含氮小分子代谢PPT学习教案

1、会计学1 含氮小分子代谢含氮小分子代谢 本章主要内容本章主要内容 第1页/共111页 第一节第一节 蛋白质的营养作用蛋白质的营养作用 一、饲料蛋白质的生理功能一、饲料蛋白质的生理功能 二、氮平衡二、氮平衡(nitrogen balance)(nitrogen balance) 三、蛋白质的生理价值与必需氨基三、蛋白质的生理价值与必需氨基 酸酸 第2页/共111页 第3页/共111页 第4页/共111页 第5页/共111页 蛋白质的生理价值 = 氮的吸收量 氮的保留量 100 氮的保留量 = 沉积的氮 (氮的吸收量 = 食入氮 - 粪中氮， 氮的沉积量 = 食入氮 - 粪中氮 - 尿中氮) 第6

2、页/共111页 蛋白质来源蛋白质来源 生理价值生理价值 蛋白质来源蛋白质来源 生理价值生理价值 单独用单独用混合用混合用 鸡蛋鸡蛋94豆腐豆腐6577 牛奶牛奶85面筋面筋67 猪肉猪肉74小麦小麦6789 红薯红薯72小米小米57 玉米玉米57大豆大豆64 白菜白菜76牛肉牛肉69 第7页/共111页 成，不必成，不必 由食物供给的氨由食物供给的氨 基酸就称为基酸就称为 非必需氨基酸。非必需氨基酸。 第8页/共111页 第9页/共111页 第10页/共111页 第11页/共111页 第12页/共111页 第13页/共111页 第14页/共111页 （Phe.Tyr.Trp）（Arg.Lys）

3、 （脂肪族）（脂肪族） 胰凝乳胰凝乳 蛋白酶蛋白酶 胃蛋白酶胃蛋白酶弹性蛋白酶弹性蛋白酶 羧肽酶羧肽酶 胰蛋白酶胰蛋白酶 氨肽酶氨肽酶羧肽酶羧肽酶 （Phe. Trp） 第15页/共111页 （ubiquitin） 第16页/共111页 第17页/共111页 第18页/共111页 第19页/共111页 定义：定义： 指氨基酸脱去氨基生成相应指氨基酸脱去氨基生成相应-酮酸的过程。酮酸的过程。 脱氨基方式脱氨基方式(肝脏和肾脏）：肝脏和肾脏）： 氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 转氨基作用转氨基作用 联合脱氨基作用联合脱氨基作用 嘌吟核酸循环嘌吟核酸循环 第20页/共111页 HN 2O H 23 O

4、 R C COOH -2H R NHC COOH R CHNH COOH + 氨基酸在脱氨酶的作用下形成相应酮酸的反应。氨基酸在脱氨酶的作用下形成相应酮酸的反应。 (先脱氢形成亚氨基酸，再与水作用生成先脱氢形成亚氨基酸，再与水作用生成-酮酸）酮酸） 第21页/共111页 氨基酸的氧化脱氨基反应主要由：氨基酸的氧化脱氨基反应主要由： L-氨基酸氧化酶、D-氨基酸氧化酶、L-谷氨酸 脱氢酶所催化 L-L-氨基酸氧化酶：氨基酸氧化酶：是一种需氧脱氢酶，以是一种需氧脱氢酶，以FADFAD或或FMNFMN为辅基，为辅基， 脱下的氢原子交给脱下的氢原子交给O O2 2，生成，生成H H2 2O O2 2。

5、该酶活性。该酶活性 不高，在不高，在各组织器官中分布局限各组织器官中分布局限，因此作，因此作 用不大。用不大。 D-D-氨基酸氧化酶：氨基酸氧化酶：也是需氧脱氢酶，以也是需氧脱氢酶，以FADFAD为辅基脱下的氢原为辅基脱下的氢原 子交给氧，生成子交给氧，生成H H2 2O O2 2。 。在体内分布广，活性 在体内分布广，活性 也强，也强，但底物极少但底物极少，作用不大。，作用不大。 L-L-谷氨酸脱氢酶：谷氨酸脱氢酶：是一种不需氧脱氢酶，以是一种不需氧脱氢酶，以NADNAD+ +或或NADPNADP+ +为辅为辅 酶，生成的酶，生成的NADHNADH或或NADNAD该酶活性高，分布广该酶活性高

