蛋白质降解与氨基酸代谢

关于蛋白质降解与氨基酸代谢

第一节蛋白质的营养作用一、蛋白质营养的重要性1、参与催化、代谢调节、运动、运输、免疫防御等生命活动2、作为组织结构的材料3、氧化供能第2页,共145页，2024年2月25日，星期天二、蛋白质的需要量*氮总平衡：摄入氮=排出氮如成人*氮正平衡：摄入氮>排出氮如儿童、孕妇*氮负平衡：摄入氮<排出氮如饥饿、消耗性疾病1、氮平衡第3页,共145页，2024年2月25日，星期天2、生理需要量（2）最低生理需要量成人每日最低需要量:

30~50g/d我国营养学会推荐的成人每日需要量:

80g/d（1）每天最低分解量成人每日最低分解量约为20g/d蛋白质第4页,共145页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质的营养价值与互补作用蛋白质的营养价值：取决于其含必需氨基酸数量及种类的多少缬、异亮、亮、苯丙、蛋、色、苏、赖氨酸共8种*必需氨基酸：体内需要而又不能自身合成，必须由食物供应的氨基酸。第5页,共145页，2024年2月25日，星期天蛋白质的互补作用：指营养价值较低的蛋白质混合食用，必需氨基酸互相补充从而提高营养价值谷类蛋白质含赖氨酸较少而含色氨酸较多豆类蛋白质含赖氨酸较多而含色氨酸较少两者混合食用可提高营养价值第6页,共145页，2024年2月25日，星期天蛋白质的生理价值

是指被消化吸收的食物或饲料蛋白质经代谢转化为机体组织蛋白的利用率.

氮的保留量

生理价值＝×100

氮的吸收量第7页,共145页，2024年2月25日，星期天生理价值单独食用混合食用食物玉米60小米57大豆64小麦67小米57大豆64牛肉697389第8页,共145页，2024年2月25日，星期天第二节蛋白质的消化、吸收与腐败第9页,共145页，2024年2月25日，星期天一、蛋白质的消化内肽酶：水解蛋白质内部肽键的酶胃蛋白酶、胰蛋白酶、弹性蛋白酶外肽酶：水解肽链两端肽键的酶氨基肽酶、羧基肽酶1

主要的酶类：第10页,共145页，2024年2月25日，星期天（1）胃中消化胃蛋白酶原

胃蛋白酶

H+

蛋白质多肽（主）胃蛋白酶2

消化的部位：*酶原的激活*水解作用第11页,共145页，2024年2月25日，星期天内肽酶

胰蛋白酶

糜蛋白酶弹性蛋白酶

（2）小肠内消化（主要部位）

主要的酶类：外肽酶

羧基肽酶A

羧基肽酶B第12页,共145页，2024年2月25日，星期天

肠激酶:激活胰蛋白酶原,胰蛋白酶再激活糜蛋白酶、弹性蛋白酶、羧肽酶等酶原

小肠粘膜细胞对蛋白质的消化作用:

经胃液和胰液中蛋白酶和肽酶的水解，产物中1/3为氨基酸，

2/3是寡肽。寡肽再被肠粘膜细胞分泌的寡肽酶从氨基末端逐个水解成二肽,再经二肽酶水解成氨基酸.第13页,共145页，2024年2月25日，星期天H第14页,共145页，2024年2月25日，星期天二、氨基酸的吸收和转运1

主要部位：小肠2

吸收机制：中性氨基酸载体碱性氨基酸载体酸性氨基酸载体亚氨基酸和甘氨酸载体为主动运输，需载体蛋白、需钠、耗能第15页,共145页，2024年2月25日，星期天三、蛋白质的腐败作用未被消化蛋白质未被吸收氨基酸肠道细菌产生一系列对人体有害的物质

