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氨基酸和核苷酸代谢

3、按作用的最适pH 值分: 碱性蛋白酶、中性蛋白酶、酸性蛋白酶 3类。
一、氨基酸的脱氨基作用
? 脱氨基作用:氨基酸脱去氨基生成α 酮酸的过程。 ? 脱氨基方式:氧化脱氨基作用、转氨基作用和联合脱氨基作用。 ? 脱氨基部位:主要在肝脏。
(一)氧化脱氨基作用
指α氨基酸在氨基酸氧化酶的催化下发生脱氢、水解两步反应,生 成α 酮酸并产生氨的过程。
(一)氨的转运
氨须经特殊的转运方式转运到肝脏,在肝脏合成尿素后随尿排出体外。 氨的2种转运方式:①谷氨酰胺形式;②丙氨酸形式。
丙酮酸 转氨酶
1、谷氨酰胺形式
COOH (CH 2)2 CHNH 2 COOH
谷氨酸
ATP
ADP+Pi
+ NH3
谷氨酰胺合成酶
CONH 2
(CH 2)2 + CHNH 2
③肾脏的谷氨酰胺在谷氨酰胺酶的催化 下,水解生成谷氨酸和氨。
氨的去路:
不同生物对氨的转变途径不同。 在植物和微生物中:
NH3 草酰乙酸
在动物体中:
天冬氨酸 NH3
天冬酰胺
谷氨酰胺
重新利用
NH3 转变成废物排出体外
人和哺乳动物:将氨转变成尿素。 鸟类和陆生爬行类:将氨转变成固体尿酸。 水生动物:以氨的形式。
脱羧酶
R—CH 2—NH2 + CO 2
(伯胺)
(一)γ—-氨基丁酸(GABA)
γ—-氨基丁酸主要存在于脑组织中。是具 有抑制作用的神经递质。
GABA的生物合成是由谷氨酸脱羧基 形成。
GABA的分解代谢在γ—氨基丁酸转 氨酶的作用下形成琥珀酸半醛。琥珀酸半 醛在L-乳酸脱氢酶的作用下还原成γ—羟 γ —氨基丁酸转氨酶 丁酸,或氧化成琥珀酸, 再通过三羧酸 循环变成CO 2和H2O。
生糖氨基酸—凡是能形成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸和草酰乙酸,并使人工 糖尿病犬尿中葡萄糖增加,这类氨基酸称为生糖氨基酸。
生糖兼生酮氨基酸—苯丙氨酸、酪氨酸、异亮氨酸、苏氨酸和色氨酸,可使人 工糖尿病犬尿中酮体和葡萄糖都增加,这类氨基酸称为生糖兼生酮氨基酸。
五、CO2的代谢
氨基酸脱羧形成的CO2大部分直接排到细胞外, 小部分可通过丙酮酸羧化支路被固定,生成草酰乙酸或 苹果酸。这些有机酸的生成对于三羧酸循环及通过三羧 酸循环产生发酵产物(如柠檬酸、谷氨酸、延胡索酸、 苹果酸等)有促进作用。
第二篇 代谢篇
第9章 氨基酸和核苷酸 的代谢
蛋白酶的分类
1、按来源分: 动物蛋白酶、植物蛋白酶、微生物蛋白酶 3类。
2、按作用的位点分: 内肽酶、外肽酶、二肽酶 3类。
内肽酶—水解蛋白质内部肽键产生各种短肽的酶。 外肽酶—从肽链的一端水解肽键,每次水解产生一个氨基酸或二肽的酶。 二肽酶—专门水解二肽中肽键,将二肽水解生成单个氨基酸的酶。
α-氨基酸
α 酮戊二酸
转氨酶
GOT
α 酮酸
谷氨酸
天冬氨酸
IMP
NH3
腺苷琥珀酸
草酰乙酸
AMP
腺苷酸脱氨酶
H2O
延胡索酸
苹果酸
GOT :谷草转氨酶 IMP: 次黄嘌呤核苷酸 AMP :腺嘌呤核苷酸
二、氨基酸的脱羧基作用
脱羧基作用:氨基酸在脱羧酶的作用下,脱羧产生co 2和有机胺的过程。
R —CH —COOH NH2
