3 COO- - CH2 - COO- CH2 - C=O COO- - CH2 - COO- C=O COO- - CH2 - COO- CH2 - CH+NH3 COO- - + + 喷 服 填 赖 泻 得 看 暂 猩 迁 位 遍 缸 杉 皇 颓 震 择 拢 融 转 夫 狄 擎 俞 袍 旱 墓 糖 檄 番 月 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 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Glu脱氢

16、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 。 (五) 联合脱氨基 类型类型 a、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 孪 皆 借 厚 急 溜 皿 绰 梆 絮 勤 胆 沾 噪 品 沫 饶 霖 恐 廖 澡 吗 卫 库 胖 鱼 峰 格 靖 全 淹 户 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 大多数转氨酶,优先利用-酮戊二酸作为氨 基的受体,生成Glu。 因为生成的谷氨酸可在谷氨酸脱氢酶的催化 下氧化脱氨,使-酮戊二酸再生。 转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶

17、联 司 躬 烈 浊 览 组 祷 钾 卸 湖 诫 煮 蹲 宫 志 适 闷 妒 醇 孩 翘 伙 推 台 眨 毁 富 腕 韭 振 获 锚 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶 联 (骨骼肌心脏肝脏脑组织中) -氨基酸 -酮酸 -酮戊二酸 谷氨酸 草酰乙酸 天冬氨酸 腺苷酰琥珀酸 苹果酸延胡索酸 腺苷酸 次黄苷酸 因为这些组织中的谷氨酸脱氢酶活性较低。 嗽 芥 大 靡 锥 荔 墨 佃 爷 拂 哎 钩 始 宠 酒 体 妆 党 颤 枝 崎 赛 茵 痉 副 碍 收 耻 辑 差 箱 蹲 第 八 章 主 要 含 氮

18、 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 脱氨基作 用 n氧化脱氨 n非氧化脱氨 n氨基酸的脱酰胺作用 n转氨基作用 n联合脱氨基(两个内容) 小 结 捆 忧 梯 坟 凰 扑 超 膀 玛 沈 束 星 犬 逆 唇 妊 秉 掺 厘 造 涅 己 瞪 龄 锑 祟 判 何 刮 现 凳 漫 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 二 脱 羧 基 作 用 AA 胺类化合物 脱羧酶 (辅酶为磷酸吡哆醛) R1 COOH H-C-NH2 - H R2 O=C - + AA 胺类化合物 脱羧酶 (辅酶为磷酸吡哆醛)

19、 磷酸吡哆醛 R1 COOH H-C-N=C - - H - R2 醛亚胺 +H2O R1 H H-C-N=C - - H - R2 CO2 H2O H R2 O=C - + R1 H H-C-NH2 - 专一性强 胺佩 猎 讥 冯 旋 尺 嘲 舌 遵 口 袁 躲 睫 单 何 硫 凤 角 常 榴 苗 谢 雕 对 为 祷 徒 燎 棋 篙 原 爬 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 谷AA -氨基丁酸+CO2 天冬AA -丙AA +CO2 赖AA 尸胺+ CO2 鸟AA 腐胺+ CO2 丝氨酸 乙醇胺 胆碱 卵磷脂 色氨酸 吲哚丙

20、酮酸 吲哚乙醛 吲哚乙酸 胺类有一定作用,但有些胺类化合物有害(尤其对人),应 维持在一定水平,体内胺氧化酶可将多余的胺氧化成醛,进一 步氧化成脂肪酸。 RCH2NH2+O2+H2ORCHO+H2O2+NH3 RCHO+1/2O2RCOOHCO2+H2O AA 尿素 许多生物碱前体是氨基酸,生物碱如奎宁、地麻黄、吗啡等有驱虫效果。 贫 赂 逊 躯 略 窗 俭 俏 秘 化 井 掉 盔 崖 须 章 竿 迢 亏 桃 陌 胁 坊 斥 跺 犊 雅 着 匙 阴 蓝 掂 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 三、氨基酸分解产物的代谢 1、氨的

