第七章 含氮小分子的代谢
动物生化---含氮小分子的代谢
尿素合成及意义1.过程：a.关键酶：氨甲酰磷酸合成酶.b.过程：CO2+NH3→氨甲酸磷酸氨甲酸磷酸+鸟氨酸→瓜氨酸瓜氨酸+天冬氨酸→精氨酸代琥珀酸精氨酸代琥珀酸→精氨酸+延胡索酸精氨酸→尿素+鸟氨酸c.耗能：每生成1mol尿素，需水解3molATP中的4个高能磷酸键。
2.意义：形成1mol尿素，可以清除2mol氨和1molCO2。
这样不仅解除了氨对动物机体的毒性，也降低了动物体内由于CO2溶于血液所形成的酸性。
尿酸禽类不能合成尿素，而是把体内大部分的氨合成尿酸排出体外。
α-酮酸的代谢与非必需氨基酸的形成α-酮酸的代谢1.氨基化：所有的α-酮酸也都可以通过脱氨基作用的逆反应而氨基化，生成其相应的氨基酸。
2.转化为糖和脂。
3.氧化供能。
非必需氨基酸的生成只要有氨基供应，由糖的分解代谢生成的α-酮酸可以作为“碳骨架”，通过氨基化反应合成非必需氨基酸。
有时必需氨基酸也参与非必需氨基酸的合成。
个别氨基酸的代谢1.形成激素和神经递质。
2.提供甲基，合成其他含氮化合物。
核苷酸代谢合成1.嘌呤核苷酸的合成：a.从头合成：在磷酸核糖的基础上合成核苷酸。
b.体内游离的嘌呤或嘌呤核苷合成。
1.动物氨基酸代谢中产生游离氨基的反应是A.脱羧B.异构C.缩合D.转氨E.脱氨[答案]E[考点]氨基酸脱氨。
[解题分析]氨基酸的分解代谢分为脱氨和脱羧。
脱氨可将氨基酸分解为α酮酸和游离的氨基。
故选答案E。
B1型题(2~4题共用备选答案)A.琥珀酸B.丙酮酸C.苹果酸D.草酰乙酸E.α酮戊二酸2.接受氨基可直接转化为谷氨酸的是[答案]E[考点]α酮酸的代谢与非必需氨基酸的生成,葡萄糖分解代谢。
[解题分析]非必需氨基酸的生成:只要有氨基供应,由糖的分解代谢生成的α酮酸可以作为“碳骨架”,通过氨基化反应合成非必需氨基酸。
有时必需氨基酸也参与非必需氨基酸的合成。
有氧代谢途径及生理意义:三羧酸循环是糖、脂肪、氨基酸及其他有机物质代谢的联系枢纽。
含氮小分子代谢
8.1
氨基酸代谢
一、 氨基酸的分解代谢
（一）脱氨基作用 1. 氧化脱氨基
COOH HC NH2 R + 2H +2e COOH C NH R H2O COOH C O R
+ NH
3
催化氧化脱氨基的酶有三种 L-氨基酸氧化酶：最适pH为10，生理pH条件下活性不高，不是主要酶系。 D-氨基酸氧化酶：生物氨基酸主要由L-氨基酸组成，因此无重要意义。 谷氨酸脱氢酶：广泛存在，活性又高，但只催化谷氨酸脱氢。
COOH HC NH2 CH2 CH2 COOH
+ NAD
NADH + H+ COOH C NH CH2 CH2 COOH
H2O
COOH C O CH2 CH2 COOH
+ NH3
谷氨酸
α−酮戊二酸
2. 非氧化脱氨基
裂解：
H C C COOH H2 NH2 H
H C C COOH
+
NH3
苯丙氨酸 还原：
8.3 物质代谢的相互联系
脑、脂肪组织、肌肉和肝脏中的代谢相互联系
NDP+谷（硫）氧还蛋白（还）→dNDP+谷（硫）氧还蛋白（氧） 谷（硫）氧还蛋白（氧）+NADPH+H+→谷（硫）氧还蛋白（还）+NADP+
2. 相互转变：dTMP的合成
dUMP+四氢叶酸 胸腺嘧啶核 苷酸合成酶
dTMP+二氢叶酸
3. 补救途径 胸腺嘧啶+1-磷酸-脱氧核糖→脱氧胸苷+Pi 脱氧胸苷+ATP→脱氧胸苷酸+ADP
谷氨酸 α-酮酸
α-酮戊二酸
动物生物化学课件-含氮小分子代谢
Α-酮酸的代谢与非必需氨基酸的生成
α-酮酸都有以下3条去路 一是氨基化 二是转变成糖和脂类
