中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)生物化學(xué)--氨基酸的代謝

1、蛋白質(zhì) 核酸 碳水化合物 脂類 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 構(gòu)件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 電子傳遞鏈 氧化磷酸化 代謝終產(chǎn)物含氮終產(chǎn)物 ADP ATP TCA循環(huán) H + e-o2+H2OCO2尿素循環(huán)？第十一章 蛋白質(zhì)的酶促降解 和氨基酸代謝第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解第二節(jié) 氨基酸的降解與轉(zhuǎn)化第三節(jié) 氮素循環(huán)第四節(jié) 氨基酸的生物合成細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解的意義: 組成防御機(jī)制 清除不正常的蛋白質(zhì) 維持體內(nèi)氨基酸代謝庫(kù) 蛋白質(zhì)前體的裂解加工第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解胞內(nèi)蛋白質(zhì)降解系統(tǒng) 溶酶體系統(tǒng)（酸性系統(tǒng)）包括多種小分子蛋白酶， 主要水解長(zhǎng)壽命蛋白和外來(lái)

2、蛋白。 泛素系統(tǒng)（堿性系統(tǒng)）含有高分子量的蛋白復(fù)合物， 主要水解短壽命蛋白和反常蛋白。泛肽激活酶E1泛肽載體蛋白E2泛肽連接酶E3泛泛素素途途徑徑泛泛素素途途徑徑第二節(jié) 氨基酸的降解與轉(zhuǎn)化 脫氨基作用脫氨基作用 氨基酸降解產(chǎn)物的去向氨基酸降解產(chǎn)物的去向氨基酸的降解： 脫去的氨基 尿素循環(huán) 碳骨架 TCA循環(huán)1 1、轉(zhuǎn)氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用 2 2、（谷氨酸的氧化）脫氨基、（谷氨酸的氧化）脫氨基 作用作用3 3、氨的去向、氨的去向-尿素循環(huán)尿素循環(huán) 4 4、氨基酸碳骨架的代謝氨基酸碳骨架的代謝 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節(jié) 氨基酸的降解與轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)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、轉(zhuǎn)氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶氨基酸1 + -酮酸2 氨基酸2 + -酮酸1 一、轉(zhuǎn)氨基作用一、轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨酶作用機(jī)理轉(zhuǎn)氨酶作用機(jī)理轉(zhuǎn)氨酶輔基轉(zhuǎn)氨酶輔基 轉(zhuǎn)氨酶輔基：轉(zhuǎn)氨酶輔基：氨基酸1 + -酮酸2 氨基酸2 + -酮酸1 1 1、轉(zhuǎn)氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用 通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用，細(xì)胞內(nèi)的各氨基酸的氨基往往都轉(zhuǎn)至-酮戊二酸形成谷氨酸 氧化脫氨基氧化脫氨基 聯(lián)合脫氨基聯(lián)合脫氨基2、脫氨基作用：、脫氨基作用：NAD(P) + NAD(P)H反應(yīng)由L-谷氨酸脫氫酶催化。NH4+ 氧化脫氨基氧化脫氨基聯(lián)合脫氨基作用：聯(lián)合脫氨基作用

4、：NH4+聯(lián)合脫氨基聯(lián)合脫氨基（谷草轉(zhuǎn)氨酶為中心）（谷草轉(zhuǎn)氨酶為中心）氨基酸的降解： 脫去的氨基 谷氨酸谷氨酸 尿素循環(huán) 3、氨的去向氨的去向- -尿素循環(huán)尿素循環(huán)：定位：跨兩個(gè)膜區(qū)：胞質(zhì)和線粒體。直接前體：精氨酸。尿素循環(huán)尿素循環(huán)定位：跨兩個(gè)膜區(qū)：定位：跨兩個(gè)膜區(qū)： 胞質(zhì)和線粒體胞質(zhì)和線粒體。 直接前體：直接前體：精氨酸精氨酸。5 5、氨的去向、氨的去向-尿素循環(huán)尿素循環(huán)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鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸瓜氨酸瓜氨酸排氨作用：氨基酸的降解： 脫去的氨基 尿素循環(huán) 碳骨架 TCA循環(huán)4、氨基酸的碳骨架 的代謝： TCA 循環(huán)生糖氨基酸生糖

5、氨基酸 14種種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、轉(zhuǎn)氨基作用、轉(zhuǎn)氨基作用 2 2、（谷氨酸的氧化）脫氨基、（谷氨酸的氧化）脫氨基 作用作用3 3、氨的去向、氨的去向-尿素循環(huán)尿素循環(huán) 4 4、氨基酸碳骨架的代謝氨基酸碳骨架的代謝第二節(jié) 氨基酸的降解與轉(zhuǎn)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脫羧基作用脫羧基作用羥基化作用羥基化作用 5、 由氨基酸衍生的 其他重要化合物脫羧基作用：脫羧基作用：脫羧基作用：脫羧基作用：谷氨酸谷氨酸 氨基丁酸氨基丁酸色氨酸色氨酸 吲哚乙酸吲哚乙酸絲氨酸絲氨酸 乙醇胺乙醇胺

6、 膽堿膽堿賴氨酸賴氨酸 尸胺尸胺鳥(niǎo)氨酸鳥(niǎo)氨酸 腐胺腐胺羥基化作用：羥基化作用： 氨基酸脫羧基和羥基化作用與生物活性物質(zhì)的產(chǎn)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：生物體內(nèi)物質(zhì)的降解并非一個(gè)被動(dòng)的消耗過(guò)程，而是一個(gè)主動(dòng)的利用過(guò)程。蛋白質(zhì) 核酸 碳水化合物 脂類 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 構(gòu)件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 電子傳遞鏈 氧化磷酸化 代謝終產(chǎn)物含氮終產(chǎn)物 ADP ATP TCA循環(huán) H + e-o2+H2OCO2尿素循環(huán)第十一章 蛋白質(zhì)的酶促降解 和氨基酸代謝第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解第二節(jié) 氨基酸的降