6、，分布广 泛，因而作用较大。泛，因而作用较大。但专一性太强但专一性太强，只催化，只催化 L-L-谷氨酸的氧化脱氨作用。谷氨酸的氧化脱氨作用。 第22页/共111页 -氨基酸氨基酸 氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD、FMN） -酮酸酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO-+NH3 O | H2O+O2 H2O2 L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶 H2ONH3 第23页/共111页 第24页/共111页 （transamination） 2 R COOH + COOH CO (CH2) COOH O R C COOH C COOH ) 2 (CH COOH + NHH2CHNH 22

7、 在转氨酶的作用下可逆的将在转氨酶的作用下可逆的将-氨基酸的氨基转移给氨基酸的氨基转移给-酮酮 酸的反应。大部分氨基酸都可以参加转氨基作用。酸的反应。大部分氨基酸都可以参加转氨基作用。 第25页/共111页 转氨基作用是转氨基作用是氨基酸与氨基酸与-酮酮 酸之间的氨基的转移作用。即：一种酸之间的氨基的转移作用。即：一种 -氨基酸的氨基酸的-氨基在转氨酶作用下氨基在转氨酶作用下 转移到转移到-酮酸的酮基上，结果原来的酮酸的酮基上，结果原来的 氨基酸生成相应的酮酸，而原来的酮氨基酸生成相应的酮酸，而原来的酮 酸则形成相应的氨基酸。酸则形成相应的氨基酸。 转氨酶以转氨酶以磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛为辅酶，

8、广泛分布于动物为辅酶，广泛分布于动物 组织中，如谷丙转氨酶（组织中，如谷丙转氨酶（GPT）在肝脏中，谷草转）在肝脏中，谷草转 氨酶（氨酶（GOT）在肝脏和心肌中都有很高的活性。）在肝脏和心肌中都有很高的活性。 第26页/共111页 第27页/共111页 较为重要的转氨酶有：较为重要的转氨酶有： 谷丙转氨酶（谷丙转氨酶（GPTGPT）：）：催化丙氨酸与催化丙氨酸与-酮戊二酸酮戊二酸 之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶在肝 脏中活性较高。脏中活性较高。 GPTGPT 丙氨酸丙氨酸 + -+ -酮戊二酸酮戊二酸 丙酮酸丙酮酸 + + 谷氨酸谷氨酸 第28页/

9、共111页 谷丙转氨酶谷丙转氨酶 第29页/共111页 谷草转氨酶（谷草转氨酶（GOTGOT）：）：催化天冬氨酸与催化天冬氨酸与-酮戊二酮戊二 酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶酸之间的氨基移换反应，为可逆反应。该酶 在心肌中活性较高。在心肌中活性较高。 GOTGOT 天冬氨酸天冬氨酸 + -+ -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸 + + 谷氨酸谷氨酸 第30页/共111页 谷草转氨酶 COOH CO CH2 COOH 草酰乙酸草酰乙酸 COOH CO CHNH2 COOH 天冬氨酸天冬氨酸 第31页/共111页 第32页/共111页 CHNH2 COOH R COOH CO R NH2

10、 HC (CH2)2 COOH COOH COOH C (CH2)2 COOH O 转氨酶 氨基酸 -酮酸 -酮戊二酸 L-谷氨酸 NH3 NADH+H+ H2O+NAD + L-谷氨酸脱氢酶 转氨作用转氨作用氧化脱氨基作用氧化脱氨基作用 （三）联合脱氨基作用（三）联合脱氨基作用 指氨基酸与指氨基酸与-酮戊二酸经转氨作用生成酮戊二酸经转氨作用生成-酮酸和谷氨酸，酮酸和谷氨酸， 后者经后者经L-L-谷氨酸脱氢酶作用生成游离氨和谷氨酸脱氢酶作用生成游离氨和-酮戊二酸的过酮戊二酸的过 程。程。 是转氨基作用和氧化脱氨基作用联合反应。是肝肾等组织中氨基酸是转氨基作用和氧化脱氨基作用联合反应。是肝肾等组

