蛋白質(zhì)降解與氨基酸代謝3

植物、微生物從環(huán)境中吸收氨、銨鹽、亞硝酸鹽、硝酸鹽等無機(jī)氮，合成氨基酸、蛋白質(zhì)及其它含氮化合物。

人和動(dòng)物消化吸收食物來源的動(dòng)、植物蛋白質(zhì)，得到氨基酸，合成蛋白質(zhì)及含氮化合物。

有些微生物能把空氣中的N2轉(zhuǎn)變成氨態(tài)氮，合成氨基酸。當(dāng)前1頁，總共119頁。

7.1蛋白質(zhì)消化、降解及氮平衡7.1.1（外源）蛋白質(zhì)消化

消化在小腸、胃中進(jìn)行，吸收在小腸粘膜細(xì)胞中進(jìn)行

蛋白水解酶----使肽鍵斷裂，可分為肽鏈內(nèi)切酶、肽鏈外切酶、二肽酶。

肽鏈內(nèi)切酶：也叫內(nèi)肽酶。水解肽鏈內(nèi)部的肽鍵。如：胃蛋白酶、胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶（糜蛋白酶）、彈性蛋白酶。

肽鏈外切酶：水解肽鏈兩端氨基酸形成的肽鍵，主要有氨肽酶和羧肽酶。

二肽酶水解二肽分子中的肽鍵。

當(dāng)前2頁，總共119頁。胰蛋白酶原腸激酶胰蛋白酶糜蛋白酶原糜蛋白酶彈性蛋白酶原彈性蛋白酶羧基肽酶原A及B羧基肽酶A及B當(dāng)前3頁，總共119頁。食物蛋白質(zhì)在胃中的消化胃中消化蛋白質(zhì)的酶是---胃蛋白酶胃酸激活胃蛋白酶原，胃蛋白酶也能自激活胃蛋白酶原只將蛋白質(zhì)水解為多肽和少量氨基酸，對(duì)乳中酪蛋白也有凝固作用當(dāng)前4頁，總共119頁。食物蛋白質(zhì)在小腸中的消化主要的消化場(chǎng)所是小腸：食糜受小腸粘膜細(xì)胞分泌的消化液和胰腺分泌的胰液共同作用，最終完全水解胰酶作用的結(jié)果：氨基酸、寡肽小腸黏膜細(xì)胞的刷狀緣及胞液中2種寡肽酶—氨肽酶和二肽酶，最終，氨基酸當(dāng)前5頁，總共119頁。高等植物體內(nèi)也有蛋白酶類當(dāng)前6頁，總共119頁。內(nèi)源蛋白質(zhì)的降解

人和動(dòng)物體內(nèi)蛋白質(zhì)處于不斷降解和合成的動(dòng)態(tài)平衡，成人每天有1%～2%的蛋白被降解、更新。

不同蛋白的半壽期差異很大，人血漿蛋白質(zhì)的t1/2約10天，肝臟的t1/2約1～8天，結(jié)締組織蛋白的t1/2約180天，許多關(guān)鍵性調(diào)節(jié)酶的t1/2

很短。當(dāng)前7頁，總共119頁。真核細(xì)胞中蛋白質(zhì)降解的兩條途徑：A、不依賴ATP的途徑

溶酶體中進(jìn)行，主要降解外源蛋白、膜蛋白及長(zhǎng)壽命的細(xì)胞內(nèi)蛋白。B、依賴ATP和泛肽的途徑

胞質(zhì)中進(jìn)行，主要降解異常蛋白和短壽命蛋白

泛肽（Ubiquitin）－8.5KD（76氨基酸殘基）的小分子蛋白質(zhì)，普遍存在于真核細(xì)胞內(nèi)，一級(jí)結(jié)構(gòu)高度保守，酵母與人只相差3個(gè)氨基酸，它能與被降解的蛋白質(zhì)共價(jià)結(jié)合，使后者帶上標(biāo)記，然后被蛋白酶降解。當(dāng)前8頁，總共119頁。蛋白質(zhì)的吸收氨基酸由小腸黏膜細(xì)胞吸收---需氧耗能的主動(dòng)運(yùn)輸過程運(yùn)輸由腸粘膜細(xì)胞上的需鈉氨基酸載體來完成中性氨基酸載體----運(yùn)輸速度快，主要必需氨基酸堿性氨基酸載體---賴氨酸、精氨酸酸性氨基酸載體---谷氨酸、天冬氨酸亞氨基酸及脯氨酸載體---脯氨酸、羥脯氨酸、甘氨酸當(dāng)前9頁，總共119頁。

