谷氨酰胺代谢调控
谷氨酰胺酶
癌症细胞中谷氨酰胺的代谢及其意义摘要：除了加强的有氧糖酵解外，显著增加的谷氨酰胺酵解现在被认为是癌症细胞代谢特征的另一个主要特点，在这篇综述中，我们将介绍谷氨酰胺在肿瘤细胞中的主要代谢途径并阐述谷氨酰胺如何通过为肿瘤细胞提供生物代谢所需的能量和生物合成所需的前体小分子从而维持肿瘤细胞的快速生长和增殖。
最后我们重点讨论肿瘤细胞中谷氨酰胺代谢和细胞信号传导通路之间的相互影响及其在肿瘤发生发展过程中的意义。
关键词：Warburg 效应谷氨酰胺谷氨酰胺酶mTORC1(mammalian target of rapamycin)在过去的十年中，癌症细胞的代谢作为治疗干预的靶点吸引了广泛的关注。
很多癌症细胞的代谢都表现出Warburg 效应，Warburg 效应是由德国的生物化学家Otto Warburg 于1924 年首次提出，Otto Warburg 发现癌症细胞即使在正常氧分压条件下，其糖酵解代谢也非常活跃并产生大量的乳酸[1]。
Warburg 效应是指在肿瘤细胞中葡萄糖摄取增加，乳酸生成增多，细胞三羧酸循环途径产生能量减少，而利用有氧糖酵解为细胞生命活动提供能量。
随后科学家们对Warburg 效应进行了深入的研究，并对癌症细胞内代谢方式的改变进行了大量的报道[2]。
其中很有趣的一点是，在很多情况下，癌症细胞在表现出Warburg 效应的同时，也对谷氨酰胺有极高的依赖性，以至于我们认为癌症细胞对谷氨酰胺成瘾[3]。
谷氨酰胺代谢在肿瘤细胞中的作用及其机制已经成为当前研究的一个热点[4]。
1、谷氨酰胺代谢和谷氨酰胺酶作为血浆中含量最丰富的氨基酸，谷氨酰胺经细胞膜上的载体转运进入细胞后进行分解代谢，在谷氨酰胺酵解过程中，谷氨酰胺进入线粒体后在谷氨酰氨。
在人类基因组中有两个基因可以编码谷氨酰胺酶，谷氨酰胺酶1 基因编码肾型谷氨酰胺酶，而谷氨酰胺酶2 基因编码肝型谷氨酰胺酶[5]。
肝型谷氨酰胺酶主要在肝脏中表达，而肾型谷氨酰胺酶在多种器官组织中存在表达[6]。
谷氨酰胺循环在代谢和疾病中的作用
谷氨酰胺循环在代谢和疾病中的作用谷氨酰胺（glutamine）是人体内含量最丰富的自由氨基酸之一。
它在人体内的代谢过程中扮演着极为重要的角色，其中最为重要的是谷氨酰胺循环（glutamine cycling）的作用。
本文将主要探讨谷氨酰胺循环在代谢和疾病中的作用。
一、谷氨酰胺循环的概念和作用谷氨酰胺循环是指谷氨酰胺在肝脏和肠道中的产生和利用过程。
在这个过程中，肠道上皮细胞通过载脂蛋白（apoB48）介导的转运机制将谷氨酰胺运输到肝脏，然后肝脏将其转化为谷氨酸和丙酮酸。
谷氨酸可用于能量代谢中，而丙酮酸可以通过糖新生途径进一步代谢。
同时，肠道可以利用谷氨酸和丙酮酸重组后再组合成谷氨酰胺，再次循环到肝脏参与代谢过程。
谷氨酰胺循环在人体代谢过程中起到了至关重要的作用。
它不仅是人体代谢物质的重要来源，还参与了蛋白质代谢、糖代谢、能量代谢和免疫调节等多种生理过程。
因此，谷氨酰胺的稳态平衡对于人体健康至关重要。
二、谷氨酰胺循环和疾病谷氨酰胺循环的紊乱与多种疾病的发生和发展密切相关。
目前研究表明，以下几种疾病与谷氨酰胺循环的紊乱有着密切关系。
1、癌症癌细胞生长迅速需要大量的营养，其中谷氨酰胺就是其中之一。
癌细胞可以通过增加谷氨酰胺的摄入量，促进谷氨酰胺循环以及调节肝、肠的代谢，从而满足其高代谢的需求。
因此，研究谷氨酰胺循环的调节对于癌症的治疗和预防具有重要意义。
2、肝病肝脏是谷氨酰胺循环的中心，在肝脏疾病中，谷氨酰胺的代谢通路常常出现紊乱。
例如，肝硬化患者中肝细胞中的谷氨酰胺合成和分解途径都受到了影响，导致谷氨酰胺循环的紊乱，对肝脏健康产生具有重要的影响。
