,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,