含氮化合物代謝生物化學(xué)

1、1會(huì)計(jì)學(xué)含氮化合物代謝生物化學(xué)含氮化合物代謝生物化學(xué)第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解一、蛋白質(zhì)水解酶1.肽鏈內(nèi)切酶和外切酶肽鏈內(nèi)切酶：水解多肽鏈內(nèi)部肽鍵的酶。動(dòng)物消化酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等。肽鏈內(nèi)切酶又叫蛋白酶，廣泛地分布于各種生物中；植物中消化酶：木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶等。第1頁/共54頁肽鏈內(nèi)切酶專一性ABCD+H2O胰蛋白酶 B=Lys或Arg酶作用快; C=Pro時(shí)，酶作用受阻 A、C=Glu、Asp時(shí)酶促水解減慢； 胰凝乳蛋白酶B=Trp、Tyr或Phe時(shí)酶作用快； C=Pro時(shí)，酶作用受阻B=Met、Leu、His酶水解作用差 AB-COOH + HNH-CDE

2、酶 類 水解作用位點(diǎn)及酶作用特點(diǎn) 相鄰pro影響形成肽鍵時(shí)B提供COOH形成肽鍵時(shí)C提供NH2第2頁/共54頁H2N-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-C-NH-CH-COOHO=O=O=O=O=-CH2CH2-RRCHCH3CH3-OH-(CH2)CH2NH2-CH2SH-胃蛋白酶芳香族氨基酸的氨基形成的肽鍵胰凝乳蛋白酶芳香族氨基酸的羧基形成的肽鍵氨肽酶靠近氨基末端的肽鍵羧肽酶靠近羧基末端的肽鍵第3頁/共54頁2.肽鏈外切酶：從多肽鏈末端逐步水解肽鍵的酶 氨肽酶：專一性地從肽鏈的氨基端水解肽鍵。有多種。 羧肽酶：專一性地從肽鏈的羧基端水解肽鍵。有多種。第4

3、頁/共54頁第二節(jié) 氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化一、氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化途徑組織蛋白質(zhì)組織氨基酸降解合成分解-酮酸NH3胺CO2氨基酸糖 類脂 類氧 化尿 素酰 胺嘧 啶氨基酸組 胺腐 胺 醛酸-氨基丁酸CO2+H2O神經(jīng)遞質(zhì)含氮激素脫氨基作用脫羧基作用特殊代謝途徑第5頁/共54頁(二)脫羧基作用(一)脫氨基作用 2. 非氧化脫氨基3. 轉(zhuǎn)氨基作用(三)分解產(chǎn)物的去路1. 氧化脫氨基1、氨的去路2. 酮酸的去路3. 胺的去路4.氨基酸與一碳單位4、聯(lián)合脫氨基作用(decarboxylation)( deamination)第6頁/共54頁氧化脫氨基酶1.氧化脫氨基廣泛存在，活性高，最適pH值為7，輔助因子

4、NAD+或NADP+，只催化L-谷氨酸脫氫，不需氧，產(chǎn)物為-酮酸、NH4+，NADH或NADPH。(oxidative deamination)L-氨基酸氧化酶(FAD或FMN人)最適pH為10，生理pH條件下活性不高，僅作用L-氨基酸，需氧，產(chǎn)物-酮酸、氨和H2O2不是脫氨基主要方式。D-氨基酸氧化酶分布廣活性高，僅作用D-氨基酸，需氧，產(chǎn)物-酮酸、氨和H2O2但生物體的氨基酸主要由L-氨基酸組成，該E對生物無重要意義。L-谷氨酸脫氫酶-酮酸NAD(P)+NADPH+H+_NH3+R-CHCOO-_NHR-C-COO-_氨基酸氧化酶H2ONH3_OR-C-COO-+H+_氨基酸(自發(fā)進(jìn)行)酶

