氨基酸的代谢教学基本要求1掌握氨基酸生物合成的一般途径
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3.不同分支产物的多重性抑制（enzyme multiplicity）
催化共同途径反应的2个酶分别受不同分支产物的特殊抑制，同时分支产物又分别抑制其分道后第一个产物的合成酶。如由赤藓糖-4-磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸合成3种芳香族氨基酸的反馈抑制。
4.连续产物抑制（sequential end product inhibition），又称连续反馈抑制（sequential feedback control）
丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸
烯醇丙酮酸磷酸衍生类型（芳香氨酸型）
苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸
组氨酸型
组氨酸
*不同的生物组织中，赖氨酸的生物合成前体不同。
三、氨基酸合成的调节
根据机体的需要情况，氨基酸的生物合成受到严格的调节控制。不同氨基酸的调节机制不同，即使同一种氨基酸在不同机体中的调节机制也不相同。
氨基酸合成既可通过调节酶活性或代谢过程中的代谢物，又可通过调节酶的生成量来实现。最有效的调节是反馈抑制，即通过合成过程的终产物对其系列反应中的第一个酶的活性进行抑制，亦即通过变构效应（allosteric effect）调节第一个酶的生成物。
（二）酶的生成量对氨基酸生物合成的调节
酶生成量的调控是发生在基因表达上，通过对有关酶的编码基因的活性调节来实现，而不是通过酶分子的变构效应调节的。
在氨基酸的生物合成中，当某种氨基酸合成的量超过了所需的量时，该合成途径的酶的编码基因的表达会受到阻遏，酶的合成就受到抑制。该酶称为阻遏酶（repressible enzyme）。反之，当某种氨基酸的合成量下降时，则该合成途径的相关的酶的阻遏会被解除，酶的合成量就会增加，氨基酸的合成也随即开始。
第九章 氨基酸的代谢
教学基本要求
1.掌握氨基酸生物合成的一般途径。
2.掌握氨基酸的脱氨基作用及氨基酸分解产物的代谢转变。
3.了解蛋白质的酶促水解、氨基酸的脱羧基作用。
第一节 氨基酸的合成代谢
不同生物合成氨基酸的能力有所不同，而且在合成能力上存在很大区别。植物和微生物20种，动物不能合成全部20种氨基酸，如人和大白鼠只能合成10种。生物体不能合成或合成量很少不能满足需要，必须由食物供给的氨基酸叫必需氨基酸，Lys、Trp、Phe、Val、Met、Leu、Thr、Ile、Arg、His共10种。生物体合成量很少不能满足需要，必须由食物供给的氨基酸称半必需氨基酸。如Arg、His。生物体自身能够合成量且能满足需要的氨基酸。植物和绝大多数微生物能合成全部氨基酸。
1.氮总平衡
每日摄入氮量与排出氮量大致相等，表示体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为氮总平衡。此种情况见于正常成人。
2.氮正平衡
每日摄入氮量大于排出氮量，表明体内蛋白质的合成量大于分解量，称为氮正平衡（positive nitrogen balance）。此种情况见于儿童、孕妇、病后恢复期。
3.氮负平衡
（一）反馈抑制调节形式
1.简单的终产物抑制（simple end product inhibition）
终产物E对合成途径中第一个酶活性的抑制。例如苏氨酸合成异亮氨酸，后者可抑制苏氨酸脱氨酶的活性。
2.不同终产物的协同抑制（concerted end product inhibition）
不同终产物既抑制合成途径中第一个酶的活性，又抑制分道后第一个产物的合成酶。如谷氨酸合成谷氨酰胺的催化酶——谷氨酰胺合酶受到8种产物的反馈抑制。
合成蛋白质的20种氨基酸的需要量都是以准确的比例提供的，因此在生物体内不仅有单一氨基酸生物合成的调控机制，而且也有使各氨基酸在合成中的比例相互协调（coordination）的调控机制。
第二节 氨基酸的分解代谢
一、蛋白质的降解
（一）氮平衡
体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡称为氮平衡（nitrogen balance）。氮平衡有以下几种情况：
合成Phe、Tyr、Trp
6.组氨酸类型
合成His
氨基酸生物合成的六大类型
类型
氨基酸
酮戊二酸衍生类型（谷氨酸型）
谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸、赖氨酸*