11、织中氨基酸 脱氨的主要途径，其逆反应也是非必需氨基酸合成的途径。脱氨的主要途径，其逆反应也是非必需氨基酸合成的途径。 第33页/共111页 第34页/共111页 氨基酸 -酮酸 -酮戊二酸 L-谷氨酸 天冬氨酸 草酰乙酸 苹果酸 腺苷酸代琥珀酸 延胡索酸 次黄嘌呤核苷酸 腺苷酸脱氨酶 腺嘌呤核苷酸 COOH (CH 2)2 C COOH O COOH (CH 2)2 HC COOH NH2 HOOC CH2C H NH2 COOH CH2COOH COCOOH CH2COOH CHOHCOOH HOOCCH HCCOOH HOOC CH2C H COOH N N N N NH R-5-P NH

12、3 H2O N NH N N O R-5-P N N N N NH2 R-5-P 腺苷酸代琥 珀酸合成酶 GTP （IMP） （AMP） 指骨骼肌和心肌中存在的一种指骨骼肌和心肌中存在的一种 氨基酸脱氨基作用方式氨基酸脱氨基作用方式 第35页/共111页 氨基酸在脱羧酶的催化下，脱去羧基产生二氧化碳和相氨基酸在脱羧酶的催化下，脱去羧基产生二氧化碳和相 应的胺，这一过程称为氨基酸的应的胺，这一过程称为氨基酸的脱羧基作用（脱羧基作用（ decarboxylation).decarboxylation). 各种氨基酸的脱羧基作用在其各自特异的脱羧酶催各种氨基酸的脱羧基作用在其各自特异的脱羧酶催 化下

13、进行，肝、肾、脑和肠的细胞中都有这类酶。化下进行，肝、肾、脑和肠的细胞中都有这类酶。 磷酸吡哆醛是各种氨基酸脱羧酶的辅酶磷酸吡哆醛是各种氨基酸脱羧酶的辅酶 COO C N H 2 R H H HRCHN+ CO 222 脱羧酶脱羧酶 磷酸毗多醛磷酸毗多醛 第36页/共111页 动物机体中一些胺类的来源及功能动物机体中一些胺类的来源及功能 来来 源源胺胺 类类功功 能能 谷氨酸谷氨酸-氨基丁酸氨基丁酸(GABA)(GABA)抑制性神经递质抑制性神经递质 组氨酸组氨酸组胺组胺血管舒张剂，促胃液分泌血管舒张剂，促胃液分泌 色氨酸色氨酸5-5-羟色胺羟色胺抑制性神经递质，缩血管抑制性神经递质，缩血管

14、半胱氨酸半胱氨酸牛磺酸牛磺酸 形成牛磺胆汁酸，促脂类消形成牛磺胆汁酸，促脂类消 化化 鸟氨酸、精氨酸鸟氨酸、精氨酸腐胺，精胺等腐胺，精胺等促进细胞增殖等促进细胞增殖等 lVB6用于防治神经过度兴奋所产生的妊娠呕用于防治神经过度兴奋所产生的妊娠呕吐，结核病人服用异烟肼，异烟肼结合吐，结核病人服用异烟肼，异烟肼结合B6影响影响GABA的合成，容易引起中枢过度兴奋的合成，容易引起中枢过度兴奋 l维生素维生素A可以抑制鸟氨酸脱羧酶的活性可以抑制鸟氨酸脱羧酶的活性 第37页/共111页 肠肠 道道 吸吸 收收 合合 成成 尿尿 素素 氨氨 基基 酸酸 脱脱 氨氨 合合 成成 氨氨 基基 酸酸 酰酰 胺胺

15、 水水 解解 合合 成成 酰酰 胺胺 其其 他他 含含 氮氮 物物 分分 解解 合合 成成 其其 他他 含含 氮氮 物物 直直 接接 排排 出出 血血 氨氨 第38页/共111页 第39页/共111页 （一）谷氨酰胺的运氨作用（一）谷氨酰胺的运氨作用 COOH CHNH 2 (CH 2)2 COOH 谷氨酰胺合成酶 谷氨酰胺酶 COOH CHNH 2 (CH 2)2 CONH 2 NH3 H2O ATP ADPPi 第40页/共111页 肌肉 蛋白质 氨基酸 NH3 谷氨酸 -酮 戊二酸 葡萄糖 糖分解 丙酮酸 转氨酶 丙氨酸 葡萄糖 丙氨酸 葡萄糖 丙氨酸 -酮戊二酸 转氨酶 谷氨酸 NH3