5、主要特征作用特點(diǎn)glutamate dehydrogenaseD-amino acid oxidses第7頁/共54頁NAD+NADH+H+谷氨酸脫氫酶HCOOHCH2_HC-NH2_ _CH2HCOOHHCOOHCH2_C=OCH2HCOOH_NADP+NADPH+H+ NH4+L-谷氨酸-酮戊二酸脊椎動(dòng)物的谷氨酸脫氫酶(GDH)由6個(gè)相同亞基組成，而野生植物(擬南芥和玉米)谷氨酸脫氫酶凝膠電泳(PAGE)指紋顯示兩種不同的亞基(GDH1,GDH2)，但每個(gè)GDH仍然含6個(gè)亞基。擬南芥和玉米中GDH同工酶：(GDH1)6 (GDH1)5 :(GDH2)1 (GDH1)4:(GDH2)2(GD

6、H1)3:(GDH2)3 (GDH1)2:(GDH2)4 (GDH1)1:(GDH2)5GDH屬于典型的多亞基、變構(gòu)酶：均受GTP，ATP和NADH的別構(gòu)抑制，而受GDP和ADP別構(gòu)激活。第8頁/共54頁2. 非氧化脫氨基包括：還原脫氨基、水解脫氨基、脫水脫氨基、硫解脫氨基裂解脫氨基還原脫氨基水解脫氨基苯丙氨酸-CH2-CH-COOHNH2-反肉桂酸-CH=CH-COOH苯丙氨酸解氨酶NH3氨基酸R-CH-COOHNH2-脂肪酸R-CH2-COOH + NH32H+ , 2e-裂解脫氨基氨基酸R-CH-COOHNH2-RCHOHCOOH羥基脂酸+ NH3+ H2O非氧化脫氨基作用多數(shù)存在微生物

7、中第9頁/共54頁3. 轉(zhuǎn)氨基作用常見的有谷草轉(zhuǎn)氨酶和谷丙轉(zhuǎn)氨酶氨基酸轉(zhuǎn)氨酶德輔酶為磷酸吡哆醛 ，酶活性中心反應(yīng)歷程為: 轉(zhuǎn)氨酶CHPO-氨基酸1H2N-C-HCOOHR-酮酸1O=C-HCOOHRH2N-C-HCOOHR-氨基酸2(aminotransferation)-酮酸2O=C-HCOOHRPH2N-CH2COOHH-C-NH2R+ O=CHPECOOHH-C -NCHPER+H-C=OCOOHRH2N-CH2PECOOHC NC-HHPER+COOHRC=OCOOHH-C-NH2RH2N-CH2PECOOHH-C -NCHPERCOOH C NCHHRPEO=CHPE第10頁/共54

8、頁4. 聯(lián)合脫氨基作用分兩種情況H-C-NH2COOHCH3丙氨酸-酮戊二酸COOHC=OCH2CH2COOH-NADH + H+NH3NAD+H2OH-C-NH2COOHCH2CH2COOH谷氨酸-COOHC=OCH3丙酮酸-轉(zhuǎn)氨酶與L-谷氨酸脫氫酶組成的脫氨基作用，廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中。(NADPH + H+NH3)(NADP+ +H2O)轉(zhuǎn)氨基作用的特點(diǎn)：已經(jīng)發(fā)現(xiàn)50多種;廣泛存在動(dòng)植物和微生物細(xì)胞質(zhì)及線粒體中;既能使-酮酸與-氨基酸相互轉(zhuǎn)變，平衡庫中各種氨基酸，又是必需氨基酸合成重要途徑。谷氨酸脫氫酶轉(zhuǎn)氨酶第11頁/共54頁腺嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基作用-氨基酸-酮戊二酸天門冬

