Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,氨基酸代谢概况,食物蛋白质,氨基酸,特殊途径,-,酮酸,糖及其代谢中间产物,脂肪及其代谢中间产物,TCA,鸟氨酸循环,NH,4,+,CO,2,H,2,O,体蛋白,尿素,尿酸,激素,卟啉,尼克酰氨衍生物,肌酸胺,嘧啶,嘌呤,SO,4,2,-,（次生物质代谢）,CO,2,胺,第1页，共45页。,氨基酸的脱氨基作用,1,、氧化脱氨基作用,2,、转氨基作用,3,、联合脱氨基作用,第2页，共45页。,氧化脱氨基作用,氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的,-,酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：,-,氨基酸,氨基酸氧化酶（,FAD,、,FMN,）,-,酮酸,R-CH-COO,-,NH,+,3,|,R-C-COO-+NH,3,O,|,H,2,O+O,2,H,2,O,2,L-,谷氨酸脱氢酶,谷氨酸,+,H,2,O,-,酮戊二,酸,+,NH,3,NAD,（,P,）,+,NAD,（,P,）,H,第3页，共45页。,转氨基作用,-,氨基酸,1,R,1,-CH-COO,-,NH,+,3,|,-,酮酸,1,R,1,-C-COO,-,O,|,R,2,-C-COO,-,O,|,-,酮酸,2,R,2,-CH-COO,-,NH,+,3,|,-,氨基酸,2,转氨酶,（辅酶：磷酸吡哆醛）,在转氨酶的催化下，,-,氨基酸的氨基转移到,-,酮酸的酮基碳原子上，结果原来的,-,氨基酸生成相应的,-,酮酸，而原来的,-,酮酸则形成了相应的,-,氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。,第4页，共45页。,磷酸吡哆醛的作用机理,第5页，共45页。,谷氨酰胺的生成和利用,+NH,2,+H,2,O,ATP ADP+Pi,谷氨酰胺合成酶,Mg,2+,+2H,谷氨酸合成酶,第6页，共45页。,联合脱氨基作用,（,1,）概念,（,2,）类型,a,、转氨酶与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,b,、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,转氨基作用和,氧化脱氨基作,用联合进行的,脱氨基作用方,式。,第7页，共45页。,转氨酶与,L-,谷氨酸脱氢酶作用相偶联,转氨酶,L-,谷氨酸脱氢酶,H,2,0+NAD,+,NH,3,+NADH,-,酮酸,-,氨基酸,-,酮戊二酸,L-,谷氨酸,第8页，共45页。,转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联,-,氨基酸,-,酮酸,-,酮戊二酸,谷氨酸,草酰乙酸,天冬氨酸,腺苷酰琥珀酸,苹果酸,延胡索酸,腺苷酸,次黄苷酸,第9页，共45页。,氨基酸的脱羧基作用,1,、概念,2,、,脱羧产物的进一步转化（次生物质代谢,）,氨基酸在脱羧酶的,作用下脱掉羧基生成相,应的一级胺类化合物,的作用。脱羧酶的辅,酶为磷酸吡哆醛。,第10页，共45页。,氨基酸分解产物的转化,1,、,氨的代谢转变,2,、,氨基酸碳骨架的代谢途径,第11页，共45页。,氨的代谢转变,（,1,）,重新生成氨基酸,（,2,）,谷氨酰胺和天冬酰氨的生成,（,3,）,尿素的生成,尿素循环,（,4,）,形成铵盐,第12页，共45页。,谷丙转氨酶和谷草转氨酶,谷丙转氨酶（,GPT,）,谷草转氨酶,(GOT),第13页，共45页。,谷氨酸的重新生成,L-,谷氨酸脱氢酶,谷氨酸,+,H,2,O,-,酮戊二,酸,+,NH,3,NAD,（,P,）,+,NAD,（,P,）,H,第14页，共45页。,尿 素 的 生 成,a,、概念,b,、,总反应和过程,在排尿动物体内由,NH,3,合成 尿素是在肝脏,中通过一个循环机制完,成的，这一个循环称为,尿素循环。