氨基酸的合成代謝

1、第27章 氨基酸的生物合成,,一、生物固氮,在固氮酶復合體的作用下，將氮氣固定為NH3的過程。意義：將大氣中的氮氣轉變成NH3，摻入生物分子,二、氨摻入生物分子的方式,氨的來源：固氮作用形成氨摻入生物分子的結果 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）通過谷氨酸摻入生物分子大腸桿菌：當NH4+濃度高時發生反應哺乳

2、動物和植物：更傾向于發生脫氨基的逆向反映,,（二）通過谷氨酰胺合成酶,,（三）谷氨酸合酶催化的反應（植物和細菌）,,（四）谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的聯合作用為什么在氨濃度很低的情況下，仍能合成谷氨酸？,三、氨基酸的生物合成,1. 各種氨基酸碳骨架的來源：檸檬酸循環、糖酵解、戊糖磷酸途徑的關鍵中間體2. 氨的來源：Glu和Gln的轉氨基3. 起始物：α-酮戊二酸，草酰乙酸，3-磷酸甘油酸，丙酮酸，PEP和赤蘚糖-4-磷酸

3、，核糖-5-磷酸,,,氨基酸合成的前體物質并不一定是氨基酸骨架分解代謝形成的物質。,,（一）由α-酮戊二酸形成的氨基酸1. 谷氨酸（1）α酮戊二酸的氨基化（2）谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的聯合作用2. 谷氨酰胺（1）谷氨酸的氨基化產生,,3. 脯氨酸的合成谷氨酸的活化：,,谷氨酰磷酸還原為半醛半醛環化、還原變為L-脯氨酸,,4. Arg的生物合成谷氨酸通過5步反應形成鳥氨酸,,鳥氨酸經過尿素循環的過程生成精氨酸,,

4、5. Lys的生物合成（蕈類和眼蟲）,,（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、谷氨酰胺的形成來源于氨基化反應，天冬氨酸，天冬酰胺的合成來源于轉氨基,,3. 賴氨酸的生物合成（植物、細菌）,,4. 蘇氨酸的生物合成,,5. 甲硫氨酸,,（三）由丙酮酸形成的氨基酸1. 纈氨酸的生物合成形成羥乙酰-TPP,,形成α-乙酰乳酸,,形成α-酮異戊酸,,α-酮異戊酸轉氨基形成纈氨酸,,2.

5、異亮氨酸的生物合成形成羥乙酰-TPP,,形成α-乙酰-α-羥丁酸,,形成α-酮-β-甲基戊酸,,轉氨基形成異亮氨酸,,形成纈氨酸和異亮氨酸的分支點：羥乙酰TPP是和丙酮酸結合還是和α-酮丁酸結合,,3. 生成亮氨酸α-異丙基蘋果酸的生成，α酮異己酸生成,,α-酮異己酸轉氨基生成Leu,,4. 丙氨酸的合成丙酮酸與谷氨酸轉氨基反應,,以丙酮酸形成氨基酸的總結1. 丙酮酸起到了提供羥乙基的作用2. 都是先形成相應的酮酸在轉氨基變

6、為氨基酸3. 氨基的供體是谷氨酸,,（四）由甘油酸-3-磷酸形成的氨基酸1. 甘氨酸和絲氨酸的形成,,甘油酸-3-磷酸脫氫為3-磷酸羥基丙酮酸,,轉氨基形成磷酸羥基丙氨酸（磷酸絲氨酸）,,生成絲氨酸（磷酸絲氨酸水解）,,絲氨酸轉移走羥甲基形成甘氨酸轉甲基酶：甲基載體：FH4,,2. 半胱氨酸的合成植物微生物與哺乳動物合成路徑不同兩者碳骨架均來源于絲氨酸，但S原子，植物微生物來源于硫酸鹽，哺乳動物來源于Met,,,（五）以PEP

7、和赤蘚糖-4-磷酸形成芳香族氨基酸分支酸的形成（三種芳香族氨基酸合成的分界點）,,1. 色氨酸的形成,,色氨酸各個骨架原子的來源1,6C：PEP2,3,4,5C：赤蘚糖-4-磷酸7,8C：5-磷酸核糖-α-焦磷酸 PRPP其余部分來源于絲氨酸,,2. 苯丙氨酸的合成分支酸形成預苯酸,,預苯酸脫水脫羧形成苯丙酮酸,,苯丙酮酸轉氨基為苯丙氨酸,,3. 酪氨酸的生物合成形成預苯酸,,預苯酸脫氫、脫羧形成對羥基苯丙酮酸,,轉氨基

8、形成酪氨酸,,（六）組氨酸的生物合成,五、由氨基酸合成的其他生物分子,（一）卟啉的生成1. 血紅素和葉綠素2. 合成過程（1）生成ALA,,(2) 生成膽色素原（鉛中毒）,,(3)生成尿卟啉原III,,(4)生成原卟啉IV,,原卟啉的去路卟啉癥：卟啉化合物或其前體堆積，尿液呈紅色，皮膚對陽光過敏鐵卟啉（血紅素）降解產物：Fe2+，膽紅素,,（二）谷胱甘肽的生物合成1. GSH的生理意義A 抗氧化B 酶的活性中心C 維持