9、氨酸草酰乙酸GOT-酮酸谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶腺苷酸代琥珀酸IMP延胡索酸AMP蘋果酸H2O腺苷酸脫氨酶NH3 腺嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基作用僅限于骨骼肌、心肌組織細(xì)胞的脫氨基方式，而不是通過聯(lián)合脫氨基的方式進(jìn)行。原因是這兩種組織中的谷氨酸脫氫酶含量較少活性低第12頁/共54頁(二)脫羧基作用胺CO2L-組氨酸脫羧酶組胺L-谷氨酸脫羧酶CO2-氨基丁酸R-CH2-NH2 + CO2脫羧酶R-CH-NH2COOH氨基酸C CNNCHHH-CH2-CH2-NH2C CNNCHHH-CH2-CH-NH2組氨酸COOH谷氨酸CH2CH2CH-COOHCOOHNH2CH2CH2CH2COOHNH2使血管舒張，降

10、低血壓，醫(yī)學(xué)認(rèn)為，過敏性鼻炎患者是因?yàn)轶w內(nèi)組氨產(chǎn)生過多，引起鼻道毛細(xì)血管擴(kuò)張，增加分泌，鼻涕較多之故。中樞神經(jīng)系統(tǒng)抑制性神經(jīng)遞質(zhì)癲癇病患者該種轉(zhuǎn)氨酶活性高-乙烯GABA可抑制該轉(zhuǎn)氨酶活性治療癲癇病。第13頁/共54頁氨基酸脫羧基后，產(chǎn)物為有機(jī)胺，多數(shù)具有很強(qiáng)的生理活性如：賴氨酸戊二胺(尸胺)，組氨酸組胺，酪氨酸酪胺；這些胺都具有強(qiáng)烈的生理作用，如組胺可降低血壓，酪胺可升高血壓等 。富含蛋白類食物腐敗后產(chǎn)生胺類物質(zhì)，誤食會(huì)引起食物中毒-惡心、頭暈、萎靡不振，嚴(yán)重者死亡。第14頁/共54頁(三)氨基酸分解產(chǎn)物的去路(1)形成尿素(鳥氨酸循環(huán))；(2)生成NH4+，(3)生成酰胺(Gln，Asn)；

11、(4)合成其他含氮化合物(5)重新合成氨基酸1.氨的去路第15頁/共54頁線粒體細(xì)胞質(zhì)氨甲酰磷酸CO2+NH32ADP+Pi2ATP鳥氨酸瓜氨酸Pi鳥氨酸瓜氨酸ATPAMP+PPi天冬氨酸精氨代琥珀酸合酶+H2O鳥氨酸循環(huán)精氨酸延胡索酸酶？酶？H2N-C-O-P=OO-O-ONH2(CH2)3CHNH2COOHC=NHH2NHOCHNH2NH(CH2)3COOHC=NHH2NNH(CH2)3CHNH2COOHC=ONH2CHHCCOOHCOOHNH(CH2)3CHNH2COOHCH2NN-CHCH2COOHCOOHH2N-CHCH2COOHCOOH精氨代琥珀酸第16頁/共54頁鳥氨酸循環(huán)的特點(diǎn)

12、和生物學(xué)意義：該循環(huán)又成為Krebs-尿素循環(huán)，特點(diǎn)為：a.循環(huán)從瓜氨酸合成開始，前兩步反應(yīng)在線粒體中進(jìn)行，后三步在細(xì)胞液中進(jìn)行；b.整個(gè)過程中有4種氨基酸參與：精氨酸、天冬氨酸、瓜氨酸和鳥氨酸；c.每合成1分子尿素消耗3分子ATP，4個(gè)高能鍵；尿素分子中兩個(gè)酰胺基，一個(gè)來自NH3，另一個(gè)來自天冬氨酸。NH3的固定發(fā)生在線粒體中。d.反應(yīng)過程的酶主要有：氨甲酰磷酸合成酶，氨甲酰磷酸轉(zhuǎn)移酶、精氨琥珀酸合成酶、精氨酸裂解酶；鳥氨酸循環(huán)主要發(fā)生部位是動(dòng)物肝臟，尿素最后通過尿液排泄，有利于解除NH3的毒性，同時(shí)伴隨CO2排出；在少數(shù)植物中，如馬勃、洋蕈等也能合成尿素，以解除NH3 毒性，因?yàn)楦邼舛鹊腘