一碳单位不能游离存在, 必须由四氢叶酸(FH4)携带,在特定酶 的作用下,才能完成代谢转移。四氢叶酸是一碳单位的载体。也可看成 是一碳基团代谢的辅酶。
六、个别氨基酸的代谢
(一)一碳单位
一碳单位——某些氨基酸在代谢过程中,可分解产生 含有一个碳原子 的化学基团,称为一碳单位或一碳基团。
一碳单位包括: 甲基(—CH3) 、亚甲基(—CH2—) 、次甲基(—CH=)、
羟甲基(—CH2OH) 、亚氨甲基(—NH=NH—)、甲酰基(—CHO)等。 一碳单位代谢——凡属于一个碳单位的转移和代谢的过程。
NAD+ 或 NADP+
NADH+H+ 或 NADPH+H+
O
α酮戊二酸
发酵工业中的味精生产
(三)联合脱氨基作用
是将转氨基作用和脱氨基作用偶联在一起的脱氨基方式。
α-氨基酸
转氨酶
α酮酸
α酮戊二酸
NAD(P)H+H+
谷氨酸脱氢酶
谷氨酸
NH3+NAD(P) +
骨骼肌、心肌中的脱氨基方式——
嘌呤核苷酸循环
1
2
TCA
4
3
形成1分子 尿素可清除2分子氨和1分子CO2,同时消耗4分子ATP。
四、氨基酸碳架α-酮酸的转化
氨基酸碳架在分解途径中可分别形成乙酰CoA、草酰乙酸、α-酮戊二酸、 琥珀酰CoA、延胡索酸5种产物而进入三羧酸循环。最后氧化为CO2和H2O。 其中乙酰CoA是进入柠檬酸循环的主要物质。 生酮氨基酸—亮氨酸和赖氨酸2种氨基酸的碳架分解后形成乙酰CoA和乙酰乙 酰CoA,并使人工糖尿病犬尿中酮体增加,这类氨基酸称为生酮氨基酸。
COOH
谷氨酰胺
H2O
肾脏
排出体外
血液循环
谷氨酰胺
氨 谷氨酸
尿素
肝脏
2、丙氨酸形式
葡萄糖—丙氨酸循环
(二)尿素的形成 尿素循环(鸟氨酸循环,Krebs,1932)
由4步酶促反应组成,第1步发生在线粒体内,其余3步发生在胞液中。
1:鸟氨酸转氨甲酰酶 2:精氨琥珀酸合成酶 3、精氨琥珀酸酶 4、精氨酸酶
HC═C—CH2CHCOOH
HN N
NH3
CH 组氨酸
组氨酸脱羧酶
CO2
HC═C—CH2CH2NH2 HN N
CH
组胺
(四)多胺
多胺是细胞 内调节代谢的重 要物质。凡是生 长旺盛的组织, 鸟氨酸脱羧酶的 活性都强,多胺 的含量也增加。
三、氨的代谢
①氨基酸的脱氨基作用(主要来源)
氨的来源:
②肠道吸收:食物中的蛋白质经肠道腐 败作用产生氨和尿素自体液渗入肠腔, 在肠道pH 较低时,NH3与H+形成NH4+ 不易吸收,而从粪便排出;而当肠道的 pH偏高时,氨的吸收增加。
R—CHCOOH 氨基酸氧化酶 R—C-COOH
NH2
FMN
NH
FMNH2
H2O
氨基酸
(FAD)
(FADH2)
亚氨基酸Biblioteka R—C-COOHNH3
O
α 酮酸
谷氨酸的氧化脱氨
L-谷氨酸脱氢酶
-OOC—CH2—CH2—CH—COO -
-OOC —CH2—CH2—CH—COO- + NH 3
NH
+ 3
L-谷氨酸
(二)腐胺
腐胺发现于腐败肉中,是鸟氨酸脱羧的产物。鸟氨酸来源于精氨酸的水解 。
H
H3N+—(NH2)3—C—COO - 鸟氨酸脱羧酶 H3N+—CH 2—CH 2—CH 2—CH 2—NH3+
NH3+ 鸟氨酸
CO2
腐胺
(三)组胺
组胺是组氨酸在组氨酸脱羧酶的催化下,脱去羧基生成的。它是一种 强烈的血管扩张剂,
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