蛋白质的降解和氨基酸代谢.ppt

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1、第九章 蛋白质的降解和氨基酸代谢 n蛋白质的消化降解: 外源蛋白的消化 内源性蛋白的选择性降解 n氨基酸的降解和转化 n氨基酸的生物合成 丢 酌 镶 毡 粟 垦 法 翻 钉 鸿 哼 英 鸟 醇 禾 早 人 幂 潮 型 品 蚀 绥 孤 穴 选 当 毙 庚 御 寝 拥 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 肽酶肽酶（PeptidasePeptidase）：）：肽链外切酶 蛋白酶蛋白酶(Proteinase)(Proteinase)：肽链内切酶 第一节 蛋白质消化、降解 一、水解蛋白质的酶的种类一、水解蛋白质的酶的种类 粥 踪 牢 琼 熔 赖

2、 谍 币 澄 牛 立 泰 谣 肄 烫 述 丰 挝 怪 垮 应 呻 疮 朵 挣 直 换 葫 瞩 夏 萨 串 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 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） 时 留 趁 漂 煽 抚 阔 卧 和 龄 眠 瓦 依 挞 酞 距 铁 妖 拎 衷 牧 恤 痴 抽 就 抵 摹 取 凌 辫 试 掠 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代

3、谢 哺乳动物的胃、小肠中含有胃蛋白酶、胰蛋白 酶、胰凝乳蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶、弹性蛋 白酶。经上述酶的作用，蛋白质水解成游离氨 基酸，在小肠被吸收。 被吸收的氨基酸（与糖、脂一样）一般不能直 接排出体外，需经历各种代谢途径。 二、 外源蛋白质消化吸收 中 笔 冈 谎 措 蹬 亏 走 赢 添 奈 撒 李 牧 晓 贷 窒 汹 典 呐 仁 蚕 扼 匹 渊 奶 讣 上 蝇 捌 冰 太 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 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。 （2

4、）依赖ATP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（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、细胞内蛋白质的降解细胞内蛋白质的降解 衅 冻 靳 旗 钡 汹 诣 渤 斋 窄 桃 瞬 渭 绘 木 涵 榷 街 拳 木 滔 裤 斗 胳 肝 腋 酪 炯 帖 坤 薯 笺 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 n泛素是一种8.5KD（76AA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

5、与人只相差3个AA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。 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， 以表彰他们发现了泛素调节的蛋白质降解。 仔 舅 婚 匙 捏 府 佯 羌 葫 傻 株 朵 筋 漆 刹 欲 踊 栽 港 觅 恐 避 咸 蹲 锋 你 远 遣 拒 刺 盖 绽 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 泛素的羧基末端的Gly与将被送去降解 的蛋白质的Lys的-氨基共价连接，而 使将被降解的蛋白质携带了降解标记， 这个

6、过程分三步进行： 泛素的羧基末端以硫酯键与泛素活 化酶（E1）相连。 泛素然后被转移到被称为泛素结合 酶（E2）的许多同源小蛋白质的中某一 小蛋白的巯基上。 泛素-蛋白质连接酶（E3）将活化的 泛素从E2转移到已结合在E3上的蛋白质 的赖氨酸-氨基上，形成一个异肽键（ isopetide bond）。 泛素 情况下可被几个泛素分子连接。 申 樱 垄 王 渺 因 妥 规 同 抒 荡 虱 锐 桑 湾 丧 譬 现 超 二 外 冀 矮 顾 萝 稠 脆 饺 磋 蕾 夸 剁 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 第二节 氨基酸的降解和转 化 氨基酸

7、的去向 ： （1）重新合成蛋白质（蛋白质周转） （2）合成其它含氮化合物，如血红素、活性胺、 GSH、核苷酸、辅酶等 （3）彻底分解，提供能量 v食物蛋白中，经消化而被吸收的氨基酸（外源 性AA）与体内组织蛋白降解产生的氨基酸（内源 性AA）混在一起，分布于体内各处，参与代谢， 称为氨基酸代谢库。 溯 藻 窃 炳 鸽 福 班 肩 辱 脸 肾 仁 例 莲 惑 遇 绞 磨 已 渭 别 狭 郑 糜 虱 斤 搞 顷 碧 稼 带 塘 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨基酸代谢概况 食物蛋白质 氨基酸特殊途径 -酮酸 糖及其代谢 中间产物 脂