16、 尿素循环 糖异生 肌肉 血液肝脏 丙酮酸 尿素 第41页/共111页 第42页/共111页 第43页/共111页 1、 氨甲酰磷酸的生成（线粒体中进行）氨甲酰磷酸的生成（线粒体中进行） CO 2+NH3+H2O+2ATP 氨甲酰磷酸合成酶 N-乙酰谷氨酸Mg 2+ +2ADP+ PiH 2N C O OP 2、瓜氨酸的生成、瓜氨酸的生成 COOH CHNH 2 (CH 2 ) 3 NH 2 NH 2 CO O P + 氨 甲 酰 基 转 移 酶 鸟 氨 酸 氨 甲 酰 磷 酸 COOH CHNH 2 (CH 2 ) 3 NH C NH 2 O + Pi 瓜 氨 酸 第44页/共111页 3

17、3、精氨酸的生成（胞液中进行）、精氨酸的生成（胞液中进行） 第45页/共111页 第46页/共111页 4 4、精氨酸的水解和尿素的生成（胞液中进行）、精氨酸的水解和尿素的生成（胞液中进行） 尿素循环的总过程尿素循环的总过程 COOH CHNH 2 (CH 2)3 NH C NH 2 NH 精 氨 酸 + H 2O 精 氨 酸 酶 C H 2N H 2N O + COOH CHNH 2 (CH 2)3 NH 2 鸟 氨 酸 尿 素 H2NC O NH2 CO2+NH3+3ATP+2H2O天冬氨酸 +2ADP 延胡索酸 +AMP+ PPi+2Pi 第47页/共111页 第48页/共111页 第4

18、9页/共111页 N C N C C C C N N H HO O O HH H + H H O O HO H N N C N C N C C C N C N C C C C N N O O H O 内酰胺型尿酸内酰亚胺型尿酸完全解离型尿酸 氨在家禽体内也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和氨在家禽体内也可以合成谷氨酰胺以及用于其他一些氨基酸和 含氮物质的合成，但含氮物质的合成，但不能合成尿素不能合成尿素，而是把体内大部分的氨通过，而是把体内大部分的氨通过 合成尿酸排出体外。其过程是合成尿酸排出体外。其过程是首先利用氨基酸提供的氨基合成嘌首先利用氨基酸提供的氨基合成嘌 呤呤，再由嘌呤分解产

19、生出尿酸（详见嘌呤的合成与分解）。，再由嘌呤分解产生出尿酸（详见嘌呤的合成与分解）。 尿酸中的氮原子都来源于氨基酸的尿酸中的氮原子都来源于氨基酸的-氨基，以内酰胺、内亚酰胺和完氨基，以内酰胺、内亚酰胺和完 全解离三种形式存在，其结构式如图全解离三种形式存在，其结构式如图 第50页/共111页 一、一、 -酮酸的代谢酮酸的代谢 第51页/共111页 氨基酸碳骨架的代谢去向氨基酸碳骨架的代谢去向（生糖氨基酸和生酮氨基酸）（生糖氨基酸和生酮氨基酸） 丙氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 苏氨酸 色氨酸 丙酮酸 异亮氨酸 亮氨酸 色氨酸 亮氨酸 赖氨酸 苯丙氨酸 酪氨酸 色氨酸 乙酰辅酶A乙酰乙酰辅酶A

20、葡萄糖 磷酸烯醇式 丙酮酸 草酰乙酸 延胡索酸 琥珀酰 辅酶A 柠檬酸 谷氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 脯氨酸 精氨酸 天冬氨酸 天冬酰胺 酪氨酸 苯丙氨酸 天冬氨酸 异亮氨酸 甲硫氨酸 缬氨酸 -酮戊二酸 第52页/共111页 第53页/共111页 第54页/共111页 -酮戊二酸 O H COOH C O (CH 2) COOH O 2C CH COOH CH NH 2 2 H 3 + H + P NAD P 2 OH CHO COOH COOH 2 COOH ) 2 (CH C O Pi P 2 CHO COOH NH 2 CH CH 2 NH COOH CH 2 糖 脱氢酶 谷氨酸 转氨酶