胺类、酚类、吲哚、硫化氢、氨、甲烷第16页,共145页，2024年2月25日，星期天组氨酸赖氨酸酪氨酸苯丙氨酸氨基酸CO2胺类经过肝脏代谢转化腐败作用产生的各种物质第17页,共145页，2024年2月25日，星期天胺类的毒性（假神经递质的形成）假神经递质：某些物质结构与神经递质相似，可取代正常神经递质从而影响脑功能，称假神经递质。第18页,共145页，2024年2月25日，星期天假神经递质肝性脑昏迷苯丙氨酸酪氨酸肠菌苯乙胺酪胺肝脏正常解毒肝病Β-羟化酶脑组织苯乙醇胺羟酪胺第19页,共145页，2024年2月25日，星期天第20页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）蛋白质的体外水解酸水解：6mol/LHCI或4mol/LH2SO4真空100℃～110℃水解10～24小时。Trp被破坏，Asn和Gln转变为Asp和Glu。碱水解：5mol/LNaOH真空110℃水解20小时。Trp不被破坏。酶水解：在最适条件下，根据需要选择不同专一性的蛋白酶进行水解，得到不同水解产物。第21页,共145页，2024年2月25日，星期天第三节氨基酸的代谢概况氨基酸代谢库(metabolicpool)：全身各组织细胞内参与代谢的氨基酸第22页,共145页，2024年2月25日，星期天氨基酸代谢库食物蛋白质消化吸收

组织蛋白质分解体内合成氨基酸

(非必需氨基酸)氨基酸代谢概况α-酮酸脱氨基作用酮体氧化供能糖胺类脱羧基作用氨尿素代谢转变其它含氮化合物

(嘌呤、嘧啶等)合成第23页,共145页，2024年2月25日，星期天第24页,共145页，2024年2月25日，星期天第四节氨基酸的一般代谢GeneralMetabolismofAminoAcids第25页,共145页，2024年2月25日，星期天一、氨基酸的脱氨基作用定义：指氨基酸脱去氨基生成相应α-酮酸的过程。1.转氨基作用2.氧化脱氨基作用3.联合脱氨基作用4.其它脱氨基作用氨基酸氨α-酮酸第26页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）转氨基作用(transamination)1.定义在转氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去掉α-氨基生成相应的α-酮酸，而另一种α-酮酸得到此氨基生成相应的氨基酸的过程。第27页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）转氨基作用(transamination)2.反应过程大多数氨基酸+α-酮戊二酸→相应的酮酸+谷氨酸-NH2第28页,共145页，2024年2月25日，星期天3、体内重要的转氨酶⑴丙氨酸氨基转移酶(ALT或GPT)⑵天冬氨酸氨基转移酶(AST或GOT)(alanineaminotransferase)(aspartateaminotransferase)第29页,共145页，2024年2月25日，星期天磷酸吡哆醛第30页,共145页，2024年2月25日，星期天4、转氨基作用的机制第31页,共145页，2024年2月25日，星期天5.转氨基作用的生理意义是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式是机体合成非必需氨基酸的重要途径6.特点:只有氨基的转移，没有氨的生成转氨基反应是可逆的第32页,共145页，2024年2月25日，星期天水解脱氨氧化脱氢酶L-谷氨酸脱氢酶：主要的酶氨基酸氧化酶：对体内脱氨基无意义（二）氧化脱氨基作用第33页,共145页，2024年2月25日，星期天1、L-谷氨酸脱氢酶的氧化脱氨基第34页,共145页，2024年2月25日，星期天⑴活性高、分布广，（肌肉中活性很低）⑵催化的反应可逆，逆过程可合成谷氨酸3、氧化脱氨基作用的局限性：仅谷氨酸经此脱氨2、谷氨酸脱氢酶的特点：第35页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）联合脱氨基作用1.定义：

