氨基酸的合成代谢

第27章 氨基酸的生物合成,一、生物固氮,在固氮酶复合体的作用下，将氮气固定为NH3的过程。意义：将大气中的氮气转变成NH3，掺入生物分子,二、氨掺入生物分子的方式,氨的来源：固氮作用形成氨掺入生物分子的结果 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）通过谷氨酸掺入生物分子大肠杆菌：当NH4+浓度高时发生反应哺乳动物和植物：更倾向于发生脱氨基的逆向反映,（二）通过谷氨酰胺合成酶,（三）谷氨酸合酶催化的反应（植物和细菌）,（四）谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的联合作用为什么在氨浓度很低的情况下，仍能合成谷氨酸？,三、氨基酸的生物合成,1. 各种氨基酸碳骨架的来源：柠檬酸循环、糖酵解、戊糖磷酸途径的关键中间体2. 氨的来源：Glu和Gln的转氨基3. 起始物：-酮戊二酸，草酰乙酸，3-磷酸甘油酸，丙酮酸，PEP和赤藓糖-4-磷酸，核糖-5-磷酸,氨基酸合成的前体物质并不一定是氨基酸骨架分解代谢形成的物质。,（一）由-酮戊二酸形成的氨基酸1. 谷氨酸（1）酮戊二酸的氨基化（2）谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的联合作用2. 谷氨酰胺（1）谷氨酸的氨基化产生,3. 脯氨酸的合成谷氨酸的活化：,谷氨酰磷酸还原为半醛半醛环化、还原变为L-脯氨酸,4. Arg的生物合成谷氨酸通过5步反应形成鸟氨酸,鸟氨酸经过尿素循环的过程生成精氨酸,5. Lys的生物合成（蕈类和眼虫）,（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、谷氨酰胺的形成来源于氨基化反应，天冬氨酸，天冬酰胺的合成来源于转氨基,3. 赖氨酸的生物合成（植物、细菌）,4. 苏氨酸的生物合成,5. 甲硫氨酸,（三）由丙酮酸形成的氨基酸1. 缬氨酸的生物合成形成羟乙酰-TPP,形成-乙酰乳酸,形成-酮异戊酸,-酮异戊酸转氨基形成缬氨酸,2. 异亮氨酸的生物合成形成羟乙酰-TPP,形成-乙酰-羟丁酸,形成-酮-甲基戊酸,转氨基形成异亮氨酸,形成缬氨酸和异亮氨酸的分支点：羟乙酰TPP是和丙酮酸结合还是和-酮丁酸结合,3. 生成亮氨酸-异丙基苹果酸的生成，酮异己酸生成,-酮异己酸转氨基生成Leu,4. 丙氨酸的合成丙酮酸与谷氨酸转氨基反应,以丙酮酸形成氨基酸的总结1. 丙酮酸起到了提供羟乙基的作用2. 都是先形成相应的酮酸在转氨基变为氨基酸3. 氨基的供体是谷氨酸,（四）由甘油酸-3-磷酸形成的氨基酸1. 甘氨酸和丝氨酸的形成,甘油酸-3-磷酸脱氢为3-磷酸羟基丙酮酸,转氨基形成磷酸羟基丙氨酸（磷酸丝氨酸）,生成丝氨酸（磷酸丝氨酸水解）,丝氨酸转移走羟甲基形成甘氨酸转甲基酶：甲基载体：FH4,2. 半胱氨酸的合成植物微生物与哺乳动物合成路径不同两者碳骨架均来源于丝氨酸，但S原子，植物微生物来源于硫酸盐，哺乳动物来源于Met,（五）以PEP和赤藓糖-4-磷酸形成芳香族氨基酸分支酸的形成（三种芳香族氨基酸合成的分界点）,1. 色氨酸的形成,色氨酸各个骨架原子的来源1,6C：PEP2,3,4,5C：赤藓糖-4-磷酸7,8C：5-磷酸核糖-焦磷酸 PRPP其余部分来源于丝氨酸,2. 苯丙氨酸的合成分支酸形成预苯酸,预苯酸脱水脱羧形成苯丙酮酸,苯丙酮酸转氨基为苯丙氨酸,3. 酪氨酸的生物合成形成预苯酸,预苯酸脱氢、脱羧形成对羟基苯丙酮酸,转氨基形成酪氨酸,（六）组氨酸的生物合成,五、由氨基酸合成的其他生物分子,（一）卟啉的生成1. 血红素和叶绿素2. 合成过程（1）生成ALA,(2) 生成胆色素原（铅中毒）,(3)生成尿卟啉原III,(4)生成原卟啉IV,原卟啉的去路卟啉症：卟啉化合物或其前体堆积，尿液呈红色，皮肤对阳光过敏铁卟啉（血红素）降解产物：Fe2+，胆红素,（二）谷胱甘肽的生物合成1. GSH的生理意义A 抗氧化B 酶的活性中心C 维持红细胞等细胞的形态2. 生成过程：谷氨酸，半胱氨酸，甘氨酸依次连接形成三肽,（三）肌酸的生物合成1. 肌酸的