生糖氨基酸，有丙氨酸、半胱氨酸、甘氨酸、丝氨酸、苏 氨酸、天冬氨酸、天冬酰胺、甲硫氨酸、缬氨酸、精氨酸、谷 氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和组氨酸；
生酮氨基酸，有亮氨酸和赖氨酸； 兼生氨基酸,包括色氨酸、苯丙氨酸、酪氨酸和异亮氨酸
三是通过三羧酸循环彻底氧化分解成CO2和水，同时 释放能量供生理活动需要
个别氨基酸的代谢转变
苯丙氨酸、酪氨酸等芳香族氨基酸是甲状腺激素、肾 上腺素和去甲肾上腺素等激素的前体。
甘氨酸，精氨酸和甲硫氨酸参与肌酸、肌酐等的生物 合成。
丝氨酸，色氨酸、甘氨酸、组氨酸和甲硫氨酸是甲基 的供体。
半胱氨酸，甘氨酸和谷氨酸通过“γ-谷氨酰基循环”合成 谷胱甘肽。
糖代谢的分解产物，可以转变成组成蛋白质的非必需氨基酸。 大部分的氨基酸可转变成糖异生途径中的某种中间产物，再沿异生 途径合成糖和糖原。 脂代谢与氨基酸代谢的联系
所有的氨基酸，无论是生糖的、生酮的、还是生糖和生酮兼生 的都可以在动物体内转变成脂肪。在动物体内难以由脂肪酸合成氨 基酸 核苷酸在物质代谢中的作用
色氨酸还是动物体内合成少量维生素B5的原料。
核苷酸的代谢
嘌呤核苷酸的合成代谢 两条途径：
从头合成途径:在磷酸核糖的基础上,以天冬氨酸，甘氨酸，一碳单位 及CO2等小分子物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸
二是补救合成途径: 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反 应过程合成。一般情况下前者是合成的主要途径。
转氨基作用和氧化脱氨基作用两种方式联合起来
脱羧基作用：是氨基酸分解代谢的次要途径
【执业兽医师】动物生物化学知识点
【执业兽医师】动物生物化学第一单元蛋白质化学及其功能1、必需氨基酸：机体不能合成或合成不足的氨基酸。
甲（甲硫氨酸）携（缀（x《）氨酸）来（赖氨酸）一（异亮氨酸）本（苯丙氨酸）亮（亮氨酸）色（色氨酸）书（苏氨酸）。
口诀：甲携来一本亮色书。
2、蛋白质的变性实质：次级键（包括二硫键）被破坏，天然构象解体。
不涉及一级结构的破坏。
变性后变化：生物活性丧失；物理性质改变：溶解度降低、易结絮、凝固沉淀，失去结晶能力、黏度增大等。
化学性质发生改变：易被蛋白酶水解。
3、盐析：加入大量中性盐，蛋白质从水溶液中沉淀析出。
生物碱试剂：苦味酸、单宁酸、三氯醋酸、钙酸等，能与蛋白质结合成难溶的蛋白盐从而沉淀。
4、蛋白质的基础结构：一级结构。
蛋白质二级结构：包括a-螺旋，B-折叠，B-转角，无规卷曲四种。
肌红蛋白是一个具有三级结构的氧结合蛋白，呈紧密球形构象。
5、SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳可用于蛋白质分子质量的测定。
紫外吸收性质：蛋白质的最大吸收峰在280nm o6、酸性氨基酸：谷氨酸、大冬氨酸。
碱性氨基酸：组氨酸、精氨酸、赖氨酸。
7、硒代半胱氨酸是第21种标准的氨基酸,毗（bi）咯（lub）赖氨酸是第22种标准的氨基酸。
第二单元生物膜1、相变温度：（1）脂肪酸炷（ting）链越短,越不饱和，相变温度越低,越容易相变；（2）胆固醇越多，膜流动性越低，相变温度越高，越不容易相变。
2、膜上的寡糖链都是暴露在质膜外表面上，与细胞的相互识别和通讯等重要的生理活动相关联。
第三单元酶1、结合酶（全酶）=酶蛋白+辅助因子。
2、酶的活力单位(U):酶的活力单位是衡量酶催化活性的重要指标，活力单位越高，活力越低。
酶的比活力：酶的比活力是分析酶纯度的重要指标。
酶的比活力越大，纯度越高。
