蛋白質(zhì)降解和氨基酸代謝

Proteindegradationandaminoacidmetabolism生命科學(xué)學(xué)院生物化學(xué)與分子生物學(xué)系白娟生物化學(xué)第一頁，共一百六十二頁。蛋白質(zhì)降解氨基酸的分解代謝尿素循環(huán)生物固氮氨基酸的生物合成第二頁，共一百六十二頁。HenryBorsook(1897-1984)RudolfSchoenheimer(1898-1941)1940年，同位素實(shí)驗(yàn)證明了活細(xì)胞的組成成分在不斷地轉(zhuǎn)換更新。每一種蛋白質(zhì)在細(xì)胞內(nèi)的數(shù)量一方面取決于它的合成；另一方面則取決于它的降解。降解是維護(hù)細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)水平不可或缺的控制步驟。1蛋白質(zhì)的降解第三頁，共一百六十二頁。半壽期(Half-life)-表示蛋白質(zhì)的降解速率，即一種蛋白質(zhì)合成之后被降解一半所用的時(shí)間。細(xì)胞內(nèi)蛋白質(zhì)的半壽期并不相同。蛋白質(zhì)周轉(zhuǎn)(ProteinTurnover)-Lifespanofaproteinfromsynthesistodegradation第四頁，共一百六十二頁。大鼠肝細(xì)胞一些蛋白質(zhì)的半壽期蛋白質(zhì)半壽期（h）短壽命蛋白質(zhì)：鳥氨酸脫羧酶0.2δ-氨基γ--酮戊酸合酶1.1RNA聚合酶Ⅰ1.3酪氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶2.0色氨酸加氧酶2.5脫氧胸苷激酶2.6β-羥基-β-甲基戊二酰輔酶A還原酶3.0磷酸烯醇式丙酮酸羧激酶5.0長(zhǎng)壽命蛋白質(zhì)：精氨酸酶96醛縮酶118細(xì)胞色素b5122甘油醛3-磷酸脫氫酶130細(xì)胞色素b130乳酸脫氫酶（同工酶5）144細(xì)胞色素c150透明質(zhì)酸酶240第五頁，共一百六十二頁。蛋白質(zhì)的半壽期和N-端氨基酸殘基的關(guān)系6第六頁，共一百六十二頁。蛋白質(zhì)為什么被降解？第七頁，共一百六十二頁。1.1內(nèi)源性蛋白質(zhì)降解的特點(diǎn)

選擇性的降解非正常蛋白質(zhì)

