,#,第三十一章 氨基酸及其衍生物的生物合成,Chapter,31 Biosynthesis of Amino Acids,and their derivates,Copyright 2006 by Ouyang Hongsheng.,All rights reserved.,第三十一章 氨基酸及其衍生物的生物合成,欧阳红生,动物生物技术系,吉林大学畜牧兽医学院,Email:,Tel:0431-87836175,Chapter 31 Biosynthesis of Ami,1,主要内容：,氨基酸及其衍生物的生物合成和调控。,主要内容：氨基酸及其衍生物的生物合成和调控。,2,一、概论,必需氨基酸,机体不能自己合成,必需自外界获取的氨基酸。,非必需氨基酸,机体能自己合成的氨基酸。,对人来说有8种必需氨基酸,苏、缬、亮、异亮，,苯丙属芳香，,还有色、赖、蛋，,缺一人遭殃。,有2种半必需氨基酸,：Arg、His,其余10种是非必需氨基酸,。,高等动物是,10,种必需氨基酸,一、概论 必需氨基酸 机体不能自己合成,必需自外界获取的氨,3,合成氨基酸的主要途径,1.酮酸还原氨化,2.转氨作用,3.氨基酸的相互转化,合成氨基酸的主要途径 1.酮酸还原氨化 ,4,氨基酸合成的分族情况,1.谷氨酸族：,谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸谷氨酸-酮戊二酸柠檬酸循环,2.天冬氨酸族：,天冬酰胺、甲硫氨酸、苏氨酸、赖氨酸天冬氨酸草酰乙酸葡糖异生途径,3.丝氨酸族：,半胱氨酸、胱氨酸丝氨酸甘油酸-3-磷酸糖酵解,4.丙氨酸族：,丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸丙酮酸糖酵解,5.芳香族氨基酸族：,苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸赤藓糖-4-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸糖酵解,6.组氨酸族：,组氨酸核糖-5-磷酸戊糖磷酸途径,氨基酸合成的分族情况1.谷氨酸族：谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸,5,二、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-谷氨酸,L-谷氨酰胺,L-脯氨酸,1.由-酮戊二酸形成谷氨酸,谷氨酸脱氢酶,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:,6,二、脂肪族氨基酸的生物合成,2.由-酮戊二酸形成谷氨酰胺,谷氨酰胺合成酶,二、脂肪族氨基酸的生物合成 2.由-酮戊二酸形成谷氨酰胺谷,7,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶由12个相同的亚基对称排列成两个六面体环棱柱状结构。,每个亚基的相对分子质量为51600。,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶 大肠杆菌谷氨酰胺合成酶由12个相同的,8,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶的调节,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶活性受到复杂的反馈控制系统以及共价修饰调控。,有9种含氮物(氨基葡萄糖-6-磷酸、色氨酸、丙氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸、胞苷三磷酸、AMP及氨甲酰磷酸)以不同程度对谷氨酰胺合成酶反馈另构抑制,每一种都有自己与酶结合的位点。,除甘氨酸、丙氨酸、丝氨酸外，这些含氮物的氮都直接来源于谷氨酰胺，且都是谷氨酰胺导出的反应最终产物。,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶的调节 大肠杆菌谷氨酰胺合成酶活性受到,9,谷氨酰胺合成酶的反馈抑制别构调控,谷氨酰胺合成酶的反馈抑制别构调控,10,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶的调节,谷氨酰胺合成酶的共价修饰，12个单体可以被逐步腺苷酸化而失活。,大肠杆菌谷氨酰胺合成酶的调节 谷氨酰胺合成酶的共价修饰，12,11,循环串联系统调控谷氨酰胺合成酶的共价修饰,循环串联系统调控谷氨酰胺合成酶的共价修饰,12,3.,由-酮戊二酸形成脯氨酸,1.谷氨酸激酶 2.还原酶 3.自发环化 4.-二氢吡咯-5-羧酸,3.由-酮戊二酸形成脯氨酸 1.谷氨酸激酶 2.还原酶,13,4.,L-精氨酸的生物合成,4.L-精氨酸的生物合成,14,1.谷氨酸转乙酰基酶 2.乙酰谷氨酸激酶 3.N-乙酰-谷氨酰磷酸还原酶,4.乙酰鸟氨酸转氨酶,5.乙酰鸟氨酸脱乙酰基酶,1.谷氨酸转乙酰基酶 2.乙酰谷氨酸激酶 3.N-乙酰-,15,1.转氨甲酰酶,2.精氨琥珀酸合成酶,3.精氨琥珀酸裂解酶,1.转氨甲酰酶 ,16,5.,由-酮戊二酸形成L-赖氨酸,5.