蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢

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生物化学第九章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢

生物化学第九章 蛋白质酶促降解和氨基酸代谢
细胞溶胶的氨甲酰磷酸合成酶II:用谷氨酸作 为氮的给体,分担着嘧啶生物合成的任务。
线粒体 O
2ATP+CO2+NH3+H2O 1 H2N-C- P
氨甲酰磷酸
2ADP+Pi
谷氨酸
-酮戊
谷氨酸 二酸
-酮戊
鸟氨酸
2
二酸
氨基酸
鸟氨酸
O
NH2尿-C素-NH2
尿素循环
5
瓜氨酸 瓜氨酸
3
氨基酸
-酮戊 二酸
氨基化 非必需氨基酸
合成
糖或脂类
生糖氨基酸:脱氨基后的酮酸在特定 条件下通过糖的异生作用转变为糖。
生酮氨基酸:脱氨基后的酮酸经代 谢产生乙酰CoA则不能再异生为糖,
只能转变为酮体或脂肪酸。
氧化
生糖兼生酮氨基酸:脱氨基后的酮 酸既可异生为糖又可以转变为酮体
CO2 + H2O + ATP
20种氨基酸通过各自途径形成α-酮酸,但最后集中 形成5个中间产物(乙酰CoA、α-酮戊二酸、草酰
乙酸、琥珀酰CoA、延胡索酸)进入TCA
(1) α-酮酸再合成氨基酸
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH
L-谷氨酸脱氢酶
H20+NAD+
α-酮酸
L-谷氨酸
α-酮戊二酸利用氨生成谷氨酸是α-酮酸合成氨基酸主要途径,谷氨酸的 氨基能转到任何一种α-酮酸上面,从而形成各种氨基酸.
(2)生糖和生酮氨基酸种类
迄今发现的转氨酶都以磷酸吡哆醛(PLP) 为辅基,它与酶蛋白以牢固的共价键形式结 合。
氧化脱氨基作用
定义:-AA在酶的作用下,生成-酮酸 和氨,同时伴有脱氢氧化的过程。

氨基酸代谢

氨基酸代谢

2. 转氨基作用
R1 H C NH2
R2
+
转氨酶
C
O
COOH
COOH
R2
+
H C NH2 COOH
转氨酶(其辅酶为磷酸吡哆醛) 转氨酶(其辅酶为磷酸吡哆醛)
*丙氨酸氨基转移酶(ALT) 又称谷丙转氨酶(GPT) 丙氨酸氨基转移酶( 丙氨酸氨基转移酶 ) 又称谷丙转氨酶( ) 谷氨酸 + 丙酮酸 ALT α-酮戊二酸 酮戊二酸
通过嘌呤核苷酸循环的联合脱氨基过程
嘌呤核苷酸循环联合脱氨( 嘌呤核苷酸循环联合脱氨(1)
COOH α-酮戊二酸 酮戊二酸 (CH2)2 C=O
COOH H2N CH CH2
氨基酸
COOH
R C=O
GPT
COOH (CH2)2 CHNH2 COOH
GOT
COOH
天冬氨酸
CH2COOH COCOOH 草酰乙酸
②泛素(ubiguitin)途径(泛素/26S蛋白酶体 途径) 泛素( )途径(泛素 蛋白酶体 途径) --依赖 依赖ATP, --依赖 ,
碱性系统, 在pH=7.2的胞液中起作用,主要水解短寿命蛋 白质和反常蛋白质。
又称泛素标记选择性蛋白质降解。 又称泛素标记选择性蛋白质降解。
第二节 氨基酸的一般代谢
精氨酸代琥珀酸
精氨酸的合成3. 精氨酸的合成-2
NH2 C NH
COOH HC
精氨酸代琥 珀酸裂解酶
NH
+
(CH2)3 CH-NH2 COOH
CH COOH
延胡索酸
精氨酸
4. 精氨酸水解为尿素
NH2 C NH NH
NH2
精氨酸酶