3、肠病肠胃道疾病常常伴随着营养吸收的障碍，导致谷氨酰胺循环的紊乱，进而对肠道的健康造成影响。
例如，克罗恩病患者一般会伴随肠道粘膜损伤，导致肠道的渗透性和免疫功能受到影响，从而对谷氨酰胺循环产生不利影响。
三、谷氨酰胺的营养代谢谷氨酰胺是一种重要的非必需氨基酸，不仅可被人体合成，还可从饮食中获取。
谷氨酰胺分解代谢
谷氨酰胺分解代谢谷氨酰胺是一种重要的氨基酸，在生物体内具有多种重要的生理功能。
它是构成蛋白质的重要组成部分，同时也参与体内氮代谢及能量产生等多种生物化学过程。
在体内，谷氨酰胺可以通过多种途径进行分解代谢，产生氨基酸、能量和一氧化碳等物质。
本文将对谷氨酰胺的分解代谢进行详细介绍，从其分解途径、酶促反应、代谢产物等多个方面进行讨论，以期深入了解该重要生物化学过程。
谷氨酰胺的分解途径谷氨酰胺的分解主要通过两种途径进行，即氨基截肽途径和非氨基截肽途径。
在氨基截肽途径中，谷氨酰胺首先被谷氨酰胺氨合酶（glutamine synthetase）催化合成辣根酰胺，并释放出氨基。
辣根酰胺接着被辣根酰胺环化酶（glutaminase）催化水解生成谷氨酸和氨。
在非氨基截肽途径中，谷氨酰胺被谷氨酰胺转氨酶（glutamine transaminase）催化转化为α-酮戊二酸和谷氨酰胺。
α-酮戊二酸进一步通过多种途径分解代谢，产生氨基酸或能量等。
酶促反应谷氨酰胺的分解代谢是一个复杂的生物化学过程，涉及多种酶的催化作用。
在氨基截肽途径中，谷氨酰胺氨合酶和辣根酰胺环化酶是两个重要的酶。
谷氨酰胺氨合酶催化谷氨酰胺与α-酮戊二酸的缩合反应，形成辣根酰胺；而辣根酰胺环化酶则催化辣根酰胺的水解反应，生成谷氨酸和氨。
在非氨基截肽途径中，谷氨酰胺转氨酶是一个重要的酶，它催化谷氨酰胺与α-酮戊二酸的转氨反应，形成α-酮戊二酸和谷氨酰胺。
代谢产物谷氨酰胺的分解代谢产生多种代谢产物，其中包括谷氨酸、α-酮戊二酸和氨等。
谷氨酸是一种重要的氨基酸，在体内参与多种生物化学反应，是蛋白质合成的重要前体。
α-酮戊二酸则是TCA循环的重要底物，可通过TCA循环产生大量ATP能量。
而氨是一个重要的氮源，可以参与多种代谢反应，同时也是尿素循环的重要底物。
细胞内谷氨酰胺分解代谢的调控细胞内谷氨酰胺分解代谢是受多种调控机制的控制。
首先，在转录水平上，谷氨酰胺代谢相关的基因受到多种转录因子的调控，包括CREB、c-Myc等。
谷氨酰胺发酵调控
• Yamamoto等从腐臭假单胞菌 (Pseudomonas taetrolens)中克隆谷氨酰胺 合成酶基因Y-30，导入大肠杆菌中进行克 隆表达，其表达量是Pseudomonas taetrolens中的30倍。
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1.3 pH对谷氨酰胺发酵的影响
pH主要影响酶的活性 和菌的代谢
在中性和微碱性条件 下（PH7.0-8.0）积 累谷氨酸，在酸性条 件下积累谷氨酰胺
Байду номын сангаас
• 发酵前期应控制pH值在偏碱性环境，以促进菌体 生长，并激活谷氨酸合成酶的活性，保证谷氨酰 胺合成前体谷氨酸的合成； • 发酵后期应控制pH值在偏酸性环境，以增加谷氨 酰胺合成酶的活性，同时抑制谷氨酰胺酶的活性 ，使谷氨酰胺大量积累生成，而减少谷氨酸的生 成量。
• GS的表达易受到高浓度铵盐的阻遏，氮源 的一次性补加也容易导致谷氨酰胺合成酶 活性急剧下降；在铵盐不足时，GS表达量 就会增加，所以氮饥饿处理可以提高中GS 的表达量，梯度补加氮源也可以尽量减少 GS活力的快速丧失。
1.1 氮源
• 氮饥饿处理