13、H3 是解聯(lián)劑。生物學(xué)意義：第17頁/共54頁2. 氨基酸碳架-酮酸的去路苯丙氨酸酪氨酸賴氨酸亮氨酸色氨酸丙氨酸蘇氨酸甘氨酸絲氨酸半胱氨酸丙酮酸苯丙氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬酰胺異亮氨酸蛋氨酸纈氨酸谷氨酸精氨酸組氨酸脯氨酸谷氨酰胺檸檬酸草酰乙酸琥珀酰CoA-酮戊二酸乙酰CoA乙酰乙酰CoA延胡索酸(1)氧化分解CO2NADH/FADH2第18頁/共54頁(2)再合成氨基酸(3)生成糖或脂生糖氨基酸、生酮氨基酸NAD+NADH+H+HCOOHCH2_HC-NH2_ _CH2HCOOHHCOOHCH2_C=OCH2HCOOH_NADP+NADPH+H+NH4+ L-谷氨酸-酮戊二酸谷氨酸脫氫酶-氨基酸

14、1H2N-C-HCOOHR-酮酸1O=C-HCOOHR轉(zhuǎn)氨酶丙酮酸草酰乙酸丙氨酸天冬氨酸氨基酸脫氨基-酮酸糖異生途徑糖第19頁/共54頁糖異生途徑丙酮酸葡萄糖G-6-PF-6-PF-1,6-2P3-磷酸甘油酸2-磷酸甘油酸1,3-二磷酸甘油酸磷酸二羥丙酮3-磷酸甘油醛PEP6-磷酸葡萄糖酶果糖二磷酸酶乳酸線粒體丙酮酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸草酰乙酸ADP+PiCO2+ATP+H2ONADHNAD+NADHNAD+GTPGDP+PiCO2天冬氨酸Ala糖酵解途徑第20頁/共54頁氨基酸脫氨基產(chǎn)生的-酮酸，能夠轉(zhuǎn)變成丙酮酸、乙酰CoA或TCA中間產(chǎn)物，進(jìn)而生成糖或脂肪。大多數(shù)氨基酸可以使尿液中糖含量增

15、加，少數(shù)幾種可使葡萄糖和酮體的含量同時(shí)增加，而亮氨酸只能使酮體增加。氨基酸脫氨后的 -酮酸能沿糖異生途徑能夠轉(zhuǎn)變成糖氨基酸稱為生糖氨基酸，能夠生成酮體的，并按照脂肪酸代謝途徑分解的稱為生酮氨基酸。既能生成糖，又能生成酮體的稱為生糖兼生酮氨基酸。第21頁/共54頁名稱中間代謝物生糖/生酮名稱中間代謝物生糖/生酮Gly甘Ser絲Ala丙Thr蘇Cys半Glu谷His組Gys精Pro脯Val纈Met甲丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸丙酮酸-酮戊二酸-酮戊二酸-酮戊二酸-酮戊二酸琥珀酰CoA琥珀酰CoA生糖生糖生糖生糖生糖生糖生糖生糖生糖生糖生糖Asp天Trp色I(xiàn)le異亮Tyr酪Phe苯Lys賴Leu亮草酰乙