生物化学总结复习笔记

生物化学总结复习笔记

11章.蛋白质的降解和氨基酸的代谢1.蛋白质的酶促降解1.1.细胞内蛋白质的降解一般认为真核细胞对蛋白质的降解有两个体系.其一是溶酶体降解.其二是依赖ATP,在细胞溶胶中以泛素标记的选择性蛋白质的降解.1.2外源蛋白质的酶促降解外源蛋白质进入体内,必须先经过水解作用变为小分子的氨基酸,然后才能被吸收.就高等动物来说,外界食物蛋白质经消化吸收的氨基酸和体内合成及组织蛋白质经降解的氨基酸,共同组成体内氨基酸代谢库.所谓氨基酸代谢库即指体内氨基酸的总量.氨基酸代谢库中的氨基酸大部分用于合成蛋白质,一部分可以作为能源,体内有一些非蛋白质的含氮化合物也是以某些氨基酸作为合成的原料.2.氨基酸的分解代谢氨基酸的共同分解代谢途径包括脱氨基作用和脱羧基作用两个方面.氨基酸经脱氨基作用生成氨及α-酮酸.氨基酸经脱羧基作用产生二氧化碳及胺.胺可随尿直接排出,也可在酶的作用下,转化为可被排出的物质和合成体内有用的物质.氨基酸脱氨基的方式有氧化脱氨基作用、转氨基作用、联合脱氨基作用、非氧化脱氨基作用和脱酰胺基作用.3.氨的排泄方式水生动物排氨鸟类及爬行动物排尿酸哺乳动物排尿素尿素是哺乳动物蛋白质代谢的最终产物10章.脂质代谢1脂质的酶促水解1.1三酰甘油的酶促水解三酰甘油是重要的储能物质.在脂肪酶的作用下水解为甘油和脂肪酸.甘油可氧化供能也可糖酵解途径生成糖.脂肪酸可彻底氧化供能.1.2磷脂的酶促水解磷脂酶A1和A2分别专一的出去Sn-1位或sn-2位上的脂肪酸,生成的仅含有一个脂肪酸的产物称溶血磷脂.溶血磷脂是一种很强的表面活性剂,能使细胞膜和红细胞膜溶解.2.脂肪酸的β-氧化作用2.1脂肪酸的β-氧化作用是指:脂肪酸在氧化分解时,碳链的断裂发生在脂肪酸的β位,即脂肪酸的碳链的断裂方式是每次切除2个碳原子.细胞溶胶中的长链脂肪酸首先被活化为脂酰辅酶A,然后长链脂酰辅酶A在肉碱的携带下进入线粒体.需要肉碱脂酰转移酶脂肪酸的β-氧化作用四步:脱氢、加水、再脱氢、硫解.循环一次,产生少两个碳原子的脂酰辅酶A和一分子乙酰辅酶A.1mol软脂酸彻底氧化需要进行7次β-氧化,产生8mol乙酰辅酶A.每次β-氧化产生1mol FADH2 和1mol NADH+H+ ,则共产生7molFADH2和7molNADH+H+ .进入呼吸链氧化生成28mol ATP1.5×7+2.5×7=28;8mol 乙酰辅酶A进入TCA循环氧化可生成80molATP10×8;这样1mol软脂酸彻底氧化一共产生108molATP,因活化时消耗2molATP,故净得106molATP.不饱和脂肪酸的氧化与饱和脂肪酸基本相同,单不饱和脂肪酸氧化需要△3-顺,△2-反烯脂酰辅酶A异构酶;多不饱和脂肪酸氧化还需要△2-反,△4-顺二烯脂酰辅酶A还原酶和△3-反,△2-反烯脂酰辅酶A异构酶的共同作用.3.酮体乙酰乙酸、β-羟丁酸和丙酮,统称为酮体.酮体在肝中产生,可被肝外组织利用.酮体的生成:在肝中脂肪酸的氧化不是很完全,二分子的乙酰辅酶A可以缩合成乙酰乙酰辅酶A;乙酰乙酰辅酶A再与一分子乙酰辅酶A缩合成β-羟-β-甲戊二酸单酰辅酶A,后者裂解成乙酰乙酸;乙酰乙酸在肝线粒体中可以还原生成β-羟丁酸,乙酰乙酸可以脱羧生成丙酮.酮体的氧化:在肝中形成的乙酰乙酸和β-羟丁酸进入血液循环后送至肝外组织,通过三羧酸循环循环氧化.β-羟丁酸首先氧化成乙酰乙酸,然后乙酰乙酸在β-酮脂酰辅酶A转移酶或乙酰乙酸硫激酶的作用下,生成乙酰乙酸辅酶A,再与第二个辅酶A作用形成两分子一线辅酶A,乙酰辅酶A可进入三羧酸循环循环进行氧化.9.糖的分解代谢1.淀粉的酶促水解1.1 α-淀粉酶可以水解淀粉中任何部位的α-1,4糖苷键,β-淀粉酶只能从非还原端开始水解.,β-淀粉酶不能水解α-1,6糖苷键.水解淀粉中的α-1,6糖苷键的酶是α-1,6糖苷酶.2.糖的分解代谢途径包括糖酵解、三羧酸循环、戊糖磷酸途径、葡萄糖醛酸途径、乙醛酸途径.3.糖酵解无氧条件下,1mol葡萄糖变成2mol丙酮酸并伴随ATP生成的过程称为糖酵解.丙酮酸的三条代谢去路:①在组织缺氧情况下丙酮酸还原为乳酸;②酵母菌可以使丙酮酸还原为乙醇;③有氧条件下,丙酮酸转化为乙酰辅酶A,进入三羧酸循环,彻底氧化为二氧化碳和水.糖酵解从葡萄糖开始,分为10步酶促反应,均在细胞液中进行.糖酵解的调控:从单细胞生物到高等动植物都存在糖酵解过程,其生理意义主要是释放能量,使机体在缺氧情况下仍能进行生命活动.糖酵解的中间产物可为机体提供碳骨架.