21、磷酸丝氨酸 丝氨酸 磷酸酶 NAD H + 三磷酸甘油酸三磷酸甘油酸 磷酸丝氨酸磷酸丝氨酸 第55页/共111页 （二）由氨基酸之间转变生成（二）由氨基酸之间转变生成 丙氨酸 甘氨酸 半胱氨酸 丝氨酸 丙酮酸 -酮戊二酸 草酰乙酸 葡萄糖 天氡氨酸 羟基丙酮酸甘油酸 3-磷酸甘油酸 谷氨酸 谷氨酸- -半醛 脯氨酸 甲硫氨酸 羟脯氨酸 鸟氨酸 精氨酸 胱氨酸 第56页/共111页 一碳基团的代谢一碳基团的代谢 芳香族氨基酸的代谢芳香族氨基酸的代谢 含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸的代谢 第57页/共111页 第58页/共111页 -CH=NH 亚氨甲基亚氨甲基 H-CO- 甲酰基甲酰基 -CH2OH

22、 甲醇基甲醇基 -CH= 次甲基次甲基 -CH2- 亚甲基亚甲基 -CH3 甲基甲基 第59页/共111页 四四 氢氢 叶叶 酸酸 H H 10 5 第60页/共111页 第61页/共111页 N 5 10 HC ,N N N CH2 5 10 甲炔四氢叶酸 H + N N 5 10 , N N NCH 2 5 10 H C2N 甲烯四氢叶酸 H 甲基四氢叶酸 5 2 3 CH N N HN 10 5 N CH H 甲酰四氢叶酸 O H H NCH 10 5 2 CHN NN, 10 5 NN 5 10 HC HN , N N NCH2 5 10 H HN 亚氨甲基四氢叶酸 5 2 CH N

23、HN 10 N 四氢叶酸 一碳单位 第62页/共111页 + + 10 5 4 4+2 2 + 2 甘氨酸裂解酶 H ， FHNN NHCO NADHNAD FH COOH NHCH2 CH 2 甘氨酸与一碳单位甘氨酸与一碳单位 第63页/共111页 丝氨酸与一碳单位丝氨酸与一碳单位 H CH CH CH CH NH COOH FH NH N NFH ，2 + 2 2 2 2 2 +4 4 510 COOHO 丝氨酸羟甲基转移酶 OH 丝氨酸甘氨酸 色氨酸与一碳单色氨酸与一碳单 位位 CH COOH 10 4 4 + 2 + H FH N FH CH N CHO HCOOH ATP ADP P

24、i N 10 CHOFH4 色氨酸 犬尿酸 合成酶 第64页/共111页 组氨酸与一碳单位组氨酸与一碳单位 NNH OOC HN C H NH CH (CH2)2COO N5-CH=NH-FH4 COO (CH2)2 HC COO NH3 + 亚氨甲基转移酶 亚氨甲基谷氨酸 CH2CH COOFH4 NH3 谷氨酸组氨酸 第65页/共111页 色氨酸 甲酸 嘌呤 苏氨酸 甘氨酸 组氨酸 丝氨酸 蛋氨酸 乙醛酸 嘧啶 甲酰四氢叶酸 甲炔四氢叶酸 甲烯四氢叶酸 甲基四氢叶酸 亚氨甲基四氢叶酸 N 5 10 NADPH NADP FH CH 2 NH CHO NADH NAD + 4 N 10 H

25、+ H O NN 10 FHFH 44 N 5 CH N 5 NH NH 3 3 4FH 10 N N 2 CH 5 5 NN 10 10 N N 5 N + 5 CH 34 FH N 5 ， ， ， ， + 第66页/共111页 第67页/共111页 第68页/共111页 包括包括Phe, F; Tyr, Y; Trp, W 第69页/共111页 COOH OH CHNH CH CH NHCH COOH 2 2 2 22 2 +O+H O 苯丙氨酸羟化酶 四氢生物蝶呤二氢生物蝶呤 NADP + NADPHH+ + 苯丙氨酸是必需氨基酸，正常情况下，其主要代谢苯丙氨酸是必需氨基酸，正常情况下，