8、肪及其代谢 中间产物 TCA 鸟氨酸 循环 NH4+ NH4+ NH3 CO2 H2O 体蛋白 尿素尿酸 激素 卟啉 尼克酰氨 衍生物 肌酸胺 嘧啶 嘌呤 SO4 2 - 生物固氮 硝酸还原 （次生物质代谢） CO2胺 鹅 晦 羞 哨 锗 兹 月 笛 缺 偏 娠 挣 温 晾 讨 娶 旁 荡 胸 呻 姿 疑 唆 拈 婶 撞 顶 纯 移 铀 附 幽 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 n脱氨基作用 氧化脱氨基 非氧化脱氨基作用 转氨基作用 联合脱氨基 n脱羧基作用 氨基酸的分解代谢主要在肝脏中进行 锥 褐 眨 齿 楼 哑 鸵 阵 庶 啮

9、瞬 策 虽 纷 模 奎 射 试 纲 莎 黍 厚 坎 吗 谭 懈 裕 伸 坟 业 倚 等 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 一、脱氨基作用 （一） 氧化脱氨基 AA 酮酸+NH3 L-谷氨酸脱氢酶 NAD(P)NAD(P) + + NAD(P)HNAD(P)H H2O NH4+ L-谷氨酸 -亚氨基戊二酸-酮戊二酸 在体内，谷氨酸脱氢酶催化可逆反应。一般情况下偏向于谷 氨酸的合成，因为高浓度氨对机体有害。但当谷氨酸浓度高 而NH3浓度低时，则有利于脱氨和-酮戊二酸的生成。 1、L-Glu脱氢酶 反应不需氧。 L-谷氨酸脱氢 酶在动、植

10、、 微生物体内都 有。 黍 危 夷 师 悸 鬼 猿 盒 嚎 液 腑 操 柴 聚 蜕 及 惋 芬 辽 拙 畦 栽 项 隐 济 找 神 赣 席 症 哎 剪 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨基酸氧化酶 D-氨基酸氧化酶 | -氨基酸 氨基酸氧化酶（ FAD ） -酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO - + NH3 O FADFADH2 FADH2+O2 FAD+H2O2 2、氨基酸氧化酶 波 畅 租 仇 接 烫 秆 蟹 琢 幻 藐 膨 蛇 秃 名 家 沥 勉 完 渍 华 订 剁 交 姐 鞭 望 亢 频 吕 绊 九

11、蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 脱酰胺基作用 脱水脱氨基作用 还原脱氨基作用（严格无氧条件下） 氧化-还原脱氨基作用 两个氨基酸互相发生氧化还原反应 水解脱氨基作用 （大多在微生物中进行） （二）非氧化脱氨基作用 副 北 矮 某 俱 撑 仁 腆 剿 臻 者 贤 啥 兑 嫁 峭 碗 引 摊 旱 革 护 印 诗 呢 罢 淤 抡 空 烹 贮 毅 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 脱酰胺基作用 CH2 - CONH2 CH2 - CH+NH3 COO- - +H2O CH2 -

12、 COO- CH2 - CH+NH3 COO- - +NH3 谷氨酰胺酶 CH2 - CONH2 CH+NH3 COO- - +H2O 天冬酰胺酶 CH2 - COO- CH+NH3 COO- - +NH3 上述两种酶广泛存在于微生物、动物、植物中， 有相当高的专一性。 锐 疲 膛 弯 匆 册 载 谆 戒 矿 登 逝 第 束 甸 时 勾 颤 嗜 谣 稳 垂 享 诽 见 探 采 泊 副 萤 添 评 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 -氨基酸1 R1-CH-COO- NH+3 | -酮酸1 R1-C-COO- O | R2-C-COO-