腸黏膜細(xì)胞還可吸收二肽或三肽，吸收作用在小腸的近端較強(qiáng)，因此肽的吸收先于氨基酸。

被吸收的氨基酸（與糖、脂一樣）一般不能直接排出體外，需經(jīng)歷各種代謝途徑。

當(dāng)前10頁，總共119頁。氮平衡

食物中的含氮物質(zhì)大部分是蛋白質(zhì)，非蛋白

質(zhì)的含氮物質(zhì)含量較少。氮平衡：生物體攝入氮量和排出氮量在正常情況

下處于平衡狀態(tài)，攝入氮＝排出氮氮正平衡：攝入氮＞排出氮

部分?jǐn)z入的氮用于合

成體內(nèi)蛋白質(zhì)，兒童、孕婦氮負(fù)平衡：攝入氮＜排出氮，饑鋨、疾病

當(dāng)前11頁，總共119頁。氨基酸代謝庫(kù)

食物蛋白被消化吸收的氨基酸（外源性氨基酸）與體內(nèi)組織產(chǎn)生的氨基酸（內(nèi)源性氨基酸）混在一起，分布于體內(nèi)各處，參與代謝，稱為氨基酸代謝庫(kù)。

氨基酸代謝庫(kù)以游離氨基酸總量計(jì)算

肌肉中氨基酸占代謝庫(kù)的50％以上

肝臟－－10％

腎臟－－4％

血漿－－1～6％7.2氨基酸分解代謝當(dāng)前12頁，總共119頁。當(dāng)前13頁，總共119頁。當(dāng)前14頁，總共119頁。

氨基酸的分解代謝主要在肝臟中進(jìn)行。

氨基酸分解代謝一般分三步：

一是先脫去氨基；

二是脫氨后生成的碳架進(jìn)入TCA被氧化，產(chǎn)生能量，碳架還可作為糖、脂肪酸合成的原料；

三是脫氨后產(chǎn)生的NH3與Asp的N原子結(jié)合成為尿素排出體外。當(dāng)前15頁，總共119頁。脫氨基作用

氨基酸代謝的最主要反應(yīng)

體內(nèi)大多數(shù)組織中脫氨基作用主要包括：

氧化脫氨基作用-----α酮酸

轉(zhuǎn)氨基作用

聯(lián)合脫氨基作用氧化脫氨基

-AA在氨基酸氧化酶的作用下，氧化生成-酮酸，同時(shí)消耗氧并產(chǎn)生氨的過程。

第一步，脫氫生成亞胺

第二步，水解

當(dāng)前16頁，總共119頁。

氧化脫氨基-1

當(dāng)前17頁，總共119頁。圖

氧化脫氨基-2FAD、FMN當(dāng)前18頁，總共119頁。催化氧化脫氨基反應(yīng)的酶（氨基酸氧化酶）：（1）Ｌ-氨基酸氧化酶

催化L-AA氧化脫氨，體內(nèi)分布不廣泛，最適pH10左右對(duì)下列氨基酸不起作用：Glyβ－羥氨酸（Ser、Thr）

二羧氨基酸（Glu、Asp）

二氨氨基酸（Lys、Arg）當(dāng)前19頁，總共119頁。（2）L-Glu脫氫酶（不需氧脫氫酶）

專一性強(qiáng)，分布廣泛，脫氨基活力最強(qiáng)。真核生物中，真正起作用的不是L-氨基酸氧化酶，而是L-谷氨酸脫氫酶。

（3）

D-氨基酸氧化酶有些細(xì)菌、霉菌和動(dòng)物肝、腎細(xì)胞中有此酶，體內(nèi)分布廣泛，可催化D-氨基酸脫氨，但體內(nèi)D-AA不多當(dāng)前20頁，總共119頁。可逆工業(yè)上生產(chǎn)味精就是利用逆反應(yīng)----谷氨酸第一步，脫氫生成亞胺第二步，水解當(dāng)前21頁，總共119頁。

真核細(xì)胞的Glu脫氫酶，大部分存在于線粒體基質(zhì)中，是一種6個(gè)亞基組成的別構(gòu)酶，在動(dòng)、植、微生物體內(nèi)都有。

變構(gòu)抑制劑：ATP、GTP、NADH。

變構(gòu)激活劑：ADP、GDP

因此，當(dāng)ATP、GTP不足（機(jī)體能量水平低時(shí)）時(shí)，Glu的氧化脫氨會(huì)加速進(jìn)行，有利于氨基酸分解供能（動(dòng)物體內(nèi)有10%的能量來自氨基酸氧化）。

當(dāng)前22頁，總共119頁。（4）

Gly氧化酶

催化Gly脫氨生成乙醛酸（5）

D-Asp氧化酶

－兔腎

催化D-Asp脫氨生成草酰乙酸當(dāng)前23頁，總共119頁。非氧化脫氨（了解）主要在微生物中1、脫水脫氨基絲氨酸、蘇氨酸都是這種輔基是磷酸吡哆醛（維生素B6）當(dāng)前24頁，總共119頁。2、水解脫氨基作用3、直接脫氨基作用當(dāng)前25頁，總共119頁。4、脫酰胺基作用