16、酸丙酮酸/乙酰乙酸琥珀酰CoA/乙酰CoA乙酰乙酸/延胡索酸乙酰乙酸/延胡索酸乙酰CoA乙酰乙酸/乙酰CoA生糖生糖/生酮生糖/生酮生糖/生酮生糖/生酮生糖/生酮生酮生糖與生酮氨基酸第22頁/共54頁3. 胺的去路(2)轉(zhuǎn)化為其它含氮化合物。胺可轉(zhuǎn)化為生物堿、生長刺激素等等。如色氨酸經(jīng)脫氨基后可生成植物生長激素吲哚乙酸。胺氧化酶R-CH2-NH2R-CH2-CHO +H2O2 + NH3O2H2OR-CH2-CHO醛氧化酶O2H2OR-CH2-COOH + H2O2 (1)氧化第23頁/共54頁二、個(gè)別氨基酸的分解代謝(一)甘氨酸的分解代謝CH2-NH2COOH甘氨酸1.脫氨基作用甘氨酸氧化酶

17、FADFADH2CH=NHCOOHH2ONH3CH2-NH2COOH甘氨酸-酮戊二酸CHOCOOH乙醛酸COOHCOOH草酸HCOOH甲酸氧化脫羧CO2氧化谷氨酸CHOCOOH乙醛酸甘氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)氨酶-酮酸-氨基酸第24頁/共54頁酪氨酸2.轉(zhuǎn)變其他化合物甘氨酸絲氨酸甘氨膽酸馬尿酸血紅蛋白乙醇胺膽堿肌酸嘌呤谷胱甘肽GSHGSSG谷氨酰-半胱氨酸合成酶谷胱甘肽合成酶Glu+Cys+2ATP2ADP+2Pi(二)芳香族氨基酸的分解代謝OHCH2CH-NH2COOHOHCH2CH-NH2H-OHOHCH2CH-NH2COOH-OHDOPA多巴多巴胺OHCH-OHCH-NH2H-OHOHCH-OH

18、CH-NH-CH3H-OH去甲腎上腺素腎上腺素+1/2O2CO2酪氨酸酶第25頁/共54頁OHCH2CH-NH2COOH-OHDOPAO2H2OOCH2CH-NH2COOH=O多巴醌黑色素NH-CH2-CH-COOHNH2NH-CH2-COOHNH-CH2-C-COOHO-酮戊二酸谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶CO2色氨酸吲哚丙酮酸吲哚乙酸CO2HN-CH2-CH2-NH2氧化植物生長素促進(jìn)高等植物發(fā)育激素之一。色胺第26頁/共54頁第二節(jié) 氨基酸的生物合成一、氮素循環(huán)氮素：蛋白質(zhì)、核酸、酶、部分激素(吲哚乙酸、胰島素)、維生素(VitB1B2B3B5B6)、葉綠素和血紅素元素組份。因此對于動(dòng)植物十分重要。N2

19、大量存在空氣中，但是動(dòng)植物不能直接利用。生態(tài)系統(tǒng)中的初級(jí)生產(chǎn)者-植物所必需的銨鹽、硝態(tài)鹽在自然界為數(shù)不多，限制生物的發(fā)展。只有將分子態(tài)氮進(jìn)行轉(zhuǎn)化和循環(huán)，才能滿足植物體對氮素營養(yǎng)需要。硝酸還原作用NO3-NO2-NH4+NO2-NON2ON2硝化作用反硝化作用固氮作用氨基作用有機(jī)態(tài)氮生物固氮占2/3工業(yè)固氮占1/3氮素循環(huán)第27頁/共54頁二、生物固氮生物固氮固氮酶的組成：有兩種成分，即鐵蛋白和鉬鐵蛋白，二者均為鐵硫蛋白，其中鐵蛋白的功能是接受供電子體的電子并轉(zhuǎn)移給鉬鐵蛋白，鉬鐵蛋白的功能是直接還原氮。供電子體是NADPH。該過程每還原1N2消耗大量12ATP。生物固氮生物固氮機(jī)理機(jī)理氧化態(tài)Fd