• 李春等为了解决高浓度铵盐阻遏谷氨酰胺合成酶 表达与谷氨酰胺合成需要过量铵之间的矛盾，提 出了原位氮饥饿与铵盐梯度补加协同调控策略， 提高了谷氨酰胺的产量，最高可达2.19%，比原 位氮饥饿工艺提高了近72%，比未经过氮饥饿处 理的旧工艺提高了近200% 。
• （1）磷酸烯醇式丙酮酸羧化酶，它受天冬氨酸的反馈抑 制； • （2）丙酮酸激酶，它是一个别构酶，受乙酰CoA、丙氨 酸、ATP的反馈抑制； • （3）丙酮酸脱氢酶系，该酶是催化不可逆反应的酶，受 乙酰CoA 、NADH、GTP的反馈抑制；
• （4）异柠檬酸脱氢酶，ADP和NADH 抑制此酶的活性； • （5）Glu脱氢酶和（6）GLn合成酶，此二酶是保证α-酮 戊二酸向GLu而不是向草酰乙酸的三羧酸循环方向的关键 。同时在此循环中还存在着向天冬氨酸、丙氨酸、缬氨酸 的分枝代谢，我们设法减弱分枝代谢而强化主流代谢，主 要的方法是减弱催化这些分枝代谢的酶。
水稻谷氨酸合成途径调控机制研究
水稻谷氨酸合成途径调控机制研究水稻作为我国主要的粮食作物之一，其高产、优质的培育一直是农业科技工作者们不断探索的方向。
其中，水稻谷氨酸的合成是影响水稻产量和质量的关键环节之一。
本文将详细探讨水稻谷氨酸合成途径的调控机制研究。
一、水稻谷氨酸的合成途径谷氨酸是水稻中重要的生理活性物质之一，具有促进植物的生长发育、提高植物对环境逆境的抗性和改善植物对环境污染物的耐受力等多种生理功能。
水稻谷氨酸的合成是一个复杂的代谢过程，包括多个关键酶和中间产物参与其中。
水稻谷氨酸合成的途径如下图所示：（图片）在水稻谷氨酸的合成途径中，谷氨酰胺合成酶（GS）和谷氨酸合成酶（GOGAT）是两个重要的酶，分别推动谷氨酸途径中的第一阶段和第二阶段反应。
GS参与了谷氨酰胺的合成，是水稻植物体内氨基氮的主要来源。
而GOGAT则利用从GS反应中生成的谷氨酰胺回收氨，同时将谷氨酸合成所需的碳源和氮源连接起来。
此外，谷氨酸同源物转移酶（GPT）和谷氨酸脱氨酶（GDH）等也参与了谷氨酸合成途径中的反应过程。
二、水稻谷氨酸合成途径的调控机制水稻谷氨酸的合成途径受到多种因素的调控，包括内源和外源因素。
内源因素主要指水稻本身激素、信号分子等内源物质对谷氨酸合成途径的调节，外源因素则包括环境温度、光质、营养等外部因素对谷氨酸合成途径的调控。
1.内源调控内源因素对水稻谷氨酸合成途径的调控机制复杂多样。
目前，研究表明ABA是水稻干旱胁迫时调控谷氨酰胺代谢途径的重要激素之一。
ABA能够通过抑制GS和GOGAT的表达，从而降低谷氨酰胺的合成和谷氨酸的转化。
此外，茉莉酸、γ-氨基丁酸和乙烯等激素也参与了水稻谷氨酸合成途径的调控。
2.外源调控水稻谷氨酸合成途径的外源调控主要包括温度、光质和营养等因素。
水稻的生长和谷氨酸代谢是受温度影响很大的代谢过程之一。
研究表明，低温对于水稻GS的表达和活性具有抑制作用，而高温则会提高水稻GS的活性和转化率。
此外，水稻中光质也对谷氨酸合成途径产生影响。
肿瘤代谢新途径谷氨酰胺代谢途径
来自美国哈佛医学院，Dana-Farber癌症研究所的研究人员发现了胰腺导管腺癌细胞中的一种特殊谷氨酰胺代谢途径，这种途径与常见谷氨酰胺途径不同，是肿瘤生长所必需的代谢途径。
基于这种途径对癌细胞的重要性，以及对正常细胞的无关紧要性，可以研发出一种针对这一途径的癌症治疗新方法。
这一研究成果公布在3月28日《自然》（Nature）杂志在线版上。
领导这一研究的是美国哈佛医学院Lewis C. Cantley教授，这位学者是著名的PI3K 的发现者，磷脂酰肌醇3-激酶（PI3K）是一种抗癌新药的重要药物靶标。
Cantley教授也是Agios 医药公司的的联合创始人，是系统生物学领域的先锋人物，他致力于将遗传学家和分子生物学家所关注的微观事物以更为连贯统一的方式整合起来。
