氨的同化和氨基酸的生物合成.pptVIP

第三节 氨的同化及氨基酸的生物合成 氨同化 氨基酸的合成 一 氨的同化 定义：生物体将无机态的氨转化为含氮有机化合物的过程（N素亦称生命元素） 生物体N的来源 食物来源的N（食物中的蛋白质和氨基酸）：人和动物的N源 生物固N（某些微生物和藻类通过体内固氮酶系的作用将分子氮转变成氨的过程，1862年发现） 生物固N机制的研究历史： 1862-1962：完整的细胞水平（分离固氮微生物） 1960-1966：无细胞水平（发现固N需要铁氧还蛋白等 作电子传递体，需要ATP等） 1966-目前：分子水平（固N 酶纯化，组分I为钼铁蛋白；组分II为铁蛋白，1992年测定其空间结构） 硝酸还原生成（植物体中的N源） NO3- 氨同化的途径 谷AA的形成途径 氨甲酰磷酸形成途径 ㈠ 谷AA合成途径 谷AA脱氢酶（细菌） 谷氨酰胺合成酶（高等植物的主要途径） ㈡ 氨甲酰磷酸合成途径（微生物和动物） 原料：NH3 CO2 ATP 二 氨 基 酸 的 合 成 主要通过转氨基作用 ㈠ 丙氨酸族氨基酸的合成 包括：丙(Ala)、缬(Val)、亮(Leu) 丙氨酸族其它氨基酸的合成 ㈡ 丝氨酸族氨基酸的合成 包括：丝(Ser)、甘(Gly)、半胱(Cys) 丝AA还有其它合成途径 半胱氨酸的合成途径（植物或微生物中） 半胱氨酸的合成途径（动物中） L-高半胱氨酸+丝氨酸 ㈢ 天冬氨酸族氨基酸的合成 天冬氨酸族其它氨基酸的合成 几种氨基酸的关系 ㈣ 谷氨酸族氨基酸的合成 由谷AA 脯AA 由谷AA 其它AA 几种氨基酸的关系 ㈤ 组氨酸族和芳香族氨基酸的合成 芳香族氨基酸的关系 * * 硝酸还原酶 NO2- 亚硝酸还原酶 NH3 AA Pro 其它含N化合物 NH3 谷AA 其它AA CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - - +NH3 +NADH +NAD+ +H2O α-酮戊二酸 （TCA循环产生的） 此反应要求有较高浓度的NH3，足以使光合磷酸化解偶联，不可能是无机氨转为有机氮的主要途径 CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - - CH2 - CONH2 CH2 - CHNH2 COOH - - +NH3 +ATP +ADP +Pi+H2O 谷氨酰胺(贮存了氨） 可做为NH3的供体将其转移 CH2 - CONH2 CH2 - CHNH2 COOH - - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - + +2H CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - - 2 总反应: NH3 +ATP + α-酮戊二酸+2H 谷AA+ADP+H2O+Pi 谷AA合酶 氨甲酰激酶 NH3 + CO2 + ATP Mg2+ O H2N-C-OPO3H2 + ADP = 氨甲酰磷酸 氨甲酰磷酸合成酶 NH3 + CO2 + 2ATP Mg2+ 辅因子 O H2N-C-OPO3H2 + 2ADP+Pi 在植物体中，氨甲酰磷酸中的氮来自谷氨酰胺的酰胺基，不是由氨来的。 利用体内代谢的氨 AA-R1 α-酮酸R1 转氨酶 AA-R2 α-酮酸R2 许多氨基酸可以作为氨基的供体，其中最主要的是谷氨酸，其被称为氨基的“转换站”，先 Glu 其它AA。 氨基酸的合成 ｛ 有C架（ α-酮酸） 有AA提供氨基(最主要为谷AA，领头AA) 共同碳架：EMP中的丙酮酸 COOH CH3 C=O - - CH2 - COOH CH2 - CHNH2 COOH - - COOH CH3 CHNH2 - - CH2 - COOH CH2 - C=O COOH - - 谷丙转氨酶 + + 丙酮酸 谷AA 丙AA α-酮戊二酸 谷丙转氨酶：GPT 2丙酮酸 α-酮异戊酸 缩合 CO2 转氨基 缬氨酸 α-酮异己酸 亮氨酸 转氨基 - CH3 C=O COO- - - CH2 - CH3 CH3-CH - C=O COOH - - CH3-CH α-酮异戊酸 甘AA碳架：光呼吸乙醇酸途径中的乙醛酸 CH2 - COO