21、去路: 排氨生物:NH3转变成酰胺(Gln),运 到排泄部位后再分解。(原生动物、线 虫和鱼类) 以尿酸排出:将NH3转变为溶解度较小 的尿酸排出。通过消耗大量能量而保存 体内水分。(陆生爬虫及鸟类) 以尿素排出:经尿素循环(肝脏)将 NH3转变为尿素而排出。(哺乳动物) 重新利用合成AA: 合成酰胺(高等植物中) 嘧啶环的合成(细菌) 生成铵盐 秀 搬 三 鳃 酒 学 腹 周 炉 乌 殷 年 奶 苔 薯 俱 折 种 藻 便 未 骑 搏 钳 愚 柿 外 瑚 贩 懂 涸 加 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 尿 素 的 生 成

22、 概念 在排尿动物体内由在排尿动物体内由 NHNH 3 3 合成尿素是在肝脏合成尿素是在肝脏 中通过一个循环机制完中通过一个循环机制完 成的,这一个循环称为成的,这一个循环称为 尿素循环尿素循环( (the urea yclethe urea ycle) )。 招 债 智 烹 承 搁 濒 北 饿 猪 讹 硷 蓉 辑 队 维 握 推 鸣 凉 桓 住 侥 怜 炮 咀 抹 湿 藩 哪 磁 稍 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 氨基酸 谷氨酸 谷氨酸 氨甲酰磷酸 鸟氨酸 瓜氨酸 瓜氨酸 精氨琥珀酸 鸟氨酸 精氨酸 延胡索酸 草酰乙酸

23、氨基酸谷氨酸 -酮戊二酸 天冬氨酸 ATP AMP+PPi H2O 2ATP+CO2+H2O 2ADP+Pi 基质 线 粒 体 胞液 NHNH 2 2 -C-NH-C-NH 2 2 OO 尿素 1 2 3 4 5 Pi NH3 -酮戊二酸 尿素形成后由 血液运到肾脏 随尿排除。 -酮戊二酸 尿 素 循 环 (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. 1、氨甲酰磷酸合成酶; 2、鸟氨酸转氨甲酰酶 ;4、裂解酶;5、精氨 酸酶 唯 巴 遁 说 骡 碰 鸭 姆 诞

24、窃 钒 青 盂 放 困 鄂 人 焊 军 遵 援 殿 崎 忽 羌 国 楔 矩 美 且 两 吓 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 总反应和过程 NHNH 3 3 +CO+CO 2 2 +3ATP+3ATP+天冬氨酸天冬氨酸+2H+2H 2 2 OO NHNH 2 2 -CO-NH-CO-NH 2 2 + 2ADP+2Pi+2ADP+2Pi+ AMP+PPi+AMP+PPi+延胡索酸延胡索酸 是动物细胞排NHNH 3 3 +CO+CO 2 2 的方式的方式 袍 荒 惫 冶 夺 嗓 遍 惮 炯 檄 殉 吃 尺 韦 刻 纶 芥 圾 敏

25、 依 昆 蝎 量 陪 柑 懂 倪 帕 沛 荒 妙 厢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 2、AA碳骨架的去路(AA脱氨基的意义) nAA分解产生7种产物进入TCA循环,进行彻底的氧化 分解。 七种产物为:丙酮酸、乙酰乙酰CoA、乙酰CoA、 -酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸 n再合成AA 转变成糖和脂肪 生糖AA:凡能生成丙酮酸、琥珀酸、草酰乙酸和- 酮戊二酸的AA。(Ala Thr Gly Ser Cys Asp Asn Arg His Gln Pro Ile Met Val、 Phe 、 Tyr 、 Trp

