1、第11章 蛋白質(zhì)降解和氨基酸的分解代謝,轉(zhuǎn)氨通式,氨基酸－NH2,a－酮 酸,a－酮 酸,氨基酸－NH2,,,轉(zhuǎn)氨酶－磷酸吡哆醛,,轉(zhuǎn)氨機(jī)理,轉(zhuǎn)氨酶的一般特性,1、一般轉(zhuǎn)氨酶催化都需a－酮戊二酸作為受氨體，所以對(duì)a－酮戊二酸或谷氨酸有要求，對(duì)其它氨基酸無(wú)嚴(yán)格專(zhuān)一性。2、轉(zhuǎn)氨酶對(duì)多種氨基酸都有轉(zhuǎn)氨作用，但速度快慢不同，催化最快的就是它的天然底物。3、轉(zhuǎn)氨一般是可逆的，平衡常數(shù)接近1.0。4、有些氨基酸不能轉(zhuǎn)氨有些非蛋白質(zhì)氨基酸也

2、能轉(zhuǎn)氨。如鳥(niǎo)氨酸。5、體內(nèi)重要的轉(zhuǎn)氨酶有谷丙轉(zhuǎn)氨酶和谷草轉(zhuǎn)氨酶。,（GPT）谷丙轉(zhuǎn)氨酶,a－Keto,Glu,Ala,Pyruvate,,,（GOT）谷草轉(zhuǎn)氨酶,a－Keto,Glu,Oaxl,Asp,,,正常情況下轉(zhuǎn)氨酶在細(xì)胞內(nèi)，血清中活性很低，當(dāng)某種因素是細(xì)胞通透性增加，轉(zhuǎn)氨酶進(jìn)入血液血清中轉(zhuǎn)氨酶水平提高。如急性肝炎血清中GPT增高，心肌梗塞，GOT增高。,二）氧化脫氨基作用：谷氨酸脫氫酶,L-谷氨酸脫氫酶是研究的比較清楚的酶，M

3、t大約在336000，。有6個(gè)相同的亞基，是別構(gòu)調(diào)節(jié)酶?；钚暂^強(qiáng)可引起氨基酸直接脫氨，催化反應(yīng)平衡常數(shù)為1.0，可逆。利用這一特性可催化生產(chǎn)味精。,（三）其他的脫氨基作用,非氧化脫氨作用：在某些微生物中還有些脫氨的形式1、還原脫氨作用：在氫化酶催化下，脫氨生成脂肪酸,2、水解脫氨作用，在水解酶催化下脫氨生成烴酸,3、脫水脫氨基作用，,嘌呤核苷酸循環(huán)脫氨,次黃嘌呤核苷酸與天冬氨酸作用形成中間產(chǎn)物腺苷酸代琥珀酸（adenylsuccin

4、ate），后者在裂合酶的作用下，分裂成腺膘吟核苷酸和延胡索酸，腺瞟吟核苷酸（腺苷酸）水解后即產(chǎn)生游離酸和次黃嘌呤核苷酸,嘌呤核苷酸循環(huán)脫氨,具體脫氨反應(yīng),,,,,,,（六）氨的去路,氨基酸代謝產(chǎn)生的大量的氨必須有去路，否則會(huì)在血液中積累，抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)，造成血氨中毒。,不同的生物排氨的方式不同：1、陸生脊椎動(dòng)物：以尿素排出2、鳥(niǎo)類(lèi)和爬行類(lèi)：固體尿酸3、魚(yú)類(lèi)：直接排氨4、兩棲類(lèi)：排尿素或排氨。從排氨可以看出生物的進(jìn)化水平，越高

5、等代謝越復(fù)雜。,（一）尿素循環(huán)的發(fā)現(xiàn),發(fā)現(xiàn)： 在研究含氮化合物代謝時(shí)發(fā)現(xiàn)，用15N標(biāo)記的NH4CI喂狗在狗尿中檢測(cè)到尿素上含有15N，用14C標(biāo)記的NH414CO3喂狗，尿中的尿素分子上有14C。說(shuō)明尿素的形成可能與NH3和CO2有關(guān)。1932年Hans.A.Krebs和他的學(xué)生Henseleit以他們的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)了尿素循環(huán)途徑。,Hans Krebs的實(shí)驗(yàn)：,大鼠肝臟切成薄片置培養(yǎng)液中37度孵育,加入NH4CI,NH3減少，尿素增