26、其主要代谢 是经羟化作用，生成酪氨酸。催化此反应的酶是是经羟化作用，生成酪氨酸。催化此反应的酶是 苯丙苯丙 氨酸羟化酶氨酸羟化酶 （phenylalanine hydroxylase）。）。 此反应是苯丙氨酸的主要代谢途径苯丙氨酸的主要代谢途径 第70页/共111页 苯丙酮酸尿症（苯丙酮酸尿症（phenyl Keronuria,PKU） 第71页/共111页 2CH NH CHOCOOHH 2 2 HCOOHOCH NH CH 2 2 HCOOHOCH NH CH 2 2 COOHOCH NH CH 2 2 COOHOCH NH CH 2OH OH I I I I II II I I I I

27、酪氨酸 一碘酪氨酸 二碘酪氨酸 3，5 三碘甲腺原氨酸甲状腺素（）T4 （MIT）（DIT） 3， T） （3 1.1.生成甲状腺素生成甲状腺素 第72页/共111页 COOH CH OH CHNH CH HO CO CH NH CH OH HOHO CHNHCH OH CH CHNH COOH CH NH HO CH OH OH OH OH 酪氨酸羟化酶 活性甲硫氨酸 同型腺苷半胱氨酸 3 2 2 2 2 22 22 2 2 2 酪氨酸多巴 多巴胺去甲肾上腺素 肾上腺素 儿茶 酚胺 2.2.生成儿茶酚胺生成儿茶酚胺 第73页/共111页 酪氨酸对羟基苯丙酮酸 （2，5-二羟基苯乙酸）尿黑酸

28、（酮体）乙酰乙酸 延胡索酸 22 OO O COOHCHC HOOC CH CH CH COOH CH C CHCH COOH OH HO CHCOOH 2 HOCO 2COOH CH NH CHCOOH 2CH CH 2 HOOC 32 C HO -酮戊二酸谷氨酸 对羟苯丙酮酸 氧化酶 尿黑酸氧化酶 延胡索酰乙酰 乙酸氧化酶 延胡索酰乙酰乙酸 O2 CO2 O2 3 3 酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮）酪氨酸氧化分解（生糖兼生酮） 体内尿黑酸生成的酶先天性缺陷，尿黑酸分解受阻，体内尿黑酸生成的酶先天性缺陷，尿黑酸分解受阻， 出现尿黑酸症出现尿黑酸症 第74页/共111页 CH HO OH COO

29、H NH C I 23 HOOC 2 2 2 CO CH CH 2COOH CH CH 2COOH OH CH CH 2COOH OH CH NH NH CHCOOH 2CH 2 OHO I II CHCOOH 2CO HO HO CHCOOH 2CO 2COOH CH HO OH COOH CHCH C CH COOH CH CH CH HOOC CCH COOH O OO 22 HO 2 COOHCH CH NH2 2 NHCHCH2HO OH 2 2 2 OH HO 2 CH CHNH2 OH OH NHCHCHHO OH 2 CH3 NHCH2CH 2 HO CH 3 CO 糖 延胡索

30、酸 乙酰乙酸（酮体） 尿黑酸） 2，5-二羟基苯丙酮酸 （2，5-二羟基苯乙酸 对羟基苯丙酮酸 苯丙氨酸 苯丙酮酸 黑色素 苯乳酸 甲状腺素 去甲肾上腺素 肾上腺素 多巴胺 二羟苯丙氨酸（多巴） 酪胺 酪氨酸 碘化转氨酶转氨酶 羟化酶羟化酶 羟化羟化 酶酶 儿茶酚胺儿茶酚胺 第75页/共111页 第76页/共111页 n1902年，加罗德公布这一结果，推年，加罗德公布这一结果，推 断是隐性遗传；断是隐性遗传； 第77页/共111页 University），与），与tatum一起研究面包霉的代谢与遗传；一起研究面包霉的代谢与遗传； 第78页/共111页 酶酶”的关系，获得的关系，获得1958年诺

31、贝尔年诺贝尔 生理学和医学奖；生理学和医学奖； 第79页/共111页 N HO H NH CH CHCOOH 2 2 22 COOH CHCHNH H N 2 N H NH CH CH 2 2 2 2 CH NH H N COOH COOH NH CH CH 2 2 C 2 NH O C O O COOH N H CH2 COOH COOHCOOH C O 2 CH H N COOHCH H 2 2CH CH NH H N 5-羟色胺 色氨酸 色胺 5-羟色氨酸 氮杂丙二甲酸 吲哚丙酮酸 尼克酸 尼克酰胺 2 吲哚乙酸 吲哚乳酸 犬尿氨酸 HCHOFHCHON5 10 N 4 , CO2 第8