由-酮戊二酸形成L-赖氨酸,17,蕈(Xn)类和眼虫L-赖氨酸的生物合成途径,高柠檬酸,顺-高乌头酸,高异柠檬酸,-酮己二酸,-氨基己二酸,6-腺苷基,-氨基己酸,-氨基己酸-,-半醛,酵母氨酸,高柠檬酸合酶,高柠檬酸脱水酶,高乌头酸,水合酶,高异柠檬酸,脱氢酶,氨基己二酸转氨酶,6-腺苷基,-氨基己酸合成酶,6-腺苷基,-氨基己酸还原酶,还原酶,脱氢酶,蕈(Xn)类和眼虫L-赖氨酸的生物合成途径高柠檬酸顺-高乌,18,二、脂肪族氨基酸的生物合成,(二)天冬氨酸族氨基酸的生物合成:L-天冬氨酸,L-天冬酰胺,L-甲硫氨酸,L-苏氨酸,1.天冬氨酸的生物合成,二、脂肪族氨基酸的生物合成(二)天冬氨酸族氨基酸的生物合成,19,1.天冬氨酸的生物合成,谷草转氨酶,1.天冬氨酸的生物合成谷草转氨酶,20,2.天冬酰胺的生物合成,天冬酰胺合成酶,2.天冬酰胺的生物合成天冬酰胺合成酶,21,L-甲硫氨酸，L-苏氨酸和L-赖氨酸的生物合成途径,胱硫醚,琥珀酰二氨基庚二酸,琥珀酰-2-氨基6酮庚二酸,哌啶-2，6-二羧酸,二氢吡啶-二羧酸,消旋二氨基庚二酸,二氨基庚二酸,L-甲硫氨酸，L-苏氨酸和L-赖氨酸的生物合成途径胱硫醚琥珀,22,3.细菌和植物L-赖氨酸的生物合成途径,琥珀酰二氨基庚二酸,琥珀酰-2-氨基6酮庚二酸,哌啶-2，6-二羧酸,二氢吡啶-二羧酸,消旋二氨基庚二酸,二氨基庚二酸,3.细菌和植物L-赖氨酸的生物合成途径琥珀酰二氨基庚二酸琥珀,23,胱硫醚,4.L-甲硫氨酸的生物合成,胱硫醚4.L-甲硫氨酸的生物合成,24,5.L-苏氨酸的生物合成,5.L-苏氨酸的生物合成,25,(三)丙氨酸族的生物合成:L-丙氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸,1.丙氨酸的生物合成,(三)丙氨酸族的生物合成:L-丙氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸,26,2.L-缬氨酸、L-异亮氨酸的生物合成,2.L-缬氨酸、L-异亮氨酸的生物合成,27,3.亮氨酸的生物合成,3.亮氨酸的生物合成,28,(四)丝氨酸族的生物合成：L-丝氨酸、L-甘氨酸、L-半胱氨酸的生物合成及固硫作用,1.丝氨酸和甘氨酸的生物合成,(四)丝氨酸族的生物合成：L-丝氨酸、L-甘氨酸、L-半,29,甘氨酸合成,甘氨酸合成,30,2.半胱氨酸的生物合成,2.半胱氨酸的生物合成,31,丝氨酸族,丝氨酸族,32,三、芳香族氨基酸及组氨酸的生物合成,三、芳香族氨基酸及组氨酸的生物合成,33,34,35,36,组氨酸的生物合成,5,-磷酸核糖-4-酰胺-5-氨基咪唑核苷酸,N,1,-5-磷酸核酮糖亚氨甲基-5-氨基咪唑羧酰核苷酸,N,1,-5-磷酸核酮糖亚氨甲基-5-氨基咪唑-4-羧酰核苷酸,咪唑甘油磷酸,咪唑丙酮磷酸,组氨醇磷酸,组氨醇,组氨酸,N,1,-5-磷酸核糖-ATP,N,1,-5-磷酸核糖-AMP,组氨酸的生物合成5-磷酸核糖-4-酰胺-5-氨基咪唑核苷酸,37,四、氨基酸生物合成的调节控制,(一)通过终端产物对氨基酸生物合成的抑制,(二)通过酶生成量的改变调节氨基酸的生物合成,四、氨基酸生物合成的调节控制(一)通过终端产物对氨基酸生物,38,五、氨基酸转化为其他氨基酸及其他代谢物,(一)氧化氮的生成,(二)谷胱甘肽,(三)肌酸的生物合成,(四)卟啉、血红素的生物合成,(五)短杆菌肽S,(六)D-氨基酸的形成,五、氨基酸转化为其他氨基酸及其他代谢物(一)氧化氮的生成,39,品质改善我们需要全员参与。,11月-24,11月-24,Wednesday,November 20,2024,作业之中忌嬉闹，集中精力莫大意。,19:46:09,19:46:09,19:46,11/20/2024 7:46:09 PM,客户满意，人脉延伸，良性循环，回报一生。,11月-24,19:46:09,19:46,Nov-24,20-Nov-24,安全作业有备无患，胡干蛮干必生灾难。,19:46:09,19:46:09,19:46,Wednesday,November 20,2024,只有防而不实，没有防不胜防。,11月-24,11月-24,19:46:09,19:46:09,November 20,2024,急用户所急，想用户所想，在提高产品质量上下功夫。,2024年11月20日,7:46 下午,11月-24,11月-24,火灾不难防，重在守规章。,20 十一月 2024,7:46:09 下午,19:46:09,11月-24,顾客至上，改革求实，以人为本，团结进取。,十一月 24,7:46 下午,11月-24,19:46,November 20,2024,发挥,ISO9000,科学效应，促进企业走上新台阶。,2024/11/20 19:46:09,19:46:09,20 November 2024,规程领先操作，安全领跑生产。,7:46:09 下午,7:46 下午,19:46:09,11月-24,患者用流血换取教训、智者用教训避免流血。,11月-24,11月-24,19:46,19:46:09,19:46:09,Nov-24,作业标准合理化，品质保证国际化。,2024/11/20 19:46:09,Wednesday,November 20,2024,用户满意是企业永恒的追求。,11月-24,2024/11/20 19:46:09,11月-24,谢谢大家！,品质改善我们需要全员参与。9月-239月-23Friday,40,