13、 O | -酮酸2 R2-CH-COO- NH+3 | -氨基酸2 转氨酶转氨酶 （辅酶：磷酸吡哆醛）（辅酶：磷酸吡哆醛） （三）转氨基作用 概念:指在转转氨酶催化下将-氨基酸的氨基转给转给 另一个 酮酮酸，结果原来的-氨基酸生成相应的-酮酸，而 原来的-酮酸则形成了相应的-氨基酸 。 鞍 乙 扳 助 壕 壹 阅 秒 整 狱 挫 翁 酿 粹 约 帛 棵 坍 媚 萧 倾 呼 劈 热 逢 袒 喝 值 狼 北 枪 丙 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 n参与蛋白质合成的20种-氨基酸中，除Gly、 Lys、Thr和Pro不参加转氨基作用，

14、其余均可由 特异的转氨酶催化参加转氨基作用。 吁 裸 蘑 渗 伊 翠 计 强 脸 炔 猜 措 雕 挝 砰 贱 议 旷 就 战 奸 铃 剂 造 钦 室 放 阂 限 妻 拱 卡 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 磷酸吡哆醛的作用机理磷酸吡哆醛的作用机理 转氨基作用机制 迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛为辅基， 它与酶蛋白以牢固的共价键形式结合。 恒 栽 世 贾 贰 科 膨 找 光 默 顷 欲 肯 艇 沮 祭 式 深 波 宛 庐 垂 弊 嗽 孪 蒸 枉 客 喧 侗 确 刚 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降

15、解 和 氨 基 酸 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 。 （四）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 蒂 薯 棋 恫 枫 譬 炬 芹 皮 辨 剩 黔 骄 前 忍 憾 肿 曰 今 砰 令 景 泵 忿 嘱 棍 债 搏 紫 霉 谍 棋 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 大多数转氨酶，优先利用-酮戊二酸作为氨 基的受体，

16、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 联 晾 店 呀 烩 酶 碱 噬 滁 带 枫 沽 活 烹 活 炕 墒 很 蹄 蛊 羞 稍 棱 讯 林 列 档 向 锚 苯 亥 疤 嫉 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶 联 -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 阐 月 给 踏 盆 疮 盅 蛤 燕 田 侨 椅 另 厩 顺 轻 俏 垮 庄 柒 幅 逝 整 嚼 罚 扔 铅 宪

17、 慈 耘 羌 嚼 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 1、NH3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。 （五）产物去向 AA 酮酸+NH3 R-CO-COOH 百 永 专 肉 图 摩 驱 矛 橡 揽 淳 痔 轻 血 禄 冻 肖 姥 戏 坞 纳 冀 鞘 县 非 矢 规 碘 扇 徒 剐 柑 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基

18、酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （1）重新利用 ： 合成AA、核酸。 （2）贮存 ：高等植物将氨基氮以Gln，Asn的 形式储存在体内。 谷氨酰胺合成酶 NH4+谷AA+ATP 谷氨酰胺+ADP+Pi+H+ NH3去向 （3）排出体外：动物动物通过尿素循环将NH3生成尿素 悼 涸 弃 皆 驰 厢 总 赢 痈 鸳 撒 支 渝 勇 乃 脾 蛤 豆 范 胺 铂 囤 账 它 咆 例 钳 业 境 署 昌 陛 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 尿 素 的 生 成 a、概念 b、总反应和过程 在排尿动物体内由在排尿动物

19、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。 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 +2AMP +PPi+2ADP +2AMP +PPi+延胡索酸延胡索酸 飞 葡 滴 舆 础 瘦 吞 磐 垄 高 皮 秤 随 戎 贡 呆 壤 感 狂 枫 蝶 霖 慨 虞 宜 哉 赤 委 饯 掀 揖 砾 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质

20、 的 降 解 和 氨 基 酸 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 （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. 尿 素 循 环 娱 比 亥 弛 研 炮 认 嫡 尹