谷胺酰胺酶：谷胺酰胺+H2O→

谷氨酸+NH3

天冬酰胺酶：天冬酰胺+H2O→

天冬氨酸+NH3

谷胺酰胺酶、天冬酰胺酶廣泛存在于動(dòng)植物和微生物中。當(dāng)前26頁，總共119頁。轉(zhuǎn)氨基作用

轉(zhuǎn)氨基作用：-氨基酸和-酮酸之間氨基轉(zhuǎn)移，使原來的氨基酸生成相應(yīng)的酮酸，而原來的酮酸生成相應(yīng)的氨基酸----體內(nèi)合成非必需氨基酸的重要途徑

由轉(zhuǎn)氨酶催化，輔基是磷酸吡哆醛（維生素B6）。轉(zhuǎn)氨酶在真核細(xì)胞的胞液、線粒體中都存在。是氨基酸脫氨的重要方式，除Gly、Lys、Thr、Pro外，氨基酸都能參與轉(zhuǎn)氨基作用。有2種轉(zhuǎn)氨酶的活性最強(qiáng)：當(dāng)前27頁，總共119頁。圖

谷丙轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)

肝細(xì)胞受損后，血中谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPTorALT）含量大增，活性高；肝細(xì)胞正常，血中此酶含量很低。GPT常作為肝功能是否正常的一項(xiàng)輔助診斷指標(biāo)丙酮酸當(dāng)前28頁，總共119頁。圖

谷草轉(zhuǎn)氨反應(yīng)谷草轉(zhuǎn)氨酶（GOTorAST）常存在于心肌細(xì)胞，因此常作為心肌梗塞、心肌炎等疾病的診斷輔助指標(biāo)當(dāng)前29頁，總共119頁。

不同的轉(zhuǎn)氨酶催化不同的轉(zhuǎn)氨反應(yīng)。

大多數(shù)轉(zhuǎn)氨酶集中在胞液，優(yōu)先利用α-酮戊二酸作為氨基的受體，生成Glu。

Glu穿過線粒體膜，借助Asp轉(zhuǎn)氨酶將氨基轉(zhuǎn)給草酰乙酸形成Asp。Asp是合成尿素時(shí)氮的供體，通過轉(zhuǎn)氨作用解決氨的去向。

當(dāng)前30頁，總共119頁。重要例外：葡萄糖－丙氨酸循環(huán)：

肌肉氨基轉(zhuǎn)移酶，將丙酮酸作為氨基受體，生成的丙氨酸經(jīng)血液循環(huán)轉(zhuǎn)運(yùn)至肝臟，再經(jīng)肝臟轉(zhuǎn)氨基作用生成丙酮酸，再經(jīng)糖異生生成葡萄糖，Glc回到肌肉組織酵解為丙酮酸。作用：

將氨運(yùn)入肝臟當(dāng)前31頁，總共119頁。

聯(lián)合脫氨基

轉(zhuǎn)氨基作用不能最終脫掉氨基，而氧化脫氨基作用也不能滿足機(jī)體脫氨基的需要，因?yàn)橹挥蠫lu脫氫酶活力最高，其余L-氨基酸氧化酶的活力都較低。

聯(lián)合脫氨基作用可以迅速脫去氨基(1)以谷氨酸脫氫酶為中心的聯(lián)合脫氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用和氧化脫氨基作用配合進(jìn)行a氨基酸的-氨基先轉(zhuǎn)到-酮戊二酸上，生成相應(yīng)的α-酮酸和Glub然后在L-Glu脫氨酶催化下，脫氨基生成α-酮戊二酸，并釋放出氨。

當(dāng)前32頁，總共119頁。圖

聯(lián)合脫氨基

轉(zhuǎn)氨基作用氧化脫氨基肝、腎等組織中，L-谷氨酸脫氫酶活性較高，多種氨基酸可以通過此種方式脫氨當(dāng)前33頁，總共119頁。（2）

通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基

骨骼肌、心肌、肝臟、腦中，谷氨酸脫氫酶含量很少，都是以嘌呤核苷酸循環(huán)的方式為主。當(dāng)前34頁，總共119頁。圖

通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基-1腺苷酸琥珀酸合成酶當(dāng)前35頁，總共119頁。圖

通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基-2腺苷酸脫氨酶當(dāng)前36頁，總共119頁。圖

通過嘌呤核苷酸循環(huán)的聯(lián)合脫氨基-3谷草轉(zhuǎn)氨酶當(dāng)前37頁，總共119頁。氨基酸的脫羧作用直接脫羧反應(yīng)

