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。
反应式
PLP
联合氨基作用
转氨基联合氧化脱氨基(逆)
COOH
R
（CH2）2
H-C-NH2 COOH
C=O COOH
NH3 + NAD(P)H + H+
转氨酶
R C=O COOH
COOH （CH2）2 HC-NH2
COOH
L-Glu脱氢酶
NAD(P)+ +H2O
转氨作用涉及的各种α-酮酸或碳架
丙酮酸——Ala 草酰乙酸——Asp α-酮戊二酸——Glu 乙醛酸或3-P甘油酸——Ser 5-磷酸核糖——His 4-磷酸赤藓糖+PEP——芳香族Phe、Trp 、Tyr
各
氨 基
生命科学学院生物化学教研室
含氮小分子的代谢
主讲人：李艳丽
生命科学学院生物化学教研室
一、氨基酸的分解代谢 二、氨基酸的生物合成 三、核苷酸的分解代谢 四、核苷酸的生物合成
二、氨基酸பைடு நூலகம்生物合成
来自于各种α-酮酸
来自于NH3或NH4+
生物固氮 硝酸还原
（一）氨的同化
——生物体将无机态的NH3转化为含氮有机物的过程。
Ser族
酸
合
成
示
意
Ala族
图
Asp族
His族
芳香族
Glu族
氨基酸分解代谢
O
H2N C O ~ PO32- + 2ADP + Pi
氨基甲酰磷酸
② 瓜氨酸的合成
NH2 CO
O ~PO32-
氨基甲酰磷酸
NH2
(CH2)3
+
CH NH2
COOH
鸟鸟氨氨酸酸
鸟氨酸氨基甲酰转移酶
H3PO4
NH2 CO
NH (CH2)3
含S氨基酸
甲硫氨酸
S CH3 CH2 CH2 CHNH2 COOH
半胱氨酸
CH2SH CHNH2 COOH
① Met与转甲基作用
+
Met
ATP
腺苷转移酶
PPi+Pi
甲基的直 接供体
S-腺苷甲硫氨酸(SAM)
① Met与转甲基作用
RH
RH—CH3
腺苷
甲基转移酶
SAM
S-腺苷同型半胱氨酸
同型半胱氨酸
Gly 的代谢与一碳单位的生成
-
CH2NH2 COOH
+ FH4
Gly 氨解酶
N5, N10-CH2-FH4
NAD+
NADH+H+ CO2+NH3
-
CH2NH2 氧化 COOH 脱氨基
-
CHO COOH
CO2
HCOOH
HCOOH
FH4
FH4甲酰化酶
ATP
ADP+Pi
N10-CHO-FH4
（3）含S氨基酸代谢
COOH
CH2 H-C-NH2
COOH
腺苷酸代
琥珀酸合成酶 (IMP)
第章含氮小分子的代谢PPT课件
.
36
丝氨酸与一碳单位
H2C OH HC NH3 + FH4
COO
丝氨酸
H2O 丝氨酸羟甲基转移酶
N5,N10-CH2-FH4 + H2C NH3 COO
甘氨酸
组氨酸与一碳单位
NH3 CH2 CH COO N NH
组氨酸
OOC CH (CH2)2 COO FH4
HN NH C H
亚氨甲基谷氨酸
亚氨甲基转移酶
腺嘌呤
OH OH
S-腺苷同型半胱氨酸
腺苷
COO HC NH3
CH2 CH2 SH
同型半胱氨酸
.
42
谷胱甘肽(Glutathion)有还原(GSH)和氧化(GS-SG)两种形式, 是动物细胞中抗氧化系统的重要成分,是过氧化物酶的辅酶,也 是重要的生物活性肽.对于保持血红蛋白的亚铁离子的还原状 态,防止细胞膜受自由基的攻击等有重要作用.它由谷氨酸,半胱 氨酸和甘氨酸通过谷氨酰胺循环合成.
5
N CH2
CH3HN
10
N5-甲基四氢叶酸 (N5-CH3-FH4)
H N
5
N CH2 CH HN NH 10
N5-亚氨甲基四氢叶酸 (N5-CH=NH-FH4)
: 一碳单位
.
