生物化学第31章

1、第31章 氨基酸及其重要衍生物的生物合成 (biosynthesis of amino acids and its important derivates)一、概论一、概论二、脂肪族氨基酸的生物合成二、脂肪族氨基酸的生物合成三、芳香族氨基酸及组氨酸的生物合成三、芳香族氨基酸及组氨酸的生物合成四、氨基酸生物合成的调节四、氨基酸生物合成的调节五、氨基酸转化为其他氨基酸及其他代谢物五、氨基酸转化为其他氨基酸及其他代谢物一、概论必需氨基酸和非必需氨基酸 有些生物能够合成全部有些生物能够合成全部20种常见蛋白质氨种常见蛋白质氨基酸，而有些生物只能合成其中一部分种类的基酸，而有些生物只能合成其中一部分种类

2、的氨基酸，其余种类的氨基酸要靠从外界摄取。氨基酸，其余种类的氨基酸要靠从外界摄取。对于必需从外界摄取某些氨基酸才能正常生长对于必需从外界摄取某些氨基酸才能正常生长发育的生物来说，这些氨基酸为其必需氨基酸发育的生物来说，这些氨基酸为其必需氨基酸（essential amino acids），而自身能合成的氨），而自身能合成的氨基酸称为非必需氨基酸（基酸称为非必需氨基酸（nonessential amino acids ）。）。人的必需氨基酸 thr、lys、val、phe、trp、met、leu、ile、arg、his氨基酸生物合成的分族 蕈类、细菌、蕈类、细菌、眼虫眼虫 绿色植物绿色植物异亮氨

3、酸异亮氨酸氨基酸生物合成的分族氨基酸生物合成的分族20种氨基酸生物合成概貌 20种氨基酸生物合成概貌二、脂肪族氨基酸的生物合成（一）谷氨酸族氨基酸的生物合成（一）谷氨酸族氨基酸的生物合成glu、gln、pro、arg、lys谷氨酸生物合成谷氨酸合酶谷氨酸合酶 氨的同化中已介绍的通过谷氨酸脱氢酶合成氨的同化中已介绍的通过谷氨酸脱氢酶合成 谷氨酸。谷氨酸。 通过通过酮戊二酸和其他氨基酸的转氨反应酮戊二酸和其他氨基酸的转氨反应 合成谷氨酸。合成谷氨酸。谷氨酸和谷氨酰胺合成示意图由酮戊二酸合成脯氨酸-酮戊二酸酮戊二酸 谷氨酸谷氨酸 -谷氨酰磷酸谷氨酰磷酸谷氨酸谷氨酸-半醛半醛 - -二氢吡咯二氢吡咯-

4、5-5-羧酸羧酸 脯氨酸脯氨酸 激酶激酶 还原酶还原酶自发环化自发环化 还原酶还原酶精氨酸生物合成谷氨酸谷氨酸 n n 乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸 n n 乙酰乙酰 -谷氨酰磷酸谷氨酰磷酸 n n 乙酰谷乙酰谷氨氨酸酸 -半醛半醛 n n 乙酰鸟氨酸乙酰鸟氨酸 鸟氨酸鸟氨酸进入尿进入尿素循环素循环产生产生精精氨酸氨酸n n - -乙酰化乙酰化 激酶激酶 还原酶还原酶转氨酶转氨酶二、脂肪族氨基酸的生物合成（二）天冬氨酸族氨基酸的生物合成（二）天冬氨酸族氨基酸的生物合成asp、asn、met、thr天冬氨酸生物合成 谷草转氨酶谷草转氨酶天冬酰胺生物合成天冬酰胺合成酶天冬酰胺合成酶天冬酰胺合成酶天冬酰胺合

5、成酶 哺乳动物中哺乳动物中 细菌中细菌中二、脂肪族氨基酸的生物合成（三）丙酮酸族氨基酸的生物合成（三）丙酮酸族氨基酸的生物合成ala、val、leu、ile异亮氨酸由苏氨酸提供异亮氨酸由苏氨酸提供4个碳，个碳，丙酮酸提供丙酮酸提供2个碳个碳丙氨酸生物合成谷丙转氨酶谷丙转氨酶亮氨酸生物合成-异丙基异丙基苹果酸合酶苹果酸合酶-异丙基异丙基苹果酸异构酶苹果酸异构酶异丙基苹果酸异丙基苹果酸脱氢酶脱氢酶亮氨酸转氨酶亮氨酸转氨酶-酮异戊酸酮异戊酸 -异丙基苹果酸异丙基苹果酸-异丙基苹果酸异丙基苹果酸 -酮异己酸酮异己酸 亮氨酸亮氨酸二、脂肪族氨基酸的生物合成（四）丝氨酸族氨基酸的生物合成（四）丝氨酸族氨基