两种脱氨基方式的联合作用，使氨基酸脱下α-氨基生成α-酮酸和氨的过程。第36页,共145页，2024年2月25日，星期天2.方式：①转氨基偶联氧化脱氨基作用使体内许多AA能真正脱氨其逆反应是合成非必需AA的主要途径第37页,共145页，2024年2月25日，星期天②转氨基偶联嘌呤核苷酸循环肌肉组织中的联合脱氨基作用第38页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）体内氨的来源和去路二、氨的代谢第39页,共145页，2024年2月25日，星期天（二）氨的转运转运方式：丙氨酸谷氨酰胺特点：无毒第40页,共145页，2024年2月25日，星期天1、葡萄糖-丙氨酸循环第41页,共145页，2024年2月25日，星期天生理意义①肌肉中氨以无毒的丙氨酸形式运输到肝②肝为肌肉提供葡萄糖第42页,共145页，2024年2月25日，星期天2.谷氨酰胺的运氨作用(脑、肌肉)第43页,共145页，2024年2月25日，星期天临床上用谷氨酸盐降低血氨

在脑、肌肉合成谷氨酰胺，运输到肝和肾后再分解为氨和谷氨酸，从而进行解毒。生理意义

谷氨酰胺是氨的解毒产物，也是氨的储存及运输形式第44页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）尿素的合成1.尿素合成的主要器官：肝脏2.尿素合成的原料：氨和CO23.尿素合成的过程：鸟氨酸循环第45页,共145页，2024年2月25日，星期天

尿素合成的详细过程第46页,共145页，2024年2月25日，星期天4.鸟氨酸循环的详细步骤①氨基甲酰磷酸的合成（反应部位：线粒体）第47页,共145页，2024年2月25日，星期天②瓜氨酸的合成（反应部位：线粒体）第48页,共145页，2024年2月25日，星期天③精氨酸的合成（反应部位：胞液）第49页,共145页，2024年2月25日，星期天④

精氨酸水解为尿素

第50页,共145页，2024年2月25日，星期天尿素合成小结：CO2+2NH3+3H2O+3ATP===NH2CNH2+2ADP+AMP+4PiO=总结果：1CO2、2NH3、3ATP、4~P合成部位：线粒体、胞液氨的来源：游离氨、天冬氨酸提供氨耗能：3ATP（4个高能磷酸键）意义：是肝脏解除氨毒的主要方式第51页,共145页，2024年2月25日，星期天尿素循环的调节：

氨甲酰磷酸合成酶（CPS－I）是线粒体内变构酶，其变构激活剂N-乙酰谷氨酸（AGA）由N-乙酰谷氨酸合成酶催化生成，并由特异水解酶水解。肝脏生成尿素的速度与AGA浓度相关。当氨基酸分解旺盛时，由转氨作用引起谷氨酸浓度升高，增加AGA的合成，从而激活CPS-I，加速氨基甲酰磷酸合成，推动尿素循环。精氨酸是AGA合成酶的激活剂，因此，临床利用精氨酸治疗高氨血症。第52页,共145页，2024年2月25日，星期天5.高血氨症与肝昏迷*血氨正常参考值：5.54~65

mol/L*引起高血氨症主要原因：肝功能严重损伤，尿素合成障碍第53页,共145页，2024年2月25日，星期天*机制：脑中氨升高，消耗

-酮戊二酸（转变为谷氨酸），使三羧酸循环减弱，ATP合成减少，引起大脑功能障碍，严重时昏迷。*降低血氨的措施：

限制蛋白进食量，给肠道抑菌药物，给谷氨酸使其与氨结合为谷氨酰胺第54页,共145页，2024年2月25日，星期天三、

-酮酸的代谢α-酮酸还原氨基化非必需氨基酸合成糖或脂类氧化CO2+H2O+ATP生糖氨基酸生酮氨基酸生糖兼生酮氨基酸氨基酸NH3第55页,共145页，2024年2月25日，星期天三、α-酮酸的代谢

氨基酸经联合脱氨或其它方式脱氨所生成的α-酮酸有下述去路：

1.生成非必需氨基酸

α-酮酸经联合加氨反应可生成相应的氨基酸。八种必需氨基酸中，除赖氨酸和苏氨酸外其余六种亦可由相应的α-酮酸加氨生成。但和必需氨基酸相对应的α－酮酸不能在体内合成，所以必需氨基酸依赖于食物供应。