糖酵解主要受3中酶的调控:①果糖磷酸激酶;①果糖磷酸激酶是最关键的限速酶.1.ATP/AMP比值对该酶活性的调节具有重要的生理意义.当ATP浓度较高时,果糖磷酸激酶几乎无活性,糖酵解作用减弱;当AMP积累,ATP减少时,酶活性恢复,糖酵解作用增强.2.氢离子H可抑制果糖磷酸激酶的活性,防止肌肉中形成过量乳酸而使血液酸中毒.3.柠檬酸可增加ATP对酶活性的抑制作用.果糖-2,6-二磷酸能消除ATP对酶的抑制效应,使酶活化.②己糖激酶活性的调节.果糖-6-磷酸是的别构抑制剂.③丙酮酸激酶活性的调节.果糖-1,6-二磷酸是丙酮酸激酶的激活剂;丙氨酸是该酶的别构抑制剂.ATP、乙酰CoA 也可以抑制该酶的活性.糖酵解中ATP的变化:糖酵解阶段中,由己糖激酶和果糖磷酸激酶催化的两步反应,各消耗1分子的ATP.在丙糖阶段,甘油酸—1,3—二磷酸和烯醇丙酮酸磷酸经底物水平磷酸化反应,个生成1分子ATP,由于果糖—1,6—二磷酸在醛缩酶催化下裂解,相当于生成2分子甘油醛—3—磷酸.因此,每分子葡萄糖在糖酵解阶段净生成2分子ATP.在糖酵解过程中有3步不可逆反应,分别由己糖激酶、果糖磷酸激酶和丙酮酸激酶.其中果糖磷酸激酶是最关键的限速酶,其活性被ATP、柠檬酸所抑制;被AMP和果糖-2,6-二磷酸变构激活.2.糖的有氧分解将糖的有氧分解分为3个阶段,第一是糖酵解阶段,第二是丙酮酸进入线粒体被氧化脱羧成乙酰辅酶A.第三阶段是乙酰辅酶A进入柠檬酸循环生成二氧化碳和水.三羧酸循环循环:乙酰CoA和草酰乙酸缩合为柠檬酸进入三羧酸循环循环.丙酮酸经三羧酸循环循环途径能形成12.5个ATP,每分子葡萄糖能产生2分子的丙酮酸,将产生25个ATP.柠檬酸合酶、异柠檬酸脱氢酶与α-酮戊二酸脱氢酶系是调控三羧酸循环循环的限速酶.其活性受ATP、NADH等物质的抑制.葡萄糖在有氧条件下氧化分解为二氧化碳和水净生成32分子ATP.乙醛酸途径两种关键酶是苹果酸合酶和异柠檬酸裂解酶.戊糖磷酸途径:两个5碳糖相加生成3碳和7碳糖,后二者相加在生成6碳和4碳糖,5碳与4碳糖相加生成3碳和6碳糖.糖原的分解与合成的关键酶是磷酸化酶与糖原合酶.糖异生:糖异生作用是指非糖物质如甘油,生糖氨基酸和乳酸等合成葡萄糖或糖原的过程.为什么糖异生并非完全是糖酵解的逆转反应8新陈代谢总论和生物氧化1ATP是生物细胞内能量代谢的偶联剂.从低等的单细胞生物到高等的人类,能量的释放、贮存和利用都是以ATP 为中心.ATP含有一个磷酯键和两个由磷酸基团形成的磷酸酐键.6 酶1酶的概念与特点:酶是具有高效性与专一性的生物催化剂.三层含义:一,酶是催化剂;二,酶是生物催化剂;三,酶在行使催化剂功能时,具有高效性与专一性的特点酶的催化效率可以用转换数来表示.2酶的化学本质与组成除核酶外,酶都是蛋白质.酶可以分为单纯蛋白质与缀合蛋白质.缀合蛋白质除了氨基酸残基外,还含有金属离子、有机小分子等化学成分,这类酶称为全酶.全酶中蛋白质部分称为辅酶.非蛋白质部分称为辅因子.酶的分类:1.氧化还原酶类;2.转移酶类;3.水解酶类;4裂合酶类;5异构酶类;6合成酶类.酶的专一性分类:①结构专一性分为绝对专一性与相对专一性;②立体异构专一性旋光异构专一性和几何异构专一性酶的作用机制:活化分子:反应物一种更高能量的状态.过渡态:活化分子所处的这种需要更多能量的状态.基态:与活化分子相对应的普通反应物分子所处的状态.活化能:处于过渡态的分子比处于基态的分子多出来的Gibbs 自由能.酶通过降低反应活化能使反应速率加快.酶活性部位的结构是酶作用机理的结构基础.酶具有高效催化效率的分子机制:酶分子的活性部位结合底物分子形成酶—底物复合物,在酶的帮助下,底物分子进入一种特定的状态,形成此类过渡态所需的活化能远小于非酶促反应所需的活化能,使反应能够顺利进行,形成产物释放出游离的酶,使其能够参与其余底物的反应.与该分子机理相关的因素:1.邻近效应:邻近效应指酶与底物结合以后,使原来游离的底物集中于酶的活性部位,从而减少底物之间或底物与酶的催化基团之间的距离,使反应更容易进行.2.定向效应:指底物的反应基团之间、酶的催化基团与底物的反应基团之间的正确定位与取向所产生的增进反应速率的效应.3.促进底物过渡态形成的非共价作用:当酶与底物结合后,酶与底物之间的非共价可以使底物分子围绕其敏感键发生形变,从而促进底物过渡态的形成.4.酸碱催化:5.共价催化:酶促反应动力学:酶底物中间复合物学说:即酶首先和底物结合生成中=v 间复合物,中间复合物再生成产物.