6、酸的生物合成ser、gly、cys丝氨酸和甘氨酸生物合成磷酸甘油酸脱氢酶磷酸甘油酸脱氢酶 磷酸丝氨酸转氨酶磷酸丝氨酸转氨酶丝氨酸丝氨酸转羟甲基酶转羟甲基酶磷酸丝氨酸磷酸丝氨酸磷酸酶磷酸酶甘油酸甘油酸-3-3-磷酸磷酸 3-3-磷酸羟基丙酮酸磷酸羟基丙酮酸3-3-磷酸丝氨酸磷酸丝氨酸 丝氨酸丝氨酸 甘氨酸甘氨酸半胱氨酸生物合成硫氢解酶硫氢解酶转乙酰基酶转乙酰基酶丝氨酸丝氨酸o o 乙酰丝氨酸乙酰丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸（植物或微生物）（植物或微生物）半胱氨酸生物合成（动物）（动物）胱硫醚胱硫醚 -水解酶水解酶胱硫醚胱硫醚 -合酶合酶高半胱氨酸高半胱氨酸 胱硫醚胱硫醚-酮丁酸酮丁酸半胱氨酸半胱氨酸硫

7、的同化（植物、微生物）（植物、微生物）硫的同化三、芳香族氨基酸及组氨酸的生物合成（四）芳香族氨基酸的生物合成（四）芳香族氨基酸的生物合成phe、tyr、trp见见p356图图31-20、p357图图31-21、p358图图31-22莽草酸合成或或磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸赤藓糖赤藓糖-4-4-磷酸磷酸3-3-脱氧阿拉伯庚酮糖酸脱氧阿拉伯庚酮糖酸-7-7-磷酸磷酸3-3-脱氧阿拉伯脱氧阿拉伯庚酮糖酸庚酮糖酸-7-7-磷酸合酶磷酸合酶莽草酸合成脱氢奎尼脱氢奎尼酸合酶酸合酶莽草酸莽草酸脱氢酶脱氢酶5-5-脱氢奎尼酸脱氢奎尼酸5-5-脱氢莽草酸脱氢莽草酸 莽草酸莽草酸3-3-脱氧阿拉伯脱氧阿拉伯

8、庚酮糖酸庚酮糖酸-7-7-磷酸磷酸脱氢奎尼脱氢奎尼酸脱水酶酸脱水酶从莽草酸合成分支酸莽草酸莽草酸 莽草酸莽草酸-5-5-磷酸磷酸3-3-烯醇式丙酮酸基烯醇式丙酮酸基莽草酸莽草酸-5-5-磷酸磷酸分支酸分支酸激酶激酶合酶合酶合酶合酶分支酸苯丙氨酸和酪氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸苯丙酮酸苯丙酮酸4-4-羟基苯丙酮酸羟基苯丙酮酸预苯酸预苯酸分支酸分支酸分支酸苯丙氨酸和酪氨酸分支酸分支酸预苯酸预苯酸苯丙酮酸苯丙酮酸苯丙氨酸苯丙氨酸4-4-羟基苯丙酮酸羟基苯丙酮酸酪氨酸酪氨酸变位酶变位酶 变位酶变位酶脱水酶脱水酶脱氢酶脱氢酶转氨酶转氨酶转氨酶转氨酶双功能酶双功能酶双功能酶双功能酶由苯丙氨酸合成酪氨酸组氨酸生物合成5-5-磷酸核糖磷酸核糖-1-1-焦磷酸焦磷酸atpn1-(5-磷酸核糖磷酸核糖)-atp n1-(5-磷酸核糖磷酸核糖)-amp组氨酸生物合成n1-(5-磷酸核磷酸核糖糖)-ampn1-5-磷酸核酮糖亚氨甲基磷酸核酮糖亚氨甲基-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酰胺核苷酸羧酰胺核苷酸n1-5-磷酸核糖亚氨甲基磷酸核糖亚氨甲基-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酰胺核苷酸羧酰胺核苷酸组氨酸生物合成n1-5-磷酸核酮糖亚氨甲基磷酸核酮糖亚氨甲基-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧酰胺核苷酸羧酰