3、米氏常数Km:当反应速度达到最大反应速度的一半时底物的浓度。
Km是酶的特征常数。
Km值的大小,近似地表示酶和底物的亲和力,Km值大,意味着酶和底物的亲和力小，反之则大。
含氮小分子的代谢
合成氨基酸的主要途径
还原氨基化 联合脱氨基
转氨基作用 氨基酸的相互转化
-------
还原氨基化
L-谷氨酸脱氢酶
COOH CH=O
CH2 +NAD(P) H+H++NH3
CH2 COOH
COOH
CHNH2
CH2 +NAD(P) ++H2O
CH2 COOH
谷氨酸形成途径
包括
氨甲酰磷酸形成途径
1.谷氨酸形成途径
（1）L-Glu脱氢酶
-------
COOH
C=O
NAD(P)H+H+ NAD(P)+
CH2 + NH3 CH2 COOH
L-Glu脱氢酶
COOH
CHNH2 CH2 + H2O CH2 COOH
（2）Gln合成酶（为主）
Glu+NH3+ATP
Gln 合成酶
Gln+酮戊二酸+NADPH+H+
Gln+ADP+Pi
谷氨酸合酶
2Glu+NADP+
2.氨甲酰磷酸形成途径
O OH NH2 –C-O~P=O
OH
氨甲酰激酶：NH3+CO2+ATP
氨甲酰磷酸合成酶II：NH3+CO2+2ATP
（二）氨基酸的生物合成
▪ 必需氨基酸
——人体自身不能合成或合成量不足必须通过食物供 给的氨基酸（Ile、Met、Val、Leu、Trp、Phe、Thr、 Lys）。
转氨基作用
概念 ——在转氨酶的作用下，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。
第七章含氮小分子代谢
2.瓜氨酸的生成：
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3
39
4.
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尿素合成总反应式
? CO2 + NH3 + 3ATP + 天冬氨酸 + 2H20 ? → NH2-CO-NH2 + 延 胡 索 酸 + 2ADP +
AMP + PPi + 2Pi
?
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尿酸的生成
? 禽类排氨的主要方式，过程是利用 氨基酸提供的氨基合成嘌呤，再由嘌呤 分解产生出尿酸，尿酸溶解度很低，故 节水, 尿素则必须溶于水才行。
3.氧化分解生成CO2和水(供能)
?α－酮酸进一步可进入三羧酸循环氧化
分解生成CO2和水.这是α-酮酸的重要分 解途径之一。是氨基酸供能的途径.
?
49
50
第四节 非必需氨基酸的合成
? 1) 由α-酮酸氨基化生成 ? 2) 其他氨基酸转化
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第五节 个别氨基酸代谢
? 一 一碳单位代谢 ?二 ? 三 芳香族氨基酸的代谢
?
氮的保留量/氮的吸收量Ⅹ100
?
5
必需氨基酸
? 动物体内不能合成 ,或合成太慢不能满足 动物需要,只能由饲料供给的氨基酸.
? Lys( 赖 ) Met( 甲 硫 ) Trp( 色 ) Phe (苯丙) Leu(亮) Ile(异亮) Val Thr(苏) His(组) Arg(精)
6
提高蛋白质的生理价值的 途径
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一 一碳单位代谢
? 某些氨基酸在代谢过程中能生成含一个 碳原子的基团，经过转移参与生物合成 过程。这些含一个碳原子的基团称为一 碳单位.