第56页,共145页，2024年2月25日，星期天2.氧化生成CO2和水

这是α-酮酸的重要去路之一。α-酮酸通过一定的反应途径先转变成丙酮酸、乙酰CoA、或三羧酸循环的中间产物，再经过三羧酸循环彻底氧化分解。三羧酸循环将氨基酸代谢与糖代谢、脂肪代谢紧密联系起来。第57页,共145页，2024年2月25日，星期天第58页,共145页，2024年2月25日，星期天3.转变生成糖和酮体建立人工糖尿病犬的模型。待犬体内糖原和脂肪耗尽后，用某种氨基酸饲养，并检查犬尿中糖与酮体的含量。若进食某种氨基酸后尿中排出葡萄糖增多，称此氨基酸为称生糖氨基酸(glucogenicaminoacid)；若尿中酮体(p415)含量增多，则称为生酮氨基酸(ketogenicaminoacid)。尿中二者都增多者称为生糖兼生酮氨基酸(glucogenicandketogenicaminoacid)。第59页,共145页，2024年2月25日，星期天凡能生成丙酮酸或三羧酸循环的中间产物的氨基酸均为生糖氨基酸；凡能生成乙酰CoA或乙酰乙酸的氨基酸均为生酮氨基酸；凡能生成丙酮酸或三羧酸循环中间产物同时能生成乙酰CoA或乙酰乙酸者为生糖兼生酮氨基酸。亮氨酸为生酮氨基酸，赖氨酸、异亮氨酸、色氨酸、苯丙氨酸和酪氨酸为生糖兼生酮氨基酸，其余氨基酸均为生糖氨基酸。

第60页,共145页，2024年2月25日，星期天四、氨基酸的脱羧基作用氨基酸氨基酸脱羧酶磷酸吡哆醛胺+CO2(堆积)神经系统、心血管功能紊乱第61页,共145页，2024年2月25日，星期天几种重要的生物活性胺类谷氨酸——γ-氨基丁酸（GABA）色氨酸——5-羟色胺（5-HT）组氨酸——组胺半胱氨酸——牛磺酸鸟氨酸、甲硫氨酸——多胺第62页,共145页，2024年2月25日，星期天1.

-氨基丁酸（GABA）功能：为一种抑制性神经递质，对中枢神经系统有抑制作用。γ-氨基丁酸用于肝昏迷及脑代谢障碍。还可抗精神不安，对高血压也有改善作用。

第63页,共145页，2024年2月25日，星期天2.5-羟色胺（5-HT）功能：体内的5-羟色胺缺乏，会出现情绪低落、紧张易怒现象。很多抗抑郁药物也正是通过提高体内5-羟色胺含量来起到治疗作用的。外周组织的5-HT有收缩血管的作用第64页,共145页，2024年2月25日，星期天3.牛磺酸

功能：肝脏中牛磺酸的作用是与胆汁酸结合形成牛黄胆酸，牛磺胆酸对消化道中脂类的吸收是必需的。牛磺胆酸能增加脂质和胆固醇的溶解性，解除胆汁阻塞，降低某些游离胆汁酸的细胞毒性，抑制胆固醇结石的形成，增加胆汁流量等。

第65页,共145页，2024年2月25日，星期天功能：扩张血管、降低血压刺激胃酸分泌

4.组胺第66页,共145页，2024年2月25日，星期天5.多胺血尿中多胺的水平可作为癌瘤病的辅助诊断及观察病情变化的指标功能：调节细胞增长促进细胞增殖第67页,共145页，2024年2月25日，星期天个别氨基酸的特殊代谢MetabolismofIndividualAminoAcids第五节第68页,共145页，2024年2月25日，星期天1.一碳单位代谢2.含硫氨基酸代谢3.芳香族氨基酸代谢4.支链氨基酸代谢个别氨基酸特殊代谢第69页,共145页，2024年2月25日，星期天一、一碳单位的代谢分解含一个碳原子的基团概念：氨基酸甘氨酸、组氨酸、丝氨酸、色氨酸、甲硫氨酸载体：四氢叶酸（FH4）（一）一碳单位的种类和来源第70页,共145页，2024年2月25日，星期天一碳单位结构与FH4结合位点甲基-CH3N5甲烯基-CH2-N5和N10甲酰基-CHO-N5和N10甲炔基-CH=N5和N10亚氨甲基-CH=NHN5一碳单位的种类第71页,共145页，2024年2月25日，星期天一碳单位的结合点（二）一碳单位的生成与FH4第72页,共145页，2024年2月25日，星期天第73页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）一碳单位的相互转变