—被異常修飾的非正常蛋白、突變蛋白—需及時(shí)滅活的具調(diào)節(jié)活性的蛋白（如關(guān)鍵酶）

細(xì)胞的營(yíng)養(yǎng)和激素狀態(tài)影響蛋白質(zhì)降解

—食物蛋白供應(yīng)充足或過量—饑餓或糖尿病時(shí)無法獲得充足的糖做燃料第八頁，共一百六十二頁。RR’＋R—＋R’＋PeptideWaterAcidAmine蛋白質(zhì)水解的規(guī)律蛋白質(zhì)的降解是指蛋白質(zhì)在酶的作用下，使肽鍵水解生成AA的過程。第九頁，共一百六十二頁。氨肽酶羧肽酶肽鏈內(nèi)切酶(endopeptidase)肽鏈外切酶(expeptidase)蛋白水解酶第十頁，共一百六十二頁。1.2蛋白質(zhì)降解的反應(yīng)機(jī)制體外系統(tǒng)研究表明，哺乳動(dòng)物細(xì)胞質(zhì)至少有兩類重要的蛋白水解系統(tǒng):(1)溶酶體(lysozyme)系統(tǒng)或酸性系統(tǒng)，主要負(fù)責(zé)降解外來蛋白、膜蛋白和長(zhǎng)壽命蛋白；(2)泛素-蛋白酶體(Ubiquitin-proteasome)系統(tǒng)或堿性系統(tǒng)，主要降解反常蛋白和短壽命蛋白。第十一頁，共一百六十二頁。酶分子量（kDa）近似酶最適pH常用的分析底物抑制劑組織蛋白酶B（EC3.4.22.1）255Z-Arg-Arg-NMec巰基試劑組織蛋白酶L（EC3.4.22.15）245偶氮酪蛋白巰基試劑組織蛋白酶H（EC3.4.22.16）285Arg-NMecZ-Phe-Phe-CHN2組織蛋白酶M305~7醛縮酶巰基試劑組織蛋白酶N203.5膠原巰基試劑組織蛋白酶S253.5血紅蛋白巰基試劑組織蛋白酶T356TAT，偶氮酪蛋白巰基試劑組織蛋白酶D（EC3.4.23.5）423.5血紅蛋白抑胃肽組織蛋白酶E1002.5白蛋白抑胃肽溶酶體中的一些蛋白酶（1）溶酶體系統(tǒng)第十二頁，共一百六十二頁。受體介導(dǎo)的胞吞作用吞噬作用自噬作用胞飲作用早期胞內(nèi)體溶酶體（1）溶酶體系統(tǒng)多泡體膜融合第十三頁，共一百六十二頁。溶酶體的形成第十四頁，共一百六十二頁。溶酶體的功能參與細(xì)胞內(nèi)的正常消化自體吞噬自溶第十五頁，共一百六十二頁。1978年網(wǎng)織紅細(xì)胞依賴ATP的蛋白質(zhì)水解系統(tǒng)熱穩(wěn)定因子76個(gè)AA組成廣泛存在于各類真核細(xì)胞泛素(ubiquitin,Ub)（2）泛素-蛋白酶體系統(tǒng)第十六頁，共一百六十二頁。C-terminalN-terminal30泛素的結(jié)構(gòu)第十七頁，共一百六十二頁。泛素與待降解蛋白的連接-異肽鍵第十八頁，共一百六十二頁。TheNobelPrizeinChemistryin2004AaronCiechanoverAvramHershkoIrwinRose

wasawardedjointlytoAaronCiechanover,AvramHershkoandIrwinRose"forthediscoveryofubiquitin-mediatedproteindegradation".第十九頁，共一百六十二頁。蛋白的多泛肽化標(biāo)記1蛋白酶體的降解2第二十頁，共一百六十二頁。多泛肽化蛋白泛肽活化酶（E1）泛肽蛋白連接酶（E3）泛肽載體蛋白（E2）蛋白的多泛肽化標(biāo)記第二十一頁，共一百六十二頁。泛素活化酶（E1:Ubiquitin-activatingenzyme）E1催化Ub的C-末端與酶分子中巰基結(jié)合，同時(shí)消耗1分子ATP。第二十二頁，共一百六十二頁。泛素載體蛋白/泛素結(jié)合酶（E2/Ubc:Ubiquitin-conjugatingenzymes）.泛素分子從E1轉(zhuǎn)移到E2的巰基上不同的E2將與不同的靶蛋白和不同的E3匹配，成為底物蛋白泛素化專一性的基礎(chǔ)。第二十三頁，共一百六十二頁。泛素-蛋白質(zhì)連接酶（E3s:Ubiquitin-proteinligases）.E3s催化了泛素分子從E2轉(zhuǎn)移到底物蛋白的Lysε-氨基上形成異肽鍵（isopeptidebond）.E3s負(fù)責(zé)識(shí)別底物蛋白第二十四頁，共一百六十二頁。泛素化（Ubiquitination）第二十五頁，共一百六十二頁。E4:多泛素鏈延伸因子catalyzestheefficientpolymerizationofalongmultiubiquitinchain.Ubiquitinanditslysineresidues第二十六頁，共一百六十二頁。被多泛肽化標(biāo)記的待降解蛋白由26S蛋白酶體(proteasome)迅速降解成小的肽片段再由其它肽酶水解成游離氨基酸。蛋白酶體降解第二十七頁，共一百六十二頁。第二十八頁，共一百六十二頁。第二十九頁，共一百六十二頁。20S蛋白酶體19S調(diào)節(jié)亞基19S調(diào)節(jié)亞基βα26S蛋白酶體第三十頁，共一百六十二頁。蛋白質(zhì)降解的泛肽途徑E1-S-E1-SHE2-S-E1-SHE2-SHE2-SHATPAMP+PPiE3多泛肽化蛋白ATP26S蛋白酶體20S蛋白酶體ATP19S調(diào)節(jié)亞基去折疊水解E1：泛肽活化酶E2：泛肽載體蛋白