20、ox還原態(tài)Fdred3 NADPH+ H+3 NADP+鐵氧還蛋白12 ATP12 ADP+ Pi固氮酶N22 NH3鐵蛋白 鉬鐵蛋白第28頁/共54頁固氮酶作用特點(diǎn)：b.固氮需要ATP供能；a.需要嚴(yán)格的厭氧環(huán)境；c.需要較多的NADPH作還原；d.需要鉬和鐵元素。分為兩步：第一步硝酸還原酶催化NO3還原為NO2，第二步亞硝酸還原酶催化NO2還原為NH3。三、硝酸還原硝酸還原酶NO2 + H2ONO3+ 2H+ + 2e-NRNH3+ + H2O亞硝酸還原酶NiR第29頁/共54頁NiRRN催化硝酸根還原的電子供體為NADPH或NADH(高等植物、真菌、藍(lán)藻)。過程示意如下：NAD(P)HN

21、AD(P)+FADFADH22Cytb557red2Cytb557ox2Mn6+2Mn5+硝酸還原酶NRNO3NO2 + H2O亞硝酸還原酶作用時(shí)電子供體為還原態(tài)鐵氧還蛋白：2Fd-Fe3+2Fd-Fe2+光合環(huán)式磷酸化NO2NADP+NADPHNH4+葉片白質(zhì)體第30頁/共54頁是指將氨轉(zhuǎn)化為有機(jī)物中的氮的過程氨的同化有三條途徑(2)谷氨酸脫氫酶途徑 四、氨的同化作用(1)氨甲酰磷酸合成酶(CPSI)-酮戊二酸+NH3谷氨酸+H2O谷氨酸脫氫酶NADPHNADP+COOHC=OCH2CH2COOHCOOHHC-NH2CH2CH2COOH(見鳥氨酸循環(huán))(3)谷氨酰胺合成酶(glutamine

22、 synthetase,GS)第31頁/共54頁+NH3谷氨酸COOHHC-NH2CH2CH2COOHCOOHHC-NH2CH2CH2CONH2谷氨酰胺ATPADP+Pi谷氨酰胺合成酶-酮戊二酸COOHC=OCH2CH2COOH-谷氨酰胺H-C-NH2COOHCH2CH2CONH2-+2谷氨酸合成酶谷氨酸H-C-NH2COOHCH2CH2COOH-NAD(P)H+H+ NAD(P)+第32頁/共54頁五、氨基酸的生物合成2. 個(gè)別氨基酸的代謝磷酸戊糖途徑4-磷酸赤蘚糖4-磷酸核糖組氨酸色氨酸酪氨酸苯丙氨酸谷氨酸脯氨酸精氨酸谷氨(NH2)絲氨酸甘氨酸半胱氨酸天冬氨酸天冬酰氨賴氨酸蛋氨酸蘇氨酸異亮

23、氨酸纈氨酸亮氨酸丙氨酸葡萄糖3-磷酸甘油酸PEP丙酮酸-酮戊二酸草酰乙酸1. 轉(zhuǎn)氨作用谷氨酸-酮戊二酸-酮酸-氨基酸轉(zhuǎn)氨酶第33頁/共54頁六、氨基酸與一碳單位概念：一碳單位是指僅含一個(gè)碳原子的基團(tuán)。一碳單位可來源于甘氨酸、蘇氨酸、絲氨酸、組氨酸等，即在一碳單位轉(zhuǎn)移酶催化下由四氫葉酸(FH4)攜帶一碳單位，從一種化合物轉(zhuǎn)移到另一種化合物，進(jìn)而合成生物活性物質(zhì)，如腺嘌呤等。中文名稱 結(jié)構(gòu)式 與FH4結(jié)合形式 主要來源甲基 -CH3 N5-CH3-FH4 Met亞甲基 -CH2- N5N10-CH2-FH4 Ser次甲基 =CH- N5N10-CH=FH4 Gly,Thr羥甲基 -CH2-OH N