嘌呤C2嘌呤C8胸腺嘧啶甲硫氨酸甲硫氨酸循环第74页,共145页，2024年2月25日，星期天（四）一碳单位的生理意义是联系氨基酸代谢与核苷酸代谢的枢纽一碳单位为嘌呤及嘧啶合成提供原料参与活性甲基的合成一碳单位代谢障碍可造成某些疾病，如巨幼红细胞性贫血等第75页,共145页，2024年2月25日，星期天二、含硫氨基酸的代谢含硫氨基酸甲硫氨酸半胱氨酸胱氨酸第76页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）甲硫氨酸的代谢1、甲硫氨酸循环过程+（ATP）（SAM）S-腺苷同型半胱氨酸-CH3肌酸、肉毒碱、胆碱、肾上腺素第77页,共145页，2024年2月25日，星期天RHR-CH3（VitB12）CH3-缺陷同型半胱氨酸血症（动脉粥样硬化的危险因子）半胱氨酸胱硫醚合成酶α-酮丁酸丝氨酸第78页,共145页，2024年2月25日，星期天2、甲硫氨酸循环的生理意义为体内甲基化反应提供甲基使四氢叶酸得到再生同型半胱氨酸堆积，引起同型半胱氨酸血症第79页,共145页，2024年2月25日，星期天（二）半胱氨酸与胱氨酸的代谢1、半胱氨酸与胱氨酸的互变第80页,共145页，2024年2月25日，星期天2、半胱氨酸氧化分解为硫酸根PAPS是活性硫酸根，参与转硫酸基反应第81页,共145页，2024年2月25日，星期天3、半胱氨酸参与合成谷胱甘肽第82页,共145页，2024年2月25日，星期天谷胱甘肽的生理功用：①抗氧化作用作：为抗氧化剂，维持酶-SH的还原性和膜的完整性②参与生物转化③参与氨基酸转运第83页,共145页，2024年2月25日，星期天三、芳香族氨基酸的代谢

苯丙氨酸酪氨酸色氨酸第84页,共145页，2024年2月25日，星期天苯丙氨酸酪氨酸甲状腺激素黑色素儿茶酚胺氧化分解苯丙酮酸第85页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）苯丙氨酸羟化为酪氨酸反应不可逆第86页,共145页，2024年2月25日，星期天苯丙酮酸尿症苯丙氨酸苯丙氨酸羟化酶酪氨酸苯丙酮酸转氨基苯丙酮酸尿症（PKU）对中枢神经系统有毒性,智力发育障碍缺乏第87页,共145页，2024年2月25日，星期天PKU患者智力低下，60%患儿有脑电图异常，头发细黄，皮肤色淡和虹膜淡黄色，惊厥，尿有“发霉”臭味或鼠尿味。第88页,共145页，2024年2月25日，星期天（二）酪氨酸转变为甲状腺激素第89页,共145页，2024年2月25日，星期天甲状腺激素作用

促进物质代谢、机体生长发育甲状腺素缺乏，引起呆小症缺碘影响甲状腺素合成，引起甲状腺肿第90页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）酪氨酸合成黑色素先天性缺乏白化病黑色素合成障碍酪氨酸酶第91页,共145页，2024年2月25日，星期天皮肤乳白色，毛发淡黄或银白色，瞳孔淡红，虹膜淡灰或淡红，半透明视网膜缺乏色素。白化病第92页,共145页，2024年2月25日，星期天（四）酪氨酸转变为儿茶酚胺类儿茶酚胺帕金森病合成不足第93页,共145页，2024年2月25日，星期天（五）酪氨酸的氧化分解（生糖兼生酮）尿黑酸氧化酶尿黑酸症缺陷第94页,共145页，2024年2月25日，星期天酪氨酸代谢小结第95页,共145页，2024年2月25日，星期天四、支链氨基酸的代谢第96页,共145页，2024年2月25日，星期天第六节氨基酸的合成一、非必需氨基酸的合成