米氏方程:m K S S v v +=][][max ;K m 物理意义:K m 值是反应速率为最大值的一半时的底物浓度.其单位是mol/l影响酶促反应速率的因素包括:抑制剂、温度、ph 值,激活剂.1,通过改变酶必需基团的化学性质从而引起酶活力的降低或丧失的作用称为抑制作用.酶的抑制剂包括不可逆抑制剂与可逆抑制剂.可逆抑制剂可分为:竞争性抑制剂、非竞争性抑制剂、反竞争性抑制剂.氯离子是唾液淀粉酶的激活剂.酶活性的调节酶活性的调节方式:1.通过改变酶的分布于数量来调节酶的活性.2.通过改变细胞内已有的酶分子的活性来调节酶的活性.酶的别构调控许多酶具有活性部位外,还具有调节部位.酶的调节部位可与某些化合物可逆的非共价结合,使酶的结构发生改变,进而改变酶的活性,这种酶活性的调节方式称为别构调节.对别构酶加热或用化学试剂处理,可以使别构酶解离并失去调节活性,称为脱敏作用.对酶分子具有别构调节作用的化合物称为效应物.效应物对别构酶的调节作用可分为同促效应与异促效应.同促效应中,酶的活性部位与调节部位是相同的,效应物是底物,底物与别构酶的某一活性部位相结合可促使剩余底物与其它剩余活性部位相结合,导致酶促反应速率增加,这称为正协同效应.如果底物与酶的某一活性部位结合导致剩余底物更难与其余剩余活性部位结合,则称为负协同效应.异促效应中,酶的活性部位与调节部位是不同的.效应物是非底物分子.酶原的激活酶原:指的是生活物体内合成的无活性的酶的前体.酶原激活:在特定蛋白水解酶的催化作用下,酶原的结构发生改变,形成酶的活性部位,变成有活性的酶.酶原的激活是一个不可逆的过程.5脂质与生物膜1.1.1动植物油的化学本质是脂酰甘油.1.1三酰甘油的理化性质:1.3磷脂分为甘油磷脂与鞘磷脂.最简单的甘油磷脂是磷脂酸.1.4生物膜主要由蛋白质与脂质.4糖类单糖一般是含有3--6个碳原子的多羟基醛或多羟基酮.最简单的单糖是甘油醛和二羟丙酮.单糖的构型以距离醛基最远端不对称碳原子为准,羟基在左边的为L构型,羟基在右边的为D构型.单糖分子中醛基和其他碳原子上羟基成环反应生成的产物为半缩醛.六元环是吡喃糖,五元环为呋喃糖.六元环更稳定.连接半缩醛羟基的碳称为异头碳.异头物的半缩醛羟基与决定构型的羟基在同侧着为α型,在相反者为β构型.单糖的构型:椅式构象更稳定.糖类衍生物甘露醇在临床上用来降低颅内压和治疗急性肾衰竭.葡糖醛酸是人体一种重要的解毒剂.寡糖寡糖是少数单糖2-10缩合的聚合物,低聚糖是指20个以下单糖缩合的聚合物.麦芽糖成键类型:α1-4糖苷键,多糖多糖是由多个单糖基以糖苷键相连而成的高聚物.多糖没有还原性和变旋性.淀粉天然淀粉一般由直链淀粉与支链淀粉组成.直链淀粉是D—葡萄糖基以α—1,4糖苷键连接的多糖链.直链淀粉分子的空间构象是卷曲成螺旋形的,每一回旋为6个葡萄糖基.显色螺旋构象是碘显色的必要条件,碘分子进入淀粉螺旋圈内,糖游离羟基称为电子供体,碘分子成为电子受体,形成淀粉碘络合物,呈现颜色.其颜色与糖链的长度有关.直链淀粉成蓝色,支链淀粉成紫红色.纤维素自然界中最丰富的有机化合物是纤维素.纤维素是一种线性的由D—吡喃葡糖基以β—1,4糖苷键3.核酸RNA:核糖核酸DNA:脱氧核糖核酸A 腺嘌呤T 胸腺嘧啶G 鸟嘌呤C胞嘧啶U 尿嘧啶核苷:是戊糖和含氮碱基生成的糖苷.核苷酸间的连接键是3,5—磷酸二酯键.碱基序列表示核酸的一级结构,DNA双链的螺旋形空间结构称DNA的二级结构.A与T配对形成2个氢键,G与C配对形成3个氢键.增色效应:核酸水解为核苷酸,紫外吸收值增加.核酸结构的稳定性因素:1 碱基对间的氢键.2 碱基堆积力.3 环境中的正离子核酸变性在核酸变性时,将紫外吸收的增加量达到最大增量的一半时的温度值称溶解温度,即Tm.影响Tm的因素:1.G—C对含量,G—C对含量越高,Tm也越高.2.溶液的离子强度离子强度较低的介质中,Tm较低.3.溶液的Ph4.变性剂复性:变性核酸的互补链在适当的条件下重新缔合成双螺旋的过程成为复性.变性核酸复性时需要缓慢冷却,故又称退火.变性核酸复性后,核酸的紫外吸收降低,这种现象称为减色效应.影响复性的因素:1 复性的温度 2单链片段的浓度 3 单链片段的长度 4 单链片段的复杂度 5 溶液的离子强度分子杂交:在退火条件下,不同来源的DNA互补区形成双链,或DNA单链和RNA单链的互补区形成DNA—RNA杂合双链的过程称为分子杂交.2蛋白质1.蛋白质的分类蛋白质的平均含氮量为16%.2.蛋白质的组成蛋白质的水解产物为氨基酸等电点:。