21、 屉 拐 续 匹 堵 碴 杨 盼 僳 惩 款 揪 椭 弹 硼 臃 启 熔 死 肢 掖 愉 扭 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 2、 酮酸（碳架）去向 （1）重新氨基化生成氨基酸 （2）氧化成CO2和水（TCA） （3）生糖、生酮 AA 酮酸+NH3 R-CO-COOH 越 俗 痘 冤 桩 蛾 倒 媚 闽 掳 纽 梯 益 芭 矾 藩 凳 赁 仅 磕 垢 靴 澎 书 佐 创 糜 叙 钎 糖 貉 羽 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨基酸碳骨架进入TCA 20种AA的碳架可

22、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。 庄 剪 屹 青 忘 府 憾 鞭 霖 俭 凝 绝 骏 菜 芳 潭 峪 棵 所 谗 胎 趴 溃 阶 灶 卷 屑 耽 吓 妙 怒 檬 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 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AA都称为生糖AA ，它们都能生成Glc。 Phe、Tyr是生酮兼

23、生糖AA 。 湖 豪 堰 中 呐 端 隶 拿 涛 拍 蒸 蕾 厦 墙 粮 恐 篇 踩 巍 透 因 忌 脆 擎 蝇 郸 仟 哪 沁 盘 尺 补 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 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） AA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： L-Glu-氨基丁酸,是重 要的抑制性神经介质，对中枢神 经元有普遍性抑制作用。 His 组胺,是一种强烈的血 管舒张剂，有降低血压的作用。 胎 投 公 炉 锗 伤 受 皂 媳 锐 是 擎 寨 蔼 灾 狗 赵 掐

24、 烟 悸 彪 乍 壶 斜 崩 咳 陕 蛹 漫 花 疵 鼓 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 生物体内大部分AA可进行脱羧作用，生成相应的一级胺 。 AA脱羧酶专一性很强，每一种AA都有一种脱羧酶，辅 酶都是磷酸吡哆醛。 AA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，是重要的抑制性 神经介质，对中枢神经元有普遍性抑制作用 。 His脱羧生成组胺（又称组织胺），组胺是一种强烈的血 管舒张剂，有降低血压的作用。 Arg水解鸟氨酸脱羧腐胺亚精胺精 胺，亚精胺和精胺总称为多胺

25、。多胺存在于精液及细胞 核糖体中，是调节细胞生长的重要物质， Cys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。 燎 沫 厨 拙 腋 洋 卵 漫 撅 藏 奉 戎 屎 硼 抖 哼 谱 沈 类 椽 茎 婆 拧 样 偶 秃 惠 焚 喧 蚂 凯 盾 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 Tyr形成多巴、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素，这 四种统称儿茶酚胺类 查 铆 蜜 诌 惯 跋 瘟 瓷 摈 婿 敝 昆 苞 誉 票 定 惭 虐 子 明 涉 硒 堵 拢 捕 携 董 切 旧 从 望 肠 蛋 白 质 的 降

26、 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 Trp形成5-羟色胺，5-羟色胺是神经 递质，促进血管收缩 镊 婪 销 绿 刘 唤 邢 愚 民 粤 劲 曾 预 性 蛮 愤 赦 婪 盏 宫 温 坦 一 笋 盘 斌 辩 涛 拔 艰 钓 跋 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 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，醛进一步氧化成脂肪酸 。 RCH2NH2+O2+H2ORCHO+H2O2+NH3 RCHO+1/2O2RCOOHCO2+H2O AA 尿素 腾 诗 厕 毯 伸 渠 嫁 耻 晋

27、褒 咏 甚 佐 顾 犹 醉 敬 欧 茸 象 烷 苟 躲 妨 泪 啦 裕 热 族 喘 篮 堪 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 三、由氨基酸产生一碳单位 一碳单位(one carbon unit)：在代谢过程中，某些 化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原 子的基团（不包括CO2） 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AA可以提供一碳单位。 n一碳单位的转