除酪氨酸外，体内非必需氨基酸由四种共同代谢中间产物(丙酮酸、草酰乙酸、α-酮戊二酸及3-磷酸甘油)之一作其前体简单合成。如前所述，酪氨酸由苯丙氨酸必需氨基酸羟化生成，严格讲酪氨酸不是非必需氨基酸，对日粮中苯丙氨酸的需要量同时亦反映了对酪氨酸的需要量。第97页,共145页，2024年2月25日，星期天第98页,共145页，2024年2月25日，星期天第99页,共145页，2024年2月25日，星期天二、必需氨基酸的生物合成动物必需氨基酸的生物合成途径都是根据细菌实验得出的。绝大多数植物也可通过类似途径合成这些氨基酸。

天冬氨酸是赖氨酸、苏氨酸和蛋氨酸的前体，首先合成芳香族氨基酸合成的主要中间代谢物分支酸(Chorismate)，分支酸是一个分支点，即以分支酸（分支酸图）作为起始物质可以合成三种芳香族氨基酸（图芳香族氨基酸）。组氨酸是由磷酸核糖焦磷酸、ATP和谷氨酰胺合成的（下图）。

第100页,共145页，2024年2月25日，星期天第101页,共145页，2024年2月25日，星期天第102页,共145页，2024年2月25日，星期天第103页,共145页，2024年2月25日，星期天第104页,共145页，2024年2月25日，星期天第105页,共145页，2024年2月25日，星期天

第七节

糖、脂类和蛋白质在代谢上的相互联系第106页,共145页，2024年2月25日，星期天一、在能量代谢上的相互联系三大营养素糖脂肪蛋白质共同中间产物乙酰CoA2H氧化磷酸化ATPCO2共同最终代谢通路TAC三大营养素可在体内氧化供能第107页,共145页，2024年2月25日，星期天从能量供应角度看，三大营养素可以相互代替，并相互制约。一般情况下，供能以糖、脂为主，并尽量节约蛋白质的消耗。任一供能物质的代谢占优势，常能抑制和节约其他物质的降解。第108页,共145页，2024年2月25日，星期天二、糖、脂和蛋白质代谢之间的相互联系（一）糖与脂类在代谢的上的联系第109页,共145页，2024年2月25日，星期天糖变脂摄糖过多变构+乙酰辅酶A羧化酶↑合成脂肪酸↑储脂↑肥胖及血TG↑柠檬酸↑ATP↑合成糖原储存（肝、肌肉）乙酰辅酶A↑第110页,共145页，2024年2月25日，星期天脂肪的甘油部分能在体内转变为糖，但脂酸不能转变为糖第111页,共145页，2024年2月25日，星期天脂肪脂肪酸↑动员甘油↑糖↑（少）α-磷酸甘油↑

（少）乙酰CoA↑↑（多）

脂肪分解代谢有赖于糖代谢正常进行糖代谢

草酰乙酸

三羧酸循环糖异生酮血症第112页,共145页，2024年2月25日，星期天食物中蛋白质能代替糖、脂供能但食物中糖、脂不能代替蛋白质（二）糖与蛋白质在代谢上的联系第113页,共145页，2024年2月25日，星期天（1）大部分氨基酸脱氨基后，生成相应的α-酮酸，可转变为糖如：丙氨酸丙酮酸葡萄糖脱氨基糖异生第114页,共145页，2024年2月25日，星期天（2）糖代谢中间产物可氨基化生成某些

