氨基酸及其重要衍生物的生物合成

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1、氨基酸及其重要衍生物的生物合成第一節(jié)氨基酸的生物合成一、必需氨基酸的概念凡是機體不能自己合成，必需來自外界的氨基酸，稱為必需氨基酸。人的必需氨基酸：Ile、Met、Val、Leu、Trp、Phe、Thr、Lys、(His、Arg)植物能合成20種氨基酸。人和動物只能直接合成部分氨基酸。微生物有差異二、?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、藍藻在固氮酶系作用下，將空氣中的N2固定，產(chǎn)生NH32、硝酸鹽和亞硝酸鹽(植物、微生物)3、各種脫氨基作用產(chǎn)生的NH3（所有生物）氨的固定方式：（1）通過氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶谷氨酸脫氫酶+N

2、AD(P)H+NH3CH2-COOHC=O-CH2COOH--CH2-COOHCHNH2-CH2COOH--+NAD(P)++H2O（2）通過谷氨酸脫氫酶（3）通過谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶+CH2-COOHCHNH2-CH2C=O--+ADP+Pi+H++NH4+ATPCH2-COOHCHNH2-CH2COOH--NH2三、碳源直接碳源是相應(yīng)的α-酮酸。主要來源：糖酵解、TCA、磷酸已糖支路。谷氨酸族天冬氨酸族丙氨酸族絲氨酸族His和芳香族四、二十種氨基酸的生物合成概況五、氨基酸分族的生物合成情況1.谷氨酸族?-酮戊二酸Glu、Gln、Pro、ArgGlu的合成由

3、α-酮戊二酸與游離氨，經(jīng)L-Glu脫氫酸催化。對于植物和微生物，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／NADPH2GluGlu+NH4++ATP谷胺酰胺合成酶Gln+ADP+Pi+H+Gln合成酶是催化氨轉(zhuǎn)變?yōu)橛袡C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。Gln的合成由α-酮戊二酸形成Glu，由Glu可以進一步形成GlnPro的合成（Glu環(huán)化而成）Arg合成Lys合成谷草轉(zhuǎn)氨酶草酰乙酸

4、+GluAsp+α-酮戊二酸天冬氨酸Asn合成酶Asp+NH4++ATPAsn+AMP+PPi(細菌)Asn合成Asn合成酶Asp+Gln+ATPAsn+Glu+AMP+PPiMg2+（哺乳動物）2.天冬氨酸族草酰乙酸→Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、MetThr合成Lys、Met、Thr合成中，有一段共同途徑，即生成Asp-β-半醛，是一個分枝點化合物。Ile合成Ile的合成途徑與Val極為相似。6個C中4個來自Asp（Asp→Thr），2個來自丙酮酸，所以也可以歸入丙酮酸衍生型。Met合成Lys3.丙氨酸族丙酮酸Ala、Val、Leu谷氨酸+丙酮酸α-酮戊

5、二酸+丙氨酸谷丙轉(zhuǎn)氨酶ValLeu4.絲氨酸族甘油酸-3-磷酸Ser、Gly、CysSerGlyCys5.組氨酸和芳香氨基酸族磷酸核糖His磷酸赤蘚糖+PEPPhe、Tyr、Trp第二節(jié)、氨基酸生物合成的調(diào)節(jié)最有效的調(diào)節(jié)是通過合成過程的終端產(chǎn)物，反饋抑制反應(yīng)系列中第一個酶的活性，即通過別構(gòu)效應(yīng)調(diào)節(jié)第一個酶的活性一、通過終端產(chǎn)物對氨基酸合成的反饋抑制1、簡單的終端產(chǎn)物反饋抑制ABCDE-如由Thr合成Ile(反饋抑制蘇氨酸脫氨酶）2、不同終端產(chǎn)物對共同合成途徑的協(xié)同抑制ABCD-EFGH---如由Glu合成Gln第一步反應(yīng)的酶-Gln合成酶3、不同分枝產(chǎn)物對多個同工酶的

6、抑制ABCD-EFGH---如由赤蘚糖-4-磷酸和PEP合成三種芳香族氨基酸4、順序反饋抑制終端產(chǎn)物E和H，只分別抑制分道后自己的分支途徑中第一個酶的活性。ABCD-EFGH-fea二、通過酶量調(diào)節(jié)阻遏酶同工酶第三節(jié)幾種重要的氨基酸衍生物的生物合成（1）氧化氮:由Arg在NOS催化下合成（2）谷光甘肽：Glu+Cys→gGlu-CysgGlu-Cys+Gly→gGlu-Cys+Gly（3）肌酸:Gly+Arg→胍基乙酸胍基乙酸+SAM→肌酸（4）卟啉血紅素、細胞色素、葉綠素。卟啉由Gly和琥珀酰CoA合成（4）D-氨基酸：由L-氨基酸通過消旋酶作用形成。