催化氨基酸脫羧基的酶---氨基酸脫羧酶

氨基酸脫羧反應(yīng)廣泛存在于動(dòng)、植物和微生物中，有些產(chǎn)物具有重要生理功能。如：腦組織中L-Glu脫羧生成γ-氨基丁酸，是重要的神經(jīng)遞質(zhì)。His脫羧生成組胺（又稱組織胺），有降低血壓的作用。Tyr脫羧生成酪胺，有升高血壓的作用。大多數(shù)胺類對(duì)動(dòng)物有毒，體內(nèi)的胺氧化酶能將胺氧化為醛和氨。

AA一級(jí)胺脫羧酶（輔酶為磷酸吡哆醛）專一性強(qiáng)+CO2當(dāng)前38頁，總共119頁。圖

脫羧反應(yīng)

當(dāng)前39頁，總共119頁。羥化脫羧基有些氨基酸可先被羥基化，然后脫去羧基。如：色氨酸色氨酸5-羥色氨酸5-羥色胺收縮血管的作用當(dāng)前40頁，總共119頁。氨基酸代謝產(chǎn)物的出路氨基酸脫氨基---α酮酸、氨（NH3）氨基酸脫羧----CO2、胺氨的代謝血氨氨對(duì)生物機(jī)體有毒，高等動(dòng)物的腦對(duì)氨極敏感，血中1%的氨會(huì)引起中樞神經(jīng)中毒，因此，脫去的氨必須排出體外---維持機(jī)體正?；顒?dòng)所必需氨中毒的機(jī)理：腦細(xì)胞線粒體內(nèi)的氨與α-酮戊二酸生成Glu，大量消耗α-酮戊二酸，影響TCA，同時(shí)大量消耗NADPH。當(dāng)前41頁，總共119頁。高血氨癥與氨中毒血

氨氨基酸脫氨腸道吸收腎小管分泌合成尿素合成合成氨基酸等

含氮化合物銨鹽生成排出合成谷氨酰胺高血氨癥與肝昏迷氨中毒當(dāng)前42頁，總共119頁。

氨的去路：1、排出體外排氨生物：NH3轉(zhuǎn)變成酰胺（Gln），運(yùn)到排泄部位后再分解。（原生動(dòng)物、線蟲和魚類）以尿酸排出：將NH3轉(zhuǎn)變?yōu)槿芙舛容^小的尿酸排出。通過消耗大量能量而保存體內(nèi)水分。（陸生爬行及鳥類）以尿素排出：經(jīng)尿素循環(huán)（肝臟）將NH3轉(zhuǎn)變?yōu)槟蛩囟懦?。（哺乳?dòng)物）2、重新利用合成AA合成酰胺（高等植物中氨基氮以Gln、Asn的形式儲(chǔ)存）嘧啶環(huán)的合成（核酸代謝）當(dāng)前43頁，總共119頁。（1）尿素的生成（尿素循環(huán)）

排尿素動(dòng)物在肝臟中合成尿素的過程稱尿素循環(huán)。

尿素的生成是體內(nèi)氨代謝的主要途徑當(dāng)前44頁，總共119頁。a氨的轉(zhuǎn)運(yùn)（肝外→肝臟）▲丙氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)（Glc-Alacycle）：

肌肉中AA將氨基轉(zhuǎn)給Pyr(丙酮酸）形成Ala（丙氨酸）→釋放到血液中→肝臟吸收后又將Ala轉(zhuǎn)回成Pyr→Pyr可用于糖異生→Ala轉(zhuǎn)出的氨基用于生成Asp，該N出現(xiàn)在尿素中。這與Cori循環(huán)相似：肌肉將某些代謝負(fù)擔(dān)轉(zhuǎn)嫁給肝臟。（Cori循環(huán)：乳酸透過細(xì)胞膜進(jìn)入血液，在肝臟中異生為Glc，解除乳酸積累引起的中毒。）

肌肉運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生大量的氨和丙酮酸，兩者都要運(yùn)回肝臟，而以Ala的形式運(yùn)送，一舉兩得。當(dāng)前45頁，總共119頁。酰胺也是氨在體內(nèi)的儲(chǔ)藏形式丙氨酸當(dāng)前46頁，總共119頁?！鳪ln途徑：其它肝外組織中AA將氨基轉(zhuǎn)給Glu（谷氨酸）生成Gln（谷氨酰胺）（Gln合成酶作用下）→將Gln釋放到血液→肝臟吸收后將此氨基（Gln酶將它水解為Glu和銨離子）釋出→出現(xiàn)在尿素中。Gln中性無毒，易透過細(xì)胞膜，是氨的主要運(yùn)輸形式。

