氨基酸及其重要衍生物 的生物合成

◇ 一、概论 ◇ 二、脂肪族氨基酸的生物合成

◇ 三、芳香族氨基酸的生物合成◇ 四、氨基酸生物合成的调节 ◇ 五、氨基酸转化为其他氨基酸及其代谢物

一、氨的同化作用 通过生物固氮把N2转变为氨，氨是合成氨基酸所需氨基的 主要来源，氨也可用于合成其他含氮的生物分子.生物体 把氨转变为有机含氮化合物有3条途径.分别是: ★在氨甲酰磷酸合成酶催化下,利用氨和CO2合成氨甲酰磷 酸. ★在谷氨酸脱氢酶催化下,α-酮戊二酸还原氨基化为谷氨酸.

★在谷氨酰胺合成酶催化下,谷氨酸合成谷氨酰胺.

1、氨甲酰磷酸的合成= NH3+CO2+2ATP+H2O - =氨甲酰磷酸合成酶I Mg2+

O O N2H-C-O-P-O- +2ADP+Pi O

2、α-酮戊二酸还原、氨基化为谷氨酸

在谷氨酸脱氢酶催化下，将α-酮戊二酸还原、氨化为谷氨酸 COO氨 │ NAD(P)H+H+ NAD(P)+ C=O │ CH2 │ 谷氨酸脱氢酶 CH2 │ COOCOO│ H3N— C—H │ CH2 │ CH2 │ COO-

3、谷氨酸酰胺化为谷氨酰胺

由谷氨酸与氨再生成谷氨酰胺，合成谷氨酰胺要消耗ATP.也能把 氨转变为有机物。

COO│ H3N— C—H + NH4+ │ CH2 │ CH2 │ COO-

ATP

ADP+Pi

谷氨酰胺合成酶

COO│ H3N— C—H │ + H+ CH2 │ CH2 │ C=O │ NH2

氨基酸的生物合成(一)不同生物合成氨基酸的能力不同，合成氨基酸的种类不同，利用的原料也不同。

从合成的种类：有的能合成构成蛋白质的全部氨基酸，有的能合成部 分氨基酸。如高等植物能合成构成蛋白质的全部氨基酸，不同微生物 合成氨基酸的能力有很大的差别，像大肠杆菌能合成全部氨基酸，乳 酸菌则有些氨基酸不能合成。人与动物则必需氨基酸不能合成。 从氨基酸合成的碳源看：各种氨基酸的碳骨架主要来源酮酸，酮酸主 要来源于柠檬酸循环、糖酵解和磷酸戊糖途径。氨基多来自于谷氨酸 和谷氨酰胺。

(二)按碳骨架的来源氨基酸的合成可分为：

1、α-酮戊二酸衍生物型(谷氨酸型)2、草酰乙酸衍生物型(天冬氨酸型) 3、丙酮酸衍生物型 4、甘油酸-3-磷酸衍生物型(丝氨酸型) 5、磷酸烯醇式丙酮酸衍生物型

6、组氨酸的合成脂肪族氨基酸的生物合成涉及前4种类型。

芳香氨基酸生物合成涉及第五种类型

(一)氨基酸生物合成途径的类型 1、酸性氨基酸家族的合成途径：

2、脂肪酸家族氨基酸的合成途径：

3、芳香族氨基酸合成途径1)赤藓糖-4-磷酸和烯醇式丙酮酸磷酸衍生类型 2)组氨酸生物合成

1.氨基酸生物合成的分族情况

2.二十种氨基酸的生物合成概况

二、脂肪族氨基酸的生物合成◇ (一)谷氨酸族氨基酸的生物合成◇ (二)天冬氨酸族的生物合成

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◇ (三)丙酮酸族的生物合成◇ (四)丝氨酸族的生物合成

(一)谷氨酸族氨基酸的生物合成◇ 1、由α- 酮戊二酸形成Glu◇ 2、由α- 酮戊二酸形成Gln

◇ 3、由α- 酮戊二酸形成Pro◇ 4. Arg的生物合成 ◇ 5.由α- 酮戊二酸形成Lys

1、由α- 酮戊二酸形成Glu

2、由α- 酮戊二酸形成Gln

3、由α- 酮戊二酸形成Pro

4. Arg的生物合成