6、加,加入Arg,尿素增加加速,不加NH4CI，只加Arg或Orni,尿素不增加,,,,實(shí)驗(yàn)表明：尿素形成與Arg和Ornithin也有極為密切的聯(lián)系。Krebs提出尿素循環(huán)假說(shuō)后Rather等進(jìn)行了完善。,循環(huán)途徑可分為三個(gè)階段1、鳥(niǎo)氨酸與CO2、NH3結(jié)合生成瓜氨酸2、瓜氨酸在于1分子NH3結(jié)合生成Arg3、Arg裂解成尿素和鳥(niǎo)氨酸。,（二）尿素循環(huán),1、形成瓜氨酸：在氨甲酰磷酸合成酶催化下 2ATP＋CO2＋NH3＋ H

7、2O－－－氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸＋Orni在鳥(niǎo)氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶作用下形成瓜氨酸。以上是在線粒體中進(jìn)行的。以下步驟均在胞質(zhì)中。2、瓜氨酸與Asp的反應(yīng)，在精氨琥珀酸合成酶的作用下生成精氨琥珀酸。然后在精氨酸裂合酶催化下生成延胡索酸和精氨酸。3、精氨酸在精氨酸水解酶催化下生成1分子尿素和鳥(niǎo)氨酸。,2NH3＋CO2＋3ATP—— CO(NH2)2＋ 2ADP＋AMP＋ 4Pi,總反應(yīng)方程式,（三）尿素循環(huán)與TCA的關(guān)系,,（一）形成乙酰Co

8、A的途徑,氨基酸脫氨基后的碳骨架如果合成其他物質(zhì)就會(huì)進(jìn)入到其他的代謝途徑中；如果作為能源最終被氧化成CO2和水，就從5個(gè)中間產(chǎn)物進(jìn)入到TCA循環(huán)中。有5中氨基酸進(jìn)入該途徑： Ala、Gly、Ser、Thr、Cys。 通過(guò)乙酰乙酰CoA進(jìn)入到乙酰CoA在進(jìn)入TCA的有 ： Phe、Tyr、Leu、Lys、Trp。,乙酰CoA途徑,,（二）α一酮戊二酸途徑,有5種氨基酸進(jìn)入該途徑：Arg、His、Gln、Pro、Glu

9、。,α一酮戊二酸途徑,（三）形成琥珀酰CoA的途徑,有3中氨基酸進(jìn)入；Ile、Met、Val,Ile,Val,Met,琥珀酰CoA,TCA,,,,,（四）形成延胡索酸途徑,有2種進(jìn)入： Phe、Tyr,（五）形成草酰乙酸途徑,有兩種氨基酸進(jìn)入：Asp、Asn,五、生糖氨基酸和生酮氨基酸,有些氨基酸如苯丙氨酸、酪氨酸、亮氨酸、色氨酸，在分解過(guò)程中轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴oA，而乙酰乙酸CoA在動(dòng)物的肝臟中可轉(zhuǎn)變?yōu)橐宜嵋宜岷?#223;－羥丁酸，因

10、此這5種氨基酸稱(chēng)為生酮氨基酸。 凡能形成丙酮酸、a一酮戊二酸、琥珀酸和草酸乙酸的氨基酸都稱(chēng)為生糖氨基酸。因?yàn)檫@些物質(zhì)都能導(dǎo)致生成葡萄糖和糖原。 有的氨基酸如苯丙氨酸和酪氨酸，既可生成酮體又可生成糖，因此，稱(chēng)為生酮和生糖氨基酸。 還有些氨基酸如丙氨酸、絲氨酸、半胱氨酸，也可通過(guò)形成乙酰CoA后進(jìn)而形成乙酰乙酸，因此，生酮氨基酸和生糖氨基酸的界限并不是非常嚴(yán)格的。,六、由氨基酸衍生的其他重要物質(zhì),（一）氨基酸與一碳單

11、位 （二）氨基酸與生物活性物質(zhì),Gly、Ser、Thr、His等都可產(chǎn)生一碳單位。,Gly,甲酸,,FH4,N5N10＝CH-FH4,其他來(lái)源,,FH4和一碳單位轉(zhuǎn)移1）四氫葉酸（FH4）2）FH4＋ Gly－－－ N5N10＝CH-FH4＋HCOOH3） N5N10＝CH-FH4＋同型半胱氨酸－－－FH4＋Met4）Met＋ ATP－－－S-腺苷蛋氨酸＋PPi,FH4,,1）為其他需要一碳單位的反應(yīng)提供一碳原子