當(dāng)前47頁，總共119頁。b、尿素循環(huán)1932年Krebs和Henseleit發(fā)現(xiàn)，向懸浮有肝切片的緩沖液中，加入鳥氨酸、瓜氨酸、精氨酸（Arg）中的任何一種，都可促使尿素的合成。當(dāng)前48頁，總共119頁。Krebs和Henseleit最早提出的尿素循環(huán)：當(dāng)前49頁，總共119頁。當(dāng)今公認(rèn)的尿素循環(huán)途徑（線粒體和細(xì)胞質(zhì)）亦叫鳥AA（鳥氨酸）循環(huán)脫氨基當(dāng)前50頁，總共119頁。（1）氨甲酰磷酸的合成（氨甲酰磷酸合酶I，關(guān)鍵酶）

肝細(xì)胞質(zhì)中的氨基酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用，與α-酮戊二酸生成Glu，并進(jìn)入線粒體基質(zhì)，經(jīng)Glu（谷氨酸）脫氫酶催化脫下氨基，游離的氨（NH4+）與TCA產(chǎn)生的CO2生成氨甲酰磷酸。

尿素的第一個(gè)氮原子以氨甲酰磷酸的形式獲取。當(dāng)前51頁，總共119頁。注意區(qū)別：氨甲酰磷酸合酶I：在線粒體中，以氨作為氮供體，

催化尿素合成。氨甲酰磷酸合酶II：在胞質(zhì)中，以Glu作為氮供體，催化尿嘧啶合成。

氨甲酰磷酸是高能化合物，可作為氨甲酰基的供體尿素循環(huán)的限速步反應(yīng)：氨甲酰磷酸合成酶I受N-乙酰-谷氨酸變構(gòu)激活。

當(dāng)前52頁，總共119頁。（2）合成瓜氨酸（鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶）

線粒體內(nèi)鳥氨酸接受氨甲酰磷酸提供的氨甲?；?，生成瓜氨酸，瓜氨酸進(jìn)入細(xì)胞質(zhì)。當(dāng)前53頁，總共119頁。（3）合成精氨琥珀酸（精氨琥珀酸合酶）消耗2個(gè)高能磷酸鍵，尿素的第二個(gè)氮以Asp的形式加入。限速酶當(dāng)前54頁，總共119頁。（4）精氨琥珀酸裂解成精氨酸和延胡索素酸（精氨琥珀酸裂解酶）

當(dāng)前55頁，總共119頁。

此時(shí)Asp的氨基轉(zhuǎn)移到Arg

來自Asp的碳架被保留下來，生成延胡索酸。

延胡索素酸可以經(jīng)蘋果酸、草酰乙酸再合成天冬氨酸

轉(zhuǎn)氨基作用三羧酸循環(huán)當(dāng)前56頁，總共119頁。（5）

精氨酸水解生成鳥氨酸和尿素

尿素生成后，由血液運(yùn)到腎臟隨尿排除。

當(dāng)前57頁，總共119頁。尿素循環(huán)總反應(yīng)：NH4++CO2+3ATP+Asp+2H2O→

尿素+2ADP+2Pi+AMP+PPi+延胡索酸

合成1分子尿素可清除2分子氨及1分子CO2

，消耗4個(gè)高能磷酸鍵。

聯(lián)合脫-NH2合成尿素是解決氨去向的主要途徑

尿素循環(huán)與TCA的關(guān)系：草酰乙酸、延胡索酸（聯(lián)系物）。

肝昏迷－血氨升高，α-酮戊二酸下降，TCA受阻當(dāng)前58頁，總共119頁。UreaBiosynthesis的要點(diǎn)尿素生成的要點(diǎn)亞細(xì)胞定位：線粒體和細(xì)胞質(zhì)限速酶：精氨酸琥珀酸合成酶耗能過程：4ATP/ureaN與C的來源：氨基酸脫下的Ammonia和CO2尿素合成的調(diào)節(jié)食物蛋白質(zhì)的影響尿素合成酶系的調(diào)節(jié)當(dāng)前59頁，總共119頁。氨基酸碳架的去向20種氨基酸有三種去路A.氧化成CO2和水（TCA）AA分解產(chǎn)生5種產(chǎn)物進(jìn)入TCA循環(huán)，進(jìn)行徹底的氧化分解。

五種產(chǎn)物為：乙酰CoA、

-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸B.生糖、生脂C.氨基化生成氨基酸

α酮酸當(dāng)前60頁，總共119頁。生糖氨基酸與生酮氨基酸

生酮氨基酸：在分解過程中轉(zhuǎn)變?yōu)橐阴Ｒ阴oA，后者在動(dòng)物肝臟中可生成乙酰乙酸和β-羥丁酸，這種氨基酸稱生酮氨基酸。

生糖氨基酸：凡能生成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸的氨基酸都稱為生糖氨基酸，它們都能生成Glc。

