1、第第31-32章章 氨基酸的生物合成和生物固氮氨基酸的生物合成和生物固氮l20種氨基酸的合成種氨基酸的合成l氨基酸的重要含氮衍生物氨基酸的重要含氮衍生物l生物固氮：生物固氮：N2 NH3 或或 NH4+1 氨基酸的生物合成氨基酸的生物合成l大多數(shù)植物和微生物大多數(shù)植物和微生物能合成所有能合成所有20種氨基酸種氨基酸l大多數(shù)大多數(shù)哺乳動物哺乳動物只能合成只能合成10種種非必需氨基酸非必需氨基酸（Nonessential amino acids） 需從飲食中提供需從飲食中提供必需氨基酸必需氨基酸（Essential amino acids） Lys, Phe, Met, Leu, Ile, Val

2、, Thr, Trp, His, Arg P340氨基酸的生物合成途徑氨基酸的生物合成途徑 -酮戊二酸類型：酮戊二酸類型：（谷氨酸類型）（谷氨酸類型） Glu，Gln，Pro，Arg , 蕈類中蕈類中Lys。 草酰乙酸類型：草酰乙酸類型：(天冬氨酸類型）天冬氨酸類型） Asp，Asn，Met，Thr，Ile(4C)， 植物和細(xì)菌中植物和細(xì)菌中Lys(4C) 。 丙酮酸類型丙酮酸類型 Ala，Val；Leu，Ile(2C)，Lys(2C ) 。TCA循環(huán)循環(huán) -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸 谷氨酸谷氨酸(Glu) 天冬氨酸天冬氨酸(Asp) 谷氨酰胺谷氨酰胺 脯氨酸脯氨酸 精氨酸精氨酸 (

3、Gln) (Pro) (Arg) 天冬酰胺天冬酰胺 甲硫氨酸甲硫氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 賴氨酸賴氨酸 (Asn) (Met) (Thr) (Lys) 谷氨酸族谷氨酸族天冬氨酸族天冬氨酸族異亮氨酸異亮氨酸(Ile) 丙酮酸類型丙酮酸類型 Ala，Val；Leu，Ile(2C)，Lys(2C ) 。 3-磷酸甘油酸類型（絲氨酸類型）磷酸甘油酸類型（絲氨酸類型） Ser，Cys，Gly。糖酵解糖酵解甘油酸甘油酸-3-磷酸磷酸丙酮酸丙酮酸絲氨酸絲氨酸(Ser) 甘氨酸甘氨酸(Gly)半胱氨酸半胱氨酸(Cys)丙氨酸丙氨酸纈氨酸纈氨酸(Val)亮氨酸亮氨酸(Leu)(Ala) 絲氨酸族絲氨酸族丙酮酸族丙酮酸

4、族 芳香族芳香族Phe、Tyr 赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸磷酸、磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）；）；Trp 赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸、磷酸、 PEP、PRPP。 組氨酸組氨酸磷酸核糖焦磷酸（磷酸核糖焦磷酸（PRPP）、）、ATP（N-C）。）。糖酵解糖酵解PEP 赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸磷酸酪氨酸酪氨酸(Tyr)苯丙氨酸苯丙氨酸(Phe)色氨酸色氨酸(Trp)戊糖磷酸途徑戊糖磷酸途徑核糖核糖-5-磷酸磷酸組氨酸組氨酸(His)芳香族氨基酸族芳香族氨基酸族苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸甘氨酸甘氨酸半胱氨酸半胱氨酸絲氨酸絲氨酸丙氨酸丙氨酸纈氨酸纈氨酸亮氨酸亮氨酸天冬酰胺天冬酰胺蘇氨