第六章蛋白质的降解

第六章蛋白质的降解

2、转氨基作用

α-AA和α-酮酸之间氨基的转移作用,是氨基酸脱 去氨基的一种重要形式。 催化转氨基作用的酶叫转氨酶或氨基转移酶,种 类繁多分布广泛。辅基均为磷酸吡哆醛(B6的磷 醛酯)
转氨作用
氨基酸 1
酮酸2
转氨酶
酮酸1
氨基酸2
L 谷氨酸
草酰乙酸
谷草转氨酶
载体 或 载体 SH
SH
SH
然后还原
载体
PAPS
载体


载体-S - SH
三、C架的来源

来源于糖酵解、三羧酸循环、PPP途径、 光呼吸、乙醛酸循环等途径代谢中间产物。
四、氨的同化
p270
在氮素循环中,生物固氮和硝酸盐还原 形成了无机态氨,进一步氨便被同化转变 成含氮有机化合物。生物体内有两种方式 同化氨。
二、细胞内蛋白质的水解

(一)、溶酶体系统
溶酶体的内环境为酸性(约pH5),含有50多种蛋白 酶。溶酶体通过吞噬将蛋白质裹入,然后进行水解。溶酶 体对蛋白质的水解是非选择性的。

(二)、泛素途经
泛素系统可以选择性的水解蛋白质。该途径要求被降 解的目标蛋白首先进行泛素化标记,然后降解。 泛素是一类小分子单体蛋白,含有76个氨基酸残基, 保守性很强,因广泛存在于真核细胞而得名。
NO32e硝酸还原酶
NO2-
NH4+ 亚硝酸还原酶
6e-
1、硝酸还原酶
诱导酶,环境中须有NO3-,需光照条件。 根据反应中电子供体不同又分为: ①铁氧还蛋白——硝酸还原酶
2H NO 2 Fd 3 还原态

NO 2 Fd H O 2 氧化态 2

生物化学复习题.2

生物化学复习题.2

生物化学各章知识要点及复习参考题蛋白质的酶促降解、氨基酸代谢、核苷酸代谢知识要点蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物,它们共同决定和参与多种多样的生命活动。

在自然界的氮素循环中,大气是氮的主要储库,微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨,在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮,进而参与蛋白质和核酸的合成。

(一)蛋白质和氨基酸的酶促降解在蛋白质分解过程中,蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。

氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物(如卟啉、激素等),也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量,脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。

(二)核酸的酶促降解核酸通过核酸酶降解成核苷酸,核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。

戊糖参与糖代谢,嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸,尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。

其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。

植物体内嘌呤代谢途径与动物相似,但产生的尿囊酸不是被排出体外,而是经运输并贮藏起来,被重新利用。

嘧啶的降解过程比较复杂。

胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶,尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸,两者经脱氨后转变成相应的酮酸,进入TCA循环进行分解和转化。

β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。

(三)核苷酸的生物合成生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。

嘌呤核苷酸的合成起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸(PRPP)。

合成原料是二氧化碳、甲酸盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。

首先合成次黄嘌呤核苷酸,再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸。

嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP,首先合成尿苷酸,再转变成UDP、UTP和CTP。

在二磷酸核苷水平上,核糖核苷二磷酸(NDP)可转变成相应的脱氧核糖核苷二磷酸。

第八章 氨基酸代谢

第八章  氨基酸代谢
在机体内,氨是有毒物质,尤其是高等 动物的脑对之很敏感。
氨的含量过高,会引起机体中枢神经系 统中毒,代谢紊乱。
(一) 鸟氨酸循环
鸟氨酸循环又叫尿素循环或尿素生成,在肝中进 行。其反应历程如下。
1、 氨甲酰磷酸的合成

氨甲酰磷酸合成酶I
CO2+NH3+2ATP—————————> H2N-CO-PO3H2(氨甲酰磷酸)+2ADP+Pi
• 其中,IMP即次黄苷一磷酸(即次黄苷 酸);

AMPS即腺苷酸代琥珀酸。
• (2) 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 AMPS——————————> AMP(腺苷酸)+ 延胡索酸
(3) AMP(腺苷酸)+ H2O 腺苷酸脱氨酶 ——————>IMP+ NH3
(4) 延胡索酸(fumaric acid)经三羧酸循 环转变为草酰乙酸;

一. 氨基酸的脱氨基作用
这是指 α-氨基酸在酶的催化作用下脱
去氨基而生成α-酮酸、释放出游离氨的过程。
(一) 氧化脱氨基作用

这是指 α-氨基酸在酶的催化作用下氧化脱氢
而生成α-酮酸、释放出游离氨的过程。
• 其反应通式如下:
• R-CH-COOH+1/2O2————R-C-COOH+NH3
•︳

—————>RCHO + H2O2 + NH3 • RCHO + 1/2O2 —————> RCOOH
第三节 氨基酸分解产物的去路 氨基酸脱羧后产生的CO2经肺排出,产 生的胺类则有其生理作用或随尿排出。氨基 酸脱氨后产生NH3和α -酮酸,这些产物则按 以下途径分别进行代谢变化。