而Phe、Tyr是生酮兼生糖氨基酸書本185面當(dāng)前61頁，總共119頁。氨基酸進(jìn)入三羧酸循環(huán)的途徑脫氨基當(dāng)前62頁，總共119頁。1.生成丙酮酸的途徑（5）Ala、Gly、Ser、Thr、Cys生成丙酮酸

（1）Ala與α-酮戊二酸轉(zhuǎn)氨（谷丙轉(zhuǎn)氨酶）L-Ala+α-酮戊二酸谷丙轉(zhuǎn)氨酶丙酮酸+谷氨酸TIP:熟悉AA的結(jié)構(gòu)對(duì)理解AA的分解有莫大幫助!丙-甘-絲-蘇-（半）胱當(dāng)前63頁，總共119頁。（2）Gly先轉(zhuǎn)變成Ser，再由Ser轉(zhuǎn)變成丙酮酸Gly+N5.N10-甲烯基四

氫葉酸絲氨酸轉(zhuǎn)羥甲基酶／Mn2+L-Ser+四氫

葉酸Gly與Ser互變靈活，是Ser生物合成的重要途徑。Gly的分解代謝不是以形成乙酰CoA為主要目的，Gly的重要作用是提供一碳單位。Gly+FH4+NAD+→N5,N10-甲烯基FH4+CO2+NH4++NADH當(dāng)前64頁，總共119頁。（3）Ser脫水、脫氨生成丙酮酸（絲氨酸脫水酶）（4）Thr醛縮酶催化裂解成Gly和乙醛，后者氧化

成乙酸→乙酰CoA

（5）Cys轉(zhuǎn)氨生成β-巰基丙酮酸，脫巰基生成

丙酮酸Ala、Gly、Ser、Thr、Cys丙-甘-絲-蘇-（半）胱當(dāng)前65頁，總共119頁。12345丙-甘-絲-蘇-（半）胱脫羧當(dāng)前66頁，總共119頁。

2.生成乙酰乙酰CoA的途徑（5）酮體的前體當(dāng)前67頁，總共119頁。（1）Phe→Tyr→乙酰乙酰CoA

產(chǎn)物

：

乙酰乙酰CoA、延胡索酸和CO2

（2）Tyr

產(chǎn)物：乙酰乙酰CoA（可轉(zhuǎn)化成2個(gè)乙酰CoA）、延胡索酸和CO2

（3）Leu

產(chǎn)物：1個(gè)乙酰CoA，1個(gè)乙酰乙酰CoA，相當(dāng)于3個(gè)乙酰CoA

反應(yīng)中先脫去1個(gè)CO2

，后又加上1個(gè)CO2

，C原子數(shù)不變。當(dāng)前68頁，總共119頁。（4）Lys

產(chǎn)物：1個(gè)乙酰乙酰CoA，2個(gè)CO2

在反應(yīng)途中轉(zhuǎn)氨：a.氧化脫氨b.轉(zhuǎn)氨（5）Trp

產(chǎn)物：1個(gè)乙酰乙酰CoA，1個(gè)乙酰CoA，4個(gè)CO2

，1個(gè)甲酸色氨酸的三種重要衍生物：1）煙酸（NAD/NADP的前體）；2）IAA（吲哚乙酸）；3）5-羥色胺（神經(jīng)遞質(zhì)）當(dāng)前69頁，總共119頁。3.生成α-酮戊二酸的途徑（5）

Arg、His、Gln（谷氨酰胺）、Pro、Glu生成α-酮戊二酸。（1）Arg

產(chǎn)物：1分子Glu，1分子尿素（2）His

產(chǎn)物：1分子Glu，1分子NH3

，1分子甲亞氨基當(dāng)前70頁，總共119頁。當(dāng)前71頁，總共119頁。（3）Gln三條途徑A.Gln酶：Gln+H2O→Glu+NH3B.Glu合成酶：Gln+α-酮戊二酸+NADPH→2Glu+NADP+C.轉(zhuǎn)酰胺酶：Gln+α-酮戊二酸→Glu+r-酮谷酰氨酸

（4）Pro

產(chǎn)物：Pro→GluHpro→丙酮酸+丙醛酸

當(dāng)前72頁，總共119頁。4.琥珀酰CoA途徑（3）當(dāng)前73頁，總共119頁。Met、Ile、Val轉(zhuǎn)變成琥珀酰CoA

（1）Met

給出1個(gè)甲基，將-SH轉(zhuǎn)給Ser（生成Cys），產(chǎn)生一個(gè)琥珀酰CoA

（2）Ile

產(chǎn)生一個(gè)乙酰CoA和一個(gè)琥珀酰CoA

（3）Val當(dāng)前74頁，總共119頁。5.草酰乙酸途徑Asp和Asn可轉(zhuǎn)變成草酰乙酸進(jìn)入TCA，Asn先轉(zhuǎn)變成Asp（Asn酶），Asp經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用生成草酰乙酸6.延胡索酸途徑Phe、Tyr可生成延胡索酸