今年二月，他与其他几位科学家荣获了生命科学巨奖，获得了高达300万美元的奖金。
癌细胞具有代谢依赖性，这是其与其它细胞的重要区别之一，这种代谢依赖性的特征之一就是提高合成代谢途径中氨基酸谷氨酰胺的利用率。
但是谷氨酰胺依赖性肿瘤有哪些，以及谷氨酰胺如何支持癌细胞代谢的机制，目前仍然属于待研究领域。
在这篇文章中，研究人员在人胰腺导管腺癌(Pancreatic ductal adenocarcinoma，PDAC)细胞中发现了一种谷氨酰胺异常途径，这种途径是肿瘤生长所必需的，与常见谷氨酰胺途径不同。
胰腺导管腺癌是胰腺癌最常见的类型，其形态学特征是由不同分化程度的导管样结构构成。
据美国全国癌症研究所公布的数据，胰腺导管腺癌是全美第四大癌症死因，其肿瘤生长过程中没有明显症状，很多患者检查出患病时已处晚期。
5年生存率只有3％至5％。
虽然大部分细胞采用的是谷氨酸脱氢酶（GLUD1）将线粒体中的谷氨酰胺衍生的谷氨酸转换成α-酮戊二酸，用于三羧酸循环，但是PDAC癌细胞采用的是一种独特的途径，其中谷氨酰胺来源的天冬氨酸被传递到细胞质中，在那里它能被谷草转氨酶（GOT1）转换成草酰乙酸。
门冬酰胺酶分解谷氨酰胺
门冬酰胺酶分解谷氨酰胺1.引言1.1 概述门冬酰胺酶是一种重要的酶类蛋白质，它在生物体内起着关键的代谢调控作用。
谷氨酰胺是一种氨基酸，在细胞内参与多种代谢途径以及蛋白质合成过程中具有重要作用。
而门冬酰胺酶则是负责将谷氨酰胺分解为门冬氨酸和氨的关键酶。
门冬酰胺酶通过催化作用将谷氨酰胺分解为门冬氨酸和氨，从而参与到谷氨酰胺的代谢过程中。
这个过程不仅为细胞提供了门冬氨酸这一重要的代谢产物，还能释放出氨，为其他生化反应提供底物。
因此，门冬酰胺酶在维持细胞内氮平衡和能量供应方面发挥着重要作用。
门冬酰胺酶也参与到生物体内多种重要的生理功能中。
首先，它在蛋白质代谢中起着重要的作用，通过参与到谷氨酰胺的分解过程中，将谷氨酰胺转化为门冬氨酸进而参与到蛋白质的合成过程中。
此外，门冬酰胺酶还参与到氮代谢、氨毒性物质的排除以及能量代谢等多个生物学过程中。
因此，门冬酰胺酶的正常功能对于维持生物体正常生理活动具有重要意义。
了解门冬酰胺酶的分解谷氨酰胺的机制以及其在生物体内的生理功能和临床意义，不仅有助于对细胞代谢调控机制的理解，还有望为相关疾病的治疗和新药研发提供有益的指导。
因此，本文将重点讨论门冬酰胺酶对谷氨酰胺的分解机制以及其在生物体内的重要作用，以期为进一步的研究提供新的思路和理论基础。
1.2 文章结构文章结构是指文章的组成部分和各部分的排列顺序。
本文的结构主要分为引言、正文和结论三个部分。
引言部分主要包括概述、文章结构和目的三个方面的内容。
概述部分可以简要介绍门冬酰胺酶和谷氨酰胺的相关知识，引起读者的兴趣。
文章结构部分是详细说明本文的结构安排，让读者能够清晰地知道文章的整体框架。
目的部分则明确说明本文撰写的目的，例如探讨门冬酰胺酶对谷氨酰胺的分解机制以及其在生物体内的生理功能和临床意义等。
正文部分主要分为2.1和2.2两个小节。
2.1小节主要介绍门冬酰胺酶的概念和作用。
可以从门冬酰胺酶的来源、结构、催化机制等方面进行阐述，并解释其在谷氨酰胺代谢中的具体作用。
谷氨酰胺在创伤和外科中的代谢及其作用(文献综述)
有较 快 的免 疫反 应 病 人 如果细 菌移 位
多 器官衰竭
,
.
这 有 助 于 防 止 细 菌 的 转运 或 移
。
按
印 迹 分 析证 明
,
腹 膜免
。
从而能 阻 碍细菌穿 过 粘 膜 转 入 其 它 组 织
,
而 危重
m R NA
表 达 主 要 是 腹 膜 而 不 属分 泌形 式
