氨基酸和重要衍生物生物合成生物固氮作用本及专

1、氨基酸和重要衍生物生物合成生物固氮作用本及专l 不同生物合成氨基酸的能力不同。不同生物合成氨基酸的能力不同。l 凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。基酸，称为必需氨基酸。l 凡机体能自己合成的氨基酸称为非必需氨基凡机体能自己合成的氨基酸称为非必需氨基酸。酸。l 高等植物有能力合成自己所必需的全部氨基高等植物有能力合成自己所必需的全部氨基酸，而且既可利用氨又可利用硝酸作为合成氨基酸，而且既可利用氨又可利用硝酸作为合成氨基酸的氮源。酸的氮源。l 微生物合成氨基酸的能力有很大差异。微生物合成氨基酸的能力有很大差异。谷氨酸族（谷氨酸族（酮戌

2、二酸族）酮戌二酸族）天冬氨酸族（草酰乙酸族）天冬氨酸族（草酰乙酸族）丙酮酸族丙酮酸族磷酸甘油酸族磷酸甘油酸族芳香族芳香族组氨酸组氨酸17.1 脂肪族氨基酸的生物合成途径脂肪族氨基酸的生物合成途径 17.1.1 -酮戊二酸衍生类型酮戊二酸衍生类型谷氨酸谷氨酸类型类型 17.1.1.1 由由-酮戊二酸形成谷氨酸酮戊二酸形成谷氨酸l在动物体内：在植物，微生物等：l17.1.1.2 由由-酮戊二酸形成谷氨酰胺酮戊二酸形成谷氨酰胺l17.1.1.3 由由-酮戊二酸形成脯氨酸酮戊二酸形成脯氨酸l17.1.1.4 L-精氨酸的生物合成精氨酸的生物合成 L-赖氨酸的生物合成赖氨酸的生物合成 蕈类（和眼虫）由-

3、酮戊二酸合成L-赖氨酸的途径。l 这一族几种氨基酸的合成关系为：17.1.2 草酰乙酸衍生类型草酰乙酸衍生类型天冬氨酸类天冬氨酸类型型 17.1.2.1 天冬氨酸的生物合成天冬氨酸的生物合成17.1.2.2 天冬酰胺的生物合成天冬酰胺的生物合成l17.1.2.3 细菌和植物细菌和植物L-赖氨酸的生物合赖氨酸的生物合成成17.1.2.4 甲硫氨酸的生物合成甲硫氨酸的生物合成17.1.2.5 苏氨酸的生物合成苏氨酸的生物合成 异亮氨酸的生物合成异亮氨酸的生物合成 异亮氨酸的6个碳原子有4个来自天冬氨酸，只有2个来自丙酮酸，所以一般将异亮氨酸的合成列入天冬氨酸类型。但异亮氨酸的生物合成也可能为丙酮酸

4、衍生类型。同缬氨酸共同讨论。17.1.3 丙酮酸衍生类型丙酮酸衍生类型 17.1.3.1 丙酮酸的生物合成丙酮酸的生物合成17.1.3.2 缬氨酸和异亮氨酸的生物合成缬氨酸和异亮氨酸的生物合成17.1.3.3 亮氨酸的生物合成亮氨酸的生物合成17.1.4 -磷酸甘油酸衍生物磷酸甘油酸衍生物丝氨酸类丝氨酸类型型 17.1.4.1 丝氨酸和甘氨酸的生物合成丝氨酸和甘氨酸的生物合成l在大多数植物和微生物，其硫氢基主要来源于硫酸。在动物体内，硫氢基团主要来源于高半胱氨酸。l 大多数植物和微生物的半胱氨酸合成途径如图17-12所示。17.1.4.2 半胱氨酸的生物合面半胱氨酸的生物合面17.2 芳香族氨

5、基酸的生物合成l苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸合成的起始物为赤藓糖4磷酸和PEP.l莽草酸途径：以莽草酸为起始物直至形成分支酸分支酸当一段过程。l组氨酸的合成过程较复杂， 它的碳骨架主要来自磷酸戊糖形成途径的中间产物5-磷酸核糖磷酸核糖，反应的起始物为5-磷酸核磷酸核糖糖-1焦磷酸（焦磷酸（PRPP）。）。l还需要还需要ATP当当N-C基团。基团。l组氨酸当合成也可以认为是嘌呤核苷酸组氨酸当合成也可以认为是嘌呤核苷酸代谢的一个分支。代谢的一个分支。17.3.1 通过终端产物对氨基酸生物合成的通过终端产物对氨基酸生物合成的抑制抑制 1. 简单的终端产物抑制 : 可用下式表示17.3 氨基酸生物合成的调

6、节氨基酸生物合成的调节 2不同终端产物对共经合成途径的协调抑制不同终端产物对共经合成途径的协调抑制 谷氨酸形成谷氨酰胺谷氨酰胺合酶受到8种产物的反馈抑制。 3不同分枝产物对多个同工酶的特殊抑制不同分枝产物对多个同工酶的特殊抑制酶的多重性抑制。例如由赤藓糖-4-磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸形成三种芳香族氨基酸的途径。 4连续产物抑制连续产物抑制 枯草杆菌中芳香族氨基酸生物合成的反馈控制即属这种类型。l酶生成量的控制主要通过有关酶编码基酶生成量的控制主要通过有关酶编码基因活性的改变。因活性的改变。17.3.2 通过酶生成量的改变调节通过酶生成量的改变调节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成 l自然界中只有极少一部分微生物可以将自然界中只有极少一部分微生物可以将氮气逐步还原为氨而作为氮源。这种分氮气逐步还原为氨而作为氮源。这种分子态氮的生物还原作用称为生物固氮作子态氮的