當(dāng)前75頁，總共119頁。7.3氨基酸的合成代謝合成能力因物種而定：植物和微生物能合成全部氨基酸人和哺乳動(dòng)物：非必需氨基酸不能合成的：必需氨基酸必需氨基酸：Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Val（Arg、His）記憶：一家寫兩三本書來

當(dāng)前76頁，總共119頁。一、氨基酸合成中的氮源和碳源1.氮源（1）生物固氮（微生物）a.與豆科植物共生的根瘤菌b.自養(yǎng)固氮菌

蘭藻

在固氮酶系作用下，將空氣中的N2固定，產(chǎn)生NH3N2+6e-+12ATP+12H2O2NH4++12ADP+12Pi+4H+氨基酸的生物合成當(dāng)前77頁，總共119頁。（2）硝酸鹽和亞硝酸鹽(植物、微生物)NO3-

和NO2-還原

硝酸還原酶：NO3-+NADPH+H+

NO2-+NADP++H2O

亞硝酸還原酶：NO2-+3NADPH+H+

NH3+3NADP++2H2O（3）各種脫氨基作用產(chǎn)生的NH3（所有生物）當(dāng)前78頁，總共119頁。2.碳源

直接碳源是相應(yīng)的α-酮酸，植物、微生物能

合成20種氨基酸相應(yīng)的全部碳架或前體。人和

動(dòng)物只能直接合成部分氨基酸相應(yīng)的α-酮酸。

主要來源：糖酵解、TCA、磷酸已糖支路。

當(dāng)前79頁，總共119頁。氨基酸合成概貌當(dāng)前80頁，總共119頁。7.3.1.1脂肪族氨基酸生物合成方式①α-酮戊二酸衍生類型（4）

Glu、Gln、Pro、Arg

與氨基酸分解進(jìn)入α-酮戊二酸的途徑比較，

少了His。Glnα-酮戊二酸GluPro

Arg氨基酸的生物合成當(dāng)前81頁，總共119頁。aGlu的合成由α-酮戊二酸與游離氨，經(jīng)L-Glu脫氫酸催化。對(duì)于植物和微生物，氨的來源是Gln的酰胺基。

NH3+α-酮戊二酸Glu脫氫酶／NADPHGlu+H2OGln+α-酮戊二酸Glu合酶／NADPH2Glu當(dāng)前82頁，總共119頁。b

Gln的合成由α-酮戊二酸形成Glu，由Glu可以進(jìn)一步形成Gln，

Glu+NH4++ATP谷胺酰胺合酶Gln+ADP+Pi+H+Gln合酶是催化氨轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C(jī)含氮物的主要酶，活性受9種含氮物反饋調(diào)控：氨基Glc-6-P、Trp、Ala、Gly、Ser、His和CTP、AMP、氨甲酰磷酸。除Gly、Ala，其余含氮物的氮都來自Gln。當(dāng)前83頁，總共119頁。c

Pro的合成

（Glu環(huán)化而成）

d

Arg合成

①α-酮戊二酸衍生型（蕈類、眼蟲）

②天冬氨酸、丙酮酸衍生型（植物、細(xì)菌）

當(dāng)前84頁，總共119頁。②草酰乙酸衍生類型（6）

Asp、Asn、Met、Thr、Ile（也可歸入丙酮

類）、Lys（植物、細(xì)菌）

Asn

草酰乙酸AspMetLysThrIle

經(jīng)TCA中間產(chǎn)物（α-酮戊二酸、草酰乙酸）可合成10種氨基酸。即Glu、Gln、Pro、Arg、Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys。當(dāng)前85頁，總共119頁。a天冬氨酸當(dāng)前86頁，總共119頁。b

Asn合成（轉(zhuǎn)移酰胺基）Asn合成酶Asp+NH4++ATPAsn+AMP+PPi細(xì)菌Asn合成酶Asp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPiMg2+（哺乳動(dòng)物）當(dāng)前87頁，總共119頁。cMet合成

dThr合成

Lys、Met、Thr合成中，有一段共同途徑，生成Asp-β-半醛，是一個(gè)分枝點(diǎn)化合物。eIle合成

（與Val極為相似）

Ile的合成途徑與Val極為相似。6個(gè)C中4個(gè)來自Asp（Asp→Thr），2個(gè)來自丙酮酸，也可以歸入丙酮酸衍生型。fLys（植物、細(xì)菌）