32、0页/共111页 第81页/共111页 第82页/共111页 第83页/共111页 谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸所组成的三肽。它的生物合成不需谷胱甘肽是由谷氨酸、半胱氨酸和甘氨酸所组成的三肽。它的生物合成不需 要编码的要编码的RNARNA，它由它由谷氨酸谷氨酸,半胱氨酸和甘氨酸半胱氨酸和甘氨酸通过通过与与“谷氨酰基循环谷氨酰基循环” (Glutamy!cycle)Glutamy!cycle)的氨基酸转的氨基酸转 运系统相联系。运系统相联系。 . 第84页/共111页 第85页/共111页 1、 第86页/共111页 甲硫氨酸循环（甲硫氨酸循环（methionine cyclemethi

33、onine cycle） CHR 腺苷 12 VitB 3 转甲激酶 O ATP PiPPi RH 甲硫氨酸 同型半胱氨酸 S-腺苷同型半胱氨酸 S-腺苷甲硫氨酸 5 4 4 2 + FH FH H CH 3 N 第87页/共111页 肌酸肌酸(creatine)(creatine)，即甲基胍乙酸，存在于动，即甲基胍乙酸，存在于动 物的肌肉、脑和血液，特别在骨骼肌中含量高。物的肌肉、脑和血液，特别在骨骼肌中含量高。 既可以游离存在，也可以磷酸化形式存在。后者既可以游离存在，也可以磷酸化形式存在。后者 称为磷酸肌酸。称为磷酸肌酸。 肌酸和磷酸肌酸在储存和转移磷酸键能中起重要作用肌酸和磷酸肌酸在储

34、存和转移磷酸键能中起重要作用 第88页/共111页 肌酸代谢总过程肌酸代谢总过程 第89页/共111页 （四）半胱氨酸与胱氨酸的互变（四）半胱氨酸与胱氨酸的互变 第90页/共111页 第91页/共111页 第92页/共111页 甘 氨酸 (一碳单位)2 甲酰基 9 8 3 2 1 )(酰氨基 (一碳单位) 谷氨酰胺 甲酰基 天氡氨酸 N N N NC CC C C CO 5 6 7 4 嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源 第93页/共111页 1. IMP1. IMP的合成：经过的合成：经过1111步反应步反应 1）5-磷酸核糖（磷酸戊糖途径中产生）经过磷酸核糖焦磷酸合成酶作用磷酸核糖（

35、磷酸戊糖途径中产生）经过磷酸核糖焦磷酸合成酶作用 ，活化生成磷酸核糖焦磷酸（，活化生成磷酸核糖焦磷酸（phosphoribosyl pyrophosphate，PRPP） 2）谷氨酰胺提供酰氨基取代）谷氨酰胺提供酰氨基取代PRPP上的焦磷酸，形成上的焦磷酸，形成5-磷酸核糖胺（磷酸核糖胺（PRA ），此反应由磷酸核糖酰胺转移酶（），此反应由磷酸核糖酰胺转移酶（amidotransferase）催化）催化 3）由）由ATP供能，甘氨酸和供能，甘氨酸和PRA加合，生成甘氨酰胺核苷酸（加合，生成甘氨酰胺核苷酸（GAR） 4）N5，N10-甲炔四氢叶酸供给甲酰基，使甲炔四氢叶酸供给甲酰基，使GAR甲酰

36、化，生成甲酰甘氨酰甲酰化，生成甲酰甘氨酰 胺核苷酸（胺核苷酸（FGAR） 5）谷氨酰胺提供酰氨氮，使）谷氨酰胺提供酰氨氮，使FGAR甲酰甘氨咪核苷酸（甲酰甘氨咪核苷酸（FGAM），此反），此反 应消耗应消耗1分子分子ATP。 6）FGAM脱水环化形成脱水环化形成5-氨基咪唑核苷酸（氨基咪唑核苷酸（AIR），此反应需），此反应需ATP参与。参与。 至此，合成嘌呤环中的咪唑环部分。至此，合成嘌呤环中的咪唑环部分。 第94页/共111页 第95页/共111页 第96页/共111页 2.AMP2.AMP和和GMPGMP的生成的生成 次黄嘌呤核苷酸 腺苷酸代琥珀酸合成酶 天冬氨酸 腺苷酸代琥珀 腺苷酸代