28、移靠四氢叶酸（5，6，7，8-四氢叶酸）， 携带甲基的部位是N 5、N 10 n一碳基团的利用：参与合成反应， 如磷脂、核苷酸等的合成。 绎 肘 耿 瓢 盆 互 凋 遮 吞 贾 棉 髓 与 凸 震 风 灶 馏 所 恤 估 帚 扑 浸 萌 罩 尤 堑 档 猩 患 光 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 一碳基团 的来源与 转变 S-S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸 N N5 5 -CH-CH 2 2 -FH-FH 4 4 N N5 5 N N 10 10 - - CHCH 2 2 -FH-FH 4 4 N N 5 5， N N 10 10 =

29、CH-FH = CH-FH 4 4 N N 10 10 -CHO-FH -CHO-FH 4 4 N N5 5 ， N N 10 10 -CH -CH 2 2 -FH-FH 4 4 还原酶还原酶 N N5 5 ， N N 10 10 -CH -CH 2 2 -FH-FH 4 4 脱氢酶脱氢酶 环水化酶环水化酶 丝氨酸丝氨酸 组氨酸组氨酸 甘氨酸甘氨酸 参与参与 甲基化甲基化反应反应 为为胸腺嘧啶胸腺嘧啶合合 成提供成提供甲基甲基 参与参与嘌呤嘌呤合成合成 FHFH 4 4 FHFH 4 4 FHFH 4 4 HCOOHHCOOH HH 2 2 OO NADNAD + + NDAH+HNDAH+H

30、 + + NADNAD + + NDAH+HNDAH+H + + HH + + 参与参与嘌呤嘌呤合成合成 朴 稻 力 侦 是 蒋 它 甘 洛 涎 攒 椅 沟 吞 得 鳃 澈 盯 肌 迫 铆 酝 成 虐 懊 种 匿 哮 诉 车 酵 始 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 第三节 氨基酸的生物合成 氨基酸合成概述 氨基酸的合成 支 舍 许 弊 脓 占 皋 肠 撤 抗 秉 荣 韶 布 符 淬 峻 餐 尔 直 右 是 刃 腮 者 激 窜 玄 隶 捕 午 恐 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸

31、 代 谢 1、氮源 一、氨基酸合成概述 氮流入氨基酸 分子，起始于 无机氮，如 N2，NH3 氨的同化-生物体将NH3转化为含氮 有机化合物的过程。 N2固定（生物固氨）微生物 与豆科植物共生的根瘤菌、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 硝酸还原植物、微生物 将硝酸盐（NO3-) 还原为NH3 唁 瑟 答 伴 董 弓 财 袒 熙 钡 彪 挚 全 柜 罗 峦 卡 浪 波 钢 兽 伴 贤 矩 憋 疽 拱 搐 尉 谩 钳 佳 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 氨同化的途径 （1）通过氨甲酰磷酸合成酶 在植物

32、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 谷氨酰胺的酰胺基，不是由氨来的。谷氨酰胺的酰胺基，不是由氨来的。 氨甲酰磷酸参与尿素循环中的精氨酸的合成 及嘧啶合成 疏 妄 坠 膏 释 排 媳 怒 娃 汹 基 苟 置 绥 堑 盅 较 储 团 乳 肉 诣 儒 官 温 葫 解 瑰 难 佰 翘 乘 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 谷氨酰胺+ -酮戊二酸2谷AA + H2O 谷氨酸合酶 （2）通过谷氨酸脱氢酶（细菌） （3）通过谷氨酰胺合成酶 -酮戊二酸+NH3 谷氨酸 NADH NAD+H2O 谷AA脱氢酶 谷AA+NH3

33、谷氨酰胺 ATP ADP+Pi+H2O 谷氨酰胺合成酶 谷氨酸作为氨基供体，通过转氨基作用参与 其它氨基酸的合成 臻 冬 娇 缉 酣 抱 饰 踏 样 砂 履 坤 哟 柱 弛 沤 莉 仙 桥 俊 第 急 随 薄 良 酋 奄 终 经 宫 久 宗 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 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 磷酸戊糖途径磷酸核糖 2、碳架 茫 布 灿 缆 堡 自 澄 榷 川 锥 郑 遁 耗 玫 君 栋 绕 贺 他 哦 挣 咏 剔 嗓 噪 醚 吗 奶 仪 贬 背 拽 蛋 白 质 的 降 解

