氨基酸和核苷酸代謝

1、1氨基酸和核苷酸氨基酸和核苷酸代謝代謝一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑個別分解代謝個別分解代謝 特殊側(cè)鏈的分解代謝特殊側(cè)鏈的分解代謝一般途徑：一般途徑： 脫羧基作用脫羧基作用 CO2 + 胺胺 脫氨基作用脫氨基作用 NH3 + -酮酸酮酸 一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑1. 脫氨基作用脫氨基作用 氨基酸在氧化酶的作用下脫去氨基生成相應酮酸氨基酸在氧化酶的作用下脫去氨基生成相應酮酸的過程。的過程。氧化氧化 脫氨基作用脫氨基作用L-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶D-氨基酸氧化酶氨基酸氧化酶L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶一一.

2、.氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑1. 脫氨基作用脫氨基作用氧化氧化 脫氨基作用脫氨基作用L-谷氨酸谷氨酸NH3-酮戊二酸酮戊二酸NAD(P)+NAD(P)H+H+H2ONH2CH(CH2)2COOHCOOHNH2CH(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHNHC(CH2)2COOHCOOHOC(CH2)2COOHCOOH+OC(CH2)2COOHCOOH+L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑1. 脫氨基作用脫氨基作用非氧化非氧化 脫氨基作用脫氨基作用多見于微生物細胞。多見于微生物細胞。一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分

3、解代謝共同途徑2. 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用 在在轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶(transaminase)的作用下，某一氨基酸去的作用下，某一氨基酸去掉掉-氨基生成相應的氨基生成相應的-酮酸，而另一種酮酸，而另一種-酮酸得到此酮酸得到此氨基生成相應的氨基酸的過程。氨基生成相應的氨基酸的過程。一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑2. 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用，但賴氨大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用，但賴氨酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。酸、脯氨酸、羥脯氨酸除外。一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑2. 轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用體內(nèi)較為重要的轉(zhuǎn)氨酶有：體內(nèi)較為重要的轉(zhuǎn)氨酶有： 谷

4、丙轉(zhuǎn)氨酶（谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）(2) 谷草轉(zhuǎn)氨酶（谷草轉(zhuǎn)氨酶（GPT）一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑3. 聯(lián)合脫氨基作用聯(lián)合脫氨基作用 兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下兩種脫氨基方式的聯(lián)合作用，使氨基酸脫下-氨基生成氨基生成-酮酸的過程。聯(lián)合脫氨基作用可在酮酸的過程。聯(lián)合脫氨基作用可在大多數(shù)組織細胞中進行，是體內(nèi)大多數(shù)組織細胞中進行，是體內(nèi)主要的主要的脫氨基脫氨基的方式。的方式。 其它氨基酸其它氨基酸 谷氨酸谷氨酸 a-KG + NH4+ 轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶 脫氫酶脫氫酶一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝共同途徑4. 脫羧基作用脫羧基作用 由由氨基酸脫羧酶氨基酸脫羧

5、酶(decarboxyase)催化，輔酶為催化，輔酶為磷磷酸吡哆醛酸吡哆醛，產(chǎn)物為，產(chǎn)物為CO2和胺。所產(chǎn)生的胺可由胺氧和胺。所產(chǎn)生的胺可由胺氧化酶氧化為醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化化酶氧化為醛、酸，酸可由尿液排出，也可再氧化為為CO2和水。和水。 一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝氨基酸分解產(chǎn)物的去路1. 氨的轉(zhuǎn)變氨的轉(zhuǎn)變尿素循環(huán)尿素循環(huán) 肝細胞肝細胞1. 氨甲酰磷酸合成氨甲酰磷酸合成 2. 瓜氨酸合成瓜氨酸合成 3. 由瓜氨酸合成精氨基琥珀酸由瓜氨酸合成精氨基琥珀酸 4. 生成生成Arg 5. Arg 水解水解 P323一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝氨基酸分解產(chǎn)物

6、的去路1. 氨的轉(zhuǎn)變氨的轉(zhuǎn)變尿素循環(huán)尿素循環(huán) 肝細胞肝細胞原料：原料：2分子氨，一個來自于游離氨，另一個來分子氨，一個來自于游離氨，另一個來自天冬氨酸。自天冬氨酸。過程：先在線粒體中進行，再在胞液中進行過程：先在線粒體中進行，再在胞液中進行。耗能：耗能：3 個個ATP，4 個高能磷酸鍵個高能磷酸鍵。產(chǎn)物：產(chǎn)物：1分子尿素。分子尿素。鳥鳥氨氨酸酸循循環(huán)環(huán)2ADP+PiCO2 + NH3 + H2O氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸2ATPN-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸Pi鳥氨酸鳥氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸氨基酸氨基酸草酰乙酸草酰乙酸蘋果酸蘋果酸-酮戊酮戊 二酸二酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸精氨酸代精氨