24、10-CH-OH-FH4 甲酰基 -CHO N10-CHO-FH4 Trp亞氨甲基 -C=NH N5-CH=FH4 Trp第34頁/共54頁FH4一碳基團(tuán)轉(zhuǎn)移酶HCOOH12345698710FH4攜帶甲基的部位是N5 ，N10位GlyCHOCOOHSerFH4N5 -CH2-OHFH4CNOHCCCNNCH2CHNHHCH2NHCONHCH CH2CH2COOHH2NCOOHN5N10=CH-FH4+H2O(四氫葉酸)第35頁/共54頁組氨組氨酸酸N5,N10=CH-FH4N5-CH=NHFH4N10-CHOFH4FH4嘌呤堿（嘌呤堿（C8）N10-CHOFH4嘌呤堿（嘌呤堿（C2）HCOO

25、HATP ADP+PiFH4N5,N10-CH2-FH4NADPH+H+NADP+胸嘧啶胸嘧啶甲基甲基N5-CH3FH4N5,N10-CH2-FH4還還原酶原酶+2H同型半胱氨同型半胱氨酸酸 FH4甲基B12蛋氨蛋氨酸酸腺苷移腺苷移換酶換酶S-腺苷蛋氨酸腺苷蛋氨酸ATPPPiPi甲基化甲基化物物第36頁/共54頁第三節(jié)核苷酸分解代謝核苷酸是核酸的基本組成單位，是生物體一類重要的生物小分子化學(xué)成分。幾乎所有化學(xué)反應(yīng)中，核苷酸都起著重要作用，主要表現(xiàn)在：合成DNA、RNA的前體；UDPG、ADPG是葡萄糖殘基的供體，用于合成多糖； CDP-甘油二脂、S-腺苷甲硫氨酸參與磷脂的合成；ATP生成與利用

26、是生物能的生成、儲(chǔ)存、轉(zhuǎn)運(yùn)的中心；NAD+、NADP+、HSCoA、FAD、FMN是酶的輔助因子；cAMP、cGMP是重要第二信使；GTP是生物大分子移位反應(yīng)的主要驅(qū)動(dòng)力。(自習(xí)為主，課堂僅講重點(diǎn))第37頁/共54頁1 、 核 酸 酶(nuclease)一、核酸的酶促降解DNA酶(deoxyribonuclease,DNase)RNA酶(ribonuclease,RNase)核酸內(nèi)切酶(endonuclease)核酸外切酶(exonuclease)按水解方式有：根據(jù)分解底物的不同可分為：按酶專一性有：隨機(jī)水解酶限制性內(nèi)切酶第38頁/共54頁EcoRIHaeIII-N-C-T-T-A-A -N-

27、G N-C-CN-G-G53 G-N- A-A-T-T-C-N-35G-G-NC-C-NN-C- T- T-A-A-G-NN-G-A- A-T-T- C-N5353N-C-C-G-G-NN-G-G-C-C-N5353粘性末端平末端特異性酶:限制性內(nèi)切酶，可識(shí)別DNA上的專一性位點(diǎn)，其堿基長度是48個(gè)堿基，將兩條鏈同時(shí)切開，可形成粘性末端(如EcoRI)或平末端(如HaeIII)，在基因工程中工具酶。第39頁/共54頁催化水解多核苷酸內(nèi)部的磷酸二酯鍵非特異性核酸酶：可水解DNA和RNA，產(chǎn)物為3-磷酸寡聚核苷酸(小球菌核酸酶)或5-磷酸寡聚核苷酸(鏈孢霉菌核酸酶)。 脫氧核糖核酸酶：水解DNA的

