中国农业大学生物化学--氨基酸的代谢

1、蛋白质 核酸 碳水化合物 脂类 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 构件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 电子传递链 氧化磷酸化 代谢终产物含氮终产物 ADP ATP TCA循环 H + e-o2+H2OCO2尿素循环？第十一章 蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢第一节 蛋白质的酶促降解第二节 氨基酸的降解与转化第三节 氮素循环第四节 氨基酸的生物合成细胞内蛋白质降解的意义: 组成防御机制 清除不正常的蛋白质 维持体内氨基酸代谢库 蛋白质前体的裂解加工第一节 蛋白质的酶促降解胞内蛋白质降解系统 溶酶体系统（酸性系统）包括多种小分子蛋白酶， 主要水解长寿命蛋白和外来

2、蛋白。 泛素系统（碱性系统）含有高分子量的蛋白复合物， 主要水解短寿命蛋白和反常蛋白。泛肽激活酶E1泛肽载体蛋白E2泛肽连接酶E3泛泛素素途途径径泛泛素素途途径径第二节 氨基酸的降解与转化 脱氨基作用脱氨基作用 氨基酸降解产物的去向氨基酸降解产物的去向氨基酸的降解： 脱去的氨基 尿素循环 碳骨架 TCA循环1 1、转氨基作用、转氨基作用 2 2、（谷氨酸的氧化）脱氨基、（谷氨酸的氧化）脱氨基 作用作用3 3、氨的去向、氨的去向-尿素循环尿素循环 4 4、氨基酸碳骨架的代谢氨基酸碳骨架的代谢 5、由氨基酸衍生的其他重要由氨基酸衍生的其他重要化合物化合物第二节 氨基酸的降解与转化 转氨基作用转氨基

3、作用通式：通式：氨基酸1 + -酮酸2 氨基酸2 + -酮酸1 1 1、转氨基作用、转氨基作用 转氨酶转氨酶氨基酸1 + -酮酸2 氨基酸2 + -酮酸1 一、转氨基作用一、转氨基作用转氨酶作用机理转氨酶作用机理转氨酶辅基转氨酶辅基 转氨酶辅基：转氨酶辅基：氨基酸1 + -酮酸2 氨基酸2 + -酮酸1 1 1、转氨基作用、转氨基作用 通过转氨基作用，细胞内的各氨基酸的氨基往往都转至-酮戊二酸形成谷氨酸 氧化脱氨基氧化脱氨基 联合脱氨基联合脱氨基2、脱氨基作用：、脱氨基作用：NAD(P) + NAD(P)H反应由L-谷氨酸脱氢酶催化。NH4+ 氧化脱氨基氧化脱氨基联合脱氨基作用：联合脱氨基作用

4、：NH4+联合脱氨基联合脱氨基（谷草转氨酶为中心）（谷草转氨酶为中心）氨基酸的降解： 脱去的氨基 谷氨酸谷氨酸 尿素循环 3、氨的去向氨的去向- -尿素循环尿素循环：定位：跨两个膜区：胞质和线粒体。直接前体：精氨酸。尿素循环尿素循环定位：跨两个膜区：定位：跨两个膜区： 胞质和线粒体胞质和线粒体。 直接前体：直接前体：精氨酸精氨酸。5 5、氨的去向、氨的去向-尿素循环尿素循环草酰乙酸草酰乙酸Asp延胡索酸延胡索酸精氨基精氨基琥珀酸琥珀酸 尿尿素素Arg鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸排氨作用：氨基酸的降解： 脱去的氨基 尿素循环 碳骨架 TCA循环4、氨基酸的碳骨架 的代谢： TCA 循环生糖氨基酸生糖

5、氨基酸 14种种生酮氨基酸生酮氨基酸 Leu（Lys）生糖生酮氨基酸生糖生酮氨基酸 IleLysPheTrpTyr1 1、转氨基作用、转氨基作用 2 2、（谷氨酸的氧化）脱氨基、（谷氨酸的氧化）脱氨基 作用作用3 3、氨的去向、氨的去向-尿素循环尿素循环 4 4、氨基酸碳骨架的代谢氨基酸碳骨架的代谢第二节 氨基酸的降解与转化5、由氨基酸衍生的由氨基酸衍生的 其他重要化合物其他重要化合物脱羧基作用脱羧基作用羟基化作用羟基化作用 5、 由氨基酸衍生的 其他重要化合物脱羧基作用：脱羧基作用：脱羧基作用：脱羧基作用：谷氨酸谷氨酸 氨基丁酸氨基丁酸色氨酸色氨酸 吲哚乙酸吲哚乙酸丝氨酸丝氨酸 乙醇胺乙醇胺

6、 胆碱胆碱赖氨酸赖氨酸 尸胺尸胺鸟氨酸鸟氨酸 腐胺腐胺羟基化作用：羟基化作用： 氨基酸脱羧基和羟基化作用与生物活性物质的产生。 由氨基酸降解而衍生的由氨基酸降解而衍生的其它重要化合物：其它重要化合物：生物体内物质的降解并非一个被动的消耗过程，而是一个主动的利用过程。蛋白质 核酸 碳水化合物 脂类 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 构件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 电子传递链 氧化磷酸化 代谢终产物含氮终产物 ADP ATP TCA循环 H + e-o2+H2OCO2尿素循环第十一章 蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢第一节 蛋白质的酶促降解第二节 氨基酸的降