,2,NH,3,+CO,2,+3ATP+3H,2,O,NH,2,-CO-NH,2,+,2ADP+,AMP+PPi,第15页，共45页。,鸟氨酸循环,氨基酸,谷氨酸,谷氨酸,氨甲酰磷酸,鸟氨酸,瓜氨酸,瓜氨酸,精氨琥珀酸,鸟氨酸,精氨酸,延胡索酸,草酰乙酸,氨基酸,谷氨酸,-,酮戊二酸,天冬氨酸,ATP,AMP+PPi,H,2,O,2ATP+CO,2,+NH,3,+H,2,O,2ADP+Pi,基质,线粒体,胞液,NH2-C-NH2,O,尿素,第16页，共45页。,氨基酸碳骨架的代谢途径,（,1,）,再氨基化生成氨基酸,（,2,）,转变成糖或脂肪,生糖氨基酸和生酮氨基酸,（,3,）,氧化成,CO,2,和,H,2,O,第17页，共45页。,氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径,草酰乙酸,-,酮戊二酸,天冬氨酸天冬酰氨,丙酮酸,延胡索酸,琥珀酰,CoA,乙酰,CoA,乙酰乙酰,CoA,苯丙氨酸,酪氨酸,亮氨酸,赖氨酸,色氨酸,丙氨酸,苏氨酸,甘氨酸,丝氨酸,半胱氨酸,谷氨酸,谷氨酰胺,精氨酸,组氨酸,脯氨酸,异亮氨酸,亮氨酸,缬氨酸,苯丙氨酸,酪氨酸,天冬氨酸,异亮氨酸,甲硫氨酸,缬氨酸,柠檬酸,第18页，共45页。,蛋白质的酶促降解,一、水解蛋白质的酶的种类和专一性,肽酶（,Peptidase,）,蛋白酶,(Proteinase),二、细胞内蛋白质降解,胞内蛋白质降解的意义,胞内蛋白质降解系统：溶酶系统和泛肽系统,蛋白质降解的泛肽途径,第19页，共45页。,肽酶的种类和专一性,编号 名 称 作 用 特 征,3,、,4,、,11,3,、,4,、,13,-,氨酰肽水解酶,(-aminoacyl peptide hydrolase),作用于多肽链的,N-,末端,-,羧肽水解酶,(-carboxyl peptide hydrolase),作用于多肽链的,C-,末端,3,、,4,、,14,二羧肽水解酶,(depeptide hydrolase),水解二肽,第20页，共45页。,蛋白酶的种类和专一性,编号 名 称 作用特征 实例,3,、,4,、,2,、,1,3,、,4,、,2,、,2,丝氨酸蛋白酶类,(serine pritelnase),活性中心含,Ser,3,、,4,、,2,、,3,3,、,4,、,2,、,4,硫醇蛋白酶类,(Thiol pritelnase),活性中心含,Cys,羧基（酸性）蛋白酶类,carboxyl(asid)pritelnase,活性中心含,Asp,最适,pH,在,5,以下,金属蛋白酶类,(metallopritelnase),活性中心含有,Zn,2+,、,Mg,2+,等金属,胰凝乳蛋白酶,胰蛋白酶,凝血酶,木瓜蛋白酶,无花果蛋白酶,菠萝酶,胃蛋白酶,凝乳酶,枯草杆菌蛋白酶,嗜热菌蛋白酶,第21页，共45页。,消化道内几种蛋白酶的专一性,（,Phe.Tyr.Trp,）,（,Arg.Lys,）,（脂肪族）,胰凝乳蛋白酶,胃蛋白酶,弹性蛋白酶,羧肽酶,胰蛋白酶,氨肽酶,羧肽酶,（,Phe.Trp,）,第22页，共45页。,蛋白质降解的泛肽途径,E1-S-,E1-SH,E2-S-,E1-SH,E2-SH,E2-SH,ATP AMP+PPi,E3,多泛肽化蛋白,ATP,26S蛋白酶体,20S蛋白酶体,ATP,19S调节亚基,去折叠,水解,E1,：泛肽激活酶,E2,：泛肽载体蛋白,E3,：泛肽,-,蛋白质连接酶,（,ubiquitin,）,第23页，共45页。,氨的同化及氨基酸的生物合成,一、,氮素循环,二、,生物固氮,四、,氨基酸的生物合成,五、,氨基酸与一,碳基团代谢,三、,氨的同化,第24页，共45页。,自然界的氮素循环,硝酸盐,亚硝酸,氮,生物固氮,工业固氮,固氮生物,动植物,硝酸盐还原,大气固氮,大气氮素,岩浆源的固定氮,火成岩,反硝化作用,氧化亚氮,蛋白质,入地下水,动植物废物死的有机体,第25页，共45页。,生物固氮,1,、,生物固,N,的化学本质,2,、固,N,酶,3,、固,N,条件,4,、,硝酸还原作用,第26页，共45页。,生物,固,N,的化学本质,固,N,条件,（,1,）电子供体,（,2,）,ATP,供能,（,3,）厌氧环境,第27页，共45页。