复旦大学：《生物化学A Biochemistry》课程PPT教学课件（下，代谢部分）蛋白质降解与氨基酸代谢 Protein Degradation and Metabolism of Amino Acids（二）

Biosynthesis of Amino Acids

氨基酸的生物合成 Biosynthesis of Amino Acids

氨基酸的合成 1.概述 -NH2 氨基化 酮酸(碳架)

氨基酸的合成 1.概述 -NH2 酮酸（碳架） 氨基化

2.氨基化 (1)还原氨基化 NAD(P)H+H NAD(P) NH2 R-GCO0H NH3 一→R-cH-c0H+H20 -酮酸 还原氨基化作用 以-氯基酸 来自糖代谢) (2)转氨基 (3)联合氨基化

2. 氨基化 （1）还原氨基化 （2）转氨基 （3）联合氨基化

物合成中 (1)转氨基反应和含磷酸吡哆醛酶催化的重排; (2)以四氢叶酸或S-腺苷甲硫氨酸作为辅助因子 的一碳单位转移; (3)谷氨酰胺酰胺氮的氨基基团转移。 除四氢叶酸、磷酸吡哆醛和SAM已有讨论外, 有十几种生物合成反应所使用的主要生理氨基的 来源是谷氨酰胺,催化酰胺氨基转移的酶是Gln 酰胺基转移酶,都含有两个结构功能域 结 合Gn,另一个结合另一个底物一氨基受体

氨基酸和核苷酸生物合成中几种 类型的反应起着特别作用 （1）转氨基反应和含磷酸吡哆醛酶催化的重排； （2）以四氢叶酸或S-腺苷甲硫氨酸作为辅助因子 的一碳单位转移； （3）谷氨酰胺酰胺氮的氨基基团转移。 除四氢叶酸、磷酸吡哆醛和SAM已有讨论外， 有十几种生物合成反应所使用的主要生理氨基的 来源是谷氨酰胺，催化酰胺氨基转移的酶是Gln 酰胺基转移酶，都含有两个结构功能域：一个结 合Gln，另一个结合另一个底物—氨基受体

Glutamine. NHs-acceptor Gln酰胺基转移酶作用的机制 Glutamine amidotransferase Glutamin mm:-酶有两个结合功能域,Gn结合 I-OX 域含有一定的结构元素,包括 个活性必须的Cys;氨基受体 Co (第二个底物)结构域有差异。 lutamyl-enzyme intermediate Gln的γ氨基氮以氨的形式释放。 HOX or H2o 有两类氨基受体,X代表一个激 CNH 活基团,通常是由ATP过来的磷 Glutamate R-NH or C- 酸基团,促进氨基替代R-OH的 羟基基团。 Free enzyme

Gln酰胺基转移酶作用的机制 酶有两个结合功能域，Gln结合 域含有一定的结构元素，包括一 个活性必须的Cys；氨基受体 （第二个底物）结构域有差异。 Gln的-氨基氮以氨的形式释放。 有两类氨基受体，X代表一个激 活基团，通常是由ATP过来的磷 酸基团，促进氨基替代R-OH的 羟基基团

所有氨基酸的碳架都来自于糖酵解、三羧酸循 环或憐酸戊糖途径的中间产物。氮通过Gl或 GI进入合成途径。合成途径有的简单,有的复 杂,其中的十个氨基酸只需要一步或几步反应, 而其他的则很烦杂,如芳香族氨基酸。 不同生物合成20种氨基酸的能力差异极大,大 多数细菌和植物可以合成20种氨基酸,哺乳动 物只能以简单的方式合成其中大约一半的氨基 酸—非必需氨基酸,其他则为必需氨基酸,必 须由食物中摄取。除注明外一般均指细菌

氨基酸合成的碳架 所有氨基酸的碳架都来自于糖酵解、三羧酸循 环或磷酸戊糖途径的中间产物。氮通过Glu或 Gln进入合成途径。合成途径有的简单，有的复 杂，其中的十个氨基酸只需要一步或几步反应， 而其他的则很烦杂，如芳香族氨基酸。 不同生物合成20种氨基酸的能力差异极大，大 多数细菌和植物可以合成20种氨基酸，哺乳动 物只能以简单的方式合成其中大约一半的氨基 酸—非必需氨基酸，其他则为必需氨基酸，必 须由食物中摄取。除注明外一般均指细菌

必需氨基酸:指体内需要而又不能自 身合成,必须由食物供给的氨基酸。 包括赖、色、苯丙、蛋、苏、亮、异 亮及缬氨酸。 假设来写 两本书 Met Trp Lvs Val e Leu Phe Thr 其余12种氨基酸体内可以合成 称非必需氨基酸

必需氨基酸: 指体内需要而又不能自 身合成，必须由食物供给的氨基酸。 包括赖、色、苯丙、蛋、苏、亮、异 亮及缬氨酸。 假 设 来 写 一 两 本 书 Met Trp Lys Val Ile Leu Phe Thr 其余12种氨基酸体内可以合成， 称非必需氨基酸

Amino Acid Biosynthetic Families, Grouped by Metabolic Precursor a-Ketoglutarate Pyruvate Glutamate Alanine Glutamine Valine Proline Leucine Arginine" Phosphoenolpyruvate and 3-Phosphoglycerate erythrose 4-phosphate Serine tryptophan Glycine Phenylalanine Cysteine Tyrosine Oxaloacetate Ribose 5-phosphate Aspartate Histidine Asparagine Methionine Threonine Lysine Isoleucine Essential in young animals T Essential amino acids 'Derived from phenylalanine in mammals

氨 基 酸 合 成 家 族 ： 合 成 前 体 分 类

氨基酸生物合成的分族情况 丙酮酸_AIa、Val、Leu (2)丝氨酸族 甘油酸-3-磷酸—Ser、Gly、Cys (3)谷氨酸族 0-酮戊二酸一G、GIn、Pro、Arg (4)天冬氨酸族 草酰乙酸一Asp、Asn、Lys、Thr、Ie、Met (5)组氨酸和芳香氨基酸族 磷酸核糖 his 弹酸赤藓糖+PEP—Phe、Tyr、Trp

氨基酸生物合成的分族情况 （1）丙氨酸族 丙酮酸 Ala、Val、Leu （2）丝氨酸族 甘油酸-3-磷酸 Ser、Gly、Cys （3）谷氨酸族 -酮戊二酸 Glu、Gln、Pro、Arg （4）天冬氨酸族 草酰乙酸 Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、Met （5）组氨酸和芳香氨基酸族 磷酸核糖 His 磷酸赤藓糖+PEP Phe、Tyr、Trp

种物成况 葡萄糖 色氨酸 苯丙氨酸 葡糖6磷酸 CO+HI 酪氨酸 戊糖磷 酸途核糖5磷酸一组氨酸 丝氨酸3磷 半胱氨酸 酸甘油酸 甘氨酸 亮氨酸 酵解 丙酮酸 异亮氨酸 缬氨酸 天冬氨酸 草酰乙酸 丙氨酸 天冬酰胺 甲硫氨酸 三羧酸循环 谷氨酸 苏氨酸 乙醛酸循环 谷氨酰胺 赖氢酸 酮戊二酸精氨酸 脯氨酸

二十种氨基酸生物合成的概况