7、解與轉(zhuǎn)化第三節(jié) 氮素循環(huán)第四節(jié) 氨基酸的生物合成第三節(jié)第三節(jié) 氮素循環(huán)氮素循環(huán) 一、自然界的氮素循環(huán)一、自然界的氮素循環(huán) 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸還原作用三、硝酸還原作用 四、氨的同化四、氨的同化 一、自然界的氮素循環(huán)N2NH3生物生物 固氮固氮自生固氮利用光能進(jìn)行氮素還原利用化學(xué)能進(jìn)行氮素還原共生固氮 根瘤菌 根瘤氮肥固定的“工廠”：大豆根瘤豌豆根瘤 二、生物固氮1.1.生物固氮的概念和意義生物固氮的概念和意義 及類型及類型2.2.生物固氮反應(yīng)及反應(yīng)條件生物固氮反應(yīng)及反應(yīng)條件 一些微生物在常溫常壓下通過(guò)體內(nèi)復(fù)雜的固氮酶系統(tǒng)把大氣中的分子態(tài)氮轉(zhuǎn)化為有機(jī)體可利用的氨態(tài)氮的作用過(guò)程。生物

8、固氮固氮酶復(fù)合體：固氮酶復(fù)合體：還原酶（鐵蛋白）： 提供很強(qiáng)還原力的電子固氮酶（鉬鐵蛋白）： 利用高能電子將氮?dú)膺€原為氨N2 +8H+ + 8e-+16ATP 2NH3+H2+16ADP+16Pi固氮酶復(fù)合體：還原酶（Fe蛋白）和（MoFe蛋白）ATP推動(dòng)還原還原酶酶(Fe(Fe蛋白蛋白) )變構(gòu)變構(gòu)MoFe蛋白的空間結(jié)構(gòu)褐色的為褐色的為Fe原子，原子，黃色的為黃色的為S原子原子無(wú)氧的固氮環(huán)境（1）高親和力的細(xì)胞色素氧化，（2）束縛氧的豆血紅蛋白，（3）可變的氧透過(guò)屏障。固氮反應(yīng)所需條件： 充分的能量（充分的能量（ATPATP）供應(yīng)；）供應(yīng)； 強(qiáng)的還原劑；強(qiáng)的還原劑； 厭氧環(huán)境。厭氧環(huán)境。三、

9、硝酸還原作用： NO3 NO2 NH42e6e 硝酸硝酸 還原酶還原酶亞硝酸亞硝酸還原酶還原酶-+第三節(jié)第三節(jié) 氮素循環(huán)氮素循環(huán) 一、自然界的氮素循環(huán)一、自然界的氮素循環(huán) 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸還原作用三、硝酸還原作用 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. 谷氨酰胺合成酶途徑轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)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. 谷氨酸脫氫酶途徑：(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:尿素循環(huán)（體內(nèi)氨的排出）谷氨酰胺提供氨基（氨的同化：嘧啶合成）第三節(jié)第三節(jié) 氮素循環(huán)氮素循環(huán) 一、自然界的氮素循環(huán)一、自然界的氮素循環(huán) 二、生物固氮二、生物固氮 三、硝酸還原作用三、硝酸還原作用 四、氨的同化四、氨的同化 第四節(jié)：氨基酸的生物合成N2 NH3 Glu ?必需氨基酸與非必需氨基酸（哺乳動(dòng)物） 轉(zhuǎn)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 硝酸鹽還原谷氨酸通過(guò)轉(zhuǎn)氨基作用為氨基酸合成提供氨基(2) 在氨基酸的降解中， NH4 4脫至 -酮戊二酸形成Glu進(jìn)入尿素循環(huán)。 +轉(zhuǎn)氨基作用的意義：+(1) 在氨基酸的合成中，由Glu轉(zhuǎn)氨

11、提供NH4 4。1、各種氨基酸的合成途徑：(1)丙氨酸族丙氨酸族(2)絲氨酸族絲氨酸族(3)天冬氨酸族天冬氨酸族(4)谷氨酸族谷氨酸族(5)組氨酸組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-磷酸赤蘚糖磷酸赤蘚糖 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、硫酸的還原：(1).硫酸離子的活化：硫酸離子的活化： 利用利用ATPATP形成形成 APS/PAPSAPS/PAPS； (2). APS/PAPS APS/PAPS 的還原的還原：第四節(jié)第四節(jié) 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成1、各種氨基酸的合成途徑2、硫酸的還原3、氨基酸合成的調(diào)節(jié)：反饋調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)4 4、一碳單位第十一章 蛋白質(zhì)的酶促降解 和氨基酸代謝第一節(jié) 蛋白質(zhì)的酶促降解第二節(jié) 氨基酸的降解與轉(zhuǎn)化第三節(jié) 氮素循環(huán)第四節(jié) 氨基酸的生物合成蛋白質(zhì) 核酸 碳水化合物 脂類 生物大分子氨基酸 核苷酸 葡萄糖 脂肪酸/甘油 構(gòu)件分子 6-磷酸-葡萄糖 丙酮酸 共同降解物 乙酰COA 電子傳遞鏈 氧化磷酸化 代謝終