H N
5
N H
CH2
HN
10
四氢叶酸局部
(FH4)
35
一碳基团的来源
一碳基团主要来源于色氨酸、甘氨酸、丝氨酸、组氨酸和蛋 氨酸的代谢
生糖氨基酸有 14 种 Ser，Gly，Thr，Ala，Cys 代谢转变为丙酮酸 Asp，Asn 代谢转变为草酰乙酸 Met， Val 代谢转变为琥珀酸 Glu，Gln，His，Pro，Arg 代谢转变为α-酮戊二酸
考研科目,动物生物化学 第11章 含氮小分子
意义
此种方式既是氨基酸脱氨基的主要方式，
体内有活泼的转氨酶和L-谷氨酸脱氢酶，
反应可逆，也是体内合成非必需氨基酸的
主要方式。
主要在肝、肾组织进行。
4 嘌呤核苷酸循环
氨 基 酸 转 氨 酶 1 α-酮戊 二酸 转 氨 酶 2 谷氨酸 腺苷酸代琥 珀酸合成酶 天冬氨酸
NH3
次黄嘌呤 核苷酸 (IMP)
第11章 含氮小分子代谢
Metabolism of Small Molecules Containing N
重点：联合脱氨基、尿素合成、嘌呤 核苷酸体内分解代谢； 难点：核苷酸从头合成途径、脱氧核 苷酸合成。
本章主要内容
1 2 3 4 5 6 蛋白质的营养作用 氨基酸的一般分解代谢 氨的代谢 α -酮酸的代谢和非必需氨基酸的合成 个别氨基酸的代谢 核苷酸的合成与分解代谢
在转氨酶的催化下,α -氨基酸的氨基转移 到α -酮酸的酮基碳原子上，结果原来的α -氨 基酸生成相应的α -酮酸，而原来的α -酮酸则 形成了相应的α -氨基酸，这种作用称为转氨 基作用或氨基移换作用。
特点
没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代谢 库中各种氨基酸的比例。 催化的反应可逆。 其辅酶都是磷酸吡哆醛。
血清转氨酶活性，临床上可作为疾病 诊断和预后的指标之一。
谷丙转氨酶和谷草转氨酶
谷丙转氨酶 （GPT）
谷草转氨 酶(GOT)
(肝脏)
(心肌 肝脏)
3 联合脱氨基作用 (1) 定义
是指氨基酸与α -酮戊二酸经转氨作用 生成α -酮酸和谷氨酸，谷氨酸经L-谷氨酸 脱氢酶作用生成游离氨和α -酮戊二酸的过 程。
生酮氨基酸 生糖兼生酮氨基酸
3 氧化供能
α-酮酸在体内可通过TAC 和氧化磷 酸化彻底氧化为H2O和CO2，同时生成 ATP。
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》PPT课件
C.形成血氨；
D. 通过转变成尿酸（禽类）、尿素（哺 乳动物）排出体外。
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25
血
氨
机体代谢产生的氨和消化道中吸收来的
氨进入血液后，即为血氨。 正常人血浆中 氨的浓度一般不超过 0.1mg/100ml。
低水平血氨对动物是有用的物质，它可 与α-酮酸再形成氨基酸，并参与嘌呤、嘧 啶等重要含氮化合物的合成。而高浓度血 氨，可引起脑功能紊乱。
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37
（4）α-酮酸的代谢去路
① 彻底生成 H2O 和 CO2 氧化供能 ② 转变成糖和酮体 ③ 再氨基化
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38
生糖氨基酸 在动物体内经代谢可以转 变成葡萄糖的氨基酸称为生糖氨基酸，除亮 氨酸外均属于பைடு நூலகம்。
生酮氨基酸 在动物体内只能转变成酮 体的氨基酸称为生酮氨基酸，主要是亮氨酸。
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3
2. 蛋白质的需要量
蛋白质的最低需要量 对于成年动物来说，在糖和脂肪充分供应的 条件下，为了维持其氮的总平衡，至少必须摄 入的蛋白质量，称为蛋白质的最低需要量。 根据氮的摄入和排出情况 （1）氮的总平衡 （2）氮的正平衡 （3）氮的负平衡
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4
（1）氮的总平衡
生物从外界摄入的氮与排出的氮，总量 相等时的状态称为氮的总平衡（nitrogen general balance）。
L- 谷氨酸脱氢酶 广泛存在于肝、肾、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＋ 。
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19
② 转氨基作用
即在转氨酶的催化下，将某一氨基酸的α-氨基 转移到另一种α-酮酸的酮基上，生成相应的α-酮 酸和另一种氨基酸的作用。
生物化学心得体会
生物化学心得体会【篇一：生物化学学习心得】学习生化的感想大二上学期，我们动医专业开设了动物生物化学这门课，巧的是，我们生化老师主编的新书也出版了，而且还成了我们这一届学生们的教材（我们都是很自豪的）。