E3：泛肽-蛋白質(zhì)連接酶（ubiquitin）第三十一頁，共一百六十二頁。第三十二頁，共一百六十二頁。

標(biāo)簽死亡之吻蛋白Ub第三十三頁，共一百六十二頁。1.3機(jī)體對(duì)外源蛋白質(zhì)的需要及其消化作用蛋白質(zhì)的生理功能

組織細(xì)胞重要的組成成分，維持組織、細(xì)胞的生長(zhǎng)，更新和修補(bǔ)組織

參與多種重要的生理活動(dòng)(如酶、激素)

氧化供能（17.9KJ/g蛋白質(zhì)）

可轉(zhuǎn)化為糖和脂肪等

氨基酸為含氮化合物合成的提供氮源第三十四頁，共一百六十二頁。*總氮平衡：攝入氮=排出氮即蛋白質(zhì)分解與合成處于平衡，如成人*正氮平衡：攝入氮>排出氮即蛋白質(zhì)合成量多于分解量，如兒童、孕婦*負(fù)氮平衡：攝入氮<排出氮

即蛋白質(zhì)分解量多于合成量，如饑餓、消耗性疾病

食物攝入氮-(尿氮+糞氮)可反映體內(nèi)蛋白質(zhì)合成與分解的動(dòng)態(tài)關(guān)系氮平衡第三十五頁，共一百六十二頁。蛋白質(zhì)的需要量成人每日最低需要量:

30～50g/d我國(guó)營(yíng)養(yǎng)學(xué)會(huì)推薦的成人每日需要量:

80g/d第三十六頁，共一百六十二頁。第三十七頁，共一百六十二頁。食物中蛋白質(zhì)的消化吸收胃腺壁細(xì)胞（分泌HCl）主細(xì)胞（分泌胃蛋白酶原）胃黏膜細(xì)胞（分泌胃泌激素）胰腺的外分泌細(xì)胞小腸絨毛小腸黏膜（吸收氨基酸）絨毛胃胰腺胰腺導(dǎo)管酶原顆粒胃蛋白酶原胃蛋白酶蛋白酶原蛋白酶第三十八頁，共一百六十二頁。內(nèi)肽酶：胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶（水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵）外肽酶：氨肽酶、羧肽酶（從肽鏈兩端開始水解肽鍵）主要的酶類：

據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：第三十九頁，共一百六十二頁。胃蛋白酶原H+

蛋白質(zhì)

多肽（主）酶原的激活水解（1）胃中消化胃蛋白酶胃蛋白酶消化第四十頁，共一百六十二頁。

胰蛋白酶原

腸激酶

糜蛋白酶彈性蛋白酶羧基肽酶（+）

蛋白質(zhì)

肽

氨基酸內(nèi)肽酶外肽酶

酶原的激活

胰蛋白酶水解（2）小腸內(nèi)消化（主要部位）第四十一頁，共一百六十二頁。消化道內(nèi)幾種蛋白酶的專一性（Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）（脂肪族）胰凝乳蛋白酶胃蛋白酶彈性蛋白酶羧肽酶胰蛋白酶氨肽酶羧肽酶（Phe.Trp）第四十二頁，共一百六十二頁。吸收（1）

主要部位：小腸A氨基酸運(yùn)載蛋白堿性氨基酸運(yùn)載蛋白酸性氨基酸運(yùn)載蛋白亞氨基酸運(yùn)載蛋白B-谷氨酸循環(huán)（2）

吸收機(jī)制中性氨基酸運(yùn)載蛋白第四十三頁，共一百六十二頁。氨基酸-谷氨酰基轉(zhuǎn)移酶谷胱甘肽半胱氨酰甘氨酸-谷氨酰氨基酸-谷氨酸環(huán)化酶5-氧脯氨酸氨基酸谷胱甘肽合成酶甘氨酸-谷氨酰半胱氨酸

