氨基酸的合成代谢

1、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

2、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

3、（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

4、，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 （

5、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：PEP 2,3,4,5C：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. 肌酸的生