,固,N,酶,b,、,ATP,酶活性：能催化,ATP,分解，从中获取能量推动电子向还原底物上转移。,（,1,）结构组成,（,2,）作用机理：,（,3,）特点：,是一种多功能酶,N,2,还原剂,铁蛋白,钼铁蛋白,a,、氧化还原酶：催化,N,2,还原,铁蛋白：,二聚体、含,Fe,和,S,，,形成,Fe,4,S,4,簇,钼铁蛋白：,四聚体（,2,2,），含,Mo,、,Fe,和,S,第28页，共45页。,硝酸还原作用,（,2,）,硝酸还原酶,(3),亚硝酸还原酶,（,1,）,硝酸还原作用的化学本质,NH,+,4,NO,-,3,2e-,6e-,硝酸还原酶,亚硝酸还原酶,NO,-,2,第29页，共45页。,硝酸还原酶,a,、铁氧还蛋白,硝酸还原酶,b,、,NAD(P)H-,硝酸还原酶,H,2,O,NO,-,3,+,2F,d,还原态,+,2H,+,NO,-,2,+,2F,d,氧化态,+,+,NAD(P)H,+,H,+,NO,-,2,+,NAD(P),+,+,H,2,O,NO,3,-,第30页，共45页。,亚硝酸还原酶,铁氧还蛋白,亚硝酸还原酶,NO,-,2,+,6F,d,还原态,+,8H,+,NH,+,4,+,6F,d,氧化态,+,2H,2,O,+,第31页，共45页。,氨的同化,1,、谷氨酸的形成途径,2,、氨甲酰磷酸的生成,第32页，共45页。,1,、谷氨酸生成途径,(,两条途径,),a:,谷氨酸脱氢酶（,GDH,）途径（次途径）,植物体内,GDH,催化的反应是可逆反应，是,氧化脱氨基的逆反应,，也可生成谷氨酸。,第33页，共45页。,b:,谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶途径（主途径）,植物体内还存在有谷氨酰胺合成酶,，它催化由,氨,和,谷氨酸,合成,谷氨酰胺,，然后通过谷氨酸合酶的还原作用，将酰胺基上的,氨基,转移到,-,酮戊二酸,分子上，生成,2,分子谷氨酸,.,第34页，共45页。,氨基酸的生物合成,1,、,必需氨基酸和非必需氨基酸,2,、氨基酸的生物合成,第35页，共45页。,必需氨基酸的概念,Thr,、,Val,、,Leu,、,Ile,、,Met,、,Lys,、,Phe,、,Trp,、,(His Arg),凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基酸，称为必需氨基酸。,人的必需氨基酸：,第36页，共45页。,氨基酸的生物合成的碳架来源,（,1,）,非必需氨基酸的生物合成,（,2,）,各族氨基酸的前体及相互关系,a,、由,-,酮酸氨基化生成,b,、由某些非必需氨基酸转化而来,c,、由某些必需氨基酸转变而来,第37页，共45页。,非必需氨基酸的生物合成,第38页，共45页。,各种氨基酸的前体及相互关系,谷氨酸族,天冬氨酸族,丙氨酸族,丝氨酸族,His,和芳香族,第39页，共45页。,氨基酸与一碳基团代谢,1,、,一碳基团（一碳单位）的概念,2,、,一碳基团和氨基酸代谢,Gly,、,Ser,、,Thr,、,His,都可以作为一碳基团的供体。,3,、一碳基团的利用：参与合成反应，如磷脂、核苷酸等的合成。,第40页，共45页。,一碳基团,在代谢过程中，某些化合物（如氨基酸）可以分解产生具有一个碳原子的基团（不包括,CO,2,），称为一碳基团。一碳基团的转移除了和许多氨基酸的代谢直接有关外，还参与嘌呤和胸腺嘧啶的生物合成。,一碳基团转移酶的辅酶,：,FH,4,一碳基团四氢叶酸化合物的结构和命名,-,CH=NH,亚氨甲基,H-CO-,甲酰基,-CH,2,OH,甲醇基,-CH=,次甲基,-CH,2,-,亚甲基,-CH,3,甲基,第41页，共45页。,第42页，共45页。,第43页，共45页。,叶酸,和 四氢叶酸（,FH,4,）,叶酸,四氢叶酸,H,H,10,5,N,5,，,N,10,-CH,2,-FH,4,N,5,-CHO-FH,4,CH,2,CHO,第44页，共45页。,一碳基团的来源与转变,S-,腺苷蛋氨酸,N,5,-CH,2,-FH,4,N,5,N,10,-,CH,2,