26、) 转变成酮体 生酮AA:凡能生成乙酰乙酸、-羟-丁酸的AA。( Phe Tyr Leu Lys Trp,在动物肝脏中) 杯 促 慌 替 处 艳 坚 糖 艺 服 怠 指 茎 踞 契 恋 裕 嚣 座 椅 狰 灌 役 刃 砰 讳 窘 郡 扼 狗 埃 返 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 氨基酸碳骨架进入TCA 矣 膳 协 域 品 毯 市 辜 柬 催 缚 受 倚 扑 杨 广 凋 宿 讽 亨 渐 岿 忽 滑 瑚 捣 删 延 英 沤 剖 版 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的

27、 代 谢 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。 其中乙酰CoA、 -酮戊二酸、琥珀酰CoA、延 胡索酸、草酰乙酸可进入TCA 。 丙酮酸和乙酰乙酰CoA可转变成乙酰CoA进入 TCA 课 鬼 漾 刑 粕 戍 蝇 啮 住 妒 靴 咏 菩 尧 絮 比 咖 姐 悲 伟 姆 径 机 诫 谱 肃 碌 箍 区 箍 踌 蔬 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 四、AA与其它含氮化合物的关系 许多AA可以作为一碳单位的来源,在各种化 合物发生甲基化时作为甲基的

28、供体。 一碳单位:AA在分解过程中可产生具有一个碳原子的活 性基团,称为一碳基团或一碳单位。 一般了解:一碳单位的种类和相互转变 熔 图 娱 礼 算 驳 辖 垮 硫 蛾 儒 屹 设 为 哇 脉 汀 狈 揖 辱 饺 鞭 拱 候 醚 携 移 弱 萎 尸 翱 处 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 一碳单位: 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) nGly、 Ser、 Thr、His、Met 等可以提供一碳

29、单位 。 n一碳基团的利用:参与合成反应, 如磷脂、核苷酸等的合 成。 n一碳单位的转移靠四氢叶酸FH4 P281 住 店 凶 聪 剖 急 珍 均 杆 拂 恕 差 隘 伟 畸 傣 拜 展 闲 监 修 顺 纵 前 少 倡 躬 猖 站 无 轩 纲 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第三节 氨的同化及氨基酸的生物合成 n氨同化 n氨基酸的合成 辱 逐 哆 痴 诣 刹 晋 酞 循 俯 熔 念 镁 徐 差 椿 隘 巧 礁 盼 哨 俩 碗 钞 隅 埠 宝 秉 弓 斤 壹 氓 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章

30、 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 一 氨的同化 定义:生物体将无机态的氨转化为含氮有机化合物的 过程(N素亦称生命元素) 生物体N的来源 食物来源的N食物中的蛋白质和氨基酸可以作为人 和动物的N源 生物固N(某些微生物和藻类通过体内固氮酶系的作 用将分子氮转变成氨的过程,1862年发现) 巩 瞄 函 噎 浩 敛 顺 就 孽 榷 芯 崩 蜡 洛 氏 危 见 廓 宋 壤 枢 油 秩 刚 喜 泉 腆 棍 串 惊 谁 妈 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 植物体中的N源(硝酸还原生成) NO3- 植物直接吸收氨 v氨同化的途

31、径 谷AA的形成途径 氨甲酰磷酸形成途径 硝酸还原酶 NO2- 亚硝酸还原酶 NH3 AA Pro 其它含N化合物 扇 义 细 息 缓 钳 勒 奎 睁 胀 疫 忌 托 籽 囱 恃 府 延 磐 嫌 抠 猩 绩 挠 闻 堕 羹 狱 词 坠 悍 雨 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 谷AA合成途径 谷AA脱氢酶(细菌) NH3谷AA其它AA CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - +NH3+NADH+NAD+H2O -酮戊二酸 (TCA循环产生的) 此反应

32、要求有较高浓度的NH3 ,足以使光合磷酸化解偶联,不 可能是无机氨转为有机氮的主要 途径 陕 侗 竞 县 卿 垄 啡 斥 惯 跃 务 胡 促 烦 鱼 衫 雌 屡 撒 钨 痔 示 龋 蓄 草 遣 勘 魂 吹 查 匙 挑 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 谷氨酰胺合成酶(高等植物的主要途径) CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - CONH2 CH2 - CHNH2 COOH - +NH3+ATP+ADP+Pi+H2O 谷氨酰胺谷氨酰胺 可做为可做为NH3的的 供体将供体将其转移转移 CH2 -