生物化学第十一章 氨基酸代谢

生物化学第十一章 氨基酸代谢
氨基酸、二肽和三肽的吸收:氨基酸被小肠细胞吸收 的机制与单糖的吸收机制极为相似,二肽和三肽的吸 收不需要Na+。
核酸的消化和吸收:食物中的核酸在消化道被腺分泌 的核糖核酸酶和脱氧核糖核酸酶水解成核苷酸。核苷 酸带有负电荷,因此很难被吸收,需要被水解成核苷 和磷酸,核苷还可再进一步水解成核糖(脱氧核糖) 和碱基。吸收的过程为主动转运。
参与尿素循环各种酶浓度的变化 底物浓度的积累诱导酶的表达;产物的积累抑 制酶的表达。
N-乙酰谷氨酸的合成及其对CPS1的调控
氨基酸的生物合成
植物和微生物在有合适的N源时能够从头合成所有 的20 种标准氨基酸。而哺乳动物只能制造其中的 10种,这10种氨基酸被称为非必需氨基酸,其余10 种氨基酸必需从食物中获取,被称为必需氨基酸。
并不是所有的氨基酸都可以发生转氨基反应,Thr, Pro, lys是例外。
赖氨酸侧链
磷酸吡哆醛
转氨酶辅基与酶蛋白之间的连接
转氨基反应
谷草转氨酶催化的架的命运
生糖氨基酸:其他 生酮氨基酸: Leu & Lys 生酮兼生糖氨基酸:
Trp, Thr, Tyr, Ile, Phe (tttip)
氨基酸碳骨架的代谢
铵离子的命运
直接排出体外 植物将其转变成Asn (Asn合成酶) 动物将其转变成Gln (Gln合成酶) 尿素或尿酸
N的命运
NH4+
尿酸
尿素 + 尿酸
植物的氨解毒
动物的氨解毒
谷氨酰胺合成酶(GS)
产生生物活性酰胺N
大肠杆菌的GS为例,该酶是一种十二聚体 蛋白 动物的GS参与铵毒的解除,特别在脑细胞 GS受到严格的调控 Gln的酰胺N被用于氨基酸、核苷酸和氨基 糖的合成

氨基酸代谢库

氨基酸代谢库
Chap 9
蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢
1 蛋白质的酶促降解 2 氨基酸的分解代谢
3 氨基酸的合成代谢
生物体内的蛋白质处于不断降解与合成的动态平衡中,从而
使各种蛋白质得到自我更新,也使细胞中蛋白质组分得到 转换,这对于机体新组织、细胞形成及机体生长发育有十 分重要的意义。 蛋白质降解产生的氨基酸进一步分解或做为能源或转化为其 它氮化物合成前体,所产生的氮化物是生物体内重要的生 理活性物质。
肽链外切酶:又称肽链端解酶,只作用于肽链末端,包括
氨肽酶和羧肽酶,分别从氨基端和羧基端逐一地将肽链 水解成氨基酸。 羧肽酶A优先作用于中性氨基酸为羧基端的肽键; 羧肽酶B则水解以碱性氨基酸为羧基端的肽键。
1.1.1.2
部分蛋白酶
蛋白酶按其活性部位的结构特征可以分为四类: ①丝氨酸蛋白酶类(EC 3.4.2.1)活性部位含有Ser残基,受二异 丙基氟磷酸(DIFP)的强烈抑制。胰蛋白酶、胰凝乳蛋白酶、 弹性蛋白酶、枯草杆菌蛋白酶等均属此类。 ②半胱氨酸蛋白酶(EC 3.4.2.2)活性部位含有Cys残基,对于碘 乙酸、对-羟基汞苯甲酸等抑制剂十分敏感。植物蛋白酶 和组织蛋白酶大多属于此类。
1 蛋白质的酶促降解
蛋白质的酶促降解是指蛋白质在酶的作用下,肽 键水解生成氨基酸的过程。 蛋白质降解产生的氨基酸除用于新蛋白质的合成 外,还可进一步降解、氧化或转化。
1.1
外源蛋白质的酶促降解
1.1.1 蛋白水解酶
1.1.1.1 肽链内切酶和外切酶 按其作用特点分为肽链内切酶和肽链外切酶。 肽链内切酶又称蛋白酶,水解肽链内部的肽键,对肽键有 一定专一性,如胰蛋白酶、凝血酶(精氨酸或赖氨酸的羧 基);脯氨酰蛋白酶 (脯氨酸羧基);胃蛋白酶(芳香族氨 基酸的氨基)
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第九章蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢一、填空题:1、氨的同化途径有和。