则 可 导 致严 重 并 发 症
,
淋 巴 细胞 产生 的
I L 一 13
,
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一
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一
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,
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。
,
和
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经 巨噬 细 胞
,
) 被称 为 T 辅 助 细 胞 2 ( T h 2
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这 些 细 胞 刺激
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在 开 始 的 4 小 时 左 右 也使 细 菌
则 炎症
淋 巴 细 胞 和 单核 细 胞 的 增 殖
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淋 巴 细胞 免 疫 反 应 之 后
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,
腹膜炎
: 腹 膜 以 3 种 方式 处 理 炎 症
细 胞就 表达 出 高 浓度 的 M H C 微 生 物和 助 长 清 除 感 染 的 能 力 立 即 刺 激辅 助
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,
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并 具有 杀灭
。
组 织 损 伤后 急性 相 的 应答涉 及细胞 因 子 和粘附 包 括 白 细 胞 向 炎 症部 位 的 移 分 子 一 系 列生 理 反 应
谷氨酸和谷氨酰胺的化学结构
谷氨酸和谷氨酰胺的化学结构谷氨酸和谷氨酰胺是两种常见的氨基酸，它们在生物体内起着重要的生理功能。
本文将分别介绍谷氨酸和谷氨酰胺的化学结构及其在生物体内的作用。
一、谷氨酸谷氨酸是一种非必需氨基酸，它是由谷氨酸酸半醛经过还原作用得到的。
谷氨酸的分子式为C5H9NO4，它的化学结构中含有一个氨基基团和一个羧基基团。
氨基基团是由一个氮原子和三个氢原子组成，羧基基团由一个碳原子和两个氧原子组成。
谷氨酸的侧链是一个甲基和一个羧基，可以与其他氨基酸形成肽键，从而构建蛋白质。
谷氨酸是一种重要的神经递质，在中枢神经系统中起着重要的作用。
它参与了大脑中兴奋性和抑制性神经递质的合成和释放过程，对神经传递的平衡起着调节作用。
此外，谷氨酸还参与了氨基酸代谢、能量代谢和脑细胞的保护等生理过程。
在人体免疫系统中，谷氨酸还参与了细胞毒性T淋巴细胞的活化和增殖，对维持免疫功能起着重要的作用。
二、谷氨酰胺谷氨酰胺是谷氨酸和谷氨酸酰胺之间的转化产物，它的分子式为C7H14N4O3。
谷氨酰胺的化学结构中含有一个氨基基团和一个羧基基团，与谷氨酸的结构类似。
谷氨酰胺的侧链是一个甲基和一个胺基，它也可以与其他氨基酸形成肽键，参与蛋白质的合成。
谷氨酰胺在生物体内具有重要的代谢功能。
首先，谷氨酰胺是一种重要的能量源，它可以通过谷氨酰胺环化酶的作用转化为谷氨酸，从而参与三羧酸循环和氧化磷酸化过程。
其次，谷氨酰胺还参与了蛋白质代谢和氨基酸代谢。