-谷氨酰半胱氨酸合成酶谷氨酸5-氧脯氨酸酶半胱氨酸肽酶細(xì)胞膜細(xì)胞內(nèi)||||||||||||||||||||||細(xì)胞外-谷氨?；h(huán)—氨基酸吸收第四十四頁，共一百六十二頁。多肽的吸收機(jī)制過去認(rèn)為，蛋白質(zhì)經(jīng)消化道酶促水解后，主要以氨基酸的形式吸收。近兩年的科學(xué)研究結(jié)果表明，人體吸收蛋白質(zhì)的主要形式不是以氨基酸的形式吸收的，而是以多肽的形式吸收的，這是人體吸收蛋白質(zhì)機(jī)制的重大突破。第四十五頁，共一百六十二頁。多肽吸收機(jī)制的特點(diǎn)不需消化，直接吸收吸收快速吸收時(shí)，多肽體不會(huì)被破壞多肽具有100%被人體吸收的特點(diǎn)多肽具有主動(dòng)吸收的特點(diǎn)多肽具有優(yōu)先被人體吸收的特點(diǎn)人體對(duì)多肽的吸收不需增加消化道，特別是胃腸功能負(fù)擔(dān)的特點(diǎn)多肽在人體表現(xiàn)出載體作用多肽可在人體起運(yùn)輸工具的作用多肽被人體吸收后，可在人體中起信使作用第四十六頁，共一百六十二頁。GeneralMetabolismofAminoAcid氨基酸代謝庫(metabolicpool)食物蛋白質(zhì)消化吸收組織蛋白質(zhì)分解合成合成脫氨基作用NH3α-

酮酸尿素糖氧化供能酮體脫羧基作用CO2胺類其他含氮化合物(purine,pyrimide)轉(zhuǎn)變第四十七頁，共一百六十二頁。哺乳動(dòng)物氨基酸的分解代謝2氨基酸的分解代謝第四十八頁，共一百六十二頁。脊椎動(dòng)物肝中氨基的分解代謝第四十九頁，共一百六十二頁。排氨動(dòng)物：大多水生兩棲類排尿素動(dòng)物：絕大多數(shù)陸生脊椎動(dòng)物，鯊魚排尿酸動(dòng)物：鳥類，爬蟲類第五十頁，共一百六十二頁。2.1氨基酸的脫氨基作用包括氧化脫氨基、轉(zhuǎn)氨脫氨基、聯(lián)合脫氨基、非氧化脫氨基、脫酰胺作用等，是氨基酸主要的轉(zhuǎn)化方式。第五十一頁，共一百六十二頁。(1)轉(zhuǎn)氨基作用在轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)/氨基轉(zhuǎn)移酶(aminotransferase)的催化下，α-氨基酸的氨基轉(zhuǎn)移到α-酮酸的酮基碳原子上，結(jié)果原來的α-氨基酸生成相應(yīng)的α-酮酸，而原來的α-酮酸則形成了相應(yīng)的α-氨基酸，這種作用稱為轉(zhuǎn)氨基作用或氨基移換作用。第五十二頁，共一百六十二頁。

α-氨基酸1

R1-CH-COO-

NH+3

|α-酮酸1

R1-C-COO-O||

R2-C-COO-O||α-酮酸2

R2-CH-COO-

NH+3

|α-氨基酸2轉(zhuǎn)氨酶（輔酶：磷酸吡哆醛）Lys,Arg,Thr,Pro不能通過轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨第五十三頁，共一百六十二頁。體內(nèi)比較重要的轉(zhuǎn)氨基反應(yīng)谷草轉(zhuǎn)氨酶(glutamicoxaloacetictransaminase,GOT)