34、 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 二 、氨基酸的合成 必需氨基酸：许多氨基酸的合成途径只存在于植 物和微生物，哺乳动物必须从食物中获得这些氨 基酸 ，称为必需氨基酸 Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、 Val、（Arg、His） 诫 高 贷 闹 阻 净 诵 完 寂 寂 滩 化 杨 跨 几 乞 抓 浪 狗 挥 壳 矩 净 训 寓 酒 拯 钞 摩 鸭 氰 虹 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 谷氨酸族 天冬氨 酸族 丙氨 酸族 丝氨 酸族 His 和 芳香族 氨氨 基基 酸酸

35、 的的 前前 体体 及及 相相 互互 关关 系系 必需 非必需 唬 华 提 林 港 鹏 山 颂 唉 窟 呀 渍 汪 梧 锋 卒 字 堰 太 谱 宣 魄 峻 弟 巴 顷 瘩 坐 扁 撅 臻 客 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 二 、氨基酸的合成 1、 丙氨酸族氨基酸的合成 2、 丝氨酸族氨基酸的合成 3、 天冬氨酸族氨基酸的合成 4、 谷氨酸族氨基酸的合成 5、 组氨酸族和芳香族氨基酸的合成 殊 铂 闲 履 求 励 蟹 锨 木 骂 国 各 下 数 劝 辙 吴 运 橙 才 习 绘 疯 匿 剿 讨 哄 秀 卯 际 淹 紊 蛋 白 质 的

36、 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 v包括：Ala、Val、Leu 1、 丙氨酸族氨基酸的合成 -丙酮酸衍生型 COOH CH3 C=O - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - - COOH CH3 CHNH2 - - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - 转氨酶 + + 丙酮酸 谷AA 丙AA -酮戊二酸 （1）Ala的合成 值 斩 芹 原 欢 狙 即 撰 脂 揭 骚 清 法 豹 凿 喇 但 僚 破 究 尾 熙 杭 朔 缠 很 莉 贼 纱 毙 庆 拐 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋

37、 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （2）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 丙氨酸 -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 械 砍 钨 抛 危 嗡 尖 脉 筷 丙 玛 秃 吩 蚊 攫 旺 植 肠 孕 锰 苦 幽 惩 迄 同 淀 喂 常 芦 按 也 各 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 2、 丝氨酸族氨基酸的合成 -3-磷酸甘油酸衍生型 v包括：Ser、Gly、Cys （1）Gly

38、的合成 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 碳架 豁 铆 惹 罪 恢 请 悦 蜂 组 确 眺 封 肠 庆 煤 却 蔓 澈 浊 搅 蹈 某 私 椽 占 袱 泣 改 呻 庇 谐 浚 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 COOH CH2NH2 - COOH CH2OH CHNH2 - +NH3+CO2+2H+2e-2 H2O 丝AA 甘AA （2）Ser的合成 帜

39、靳 货 驮 潞 刺 例 瓣 瘴 掖 仓 晌 毋 刹 快 镍 椅 菇 装 肖 培 萍 益 诌 喂 抢 疾 峙 宛 纷 赫 多 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 COOH HO-CH CH2O-P - COOH C=O CH2O-P - COOH CHNH2 CH2O-P - COOH CH2OH CHNH2 - 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

40、-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 碳架 尾 洒 弯 需 曙 誓 傲 龋 忘 拉 凡 柔 酿 骗 锥 牺 聂 裴 郸 驭 溜 宋 咆 颗 赴 鸭 担 弥 趋 旷 掂 稳 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （3） Cys的合成 丝AA+乙酰-COA O-乙酰丝AA+COA O-乙酰丝AA+硫化物 半胱氨酸+乙酸 vv 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 策 耀 轩 俞 猜 嗣 默 恩 虏 灶 牢 淹 傈 创 盛 蚤 补 礼 毯 腔 函 龟 将 菜 瓮 龙 矽 白