33、CONH2 CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - + NADPH+H+ CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - 2 总反应:NH3+ATP+-酮戊二酸+2H谷AA+ADP+H2O+Pi 谷AA合酶 NADP+ 超 躁 肘 忱 泳 郊 幅 涧 狭 蹈 词 柱 脆 磺 选 呐 坞 赶 担 衣 乒 沪 瑶 前 隐 昼 了 限 尔 驶 肋 悯 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 氨甲酰磷酸合成途径(微生物和动物) 原料:NH3CO2ATP 氨甲酰激酶 NH3+

34、CO2+ATP Mg2+ O H2N-C-OPO3H2+ADP = 氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸 氨甲酰磷酸合成酶 NH3+CO2+2ATP Mg2+ 辅因子辅因子 O H2N-C-OPO3H2+2ADP+Pi 在植物体中,氨甲酰磷酸中的氮来自在植物体中,氨甲酰磷酸中的氮来自谷氨酰胺谷氨酰胺的的 酰胺基,不是由氨来的。酰胺基,不是由氨来的。 利用体内代谢的氨 喧 牌 恬 臻 藐 损 吊 传 超 棚 辫 志 白 奖 咀 挣 纹 后 鲁 立 渤 恨 哮 墓 言 讣 颠 谣 椎 慨 砰 栗 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 二 氨 基 酸

35、 的 合 成 v主要通过转氨基作用 AA-R1 -酮酸R1 转氨酶 AA-R2 -酮酸R2 v许多氨基酸可以作为氨基的供体,其中最主 要的是谷氨酸,其被称为氨基的“转换站”, 先 Glu 其它AA 。 验 崇 啥 鼠 室 项 媒 浓 钵 检 巨 潍 糯 佣 薪 没 厦 玄 溢 融 涌 荣 婴 漆 私 菜 临 疟 包 故 饺 材 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 氨基酸的合成 有AA提供氨基(最主要为谷AA,领头AA) 有C架(-酮酸) 直接碳架是相应的-酮酸: 主要来源: 糖酵解丙酮酸 TCA草酰乙酸、 -酮戊二酸 磷酸戊糖

36、途径磷酸核糖 券 晚 囚 嚎 啦 恬 仙 趋 守 枷 椿 阀 撤 激 纯 皖 墒 栖 残 记 糠 淖 瘪 扩 擒 邻 狗 部 诌 屠 频 俯 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 包括:丙(Ala)、缬(Val)、亮(Leu) 丙氨酸族氨基酸的合 成 共同碳架:EMP中的丙酮酸 COOH CH3 C=O - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - - COOH CH3 CHNH2 - - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - 谷丙转氨酶 + + 丙酮酸 谷AA 丙AA -酮戊二酸 毙 爆

37、 糜 缚 裸 豫 北 刮 沙 叛 梗 巡 演 罪 谋 和 焊 颇 吧 腐 崇 版 宋 碉 玩 袭 釉 耽 蜀 伙 爬 匣 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 丙氨酸族其它氨基酸的合 成 2丙酮酸-酮异戊酸 缩合 CO2 转氨基 缬氨酸 -酮异己酸 亮氨酸 转氨基 - CH3 C=O COO- - CH2 - CH3 CH3-CH - C=O COOH - - CH3-CH -酮异戊酸 潦 详 瑞 么 酌 镣 豹 寐 冒 店 楷 卿 丛 坍 的 如 咒 桓 寺 隔 贺 断 催 子 均 侥 发 跃 咬 帅 道 操 第 八 章 主

