氨基酸生物合成.ppt

,第10章 氨基酸生物合成,氨的同化及氨基酸的生物合成,一、氮素循环,二、生物固氮（自学）,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（自学）,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,生物固氮,1、生物固N的化学本质,2、固N酶,3、固N条件,生物固N的化学本质,3H2,6e-,2NH3,N2,+,固N条件（1）电子供体：氧化底物（MH2）、丙酮酸、H2（2）ATP供能（3）厌氧环境,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,N2,还原剂,铁蛋白,钼铁蛋白,a、氧化还原酶：不仅能催化N2还原，还可催化N2O化合物等还原。,铁蛋白：二聚体、含Fe和S，形成Fe4S4簇,钼铁蛋白：四聚体（22），含Mo、Fe和S,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,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,H2O,NO-3,+,2Fd还原态,+,2H+,NO-2,+,2Fd氧化态,+,+,NAD(P)H,+,H+,NO-2,+,NAD(P)+,+,H2O,亚硝酸还原酶,2H2O,a、铁氧还蛋白亚硝酸还原酶,NO-2,+,6Fd还原态,+,8H+,NH+4,+,6Fd氧化态,+,2H2O,b、NAD(P)H亚硝酸还原酶,NO-2,+,3NAD(P)H,+,NH+4,+,3NAD(P)+,+,5H+,氨的同化,1、谷氨酸的形成途径,2、氨甲酰磷酸的生成,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,必需氨基酸的概念,Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phr、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：,非必需氨基酸的生物合成,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,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,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。,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CO2），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：FH4一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-CH2OH 甲醇基-CH=次甲基-CH2-亚甲基-CH3 甲基,叶酸和 四氢叶酸（FH4）,叶酸,N5，N10-CH2-FH4,一碳基团的来源与转变,S-腺苷蛋氨酸,N5-CH2-FH4,N5 N10-CH2-FH4,N5，N10=CH-FH4,N10-CHO-FH4,N5，N10-CH2-FH4还原酶,N5，N10-CH2-FH4脱氢酶,环水化酶,丝氨酸,组氨酸苷氨酸,参与 甲基化反应,为胸腺嘧啶合成提供甲基,参与嘌呤合成,FH4,FH4,FH4,HCOOH,H2O,NAD+,NDAH+H+,NAD+,NDAH+H+,H+,参与嘌呤合成,六、蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢,1 蛋白质的酶促降解（1）肽酶和蛋白酶的类别（2）蛋白酶的专一性,2 氨基酸代谢概况,3 氨基酸降解与转化（1）脱氨基作用 氧化脱氨基作用：转氨基作用；联合脱氨基（2）脱羧基作用，脱羧产物胺类物质的生理功能（3）氨基酸分解产物的转化,4 氨和氨基酸的生物合成,(1)自然界的氮循环（2）生物固氮的生物化学（3）硝酸还原作用,人的必需氨基酸Thr、Val、Leu、Ile、Met、Lys、Phr、Trp(His Arg),（4）氨基酸的生物合成 必需氨基酸和非必需氨基酸的概念 氨基酸碳架的来源,（5）一碳单位的代谢,