12、2）參與核酸代謝，合成嘌呤和嘧啶堿基3）是聯(lián)系氨基酸代謝和核酸代謝的結(jié)合點(diǎn)4）S-腺苷蛋氨酸和FH4為體內(nèi)大約50多種甲基受體提供甲基。,5、一碳單位轉(zhuǎn)移的生物學(xué)意義,（二）氨基酸與生物活性物質(zhì),氨基酸處合成蛋白質(zhì)外，它的衍生物是很多生物活性物質(zhì)的前體。,1、Tyr形成黑色素：,Tyr,二羥苯丙氨酸（多巴）,多巴醌,黑色素,2、Tyr形成腎上腺素：,多巴胺,去甲腎上腺素,腎上腺素,3、 Tyr形成甲狀腺素,Tyr＋I(xiàn),二碘酪氨酸,二

13、碘酪氨酸,甲狀腺素,,,,,,,,,＋,4、Trp與5－ 羥色胺，吲哚乙酸5、Arg以7磷酸肌酸，磷酸精氨酸6、Glu與γ－氨基丁酸（神經(jīng)遞質(zhì)）7、Cys與?；撬?,,,癥狀比較嚴(yán)重的是1、苯丙酮尿癥，缺乏苯丙氨酸羥化酶，智力受影響，發(fā)育不良，不加治療，常在幼年死亡。2、尿黑酸癥，缺乏尿黑酸氧化酶。3、槭糖尿癥，缺乏酮體代謝的酶類(lèi)，常在周歲內(nèi)死亡。,,,第27章 氨基酸及其重要衍生物的生物合成,第27章 氨基酸及其重要衍生物的

14、生物合成,一 概論 二、脂肪族氨基酸的生物合成 三、芳香族氨基酸及組氨酸的生物合成 四、氨基酸生物合成的調(diào)節(jié) 五、氨基酸轉(zhuǎn)化為其他氨基酸及其他代謝物 提要,糖代謝和氨基酸合成的聯(lián)系,,氨基酸合成概貌,二、脂肪族氨基酸的生物合成,（一）谷氨酸族氨基酸的生物合成L一Glu、L一Gln、 L一Pro（二）天冬氨酸族的生物合成L－Asp、L－Asn、L 一 Met、 L一Thr（三）丙酮酸族的生物合成L一Ala

15、、 L－Val、 L一Leu（四）絲氨酸族的生物合成L一Ser、 L－Gly、 L一 Cys生物合成及固硫作用,（一）由α－酮戊二酸合成的氨基酸途徑,1、L一Glu的合成：由α－酮戊二酸合成。α－酮戊二酸＋NH4＋NADH2－－Glu＋NAD＋H2O2、Gln生成： Glu＋ATP＋ NH3－－－－Gln＋ADP＋ Pi,3、 Pro的合成： α－酮戊二酸－－Glu－－L-Glu半醛－－－

16、二氫吡咯－5－羥酸－－－－－－－L－Pro,4、Arg的合成：,α－酮戊二酸,Glu,Orni,Arg,5、Lys的合成：,高檸檬酸,Lys,α－酮戊二酸,高異檸檬酸,草酰戊二酸,,,,,（二）天冬氨酸族的生物合成L－Asp、L－Asn、L 一Met、 L一Thr,1、Asp的合成：Oxal－－－－Asp2、Asn的合成： Asp－－－－－Asn,,Glu,α－酮戊二酸,,Gln,Glu,3、Met的合成：,Met,O-琥珀酰高

17、絲氨酸,Asp-半醛,天冬酰磷酸,Asp,,,,,4、Thr的合成：,L-高絲氨酸,Thr,Asp,,,（三）丙酮酸族的生物合成L一Ala、 L－Val、L-Ile、L一Leu,1、Ala的合成：丙酮酸－－－－丙氨酸2、Val和Ile的合成：兩種氨基酸合成的路線基本相同。先由丙酮酸和酮丁酸縮合，然后經(jīng)多個(gè)步驟合成。3、Leu的合成：a－異戊酸－－異丙基蘋(píng)果酸－－酮異己酸－－－Leu。,（四）絲氨酸族的生物合成L-Ser、 L-Gly

18、、 L- Cys生物合成及固硫作用,1、Ser和Gly的合成：,,H2S,乙酸,,,3-P-甘油,3-P-羥基丙酮酸,3-P-Ser,L-Ser,Gly,2、Cys的合成：,L-Ser,O-乙酰-L-Ser,L-Cys,,,,,三、芳香族氨基酸及組氨酸的生物合成,（一）苯丙氨酸、酪氨酸及色氨酸的生 物合成（二）組氨酸的生物合成,Phe和Tyr合成,Trp的合成,2、不同終端產(chǎn)物對(duì)共經(jīng)過(guò)途徑的協(xié)同抑制,A,B