草酰乙酸衍生类型（天冬氨酸型）
天冬氨酸、天冬酰氨、苏氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、赖氨酸*
丙酮酸衍生类型（丙氨酸型）
丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸
甘油酸-3-磷酸衍生类型（丝氨酸型）
一、
（一）
不同生物利用氮源的方式不同。固氮生物可以直接利用大气中的N2，植物和部分微生物可以利用硝酸盐、亚硝酸盐和氨等无机物作为氮源，动物和人则只能利用氨基氮来合成蛋白质。
N2：固氮生物
无机氮：植物和部分微生物
有机氮：动物和人
（二）
氨基酸合成的直接碳源是相应的α- 酮酸，植物能合成20种氨基酸相应的全部碳骨架或前体。人和动物只能直接合成部分氨基酸相应的α- 酮酸。概括地说，在生物合成中，各种氨基酸碳骨架的形成主要来源于糖酵解、柠檬酸循环（TCA）、磷酸已糖支路等途径产生的关键中间代谢产物。
共同途径的终产物抑制全合成过程的第一个酶的作用，而终产物只分别抑制分道后各自途径的第一个酶的作用。
然而，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的生物合成并不受终产物的反馈抑制，它们依靠与其对应的酮酸的可逆反应达到平衡。此3种氨基酸是中间代谢的关键性中间产物。
甘氨酸的合成酶可能受一碳单位和FH4的调节，也不受终产物抑制。
1. α-酮戊二酸衍生类型—谷氨酸型
合成Glu、Gln、Pro、Arg、Lys
2.草酰乙酸衍生类型—天冬氨酸型
合成Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys
3.丙酮酸衍生类型—丙氨酸型
合成Ala、Val、Leu
4.甘油酸-α-磷Βιβλιοθήκη Baidu衍生类型—丝氨酸型
合成Ser、Gly、Cys
5.赤藓糖-4-磷酸和烯醇丙酮酸磷酸衍生类型—芳香氨酸型
每日摄入氮量小于排出氮量，表明体内蛋白质的合成量小于分解量，称为氮负平衡（negative nitrogen balance）。此种情况见于消耗性疾病患者（结核、肿瘤）、饥饿者。
二、氨基酸的合成途径
不同生物体内氨基酸生物合成的途径大不相同，甚至同种生物不同组织或器官也存在很大差异。但许多氨基酸的生物合成都有其共同特点：合成的起始物来自机体内的几个主要代谢途径特别是糖代谢（包括糖酵解、柠檬酸循环或磷酸戊糖途径）的中间产物，其氨基主要来自谷氨酸的转氨基作用。根据起始物不同可将氨基酸的合成划分为六大类型（表13-1）。
催化共同途径反应的2个酶分别受不同分支产物的特殊抑制，同时分支产物又分别抑制其分道后第一个产物的合成酶。如由赤藓糖-4-磷酸和磷酸烯醇式丙酮酸合成3种芳香族氨基酸的反馈抑制。
4.连续产物抑制（sequential end product inhibition），又称连续反馈抑制（sequential feedback control）
丝氨酸、甘氨酸、半胱氨酸
烯醇丙酮酸磷酸衍生类型（芳香氨酸型）
苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸
组氨酸型
组氨酸
*不同的生物组织中，赖氨酸的生物合成前体不同。
三、氨基酸合成的调节
根据机体的需要情况，氨基酸的生物合成受到严格的调节控制。不同氨基酸的调节机制不同，即使同一种氨基酸在不同机体中的调节机制也不相同。
氨基酸合成既可通过调节酶活性或代谢过程中的代谢物，又可通过调节酶的生成量来实现。最有效的调节是反馈抑制，即通过合成过程的终产物对其系列反应中的第一个酶的活性进行抑制，亦即通过变构效应（allosteric effect）调节第一个酶的生成物。
（二）酶的生成量对氨基酸生物合成的调节
酶生成量的调控是发生在基因表达上，通过对有关酶的编码基因的活性调节来实现，而不是通过酶分子的变构效应调节的。
在氨基酸的生物合成中，当某种氨基酸合成的量超过了所需的量时，该合成途径的酶的编码基因的表达会受到阻遏，酶的合成就受到抑制。该酶称为阻遏酶（repressible enzyme）。反之，当某种氨基酸的合成量下降时，则该合成途径的相关的酶的阻遏会被解除，酶的合成量就会增加，氨基酸的合成也随即开始。
第九章 氨基酸的代谢
教学基本要求
1.掌握氨基酸生物合成的一般途径。
2.掌握氨基酸的脱氨基作用及氨基酸分解产物的代谢转变。
3.了解蛋白质的酶促水解、氨基酸的脱羧基作用。
第一节 氨基酸的合成代谢