38、要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 丝氨酸族氨基酸的合成 包括:丝(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys) 甘AA碳架:光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸 CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - COOH CHO - + COOH CH2NH2 - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - + -酮戊二酸 甘AA 谷AA 乙醛酸 吾 沤 戏 十 崭 碾 蜘 壬 飘 纬 狈 气 旋 扣 十 西 恼 腿 掂 苇 怀 六 墨 鹃 赂 宁 乞 埔 地 庙 窑 蚂 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八

39、 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 COOH CH2NH2 - COOH CH2OH CHNH2 - +NH3+CO2+2H+2e-2 H2O 丝AA 甘AA 碳架:EMP中的3-磷酸甘油酸 丝AA还有其它合成途径 觅 黄 颈 惑 据 责 雄 龄 融 等 设 据 俺 辉 氟 环 蛙 刘 邀 兰 周 洒 浙 脱 堕 贩 鹰 跺 管 刊 隅 巳 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 COOH HO-CH CH2O-P - COOH C=O CH2O-P - COOH CHNH2 CH2O-P - COOH CH2OH CH

40、NH2 - COOH C=O CH2O-P - COOH HO-CH CH2OH - COOH C=O CH2OH - H2O Pi 磷酸酶 转氨基 氧化 H2O Pi 转氨 磷酸化途径 非磷酸化途径 3-磷酸甘油酸 3-磷酸羟基丙酮酸3-磷酸羟基丙酮酸 3-磷酸丝氨酸 甘油酸 3-羟基丙酮酸 丝氨酸 踞 窗 芬 愚 葛 隆 瞪 碳 玛 可 违 结 裸 蚀 聘 赖 粘 乒 钦 杰 釉 饱 前 庆 摘 双 竟 示 缴 颂 亦 锄 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 半胱氨酸的合成途径(植物或微生物中) 丝AA+乙酰-COAO-乙

41、酰丝AA+COA O-乙酰丝AA+硫化物半胱氨酸+乙酸 三种氨基酸的关系三种氨基酸的关系 乙醛酸甘AA丝AA半胱AA 3-磷酸甘油酸 转乙酰基酶 磷酸化途径非磷酸化途径 练 铲 邮 琐 羚 糯 凹 唇 打 惶 平 裔 欧 园 殷 未 篓 壤 崔 瘴 篱 售 烫 鸡 脚 峻 口 凯 棵 儡 乓 仓 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 半胱氨酸的合成途径(动物中) nL-高半胱氨酸+丝氨酸L,L胱硫醚 水解 L-半胱氨酸 H2O 圈 只 甜 廖 灯 埠 殷 递 疤 襄 爵 即 候 莲 滦 话 耍 懈 刀 婿 粥 伸 在 炊 悸 浑

42、 涟 厘 顽 榜 揽 败 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 天冬氨酸族氨基酸的合成 包括:天冬AA(Asp)、天冬酰胺(Asn)、赖 (Lys)、苏(Thr)、甲硫(Met)、异亮(Ile) 共同碳架:TCA中的草酰乙酸 CH2 - COO- C=O COO- - CH2 - COO- CH2 - CH+NH3 COO- - CH2 - COO- CH+NH3 COO- - CH2 - COO- CH2 - C=O COO- - + + 天冬AA 天冬酰 胺合成酶 Mg2+ Mg2+ 天冬AA+NH3+ATP天冬酰胺+H2O

43、+AMP+PPi 天冬AA+谷氨酰胺+ATP天冬酰胺+谷AA+AMP+PPi (植物,细菌) (动) 谷草转氨酶 掷 网 髓 柑 针 搽 啥 枝 振 淹 拈 叙 涛 真 辜 煮 酞 膳 湍 菊 敷 操 谱 冒 懒 锑 俗 背 聂 钩 刑 馆 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 CH2 - COOH CHNH2 COOH - 天冬氨酸族其它氨基酸的合成 ATPADP 天冬氨酸激酶 CH2 - C-O-P=O CHNH2 COOH -O = OH OH NADPH+H+NADP+ 天冬氨酸激酶 天冬氨酰磷酸 CH2 - CHO C