2、尿素分子中的两个N原子,一个来自,另一个来自。

3、尿素循环中产生的两种氨基酸和不参与生物体内蛋白质的合成。

4、谷氨酸族氨基酸的共同碳架来源是途径的中间产物。

5、芳香族氨基酸生物合成途径叫途径,其碳架来源于糖酵解的中间产物和磷酸戊糖途径的中间产物。

6、在尿素循环中,水解产生尿素和鸟氨酸,故此循环又称鸟氨酸循环。

7、氨基酸共有的代谢途径有和。

8、人类对氨基代谢的终产物是,鸟类对氨基代谢的终产物是。

9、由尿素合成过程中产生的两种氨基酸和不参与人体内蛋白质合成。

二、选择题(只有一个最佳答案):1、成人体内氨的最主要代谢去路为()A、合成非必需氨基酸B、合成必需氨基酸C、合成NH4+随尿排出D、合成尿素2、鸟氨酸循环中,合成尿素的第二分子氨来源于()A、游离氨B、谷氨酰胺C、天冬酰胺D、天冬氨酸3、下列哪一种氨基酸经过转氨作用可生成草酰乙酸?()A、谷氨酸B、丙氨酸C、苏氨酸D、天冬氨酸4、能直接转变为α-酮戊二酸的氨基酸为()A、天冬氨酸B、丙氨酸C、谷氨酸D、谷氨酰胺5、在尿素循环中,下列哪一项反应需要ATP()A、精氨酸→鸟氨酸+ 尿素B、鸟氨酸+ 氨甲酰磷酸→瓜氨酸C、瓜氨酸+ 天冬氨酸→精氨酸+ 延胡索酸D、延胡索酸→苹果酸6、下列氨基酸经转氨作用可生成丙酮酸的()A、GluB、AlaC、LysD、Ser7、关于谷氨酸脱氢酶的表述哪项是正确的()A、它是植物体内合成氨基酸的主要途径B、它所需要的供氢体是NADHC、它可以催化由谷氨酸形成α-酮戊二酸反应D、它和谷氨酰胺合成酶一样,需要ATP供能8、经转氨作用可生成草酰乙酸的氨基酸是()A、AlaB、AspC、GluD、Thr9、除哪一种氨基酸外,其余氨基酸具有共同的碳架来源()A、AspB、MetC、LysD、Arg10、所有的转氨酶均含有共同的辅因子()A、焦磷酸硫铵素B、黄素腺嘌呤单核苷酸C、烟酰胺腺嘌呤二核苷酸D、磷酸吡哆素11、一碳基团不包括()A、-CH=NHB、-CH3C、-CHOD、CO212、催化α—酮戊二酸和NH3生成相应含氮化合物的酶是()A、谷丙转氨酶B、谷草转氨酶C、谷氨酸脱氢酶D、谷氨酰胺合成酶13、氨基酸分解产生的NH3,在植物体内主要贮存形式是()A、尿素B、天冬氨酸C、氨甲酰磷酸D、谷氨酰胺14、生物体内大多数氨基酸脱去氨基生成α-酮酸是通过下面那种作用完成的?()A、氧化脱氨基B、还原脱氨基C、联合脱氨基D、转氨基15、下列氨基酸中哪一种可以通过转氨作用生成α-酮戊二酸?()A、GluB、AlaC、AspD、Ser16、转氨酶的辅酶是()A、TPPB、磷酸吡哆醛C、生物素D、核黄素17、以下对L-谷氨酸脱氢酶的描述哪一项是错误的?()A、它催化的是氧化脱氨反应B、它的辅酶是NAD+或NADP+C、它和相应的转氨酶共同催化联合脱氨基作用D、它在生物体内活力不强18、下述氨基酸除哪种外,都是生糖氨基酸或生糖兼生酮氨基酸?()A、AspB、ArgC、LeuD、Phe19、鸟氨酸循环中,尿素生成的氨基来源有:()A、鸟氨酸B、精氨酸C、天冬氨酸D、瓜氨酸20、磷酸吡哆醛不参与下面哪个反应?()A、脱羧反应B、消旋反应C、转氨反应D、羧化反应21、鱼类主要是以下列何种形式解除氨毒?()A、排氨B、排尿酸C、排尿素;D、排胺22、动物体内氨基氮排泄的主要形式是()A、尿素B、胺C、酰胺D、氨基酸23、微生物普遍存在天冬氨酸酶,此酶可催化哪一种化合物与氨合成天冬氨酸?()A、草酰乙酸B、苹果酸C、延胡索酸D、琥珀酸24、下列氨基酸中,哪种氨基酸经转氨作用可直接生成草酰乙酸?()A、苏氨酸B、天冬氨酸C、丙氨酸D、谷氨酸25、下述哪种氨基酸可由三羧酸循环的中间物经一步反应即可生成?()A、丙氨酸B、丝氨酸C、天冬氨酸D、谷氨酰酸26、爬虫类和鸟类以下列哪种物质作为氨基酸氨基氮排泄的主要形式?()A、尿素B、尿酸C、酰胺D、氨三、是非题(在题后括号内打√或×):1.谷氨酸脱氢酶是变构酶,它的主要功能是氧化脱氨,而不是还原氨基化。

()2.所有氨基酸降解后的碳架都被用于生成糖。

()3.Phe、Trp属人体必需氨基酸,因为人类没有莽草酸途径。

()4.氨基酸合成时使用的碳架和降解后产生的碳架是一致的。

( )5.植物体内不存在尿素循环,也没有这一循环的酶。

( )6.动物产生尿素的主要器官是肾脏。

( )7.参与尿素循环的酶都位于线粒体内。

( )8.Lys 为必需氨基酸,动物和植物都不能合成,但微生物能合成。

( )9.人体内若缺乏维生素B 6和维生素PP ,均会引起氨基酸代谢障碍。

( )10.磷酸吡哆醛只作为转氨酶的辅酶。

( )11.尿素是所有动物氨基氮代谢的最终产物。

( )12.转氨作用是氨基酸脱去氨基的唯一方式。

( )13.精胺得名是由于这种物质仅存在于精液中。

( )14.转氨基作用是氨基酸脱氨的一种方式,所有氨基酸都能进行转氨作用。

( )15.转氨酶种类多,分布广,所以转氨基作用是氨基酸脱氨基的主要方式。

( )16.尿酸和尿素并不是生物界氨基氮排泄的仅有形式。

( )四、问答题和计算题:1、催化蛋白质降解的酶有哪几类?它们的作用特点如何?2、 氨基酸脱氨后产生的氨和α-酮酸有哪些主要的去路?3、什么是转氨作用? 试述转氨酶在氨基酸代谢中的重要性。