在蛋白质降解过程中，谷氨酰胺可以转化为谷氨酸和氨基酸，供给细胞合成新的蛋白质。
此外，谷氨酰胺还参与了一氧化氮的合成和释放，对血管舒张和免疫系统的功能调节起着重要的作用。
总结起来，谷氨酸和谷氨酰胺是两种重要的氨基酸，它们在生物体内具有多种重要的生理功能。
谷氨酸在神经递质的合成和释放、氨基酸代谢和免疫功能维持等方面起着重要作用；谷氨酰胺参与了能量代谢、蛋白质代谢和一氧化氮的合成等生理过程。
对于深入了解谷氨酸和谷氨酰胺的化学结构和生理功能，有助于我们更好地理解生物体的代谢和生理调节过程。
谷氨酰胺循环产生的物质与能量转化
谷氨酰胺循环产生的物质与能量转化谷氨酰胺循环是一种在肝脏细胞中进行的代谢途径，能够将氨和二氧化碳转化为尿素和水。
这个途径不仅在维持氮平衡方面起着重要作用，同时还能参与到能量转化的过程中。
在本文中，我们将介绍谷氨酰胺循环产生的物质以及它们在能量转化中的作用。
谷氨酰胺循环的产物谷氨酰胺循环主要有两种产物：尿素和谷氨酸。
尿素是由谷氨酰胺循环中产生的氨和二氧化碳转化而来，它是人体最主要的氮排泄物。
谷氨酸则是由谷氨酰胺循环中的谷氨酰胺通过裂解反应形成的，它是人体中一种非必需氨基酸，可供合成其他必需氨基酸或用于能量代谢。
尿素的生成与氮代谢尿素是非常重要的氮排泄物。
在谷氨酰胺循环中，氨在转化成尿素的同时，也被排除出体外。
这个过程中还涉及到其他一些途径，如谷氨酸代谢途径和谷氨酸-丙酮酸循环等。
这些途径的协同作用使得肝脏能够将氨排出体外，从而维持氮平衡。
尿素的生成还可以反映出机体的健康状况。
例如，肝脏疾病会导致尿素生成的减少，这就会使体内的氨浓度升高，从而对神经系统造成损害。
因此，尿素的生成与氮代谢密切相关，对于机体正常功能的维护非常重要。
谷氨酸的生成与能量转化谷氨酸是谷氨酰胺循环的另一个产物。
它既可以参与氨基酸代谢，也可以参与能量转化。
在肌肉组织中，谷氨酸是一种储存ATP能量的方式。
当身体需要能量时，谷氨酸就可以在肝脏中转化为葡萄糖，从而提供能量。
此外，谷氨酸还可以通过肝脏中的丙酮酸循环，转化为丙酮酸和二氧化碳，然后通过三酰甘油的合成，储存在肥肉组织中。
这就说明了谷氨酸在能量转化中的另一种重要作用。
综上所述，谷氨酰胺循环产生的尿素和谷氨酸在氮代谢和能量转化中都起着重要的作用。
尿素可以协助机体维持氮平衡，而谷氨酸则可储存和转化为能量，为机体提供必需的动力。
因此，对于谷氨酰胺循环以及其中产生的物质的研究，不仅有助于增进对机体代谢的理解，也可能有助于疾病的治疗和预防。
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改良方法
• 对于有机杂酸：可以通过调节溶 氧水平来消除； • 对于非目的氨基酸：可以采取筛 选营养缺陷型或适当添加相应氨 基酸的方法来减弱。
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2.3.1 葡萄糖浓度 Gln的转化随着葡萄糖的加入量的增加而提高， 但从能量偶联效率来讲，葡萄糖的利用率却随 葡萄糖的加入量的增加在降低。因此，从经济 方面讲，提高葡萄糖的添加量并不是提高Gln 转化量的有效途径。 2.3.2谷氨酸浓度 补加Cl-能影响细胞膜的透性，使谷氨酸不易 渗出，而转化为谷氨酰胺分泌出来
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2.1.1谷氨酰胺合成酶（GS）的效能的调节 硫氨酸亚砜(MsO)是谷氨酰胺的结构类似物，很 容易被GS误认而与其变构部位结合抑制其活性。
针对这一现像，我们可以使用甲硫氨酸亚砜 (MsO)作为筛选剂选育突变株。从代谢角度解除 了因谷氨酰胺的积累而造成的对GS的反馈抑 制．