不同生物合成氨基酸的能力有所不同，而且在合成能力上存在很大区别。植物和微生物20种，动物不能合成全部20种氨基酸，如人和大白鼠只能合成10种。生物体不能合成或合成量很少不能满足需要，必须由食物供给的氨基酸叫必需氨基酸，Lys、Trp、Phe、Val、Met、Leu、Thr、Ile、Arg、His共10种。生物体合成量很少不能满足需要，必须由食物供给的氨基酸称半必需氨基酸。如Arg、His。生物体自身能够合成量且能满足需要的氨基酸。植物和绝大多数微生物能合成全部氨基酸。
1.氮总平衡
每日摄入氮量与排出氮量大致相等，表示体内蛋白质的合成量与分解量大致相等，称为氮总平衡。此种情况见于正常成人。
2.氮正平衡
每日摄入氮量大于排出氮量，表明体内蛋白质的合成量大于分解量，称为氮正平衡（positive nitrogen balance）。此种情况见于儿童、孕妇、病后恢复期。
3.氮负平衡
（一）反馈抑制调节形式
1.简单的终产物抑制（simple end product inhibition）
终产物E对合成途径中第一个酶活性的抑制。例如苏氨酸合成异亮氨酸，后者可抑制苏氨酸脱氨酶的活性。
2.不同终产物的协同抑制（concerted end product inhibition）
不同终产物既抑制合成途径中第一个酶的活性，又抑制分道后第一个产物的合成酶。如谷氨酸合成谷氨酰胺的催化酶——谷氨酰胺合酶受到8种产物的反馈抑制。
合成蛋白质的20种氨基酸的需要量都是以准确的比例提供的，因此在生物体内不仅有单一氨基酸生物合成的调控机制，而且也有使各氨基酸在合成中的比例相互协调（coordination）的调控机制。
第二节 氨基酸的分解代谢
一、蛋白质的降解
（一）氮平衡
体内蛋白质的合成与分解处于动态平衡中，故每日氮的摄入量与排出量也维持着动态平衡，这种动态平衡称为氮平衡（nitrogen balance）。氮平衡有以下几种情况：
合成Phe、Tyr、Trp
6.组氨酸类型
合成His
氨基酸生物合成的六大类型
类型
氨基酸
酮戊二酸衍生类型（谷氨酸型）
谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸、赖氨酸*
草酰乙酸衍生类型（天冬氨酸型）
天冬氨酸、天冬酰氨、苏氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、赖氨酸*
丙酮酸衍生类型（丙氨酸型）
丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸
甘油酸-3-磷酸衍生类型（丝氨酸型）
一、
（一）
不同生物利用氮源的方式不同。固氮生物可以直接利用大气中的N2，植物和部分微生物可以利用硝酸盐、亚硝酸盐和氨等无机物作为氮源，动物和人则只能利用氨基氮来合成蛋白质。
N2：固氮生物
无机氮：植物和部分微生物
有机氮：动物和人
（二）
氨基酸合成的直接碳源是相应的α- 酮酸，植物能合成20种氨基酸相应的全部碳骨架或前体。人和动物只能直接合成部分氨基酸相应的α- 酮酸。概括地说，在生物合成中，各种氨基酸碳骨架的形成主要来源于糖酵解、柠檬酸循环（TCA）、磷酸已糖支路等途径产生的关键中间代谢产物。
共同途径的终产物抑制全合成过程的第一个酶的作用，而终产物只分别抑制分道后各自途径的第一个酶的作用。
然而，丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸的生物合成并不受终产物的反馈抑制，它们依靠与其对应的酮酸的可逆反应达到平衡。此3种氨基酸是中间代谢的关键性中间产物。
甘氨酸的合成酶可能受一碳单位和FH4的调节，也不受终产物抑制。
1. α-酮戊二酸衍生类型—谷氨酸型
合成Glu、Gln、Pro、Arg、Lys
2.草酰乙酸衍生类型—天冬氨酸型
合成Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys
3.丙酮酸衍生类型—丙氨酸型
合成Ala、Val、Leu
4.甘油酸-α-磷Βιβλιοθήκη Baidu衍生类型—丝氨酸型
合成Ser、Gly、Cys
5.赤藓糖-4-磷酸和烯醇丙酮酸磷酸衍生类型—芳香氨酸型
每日摄入氮量小于排出氮量，表明体内蛋白质的合成量小于分解量，称为氮负平衡（negative nitrogen balance）。此种情况见于消耗性疾病患者（结核、肿瘤）、饥饿者。
二、氨基酸的合成途径
不同生物体内氨基酸生物合成的途径大不相同，甚至同种生物不同组织或器官也存在很大差异。但许多氨基酸的生物合成都有其共同特点：合成的起始物来自机体内的几个主要代谢途径特别是糖代谢（包括糖酵解、柠檬酸循环或磷酸戊糖途径）的中间产物，其氨基主要来自谷氨酸的转氨基作用。根据起始物不同可将氨基酸的合成划分为六大类型（表13-1）。