谷丙轉(zhuǎn)氨酶(glutamicpyruvictransaminase,GPT)第五十四頁，共一百六十二頁。磷酸吡哆醛轉(zhuǎn)氨基作用的機(jī)制第五十五頁，共一百六十二頁。天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶PLPLys258第五十六頁，共一百六十二頁。4’4’醛亞胺酮亞胺磷酸吡哆醛磷酸吡哆胺第五十七頁，共一百六十二頁。葡萄糖-丙氨酸循環(huán)將氨運(yùn)入肝臟丙氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶第五十八頁，共一百六十二頁。(2)谷氨酸脫氫酶催化的氧化脫氨基作用谷氨酸脫氫酶(－)：GTP、ATP(＋)：GDP、ADP第五十九頁，共一百六十二頁。

α-氨基酸

氨基酸氧化酶(FAD、FMN)α-酮酸

R-CH-COO-

NH+3

|

R-C-COO-+NH3O||H2O+O2H2O2第六十頁，共一百六十二頁。(3)聯(lián)合脫氨基作用α-KG谷氨酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酸脫氫酶①轉(zhuǎn)氨酶—谷氨酸脫氫酶的聯(lián)合脫氨作用第六十一頁，共一百六十二頁。②轉(zhuǎn)氨酶——嘌呤核苷酸循環(huán)聯(lián)合脫氨作用第六十二頁，共一百六十二頁。(4)非氧化脫氨基作用微生物中主要進(jìn)行非氧化脫氨基作用，方式有3種：

（1）還原脫氨基作用（2）脫水脫氨基作用（3）由解氨酶催化的脫氨基反應(yīng)第六十三頁，共一百六十二頁。①還原脫氨基作用在無氧條件下，某些含有氫化酶的微生物能利用還原脫氨基方式使AA脫去氨基。第六十四頁，共一百六十二頁。②脫水脫氨基作用Ser、Thr脫氨基也可經(jīng)脫水方式完成，催化該反應(yīng)的酶以磷酸吡哆醛為輔酶。第六十五頁，共一百六十二頁。③由解氨酶催化的脫氨基反應(yīng)

Phe解氨酶催化Phe、Tyr發(fā)生脫氨，生成肉桂酸和香豆酸進(jìn)一步轉(zhuǎn)變成木質(zhì)素和單寧等植物次生物質(zhì)。當(dāng)植物組織照光后，Phe解氨酶水平顯著增加。第六十六頁，共一百六十二頁。(5)脫酰胺基作用第六十七頁，共一百六十二頁。(1)、概念

氨基酸在脫羧酶的作用下脫掉羧基生成相應(yīng)的一級(jí)胺類化合物的作用。脫羧酶的輔酶為磷酸吡哆醛。直接脫羧胺羥化脫羧羥胺

(2)、類型:2.2氨基酸的脫羧基作用第六十八頁，共一百六十二頁。(1)直接脫羧基作用AA脫羧酶廣泛存在于動(dòng)植物和微生物體內(nèi)，以磷酸吡哆醛作為輔酶。AA在脫羧酶作用下，進(jìn)行脫羧反應(yīng)生成胺類化合物，具有活躍的生理作用。如：His脫羧生成組胺，Tyr脫羧生成酪胺。第六十九頁，共一百六十二頁。(2)羥化脫羧基作用Tyr在Tyr酶催化下，發(fā)生羥化作用生成3,4-二羥-Phe，簡(jiǎn)稱多巴(dopa)，進(jìn)一步脫羧生成3,4-二羥苯乙胺，簡(jiǎn)稱多巴胺(dopamine)。Tyr酶是一種含銅酶。多巴進(jìn)一步氧化形成聚合物黑素。馬鈴薯、蘋果、梨等切開后變黑，就是由于形成了黑素。人體的表皮基底層及毛囊中有成黑素細(xì)胞，將Tyr轉(zhuǎn)變?yōu)楹谒?melanin)，使皮膚及毛發(fā)呈黑色。植物體內(nèi)，由多巴和多巴胺可形成生物堿。第七十頁，共一百六十二頁。2.2氨的轉(zhuǎn)運(yùn)有毒！L-谷氨酸脫氫酶NAD++H2ONADH+H++NH4+α-谷氨酸α-酮戊二酸谷氨酸氧化脫氨血氨過高可引起中樞神經(jīng)系統(tǒng)中毒！第七十一頁，共一百六十二頁。機(jī)體防止高濃度氨的措施（1）