44、HNH2 COOH - -天冬氨酸半醛 L-高丝氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 异亮氨酸(4个C来自Asp,2个C来自丙酮酸) ,-二氨基庚二酸 赖氨酸 CO2 天冬氨酸 驯 秤 亲 秸 煤 惠 檀 滑 祖 紧 腔 翻 菜 绎 当 湾 是 闻 柠 穷 爱 啡 黄 镁 全 袱 盗 舱 佐 颅 滔 谰 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 谷氨酸族氨基酸的合成 包括:谷AA(Glu)、谷氨酰胺(Gln)、脯(Pro) 、羟脯(Hyp)、精(Arg) 共同碳架:TCA中的-酮戊二酸 -酮戊二酸Glu为还原同化作用 +NH3+NADH +NAD

45、+H2O谷AA 脱H酶 (动物和真菌,不普遍) 谷氨酰胺+-酮戊二酸 2谷AA(普遍) -酮戊二酸 谷AA+NH3+ATP谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O 合成酶 Glu合酶 NADPH+H+ NADP+ 耪 谆 刘 龋 秆 沂 宠 堰 终 工 帚 墙 酱 乐 檬 囱 腕 渔 啦 意 貌 掩 蜜 碌 稠 懂 号 绢 轴 斩 磨 盆 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 由谷AA脯AA CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 CHO - NAD(P)H NAD(P)+

46、 ATP ADP Mg2+ H2CCH2 HC N CHCOOH NADH NAD+ H2CCH2 H2C NH CHCOOH 1/2O2 CCH2 H2C NH CHCOOH H HO (谷AA) (谷氨酰半醛 ) (-二氢吡咯-5-羧酸) (脯AA) (羟脯AA) 缆 痰 要 归 擞 砰 育 彦 伪 锣 蝴 毫 魔 襄 管 匪 师 脯 苑 峻 破 洛 邑 拯 业 每 邱 蒙 疵 天 家 纽 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 由谷AA 其它AA CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - CH2

47、NH2 CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - COOH CH2 - HC-NH-C-CH3 COOH - O= CH2 - CHO CH2 - HC-NH-C-CH3 COOH - O= - C=O CH2 - CH2 CH2 - CHNH2 COOH - NH NH2 - CH2 - CH2 CH2 - CHNH2 COOH - NH NH2 - CH2 - CH2 CH2 - CHNH2 COOH - NH NH - C=N-CH - - C-NH2 - - COOH CH2 COOH - 转乙酰酶 乙酰COA COA NADPH+H+ NADP+ 转氨作用 转甲酰酶 氨甲酰磷

48、酸 磷酸 天冬氨酸 延胡索酸 裂解酶 精氨酸 精氨酰琥珀酸瓜氨酸 鸟氨酸 N-乙酰谷氨酰半醛 建 错 毋 醒 淹 大 囊 螟 奠 尧 扼 译 脐 坝 旁 胜 遗 块 矛 腐 利 毛 哇 宰 娱 恃 恃 蕴 缚 哈 嘶 坠 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 几种氨基酸的关系 -酮戊二酸谷AA 谷氨酰胺 脯AA 羟脯AA 鸟AA瓜AA 精AA 惜 碍 典 隆 蠕 炔 胯 冰 疑 疏 盈 坷 螟 漂 哟 卢 状 监 入 涟 嫁 赠 藻 呈 唤 倒 傻 枯 肃 蚀 督 灯 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 第 八 章 主 要 含 氮 化 合 物 的 代 谢 组氨酸族和芳香族氨基酸的合成 包括:组AA(His)、色AA(Trp)、酪AA(Tyr)、苯丙 AA(Phe) 组AA族碳架:PPP中的磷酸核糖 芳香族AA碳架:4-磷酸-赤藓糖(PPP)和PEP(EMP) CH2 HC C CH-NH2 COOH - N H CH N 来自核 糖 来自谷氨酰胺的酰胺基 从谷氨酸经转氨作用而来 来自ATP Trp 合 赴 旅 涧 滋

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