28、磷酸二酯鍵，產(chǎn)物為3-磷酸寡聚核苷酸(牛胰脫氧核糖核酸酶)或5-磷酸寡聚核苷酸(牛脾核糖核酸酶)。核酸外切酶核酸內(nèi)切酶蛇毒磷酸二酯酶RNADNA5-核苷酸(3-端逐個(gè)水解)牛脾磷酸二酯酶RNADNA3-核苷酸(5-端逐個(gè)水解)第40頁/共54頁堿基降解是復(fù)雜的過程，在不同的生物其降解過程也不同。 核苷+ H2O核苷酶磷酸解核苷+磷酸核苷磷酸化酶嘌呤堿+嘧啶堿+戊糖含氮堿+1-磷酸-戊糖2. 嘌呤堿分解第41頁/共54頁嘌呤脫氫酶次黃嘌呤氧化酶尿酸H2ONH3鳥嘌呤黃嘌呤氧化酶肝腎尿酸氧化酶尿囊素尿囊酸乙醛酸+尿素(多數(shù)魚類)“痛風(fēng)”癥與尿酸排泄障礙有關(guān)，患者血液尿酸水平8mg/100ml造成尿

29、酸在軟組織和軟骨及關(guān)節(jié)處沉積，形成尿結(jié)石及關(guān)節(jié)炎。次黃嘌呤黃嘌呤NNNNNH2腺嘌呤HONNNNHHONNNNHHOHOHONNNNHHOH(人靈長類鳥類)(其他哺乳動(dòng)物)H2NONNNNHH第42頁/共54頁1. 從頭合成途徑第二節(jié) 核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成：戊糖供體為PRPP，嘌呤環(huán)由多個(gè)原子分子作為供體，經(jīng)多步反應(yīng)在PRPP上合成。ATPAMP磷酸核糖焦磷酸酶5-磷酸-核糖5-磷酸核糖-1-焦磷酸PRPP的合成一、核糖核苷酸的合成利用簡單底物合成核苷酸的過程。CH2-OH POOHOHCH2-O- POOHOH P P(PRPP)第43頁/共54頁P(yáng)RPP次黃嘌呤核苷酸(IMP)天冬

30、氨酸、甲酸鹽、谷氨酰胺、甘氨酸、CO2AMPGMP612345789嘌呤環(huán)原子來源甘氨酸天冬氨酸CO2甲酸鹽甲酸鹽(3)嘧啶核苷酸的合成：由氨甲酰磷酸和天冬氨酸供給原子先合成環(huán)，再與PRPP結(jié)合形成嘧啶核苷酸NNNNNNNN谷氨酰胺(酰胺基)第44頁/共54頁嘧啶環(huán)的原子來源2. 補(bǔ)救途徑 利用核苷酸的分解產(chǎn)物再合成核苷酸的途徑(1)嘌呤核苷酸在腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶、鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶催化下形成相應(yīng)的核苷酸：氨甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸UTPCTPUMPCO2NH3氨甲酰磷酸乳清酸612345CCNCNC612345CCNCNCPRPP + 腺嘌呤腺嘌呤核苷酸 + PPiPRPP + 鳥嘌呤鳥

31、嘌呤核苷酸 + PPi(嘧啶衍生物)第45頁/共54頁第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解一、蛋白質(zhì)水解酶1.肽鏈內(nèi)切酶和外切酶肽鏈內(nèi)切酶：水解多肽鏈內(nèi)部肽鍵的酶。動(dòng)物消化酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等。肽鏈內(nèi)切酶又叫蛋白酶，廣泛地分布于各種生物中；植物中消化酶：木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶等。第46頁/共54頁第一節(jié)蛋白質(zhì)的酶促降解一、蛋白質(zhì)水解酶1.肽鏈內(nèi)切酶和外切酶肽鏈內(nèi)切酶：水解多肽鏈內(nèi)部肽鍵的酶。動(dòng)物消化酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶等。肽鏈內(nèi)切酶又叫蛋白酶，廣泛地分布于各種生物中；植物中消化酶：木瓜蛋白酶、菠蘿蛋白酶、無花果蛋白酶等。第47頁/共54頁腺嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基作用-氨基酸-酮戊二酸天門冬氨酸草酰乙酸GOT-酮酸谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶腺苷酸代琥珀酸IMP延胡索酸AMP蘋果酸H2O腺苷酸脫氨酶NH3 腺嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基作用僅限于骨骼肌、心肌組織細(xì)