α-酮戊二酸在谷氨酸脫氫酶的作用下發(fā)生氨基化形成谷氨酸（2）以中性谷氨酰胺形式轉(zhuǎn)運(yùn)第七十二頁，共一百六十二頁。3尿素循環(huán)(ureacycle)/鳥氨酸循環(huán)(ornithinecycle)1932年HansKrebs和KurtHenseleit提出尿素循環(huán)(ureacycle),或稱鳥氨酸循環(huán)(ornithinecycle)。哺乳類動(dòng)物體內(nèi)氨的主要去路是在肝臟中合成尿素并隨尿排出體外。尿素在部分植物體內(nèi)起著與谷氨酰胺類似的作用，既能解除氨毒，又是氨的一種貯存形式。第七十三頁，共一百六十二頁。實(shí)驗(yàn)：動(dòng)物切除肝臟，輸入AA后，血氨濃度升高動(dòng)物保留肝臟、切除腎臟，輸入AA后，血中尿素濃度升高動(dòng)物肝臟、腎臟同時(shí)切除，輸入氨基酸后，血中尿素含量較低，但血氨濃度升高結(jié)論：肝臟是合成尿素的主要器官第七十四頁，共一百六十二頁。氨甲酰磷酸鳥氨酸瓜氨酸肝中進(jìn)行的鳥氨酸循環(huán)第七十五頁，共一百六十二頁。肝中進(jìn)行的鳥氨酸循環(huán)鳥氨酸瓜氨酸延胡索酸精氨琥珀酸第七十六頁，共一百六十二頁。3.1尿素循環(huán)過程氨甲酰磷酸合成酶鳥氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶

精氨琥珀酸合成酶精氨琥珀酸酶精氨酸酶第七十七頁，共一百六十二頁。氨甲酰磷酸(1)氨甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ

(carbamoylphophatesynthetaseⅠ,CPS-Ⅰ)氨基甲酸酯羰基磷酸反應(yīng)部位：線粒體第七十八頁，共一百六十二頁。(2)瓜氨酸的合成產(chǎn)生于細(xì)胞質(zhì)產(chǎn)生于線粒體在細(xì)胞質(zhì)中利用第七十九頁，共一百六十二頁。(3)精氨琥珀酸的合成反應(yīng)部位：細(xì)胞質(zhì)瓜氨酸第八十頁，共一百六十二頁。(4)精氨酸的合成精氨琥珀酸酶/裂解酶第八十一頁，共一百六十二頁。尿素循環(huán)和三羧酸循環(huán)的聯(lián)系第八十二頁，共一百六十二頁。(5)尿素的形成(Arginine)(Urea)(Ornithine)第八十三頁，共一百六十二頁。第八十四頁，共一百六十二頁。尿素生成的要點(diǎn)亞細(xì)胞定位：線粒體與細(xì)胞質(zhì)限速酶：氨甲酰磷酸合成酶耗能過程：4ATP/ureaN與C來源：氨基酸脫氨和CO2第八十五頁，共一百六十二頁。3.2尿素循環(huán)的調(diào)節(jié)N-乙酰谷氨酸第八十六頁，共一百六十二頁。4氨基酸碳骨架的分解代謝第八十七頁，共一百六十二頁。絲氨酸轉(zhuǎn)羥甲基酶4.1經(jīng)丙酮酸形成乙酰-CoA絲/蘇氨酸轉(zhuǎn)羥甲基酶蘇氨酸脫氫酶第八十八頁，共一百六十二頁。第八十九頁，共一百六十二頁。4.2部分形成乙酰-CoA或乙酰乙酰-CoA乙酰乙酰-CoA乙酰乙酸戊二酰-CoAα-酮己二酸第九十頁，共一百六十二頁。乙酰-CoA琥珀酰-CoA丙酰-CoA乙酰乙酰-CoA乙酰乙酸戊二酰-CoA第九十一頁，共一百六十二頁。色氨酸分解代謝的中間產(chǎn)物是許多生物分子的前體煙酸吲哚乙酸5-羥色胺第九十二頁，共一百六十二頁。第九十三頁，共一百六十二頁。四氫生物蝶呤在苯丙氨酸羥化酶中的作用第九十四頁，共一百六十二頁。4.3形成α-酮戊二酸谷氨酸γ半醛鳥氨酸α-酮戊二酸第九十五頁，共一百六十二頁。4.4形成琥珀酰-CoA高半胱氨酸α-酮丁酸第九十六頁，共一百六十二頁。丙酰-CoA甲基丙二酰-CoA變位酶第九十七頁，共一百六十二頁。4.5分支氨基酸的代謝（肝外組織中）第九十八頁，共一百六十二頁。4.6形成草酰乙酸第九十九頁，共一百六十二頁。4.7氨基酸與一碳單位一碳基團(tuán)的概念：在代謝過程中，某些化合物可以分解產(chǎn)生具有一個(gè)碳原子的基團(tuán)，稱為“一碳基團(tuán)”或“一碳單位”。常見的一碳基團(tuán)：亞氨甲基