當(dāng)前88頁，總共119頁。③丙酮酸衍生類型（3）Ala、Val、LeuAla

丙酮酸ValLeu④3-磷酸甘油酸衍生類型（3）Ser、Gly、CysGly3-磷酸甘油酸SerCys

經(jīng)酵解中間產(chǎn)物（3-磷酸甘油酸、丙酮酸），可合成Ala、Val、Leu、Ser、Cys、Gly等6種氨基酸。當(dāng)前89頁，總共119頁。⑤酵解及磷酸戊糖中間產(chǎn)物（3）

可合成Phe、Tyr、Trp

磷酸烯醇丙酮酸Phe4-磷酸赤蘚糖TyrTrp

⑥磷酸戊糖中間產(chǎn)物（1）His有自己獨(dú)特的合成途徑

5-磷酸核糖His當(dāng)前90頁，總共119頁。草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酰蛋氨酸賴氨酸蘇氨酸丙酮酸丙氨酸纈氨酸亮氨酸異亮氨酸當(dāng)前91頁，總共119頁。天冬氨酸β-天冬氨酰磷酸當(dāng)前92頁，總共119頁。β-天冬氨酰磷酸β-天冬氨酸半醛當(dāng)前93頁，總共119頁。高絲氨酸β-天冬氨酰磷酸中間產(chǎn)物當(dāng)前94頁，總共119頁。（1）谷氨酸族

-酮戊二酸：Glu、Gln、Pro、Arg（2）天冬氨酸族

草酰乙酸：Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、Met（3）丙氨酸族

丙酮酸：Ala、Val、Leu（4）絲氨酸族

甘油酸-3-磷酸：Ser、Gly、Cys（5）磷酸烯醇式丙酮酸衍生型

磷酸核糖：His

磷酸赤蘚糖+PEP：Phe、Tyr、Trp總結(jié)：氨基酸生物合成的分族情況當(dāng)前95頁，總共119頁。芳香族氨基酸及His的生成合成

1.芳香族氨基酸：Phe、Tyr、Trp的合成

芳香族AA碳架（分枝酸

）：4-磷酸-赤蘚糖(來源于PPP)磷酸烯醇式丙酮酸(來源于EMP)當(dāng)前96頁，總共119頁。+環(huán)化還原PEP：磷酸烯醇式丙酮酸4-磷酸赤蘚糖莽草酸分支酸(分枝點(diǎn)化合物)3-脫氫奎尼酸Trp、Tyr、Phe苯環(huán)C1和C6來自PEP，C2-C5來自4-磷酸赤蘚糖PEP當(dāng)前97頁，總共119頁。變位酶預(yù)苯酸分支酸Tyr和Phe的合成當(dāng)前98頁，總共119頁。分支酸Trp的合成鄰-氨基苯甲酸氨基苯甲酸合酶當(dāng)前99頁，總共119頁。氨基苯甲酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶PRPP：5’-磷酸核糖-1’-焦磷酸吲哚-3-甘油磷酸合酶鄰-氨基苯甲酸當(dāng)前100頁，總共119頁。分析TrpC原子和N原子的來源？吲哚Trp苯環(huán)、吲哚環(huán)、側(cè)鏈C原子來源？N原子來源？12345678當(dāng)前101頁，總共119頁。芳香族氨基酸的關(guān)系色氨酸PEP4-磷酸赤蘚糖莽草酸分支酸預(yù)苯酸酪氨酸苯丙氨酸若將莽草酸看作芳香族氨基酸合成的前體，那么芳香族氨基酸合成時(shí)相同的一段過程叫莽草酸途徑當(dāng)前102頁，總共119頁。2、His的合成組AA族碳架：PPP中的5－磷酸核糖CH2HCCCH-NH2COOH--NHCHN來自核糖來自谷氨酰胺的酰胺基從谷氨酸經(jīng)轉(zhuǎn)氨作用而來來自ATP當(dāng)前103頁，總共119頁。第一步：PRPP將5’-磷酸核糖轉(zhuǎn)移至ATP的嘌呤環(huán)的1號(hào)N原子上并水解產(chǎn)生N-1-5’-磷酸核糖-AMP第二步：N-1-5’-磷酸核糖-AMP嘌呤環(huán)在C6和N1之間打開第三步：打開核糖的呋喃環(huán)，將其轉(zhuǎn)變?yōu)橥?’-磷酸核糖-1’-焦磷酸（5’-PRPP）當(dāng)前104頁，總共119頁。第三步：酮糖接受GLn的氨基并裂解環(huán)化產(chǎn)生咪唑-3-磷酸甘油第四步：咪唑-3-磷酸甘油脫水生成咪唑-3-磷酸丙酮第五步：咪唑-3-磷酸丙酮接受Glu的氨基生成組氨酸當(dāng)前105頁，總共119頁。氨基酸生物合成的調(diào)節(jié)

最有效的調(diào)節(jié)是通過