动物生物化学教案
动物生物化学教案第一章绪论1.生物化学的概念介绍生物化学的概念、动物生物化学的概念。
2.生物化学的发展介绍生物化学的起源；获得的重大成果；我国的成果及展望。
3.生物化学与畜牧和兽医介绍生物化学与畜牧和兽医的关系。
第二章蛋白质的结构与功能第一节蛋白质在生命活动中的重要作用举例说明各种蛋白质的生理功能，例如酶、激素蛋白、血红蛋白、免疫球蛋白等，综合说明蛋白质是生命活动的体现者。
:第二节蛋白质的化学组成1.蛋白质的元素组成强调氮是蛋白质独特元素，氮的含量为16%是蛋白质含量测定的依据。
2.蛋白质的基本结构单位和其它组分强调氨基酸是蛋白质的构件分子。
3.氨基酸氨基酸的基本结构；构型；氨基酸的分类表；其他氨基酸；氨基酸的主要性质。
第三节蛋白质的化学结构1氨基酸构成蛋白质的氨基酸有二十种。
2.肽键和肽链的概念肽键、肽链的概念；肽键形成图。
3.蛋白质的一级结构蛋白质一级结构的基本概念；蛋白质一级结构的表示；蛋白质一级结构测定的基本步骤。
第四节蛋白质的高级结构1.蛋白质的结构层次包括蛋白质一级、二级、超二级结构、.结构域、.三级、.四级结构，用图表示。
2.肽单位平面结构和二面角肽单位、肽单位平面、二面角概念及图示。
3.维持蛋白质分子构象的化学键以图介绍，包括氢键、疏水键、二硫键、范德华引力、离子键等。
4.二级结构概念及图示。
主要介绍. á-螺旋、ß-折迭ß-.转角等结构。
.5.超二级结构概念及图示。
6.结构域概念及图示。
7.三级结构概念及肌红蛋白结构图示。
强调三级结构是天然蛋白质存在的形式。
8.四级结构概念及血红蛋白结构图示。
强调四级结构存在亚基及亚基的概念。
第五节多肽、蛋白质结构与功能的关系1.多肽结构与功能的关系：讲明其在动物体内的表现状态.，附图。
2.同功能蛋白质的种属特异性与保守性以胰岛素和细胞色素C为例讲解，并附表。
3.蛋白质的前体激活以胰岛素原、胰蛋白酶原的激活过程为例讲解，并附图。
动物生化第七章含氮小分子代谢
摄入氮<排出氮，见于蛋白质供给量不足，如饥饿和消耗性疾病等。
氮的负平衡
二、氮平衡
蛋白质的生理价值是指饲料蛋白质被动物机体合成组织蛋白质的利用率。即： 蛋白质的生理价值越高，其最低需要量就越小；反之就越大。 蛋白质的营养价值取决于蛋白质含有的氨基酸的种类和数量，特别是营养必需氨基酸的种类和数量
肌酸的合成
肌酸和磷酸肌酸代谢的终产物是肌酸酐（creatinine）。肌酸酐主要在肌肉中通过磷酸肌酸的非酶促反应而生成 正常成人，每日尿中肌酸酶的排出量恒定，与骨骼肌的量成正比
肌酸的去路
肌酸代谢
肌酸代谢总过程图
PART THREE
第六节 核苷酸的合成代谢
3.1关键技术 3.2技术难点 3.3案例分析
催化L-氨基酸的氧化脱氨基作用，在体内分布不广，活性不强。
D-氨基酸氧化酶 D-氨基酸氧化酶在体内分布广，活性强；但动物体内的氨基酸多为L氨基酸，因此在氨基酸代谢中作用不大。
L-谷氨酸脱氢酶 广泛存在于肝、肾和脑等组织中，其催化L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸，辅酶是NAD＋。
01
03
02
L-氨基酸氧化酶
一碳基团的的载体
四氢叶酸
是一碳单位代谢的辅酶，可由叶酸经二氢叶酸还原酶的催化，通过两步还原反应而生成。一碳单位通常结合在FH4分子的N5、N10位上。
一碳基团的来源及相互转变
二、芳香族氨基酸的代谢
苯丙氨酸的代谢
苯丙氨酸是必需氨基酸，正常情况下，其主要代谢是经羟化作用，生成酪氨酸。催化此反应的酶是苯丙氨酸羟化酶。
3、合成精氨酸
氨基的供体。
精氨酸合成酶
精氨琥珀酸裂合酶
延胡索酸经三羧酸循环变为草酰乙酸。草酰乙酸与谷氨酸进行转氨作用又可变回为天冬氨酸。