4、氨基酸生物合成的特点是什么?根据碳架来源可将氨基酸分成哪几族?5、简述氨基酸代谢与碳水化合物代谢之间的关系。

6、试述氨基酸代谢在生命活动中的重要作用。

7、什么叫生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸?请写出它们各自的成员。

五、名词解释:联合脱氨基作用 转氨基作用 必需氨基酸 一碳基团 氨的同化 生物固氮六、完成下列反应方程式:)()()1(212|+−−−→−+磷酸吡哆醛转氨酶‖————COOH C R COOH CH R O NH(2)谷丙转氨酶催化的转氨反应(或谷丙转氨酶)(3)谷草转氨酶催化的转氨反应(或谷草转氨酶)参考答案:第九章 蛋白质的酶促降解和氨基酸代谢一、填空题1、氨的同化途径有 Glu 合成途径 和 氨甲酰磷酸合成途径 。

2、尿素分子中的两个N 原子,一个来自 游离氨 ,另一个来自 天冬氨酸 。

3、尿素循环中产生的两种氨基酸 鸟氨酸 和 瓜氨酸 不参与生物体内蛋白质的合成。

4、谷氨酸族氨基酸的共同碳架来源是 三羧酸循环 途径的中间产物 α-酮戊二酸 。

5、芳香族氨基酸生物合成途径叫莽草酸途径,其碳架来源于糖酵解的中间产物磷酸烯醇式丙酮酸和磷酸戊糖途径的中间产物4-磷酸赤藓糖。

6、在尿素循环中,精氨酸水解产生尿素和鸟氨酸,故此循环又称鸟氨酸循环。

7、氨基酸共有的代谢途径有脱氨基作用和脱羧基作用。

8、人类对氨基代谢的终产物是尿素,鸟类对氨基代谢的终产物是尿酸。

9、由尿素合成过程中产生的两种氨基酸鸟氨酸和瓜氨酸不参与人体内蛋白质合成。

二、选择题1. D2.D3.D4.C5.C6.B7.C8.B9.D 10.D11.D 12.C 13.D 14.C 15.A 16.B 17.D 18.C 19.C 20.D21.A 22.A 23.A 24.B 25.C 26.B三、是非题1.√2.×3.√4.×5.×6.×7.×8.×9.√10.×11.×12.×13.×14.×15.×16.√四、部分问答题参考答案:1、什么是转氨作用?试述转氨酶在氨基酸代谢中的重要性。

解答:在转氨酶的催化下,α-氨基酸和α-酮酸之间发生氨基转移作用,结果α-氨基酸生成相应的α-酮酸,而α-酮酸形成相应的α-氨基酸,这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。

转氨酶在氨基酸代谢中起着非常重要的作用:①在氨基酸合成代谢中,所有氨基酸的氨基直接或间接通过转氨酶接受来自谷氨酸的氨基;②在氨基酸降解中,很多氨基酸是通过转氨酶脱去氨基后,才能进一步降解;③转氨酶还能催化氨基酸的α-碳原子上的其它基团发生反应如脱羧反应,脱氨反应,消旋反应和醛裂解反应;④转氨酶还催化其它以氨基酸为底物的消除反应和取代反应。

2、氨基酸生物合成的特点是什么?根据碳架来源可将氨基酸分成哪几族?解答:氨基酸生物合成的特点:①所有氨基酸生物合成的碳架都分别来自于糖代谢的中间产物;②通过转氨作用得α-氨基。

根据碳架来源,组成蛋白质的20种氨基酸分为6族:①丙氨酸族(Val、Ala、Leu);②谷氨酸(Glu、Gln、Pro、Arg);③天冬氨酸族(Asp、Asn、Met、Lys、Thr、I1e);④丝氨酸族(Gly、Cys、Ser);⑤芳氨基酸族(Phe、Tyr、Trp);⑥组氨酸族(His)。

3、简述氨基酸代谢与碳水化合物代谢之间的关系。

解答:①氨基酸合成的碳素骨架主要来自于碳水化合物代谢的中间产物。

②氨基酸降解后的碳架主要形成碳水化合物代谢的中间产物,再进一步生成糖,或进入三羧酸循环彻底氧化,或由此生成其它代谢物质。

4、试述氨基酸代谢在生命活动中的重要作用?解答:①合成蛋白质的原料;②合成其它含氮化合物,如核酸、激素、生物碱等;③氨基酸降解的碳架为糖代谢的中间产物,而用于生成糖,或彻底氧化产生能量;④作为生物体内某些“一碳单位”的来源;⑤氨基酸的合成是生物体将自然界的无机氮转变为有机氮;⑥通过氨基酸的合成与降解,可以调整生物体内氨的利用与贮存,维持体内氨浓度平衡。

5、什么叫生糖氨基酸、生酮氨基酸、生糖兼生酮氨基酸?请写出它们各自的成员。

解答:生酮氨基酸:可以降解为乙酰CoA或乙酰乙酰CoA,而生成酮体的氨基酸称生酮氨基酸。

有Leu、Ilc、Lys、Phe、Trp、Tyr,其中后5种为生酮兼生糖氨基酸。

生糖氨基酸:降解产物可以通过糖异生途径生成糖的氨基酸。

组成蛋白质的20种氨基酸中,除生酮氨基酸外,其余皆为生糖氨基酸。

五、名词解释: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(不能独立存在,不包括CO2),称为一碳基团。

氨的同化:将氮素固定或硝酸还原生成的氨同化为含氮有机化合物包括谷氨酸的形成和氨甲酰磷酸形成途径。

即无机氮转变为有机氮的过程。

生物固氮:指某些微生物和藻类通过其体内固氮酶复合体的作用把分子氮转变为氨的作用。

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