5、酸蘇氨酸賴氨酸賴氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸組氨酸組氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺脯氨酸脯氨酸精氨酸精氨酸赤蘚糖赤蘚糖-4-磷酸磷酸分枝酸分枝酸預(yù)苯酸預(yù)苯酸磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸果糖果糖-6-磷酸磷酸3-磷酸磷酸-甘油酸甘油酸PEP丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 -酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸賴氨酸賴氨酸天冬氨酸天冬氨酸異亮氨酸異亮氨酸細(xì)菌中細(xì)菌中20種標(biāo)準(zhǔn)氨種標(biāo)準(zhǔn)氨基酸合成的主要前基酸合成的主要前體物質(zhì)體物質(zhì)化合物化合物生理功能生理功能氨基酸前體氨基酸前體嘌呤堿嘌呤堿嘧啶堿嘧啶堿卟啉化合物卟啉化合物肌酸、磷酸肌酸肌酸、磷酸肌酸尼克酸尼克酸兒茶酚胺兒茶酚胺甲狀腺素甲狀腺素黑色素黑色素5-羥色胺羥色胺組胺

6、組胺-氨基丁酸氨基丁酸精胺、精脒精胺、精脒含氮堿基、核酸成分含氮堿基、核酸成分含氮堿基、核酸成分含氮堿基、核酸成分血紅素、細(xì)胞色素血紅素、細(xì)胞色素能量儲存能量儲存維生素維生素神經(jīng)遞質(zhì)、激素神經(jīng)遞質(zhì)、激素激素激素皮膚色素皮膚色素血管收縮劑、神經(jīng)遞質(zhì)血管收縮劑、神經(jīng)遞質(zhì)血管舒張劑血管舒張劑神經(jīng)遞質(zhì)神經(jīng)遞質(zhì)細(xì)胞增殖促進(jìn)劑細(xì)胞增殖促進(jìn)劑Asp、Gln、GlyAspGlyGly、Arg、MetTrpTyr、PheTyrTyr、PheTrpHisGluArg、Met一氧化氮（一氧化氮（NO）細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)分子Arg2 氨基酸的重要含氮衍生物氨基酸的重要含氮衍生物8 和和 8琥珀酰琥珀酰CoA

7、的的胍基和胍基和 O2 3 生物固氮生物固氮3.1 生物固氮作用：生物固氮作用：某些某些 微生物和藻類微生物和藻類通過其體內(nèi)固氮酶系的作用將分子氮通過其體內(nèi)固氮酶系的作用將分子氮轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡淖饔?。轉(zhuǎn)變?yōu)榘钡淖饔?。l植物植物一般能利用一般能利用NH4+或硝酸化物（或硝酸化物（NO2-、NO3-）作為）作為所需氮源，但不能利用空氣中的氮氣。所需氮源，但不能利用空氣中的氮氣。藍(lán)細(xì)菌藍(lán)細(xì)菌3.2 生物固氮機(jī)制生物固氮機(jī)制l固氮酶固氮酶Fe-蛋白蛋白，供給強(qiáng)還原力的電子；，供給強(qiáng)還原力的電子；MoFe-蛋白：蛋白：用強(qiáng)還原力電子使用強(qiáng)還原力電子使N2還原成還原成NH3。N2 + 8H+ +8e- + 16

8、ATP 2NH3 + H2 + 16ADP + 16Pi3.3 NH3進(jìn)入有機(jī)物的途徑進(jìn)入有機(jī)物的途徑 NH4+ Glu 谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶-酮戊二酸酮戊二酸 + NH4+ Glu+ H2Ol需要需要NADPH或或NADH王鏡巖王鏡巖P342 Glu Gln 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶Glu + NH3 + ATP Gln + ADP +Pi+ H+ 生成氨甲酰磷酸生成氨甲酰磷酸參與尿素循環(huán)和嘧啶合成參與尿素循環(huán)和嘧啶合成氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶I 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用l在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，將某一氨基酸的在轉(zhuǎn)氨酶的催化下，將某一氨基酸的-氨基轉(zhuǎn)移到另一氨基轉(zhuǎn)移到另一種種-酮酸的酮基上，生成