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GS的存在形式：未修饰、经腺苷共价修饰的。 AMP 共价键 酪氨酸残基 GS(AMP) 腺苷酰基转移酶(Adenylyltransferase，Atase) 腺苷酰化会使GS的活性降低或丧失 铵浓度 铵盐↑ 腺苷酰化程度↑ GS酶活力↓ 因此我们可以利用重叠引物法将GS结构基因的 Tyr405突变为Phe405从而除去GS腺苷酰化位点。
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策划：林骥晗、王蒙、刘一凡 资料：卢霄崎、杨帆 整理：林骥晗 制作：杨瀛、邢桦彬 展示：刘一凡 茶水：王瀚泽、，毛新宇、甘海威 托儿：王蒙
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可以看出Gln转化量随Glu浓 度的增加而有所提高。这可 能是由于谷氨酰胺合成酶的 分子结构所致:Glu进人酶活 性中心部位很困难。而高浓 度的Glu则会增加或加快其进 入到酶活性中心部位，促进 酶催化反应。但从如图4中也 能看到Gln转化率却随着Glu 浓度的增加而下降。
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2.3.3铵盐浓度 NHCI浓度大于4％时对谷氨酰胺的 合成会产生明显的抑制作用，主要 是因为在过量铵盐的培养条件下， GS腺苷酰化程度增强，GS酶活力 下降甚至失活 应对方法：对氮源进行补料发酵， 减少铵盐对谷氨酰胺合成酶合成的 的阻遏作用；
综述 现有的代谢调控方式
一．综述
1. 1.谷氨酰胺简介 1.2.谷氨酰胺代谢途径图解
二．现有的代谢调控途径
2.1.代谢相关酶的控制
2.2.代谢途径的控制 2.3.代谢物质浓度的改变
1.1.谷氨酰胺简介
L一谷氨酰胺(L--Glutamine，简称Gin)是 由L一谷氨酸的羧基酰胺化而来的一种条 件必需氨基酸。它是一种极有发展前途 的新药，在临床上主要用于治疗脑神经 疾病及消化道溃疡。
谷氨酰胺合成酶
NH3 L-精氨酸
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为保证谷氨酰胺的合成，应强化葡 萄糖→丙酮酸→ a-酮戊二酸→谷氨 酰胺的代谢主流，同时减弱向天冬 氨酸、缬氨酸、丙氨酸分枝代谢流 的强度．
H
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Байду номын сангаас
2.1.1谷氨酰胺合成酶的数量
从谷氨酸棒状杆菌的代谢 工程着眼，加强谷氨酰胺 合成代谢。克隆和表达谷 氨酰胺合成代谢的关键 酶——谷氨酰胺合成酶 (GS)的基因
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1.1.什么是条件必需氨基酸？
条件必需氨基酸
必需氨基酸
非必需氨基酸
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以葡萄糖为原料生物合成L谷氨酰胺，涉及到糖发 酵、磷酸己糖支路、三羧酸循环、乙醛酸循环以及 谷氨酰胺合成水平和分支氨基酸合成水平的调控。 其中从葡萄糖到丙酮酸到a-酮戊二酸再到L谷氨酰 胺是谷氨酰胺合成的代谢主流．
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L-脯氨酸 NADPH α-酮戊二酸 NADP+ L-谷氨酸 NH3 L-谷氨酰胺