CH=NH甲?；?/p>

CHO

羥甲基

CH2OH甲基

CH3

亞甲基

CH2

次甲基

CH=第一百頁，共一百六十二頁。四氫葉酸第一百零一頁，共一百六十二頁。S-腺苷甲硫氨酸第一百零二頁，共一百六十二頁。亞甲四氫葉酸甲基四氫葉酸第一百零三頁，共一百六十二頁。亞甲四氫葉酸次甲基四氫葉酸N5-甲酰基四氫葉酸N10-甲?；臍淙~酸亞胺甲基四氫葉酸第一百零四頁，共一百六十二頁。S-腺苷高半胱氨酸高半胱氨酸甲硫氨酸循環(huán)第一百零五頁，共一百六十二頁。第一百零六頁，共一百六十二頁。5生物固氮氮循環(huán)(TheNitrogenCycle)第一百零七頁，共一百六十二頁。生物固氮(biologicalnitrogenfixation)是微生物、藻類和與高等植物共生的微生物通過自身的固氮酶復(fù)合物把分子氮變成氨的過程。第一百零八頁，共一百六十二頁。自生固氮微生物共生固氮微生物固氮生物的類型豌豆根瘤共生固氮根瘤菌第一百零九頁，共一百六十二頁。固氮酶復(fù)合體(nitrogenasecomplex)固氮酶(dinitrogenase):鉬鐵蛋白固氮酶還原酶(dinitrogenasereductase):鐵蛋白鐵鉬中心MoFeSADP固氮酶亞基還原酶亞基Fe-S第一百一十頁，共一百六十二頁。生物固氮的總反應(yīng)為：N2+8e

+16ATP+16H2O+8H+→2NH3+H2+16ADP+16Pi由反應(yīng)式可見固氮過程消耗能量非常多，共有16個(gè)ATP被水解。第一百一十一頁，共一百六十二頁。6氨的同化作用-氨通過谷氨酸和谷氨酰胺摻入生物分子第一百一十二頁，共一百六十二頁。氨的同化途徑之一：谷氨酸脫氫酶++NAD(P)H+H+NAD(P)+Glutamatedehydrogenase谷氨酸脫氫酶第一百一十三頁，共一百六十二頁。谷氨酸脫氫酶在不同生物種屬甚至不同組織中對(duì)輔酶的要求不盡一致，也有的無選擇性例如：粗糙脈孢菌谷氨酸脫氫酶glutamatedehydrogenase

濃度很高時(shí)發(fā)生第一百一十四頁，共一百六十二頁。氨的同化途徑之二：谷氨酰胺合成酶（最重要的）谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶哺乳動(dòng)物第一百一十五頁，共一百六十二頁。谷氨酰胺合成酶的結(jié)構(gòu)