我以前不知道会换书，所以就提前买了一本胡兰主编的《动物生物生化》，是那种旧的教材，自己以为内容不会相差太大，后来生化老师也说到了这一点：用谁的书并不影响对生化课的学习。
记得很清楚，上第一节生化课，讲的绪论，印象很深的是生化老师所说的记笔记的事情：要让我们自己“喂”自己。
几乎每门新课一开始，便是讲绪论，任课老师也会讲到记笔记的，可是该怎样记，记些啥，还是不清不楚。
我们这些大学生们，走过了高中三年，迈过了高考这道坎，笔记不知记了多少，大概每个人都会有他们自己的一套学习的方式，记笔记当然也是一样啦，用什么方法，记些什么内容，他们应该是很清楚的。
说实话，当时特别赞同生化老师的观点，觉得他说的都是些大实话。
可是，这好多年来早已养成的记笔记的习惯，还真是不容易改的，我有自己的习惯，该记什么不该记什么，自己也是顺其自然的，有时候会记些老师的ppt上面的知识点（我没有向老师要课件的习惯），有时候就只是在那听老师讲课，我和生化老师的想法其实挺像的：只要学到知识就行，其他的都是手段而已，无所谓。
任何一门新课一开始上，大概都会有新的老师来上课，学生的积极性都是很高的，一般是全到的，免不了一阵的好奇与兴奋，或许只是为了认识认识新老师，摸摸老师的脾气性格什么的，新知识一般是学不到多少的，这对于生化课也不例外。
最一开始的几节生化课，我自己都觉得自己是那么认真地听讲，看书，记笔记，又加上一开始学的部分是蛋白质、核酸，这些又是在我高中时喜欢的生物课中学过的，于是就更放心了：就这样学呗，也没啥难度啊。
上了几节课后，对于生化课和生化老师的新鲜感没有了，老师的上课方式也有了了解，虽然没有课前预习和课后复习这两个重要环节，课上没有问题，课后没有温故知新，但这好像并没有影响到我的学习。
第七章 含氮小分子的代谢
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。
【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。
蛋白质、核酸的酶促降解和含氮化合物代谢
蛋白质、核酸的酶促降解和含氮化合物代谢学习要点蛋白质是生命物质的基础，是维持生命活动正常进行以及生长发育所必不可少的。
泛素系统和溶酶体系统是细胞内蛋白质两个最重要的降解系统。
氨基酸经过转氨基与氧化脱氨基和联合脱氨基作用，生成氨和相应的α-酮酸。
氨可通过多种途径安全地排出体外；α-酮酸可参入糖酵解、三羧酸循环、糖异生和酮体代谢途径。
氨基酸还可以转化成辅酶、激素、生物碱等重要物质。
自然界中的不同氮化物相互转化形成氮素循环。
固氮生物和工业固氮将N2转变成NH3，NH3被硝化细菌氧化成NO3－，植物吸收NO3－并还原成NH3，通过还原氨基化同化为Glu，再以Glu和Gln为氨基供体合成其它氨基酸和含氮有机物。
核酸酶催化核酸水解为核苷酸，可分为核酸内切酶、核酸外切酶和限制性内切酶。
核苷酸可进一步降解为戊糖、磷酸和含氮碱。
在人体内嘌呤碱的降解产物为尿酸、嘧啶碱彻底降解。
生物可利用氨基酸和其它代谢物从头合成核苷酸，还能通过补救途径利用核苷和碱基合成核苷酸。
9.1 蛋白质的酶促降解9.1.1 蛋白水解酶生物体内的蛋白质经常处于不断合成和降解的动态变化之中。
生物体内几乎到处都有水解肽键的酶，既包括消化道中消化食物蛋白的蛋白酶，血液中参与血液凝固和溶解血栓的酶以及补体系统，也包括种类繁多、结构和功能更复杂的细胞内蛋白酶。
这些酶可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，对参与形成肽键的氨基酸残基有一定的专一性，常见的蛋白酶及其作用位点参看表9-1。
肽链外切酶包括氨肽酶和羧肽酶，分别降解肽链N端和C端的肽键。
如羧肽酶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(表9-1)。
表9-1 蛋白水解酶作用的专一性按其活性部位的结构特征可将蛋白酶分为四类：（1）丝氨酸蛋白酶类活性部位含有Ser残基，受二丙基氟磷酸(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。
第七章含氮小分子代谢
2.瓜氨酸的生成：
38
3
39
4.
40
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
?
41
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43
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.
?
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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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55
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.