非必需氨基酸糖丙酮酸草酰乙酸乙酰CoAα-酮戊二酸柠檬酸丙氨酸

天冬氨酸谷氨酸第115页,共145页，2024年2月25日，星期天（三）脂类与蛋白质在代谢上的联系丝氨酸磷脂酰丝氨酸（1）蛋白质可转变为脂肪氨基酸乙酰CoA脂肪（2）氨基酸可作为合成磷脂的原料胆碱卵磷脂胆胺脑磷脂第116页,共145页，2024年2月25日，星期天（3）脂肪的甘油部分可转变为非必需氨基酸脂肪甘油磷酸甘油醛

丙酮酸其他α-酮酸糖酵解途径某些非必需氨基酸第117页,共145页，2024年2月25日，星期天第118页,共145页，2024年2月25日，星期天第十七章核苷酸代谢

第119页,共145页，2024年2月25日，星期天

核苷酸在机体内广泛分布，具有多种生物学功能：1）核苷酸是构成核酸的基本单位，这是其最主要功能；2）储存能量：如ATP，UDP-葡萄糖等；3）参与代谢和生理调节；4）组成辅酶，如腺苷酸可作为NAD+、NADP+、

FMN、FAD及CoA等的组成成分。第120页,共145页，2024年2月25日，星期天第一节核苷酸生物合成

所有生物体和组织都有能力合成嘌呤和嘧啶核苷酸，核苷酸生物合成存在着两条途径，从头合成途径和补救途径：从头合成途径是利用简单的前体分子（例如氨基酸、CO2和NH3等分子）生物合成核苷酸的杂环碱基的途径。补救途径是直接利用核苷酸降解生成的完整的嘌呤和嘧啶碱基重新形成核苷酸的过程。

第121页,共145页，2024年2月25日，星期天一、5-磷酸核糖焦磷酸的合成核苷酸的生物合成都是先合成单磷酸核苷酸，各种嘌呤类核苷酸的前体是次黄嘌呤核苷酸（IMP，或称之肌苷酸）；而各种嘧啶核苷酸则是从尿嘧啶核苷酸（UMP）衍生出来的。IMP和UMP的从头合成实际上是次黄嘌呤碱基和尿嘧啶碱基的合成，因为这两种核苷酸中都含有核糖-5-磷酸。第122页,共145页，2024年2月25日，星期天IMP是在核糖-5-磷酸的基础上合成次黄嘌呤环结构的，而UMP则是先合成尿嘧啶碱基，然后再连接5-磷酸核糖。但无论那种连接方式，使用的都是核糖-5-磷酸的活化形式5-磷酸核糖焦磷酸（5-phosphoribosyl1-pyrophosphate，PRPP）。第123页,共145页，2024年2月25日，星期天第124页,共145页，2024年2月25日，星期天二、嘌呤核苷酸的生物合成各种嘌呤类核苷酸的前体是次黄嘌呤核苷酸（IMP，或称之肌苷酸）。同位素标记实验给出了嘌呤环中各个原子的来源。

第125页,共145页，2024年2月25日，星期天第126页,共145页，2024年2月25日，星期天（一）IMP的合成（p486）

①谷氨酰胺-PRPP转酰胺酶（Glutamine-PRPPamidotransferase）,

②甘氨酰胺核苷酸合成酶（glycinamideribonucleotidesynthetase）,

③甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶（glycinamideribonucleotidetransformylase）,

④甲酰甘氨脒核苷酸合成酶（formylglycinamidineribonuleotidesynthetase）,

⑤氨基咪唑核苷酸合成酶（aminoimidazoleribonucleotidesynthetase）,

⑥氨基咪唑核苷酸羧化酶（aminoimidazoleribonucleotidecarboxylase）,

⑦氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶（aminoimidazolesuccinylocarboxamideribonucleotidesynthetase）,

⑧腺苷琥珀酸裂解酶（adenylo-succinatelyase）,

⑨氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶（aminoimidazolecarboxamideribonucleotidetransformylase），

⑩IMP环化水解酶（IMPcyclohydrolase）。反应所用的酶都存在于胞液中。

第127页,共145页，2024年2月25日，星