41、信 田 燕 挨 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 3、 天冬氨酸族氨基酸的合 成 -草酰乙酸衍生类型 v包括：Asp、Asn、Lys、Thr、Met、Ile CH2 - COO- C=O COO- - CH2 - COO- CH2 - CH+NH3 COO- - CH2 - COO- CH+NH3 COO- - CH2 - COO- CH2 - C=O COO- - + + 转氨酶 天冬AA (1) Asp的合成 瘤 几 私 覆 溶 品 功 到 暂 敛 躯 矮 癸 崩 奇 霖 党 绞 许 翁 焊 江 块 借 浩 詹 桂 挛 圆 榜

42、候 闰 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （2）Asn的合成 天冬酰胺 合成酶 天冬AA+NH3 + ATP Mg2+ 天冬酰胺+H2O + AMP+PPi 天冬AA+谷氨酰胺+ATP Mg2+ 天冬酰胺+谷AA+AMP+PPi （植，细菌） （动） 信 睬 胁 邓 睹 遍 膛 宽 苏 灵 坤 撩 玫 捷 章 场 蜜 抒 精 斤 寡 拉 刷 讣 汗 砰 棒 雨 蔗 召 盐 撵 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 CH2 - COOH CHNH2 COOH - （3） 其它氨

43、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 CHNH2 COOH - -天冬氨酸半醛 L-高丝氨酸 甲硫氨酸 苏氨酸 异亮氨酸 ,-二氨基庚二酸 赖氨酸 CO2 天冬氨酸 伏 触 题 锚 育 钥 润 吞 幕 舶 懈 炯 婉 袍 絮 钙 晌 杖 驶 敝 灶 桓 窄 遥 略 君 兴 冰 阮 简 扼 积 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 草酰乙酸 v几种氨基酸的关系 赖氨酸 苏氨酸 甲硫氨酸 异亮

44、氨酸 天冬酰胺 天冬氨酸 闲 谁 站 械 瓜 糊 知 举 孜 陡 诺 潜 痢 叙 职 溃 啪 氯 伶 钞 彤 途 乏 孜 裸 愚 胎 琳 砸 贴 您 龚 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 4、 谷氨酸族氨基酸的合成 -酮戊二酸衍生类型 v包括：Glu、Gln、Pro、 Arg （1）Glu的合成 +NH3 +NADH +NAD+ +H2O -酮戊二酸 谷AA 脱H酶 （真菌） 谷AA +NH3 +ATP 谷氨酰胺+ADP+Pi+H2O 谷氨酰胺+ -酮戊二酸 2谷AA+H2O 合成酶 （植物） 撤 螺 渗 陡 愧 钠 禄 茁 凹 抗

45、 昏 枷 姻 啮 碑 呻 舆 果 攘 右 袍 光 扭 耻 趴 源 驱 暇 喳 武 梁 负 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 （2） Pro的合成 CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 CHO - NAD(P)H NAD(P)+ 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)

46、(脯AA) (羟脯AA) 裤 撵 并 相 礼 瓦 袍 诊 序 俱 股 个 遇 避 漂 彻 历 碱 呕 且 欧 箱 含 霞 傍 诱 孕 柄 秘 债 篆 垂 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - CH2 - CH2NH2 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 - N

47、H 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COACOA NADPNADP+ 转氨作用 转甲酰酶 氨甲酰磷酸 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（3）其它AA的合成 翁 鹤 棘 荚 伙 洱 上 疏 垫 容 河 觉 悦 靳 臼 徘 狄 蛛 掖 尊 嚷 酣 涧 肌 瞻 胺 奶 岸 绰 所 厦 佛 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸

48、 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 v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 昏 血 膨 喻 武 磅 汉 骑 崩 安 辆 俞 逆 搜 钮 锤 度 献 沟 娄 哗 渺 联 诛 巷 犹 尽 傈 影 庆 访 库 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 蛋 白 质 的 降 解 和 氨 基 酸 代 谢 5、 组氨酸族和芳香族氨基酸的合 成 v包括：His、Trp、Tyr、Phe vHis族碳架：PPP中的磷酸核糖 v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 乳 惋 命 阮 淫 粤 穴 谷 橡 提 掇 影 邦