7、酸代 琥珀酸琥珀酸瓜氨酸瓜氨酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP + PPi鳥氨酸鳥氨酸尿素尿素線粒體線粒體胞胞 液液一一. .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝氨基酸分解產(chǎn)物的去路2. 碳架的分解碳架的分解（1）進入）進入TCA循環(huán)循環(huán)（2）再合成氨基酸）再合成氨基酸（3）轉(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭荆┺D(zhuǎn)變?yōu)樘呛椭疽灰? .氨基酸的分解代謝氨基酸的分解代謝氨基酸分解產(chǎn)物的去路2. 碳架的分解碳架的分解二二. .氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝1. 氮素循環(huán)無機氮無機氮有機氮有機氮N2NH3NO3-氨基酸氨基酸核苷酸核苷酸葉綠素葉綠素蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)DNA、RNA多糖多糖脂類脂類固氮固氮作用作用反硝化作用反硝化作用植

8、物及微植物及微生物生物同化作用同化作用生物合成生物合成異化作用異化作用分解代謝分解代謝生物合成生物合成分解代謝分解代謝二二. .氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝2. 氨的同化（1）氨甲酰磷酸合成酶）氨甲酰磷酸合成酶NH3 + CO2 + 2ATP O H2N-C-OPO3H2 + 2ADP+Pi（2）谷氨酸脫氫酶）谷氨酸脫氫酶CH2-COOHCH2-C=OCOOH-CH2-COOHCH2-CHNH2COOH-+NH3 +NADH+NAD+ +H2O二二. .氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝2. 氨的同化（3）谷氨酰胺合成酶）谷氨酰胺合成酶NH3其其CH2-COOHCH2-CHNH2COOH-C

9、H2-CONH2CH2-CHNH2COOH-+NH3 +ATP+ADP +Pi+H2O 谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶CH2-CONH2CH2-CHNH2COOH-CH2-COOHCH2-C=OCOOH-+NADPHHCH2-COOHCH2-CHNH2COOH-2 谷氨酸合酶谷氨酸合酶+NADP高等植物的主要途徑高等植物的主要途徑二二. .氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝3. 氨基酸的生物合成主要通過轉(zhuǎn)氨基作用主要通過轉(zhuǎn)氨基作用AA-R1-酮酸酮酸R1轉(zhuǎn)氨酶AA-R2-酮酸酮酸R2許多氨基酸可以作為氨基的供體，其中最主要的是許多氨基酸可以作為氨基的供體，其中最主要的是谷氨酸谷氨酸，其被稱為氨基的

10、，其被稱為氨基的“轉(zhuǎn)換站轉(zhuǎn)換站”。二二. .氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝3. 氨基酸的生物合成(1) 丙氨酸族丙氨酸族Ala, Val, Leu丙酮酸與谷氨酸經(jīng)谷丙轉(zhuǎn)氨酶發(fā)生轉(zhuǎn)氨基作用丙酮酸與谷氨酸經(jīng)谷丙轉(zhuǎn)氨酶發(fā)生轉(zhuǎn)氨基作用6個家族個家族(2) 絲氨酸族絲氨酸族Ser, Gly, Cys共同骨架為共同骨架為3-磷酸甘油酸磷酸甘油酸二二. .氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝3. 氨基酸的生物合成(3) 天冬氨酸族天冬氨酸族Asp, Asn, Thr, Met, Ile, Lys共同骨架為草酰乙酸。共同骨架為草酰乙酸。6個家族個家族(4) 谷氨酸族谷氨酸族Glu, Gln, Pro, Arg,

11、 Lys共同骨架為共同骨架為-酮戊二酸。酮戊二酸。二二. .氨基酸的合成代謝氨基酸的合成代謝3. 氨基酸的生物合成(5) 組氨酸族組氨酸族His骨架為骨架為5-磷酸核糖。磷酸核糖。6個家族個家族(6) 芳香族氨基酸芳香族氨基酸Phe, Tyr, Trp共同骨架為共同骨架為4-磷酸赤蘚糖和磷酸烯醇式丙酮酸。磷酸赤蘚糖和磷酸烯醇式丙酮酸。三三. .核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝1. 嘌呤的分解核酸核酸 (RNA及及DNA)核苷酸核苷酸核酸酶核酸酶核苷核苷磷酸磷酸核苷酸酶核苷酸酶堿基堿基1-磷酸戊糖磷酸戊糖核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶三三. .核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝1. 嘌呤的分解AGH（次

12、黃嘌呤）（次黃嘌呤）X（黃嘌呤）（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶腺嘌呤脫氨酶腺嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶三三. .核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝2. 嘧啶的分解H2OH2OH2N CH2CH2COOHH2NCH2CHCOOHCH3NNHONH2H2ONH3HNNHOOCH2CH2NH2NHOHOOCHNNHOOCH3CH2CHNH2NHOHOOCCH3胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶-脲基丙酸CO2 + NH3-丙氨酸-氨基異丁酸-脲基異丁酸四四. .核苷酸的合成代謝核苷酸的合成代謝從頭合成途徑從頭合成途徑(de novo synthesis pathway)是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成核等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成核苷酸的途徑。苷酸的途徑。補救合成途徑補救合成途徑(salvage