7、解与转化第三节 氮素循环第四节 氨基酸的生物合成第三节第三节 氮素循环氮素循环 一、自然界的氮素循环一、自然界的氮素循环 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸还原作用三、硝酸还原作用 四、氨的同化四、氨的同化 一、自然界的氮素循环N2NH3生物生物 固氮固氮自生固氮利用光能进行氮素还原利用化学能进行氮素还原共生固氮 根瘤菌 根瘤氮肥固定的“工厂”：大豆根瘤豌豆根瘤 二、生物固氮1.1.生物固氮的概念和意义生物固氮的概念和意义 及类型及类型2.2.生物固氮反应及反应条件生物固氮反应及反应条件 一些微生物在常温常压下通过体内复杂的固氮酶系统把大气中的分子态氮转化为有机体可利用的氨态氮的作用过程。生物

8、固氮固氮酶复合体：固氮酶复合体：还原酶（铁蛋白）： 提供很强还原力的电子固氮酶（钼铁蛋白）： 利用高能电子将氮气还原为氨N2 +8H+ + 8e-+16ATP 2NH3+H2+16ADP+16Pi固氮酶复合体：还原酶（Fe蛋白）和（MoFe蛋白）ATP推动还原还原酶酶(Fe(Fe蛋白蛋白) )变构变构MoFe蛋白的空间结构褐色的为褐色的为Fe原子，原子，黄色的为黄色的为S原子原子无氧的固氮环境（1）高亲和力的细胞色素氧化，（2）束缚氧的豆血红蛋白，（3）可变的氧透过屏障。固氮反应所需条件： 充分的能量（充分的能量（ATPATP）供应；）供应； 强的还原剂；强的还原剂； 厌氧环境。厌氧环境。三、

9、硝酸还原作用： NO3 NO2 NH42e6e 硝酸硝酸 还原酶还原酶亚硝酸亚硝酸还原酶还原酶-+第三节第三节 氮素循环氮素循环 一、自然界的氮素循环一、自然界的氮素循环 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸还原作用三、硝酸还原作用 四、氨的同化四、氨的同化 四、氨的同化（一）谷氨酸的形成：1.2.（二）氨甲酰磷酸的形成： N2 NH4+？1. 谷氨酰胺合成酶途径转氨基作用转氨基作用谷氨酰胺谷氨酰胺合合 成成 酶酶 谷氨酸谷氨酸 合合 酶酶-酮戊酮戊二酸二酸Km(NH3)=1.1mM 2. 谷氨酸脱氢酶途径：(二)氨甲酰磷酸的形成：氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶:氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成

10、酶:尿素循环（体内氨的排出）谷氨酰胺提供氨基（氨的同化：嘧啶合成）第三节第三节 氮素循环氮素循环 一、自然界的氮素循环一、自然界的氮素循环 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸还原作用三、硝酸还原作用 四、氨的同化四、氨的同化 第四节：氨基酸的生物合成N2 NH3 Glu ?必需氨基酸与非必需氨基酸（哺乳动物） 转氨基作用： NH3氨基酸合成等氨基酸合成等 Glu Gln Glu -酮戊二酸酮戊二酸生物固氮 硝酸盐还原谷氨酸通过转氨基作用为氨基酸合成提供氨基(2) 在氨基酸的降解中， NH4 4脱至 -酮戊二酸形成Glu进入尿素循环。 +转氨基作用的意义：+(1) 在氨基酸的合成中，由Glu转氨

11、提供NH4 4。1、各种氨基酸的合成途径：(1)丙氨酸族丙氨酸族(2)丝氨酸族丝氨酸族(3)天冬氨酸族天冬氨酸族(4)谷氨酸族谷氨酸族(5)组氨酸组氨酸芳香氨基酸族芳香氨基酸族五、氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成: :芳香氨基酸族： 磷酸烯醇式丙酮酸磷酸烯醇式丙酮酸 4-磷酸赤藓糖磷酸赤藓糖 莽草酸莽草酸 分支酸分支酸苯丙氨酸苯丙氨酸 酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸酪氨酸酪氨酸+ +2、硫酸的还原：(1).硫酸离子的活化：硫酸离子的活化： 利用利用ATPATP形成形成 APS/PAPSAPS/PAPS； (2). APS/PAPS APS/PAPS 的还原的还原：第四节第四节 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成1、各种氨基酸的合成途径2、硫酸的还原3、氨基酸合成的调节：反馈调节反馈调节4 4、一碳单位第十一章 蛋白质的酶促降解 和氨基酸代谢第一节 蛋白质的酶促降解第二节 氨基酸的降解与转化第三节 氮素循环第四节 氨基酸的生物合成蛋白质 核酸 碳水化合物 脂类 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 构件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 电子传递链 氧化磷酸化 代谢终