（12個(gè)相同的亞基）Theenzymehas12identicalsubunitsofMr50,000andisregulatedbothallostericallyandbycovalentmodification.第一百一十六頁，共一百六十二頁。谷氨酰胺合成酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)氨甲酰磷酸葡萄糖胺-6-磷酸第一百一十七頁，共一百六十二頁。谷氨酰胺合成酶的共價(jià)修飾酪氨酸殘基的腺苷酰化第一百一十八頁，共一百六十二頁。腺苷?；D(zhuǎn)移酶尿苷?；D(zhuǎn)移酶第一百一十九頁，共一百六十二頁。谷氨酸合酶(glutamatesynthase)細(xì)菌和植物中第一百二十頁，共一百六十二頁。原核生物中谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺α-酮戊二酸谷氨酰胺合成酶谷氨酸合酶NADP+NADPH+H+NH4+α-酮酸氨基酸轉(zhuǎn)氨酶谷氨酰胺合成酶和谷氨酸合酶的聯(lián)合作用第一百二十一頁，共一百六十二頁。7氨基酸的生物合成第一百二十二頁，共一百六十二頁。第一百二十三頁，共一百六十二頁。Aminoacidsderivedfromα-ketoglutarateincludeglutamate(Glu),glutamine(Gln),proline(Pro),arginine(Arg).7.1由α-酮戊二酸形成的氨基酸-Glu,Gln,Pro,Arg第一百二十四頁，共一百六十二頁。谷氨酸γ半醛γ谷氨酰磷酸谷氨酸激酶谷氨酸脫氫酶Δ1-二氫吡咯-5-羧酸自發(fā)還原酶乙酰谷氨酸合酶N-乙酰谷氨酸N-乙酰-γ谷氨酰磷酸N-乙酰谷氨酸-γ-半醛N-乙酰鳥氨酸第一百二十五頁，共一百六十二頁。N-乙酰鳥氨酸L-鳥氨酸瓜氨酸N-乙酰鳥氨酸酶第一百二十六頁，共一百六十二頁。哺乳動(dòng)物大部分組織中存在此轉(zhuǎn)氨酶當(dāng)?shù)鞍踪|(zhì)生物合成中Arg不足時(shí)逆反應(yīng)生成鳥氨酸——蛋白質(zhì)合成中的支路第一百二十七頁，共一百六十二頁。7.2由草酰乙酸形成的氨基酸-Asp,Asn,Met,Thr,Lys(細(xì)菌、植物),Ile第一百二十八頁，共一百六十二頁。GOT（谷草轉(zhuǎn)氨酶）AST（天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶）天冬氨酸氨基轉(zhuǎn)移酶

第一百二十九頁，共一百六十二頁。

Asp+Gln+ATP

Asn+Glu+AMP+PPi+H+

哺乳動(dòng)物中Asn合成酶細(xì)菌中Asp

+NH4++ATPAsn+AMP+PPi

Asn合成酶第一百三十頁，共一百六十二頁。天冬氨酸激酶天冬氨酰-β-磷酸天冬氨酸-β-半醛

天冬氨酸-β-半醛脫氫酶二氫吡啶甲酸合酶高絲氨酸

高絲氨酸脫氫酶第一百三十一頁，共一百六十二頁。二氫吡啶甲酸合酶二氫吡啶甲酸受Lys抑制Δ1-哌啶-2,6-二羧酸Δ1-哌啶-2,6-二羧酸脫氫酶N-琥珀酰-2-氨基-6-酮-庚二酸N-琥珀酰-2-氨基-6-酮基庚二酸合酶N-琥珀酰-L,L-2,6-二氨基庚二酸第一百三十二頁，共一百六十二頁。N-琥珀酰-L,L-2,6-二氨基庚二酸L,L-α,ε

二氨基庚二酸脫琥珀酸酶消旋-α，ε

二氨基--庚二酸二氨基-庚二酸消旋酶第一百三十三頁，共一百六十二頁。天冬氨酸-β-半醛高絲氨酸高絲氨酸脫氫酶O-琥珀酰高絲氨酸高絲氨酸?；D(zhuǎn)移酶胱硫醚胱硫醚γ合酶第一百三十四頁，共一百六十二頁。胱硫醚L-高半胱氨酸β-胱硫醚裂解酶甲硫氨酸合酶第一百三十五頁，共一百六十二頁。天冬氨酸-β-半醛高絲氨酸高絲氨酸脫氫酶磷酸高絲氨酸高絲氨酸激酶蘇氨酸合酶第一百三十六頁，共一百六十二頁。7.3由