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第七章含氮小分子的代谢
一名词解释
转氨作用（Transamination）/ 尿素循环（Urea cycle）/ 生糖氨基酸（Glucogenic amino acid）
生酮氨基酸（Ketogenic amino acid）/ 一碳单位（One carbon unit）
（1）转氨作用：在转氨酶作用下，某一氨基酸的α-氨基转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的氨基酸，原来的氨基酸则转变成相应的α- 酮酸。
（2）尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨转变成尿素的过程，有解除氨毒害的作用。
（3）生糖氨基酸：在体内可转变成糖的氨基酸（丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、草酰乙酸）（4）生酮氨基酸：在体内可转变为酮体和脂肪酸的氨基酸（生成乙酰COA），包括Leu、Lys。
（5）一碳单位：
二英文缩写符号及功能
GOT，GPT，PRPP，IMP
（1）GOT：谷草转氨酶，可以作为疾病诊断和预后的指标之一，心肌梗塞患者血清中GOT活性明显升高。
（2）GPT：谷丙转氨酶，可以作为疾病诊断和预后的指标之一，急性肝炎患者血清中GPT活性显著升高。
三填空题
1．转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是磷酸吡哆醛。
2．谷氨酸经脱氨后产生α-酮戊二酸和氨，前者进入三羧酸循环进一步代谢。
3．尿素循环中产生的瓜氨酸和鸟氨酸两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。
4．尿素分子中两个N原子，分别来自NH3 和天冬氨酸。
5．脱氧核糖核苷酸的合成是由酶催化的，辅酶是。
反应发生在___磷酸水平。
6．氨基酸脱下的氨基通常以哪种化合物的形式暂存和运输谷氨酰氨。
7．合成嘌呤和嘧啶都需要的一种氨基酸是_____________。
8．生物体嘌呤核苷酸合成途径中首先合成的核苷酸是________________。
9. 谷氨酸+ NAD(P)+ + H2O 一→（α-酮戊二酸）+ NAD(P)H +NH3
催化此反应的酶是：（ L－谷氨酸脱氢酶）
10．谷氨酸+ NH3 + A TP 一→（谷氨酰氨）+ （ADP ）+ Pi + H2O 催化此反应的酶是：（谷氨酰氨合成酶）
11．5′磷酸核糖+ ATP 一→（）+（）
催化此反应的酶是：PRPP合成酶
四简答题
1．氨基酸脱氨基方式有哪些？
答：氧化脱氨基、转氨基、联合脱氨基
2．什么是尿素循环，有何生物学意义？
答：尿素循环：尿素循环也称鸟氨酸循环，是将含氮化合物分解产生的氨经过一系列反应转变成尿素的过程。
意义：解氨毒（把有毒的NH3转变成无毒的尿素）。
3．什么是必需氨基酸和非必需氨基酸？
答：在反刍动物和人体内不能合成，或合成太慢，需从食物中摄取以保证正常生命活动的需要，这类氨基酸称为必须氨基酸。
可以在体内合成不一定要从食物中摄取的氨基酸称为非必需氨基酸。
4．简述体内氨的主要来源与去路？
来源 1. 氨基酸脱氨基作用产生的氨
2. 消化道吸收的氨
去路 1. 排出体外（NH3、尿酸、尿素）
2. 贮存（合成Gln、Asn）
3. 重新利用（合成氨基酸、核酸等）
5．嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸分子中各原子的来源？
（标此颜色的不作要求，不考）。