37、琥珀裂解酶 腺嘌呤核苷酸 谷氨酰胺 谷氨酸 黄嘌呤核苷酸 鸟嘌呤核苷酸 IMP 核苷酸 ATP NAD + H2O NADH +H+ Mg2+GTP AMP GMP XMP IMP 合成酶 NH NH N N O O R5P N N N N R5P OH N N N N R5P HN CHCOOHHOOCCH 2 N NH N N O NH2 R5P Mg2+ GMP N N N N R5P NH2 延胡索酸 IMP脱氢酶 第97页/共111页 第98页/共111页 G/IPRPPGMP/IMPPPi+ 次黄嘌呤/鸟嘌呤磷酸 核糖转移酶 鸟嘌呤/次黄嘌呤 A + PRPPAMP + PPi 腺

38、嘌呤磷酸核糖转移酶 腺嘌呤 第99页/共111页 （一）（一） 嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成 2 3 1 天氡氨酸 N NC CC C 5 6 4 氨基甲酰磷酸 第100页/共111页 合成过程合成过程 第101页/共111页 激酶 胞嘧啶核苷三磷酸 尿嘧啶核苷三磷酸尿嘧啶核苷二磷酸 尿嘧啶核苷一磷酸 激酶 合成酶 P Mg CTP ATP ADPATP CTP UTP UDP 谷氨酰胺 谷氨酸 UMP R-5-P CH C COOH CH C N O P N + ATPADP HN 2 2 CTP的合成的合成 （二）嘧啶核苷酸的补救合成（二）嘧啶核苷酸的补救合成 嘧啶嘧啶核苷一磷

39、酸 尿嘧啶 尿苷激酶 嘧啶磷酸核糖转移酶 PRPP ATPUMP ADP PPi+ + + + 核苷 第102页/共111页 二磷酸核糖核苷 二磷酸脱氧核苷 核糖核苷酸还原酶 还原型硫氧化 还原蛋白 _(SH) 2 氧化型硫氧化 还原蛋白 硫氧化还原蛋白还原酶 NADP + NADPHH + S S NDPdNDP + ,Mg 2+ 核糖核苷酸还原酶从核糖核苷酸还原酶从NADPHNADPH获得电子时，需要硫氧化获得电子时，需要硫氧化 还原蛋白作为电子载体，使其所含的巯基氧化为二硫键还原蛋白作为电子载体，使其所含的巯基氧化为二硫键 。氧化型的硫氧化还原蛋白再由硫氧化还原蛋白还原酶。氧化型的硫氧化

40、还原蛋白再由硫氧化还原蛋白还原酶 催化催化( (以以FADFAD为辅基为辅基) )，重新生成还原型的硫氧化还原蛋白，重新生成还原型的硫氧化还原蛋白 ，由此构成一个复杂的酶体系。，由此构成一个复杂的酶体系。 第103页/共111页 +dNDPATPdNTPADP + 激酶 （二）胸腺嘧啶核苷酸的合成（二）胸腺嘧啶核苷酸的合成 , 胸腺嘧啶脱氧核苷一磷酸 3 3 5 CHC4 , 10 合成酶 甲烯 5 PdR TMP O CH C N HN C TMP FHNN Pi NH dUMP dCMP dUDP 胸腺嘧啶核苷三磷酸 激酶 ADP ATP TTPTDP TMP 激酶 ADP ATP 第104页/共111页 核酸 核苷酶 单核苷酸 磷酸 核苷 戊糖 含氮碱基（嘌呤、嘧啶） （核糖、脱氧核糖） 核酸酶 核苷酸酶 一、嘌呤的分解一、嘌呤的分解 最终产物最终产物 人、灵长类、鸟类、爬行类等人、灵长类、鸟类、爬行类等-尿酸尿酸 其他哺乳动物其他哺乳动物-尿囊素尿囊素 硬骨鱼类硬骨鱼类-尿囊酸尿囊酸 两栖类两栖类-尿素、乙醛酸尿素、乙醛酸 第105页/共111页 N H 2 N H Pi H N O