氨基酸和核苷酸代谢【生物化学及实验(丙)】
氨基酸代谢与核苷酸代谢的关系

氨基酸代谢与核苷酸代谢的关系以氨基酸代谢与核苷酸代谢的关系为题,我们将探讨这两个生物化学过程之间的联系和相互影响。
氨基酸代谢和核苷酸代谢是生物体内的两个重要代谢途径,它们在维持生命活动中发挥着重要的作用。
氨基酸是构成蛋白质的基本单元,也是生物体内的重要代谢物。
氨基酸代谢主要包括氨基酸的合成和降解两个过程。
氨基酸的合成可以通过多种途径进行,其中一种重要的途径是通过核苷酸的降解产生的。
核苷酸降解可以释放出氨基酸,这些氨基酸可以用于新的蛋白质合成。
此外,一些非必需氨基酸也可以通过其他途径合成,如糖代谢途径和脂肪酸代谢途径。
另一方面,氨基酸代谢也可以影响核苷酸代谢。
氨基酸降解产生的一些代谢产物可以参与核苷酸的合成途径。
例如,谷氨酸是氨基酸降解途径中的一个重要中间产物,它可以通过一系列反应转化为核苷酸的合成前体。
氨基酸代谢和核苷酸代谢还通过共享一些共同的辅酶和酶参与相互联系。
例如,甲基四氢叶酸是一种重要的辅酶,它参与氨基酸代谢和核苷酸代谢的多个步骤。
甲基四氢叶酸可以提供甲基基团,参与氨基酸的代谢,如谷氨酸的转化。
同时,甲基四氢叶酸也可以提供一碳单位,参与核苷酸的合成。
在生物体内,氨基酸代谢和核苷酸代谢的平衡是由多个因素调控的。
其中一个重要的因素是酶的活性。
酶是催化生物化学反应的蛋白质,它可以加速代谢反应的进行。
氨基酸代谢和核苷酸代谢中的许多关键酶都受到调控,以维持它们之间的平衡。
例如,当氨基酸过剩时,某些关键酶的活性会受到抑制,以减少氨基酸的合成。
相反,当氨基酸不足时,这些酶的活性会被激活,以增加氨基酸的合成。
激素也可以影响氨基酸代谢和核苷酸代谢的平衡。
例如,胰岛素是一种重要的激素,它可以促进葡萄糖的合成和氨基酸的降解。
胰岛素的作用可以增加氨基酸的供应,从而促进蛋白质的合成和核苷酸的合成。
总的来说,氨基酸代谢和核苷酸代谢是紧密相关的生物化学过程。
它们通过共享代谢途径、共同的辅酶和酶以及受到调控的因素相互影响和调节。
生物化学核酸与核苷酸代谢

生物化学核酸与核苷酸代谢核酸是生物体内重要的生物大分子之一,它在细胞中起着重要的功能。
核苷酸是核酸的基本组成单元,包括核苷和磷酸。
在生物体内,核酸通过一系列复杂的代谢途径参与了许多重要生物过程,如DNA和RNA的合成、信息传递和遗传改变等。
本文将对核酸与核苷酸的代谢过程进行详细介绍。
核酸的合成主要包括两个过程,即碱基合成功能的合成和核苷酸合成功能的合成。
在碱基合成功能的合成中,脱氨核苷酸(dNTP)被氨基酸转氨酶催化生成脱氨核苷酸(dNDP)和谷氨酸。
在核苷酸合成过程中,核苷酸被核苷酸合成酶催化,通过与降解核酸的反应途径相反的途径将核苷酸合成为核苷酸骨架。
核苷酸的合成主要发生在细胞核内。
在细胞质中生成的核苷酸会通过细胞核膜进行运输,然后通过核孔复合体进入细胞核。
核苷酸的合成过程非常复杂,涉及多个酶和辅酶的参与。
核苷酸代谢的主要途径包括核苷酸的降解、拆分和再利用。
核苷酸降解主要通过核苷酸酶催化,将核苷酸分解成核苷和磷酸。
然后,核苷被腺苷脱氨酶催化,去除氨基团形成脱氨核苷。
最后,脱氨核苷被核苷酸酶催化,分解成基础核糖和异黄嘌呤酸。
核苷酸代谢的拆分过程可以产生能量和分子间的信号分子。
其中,核苷酸降解产生的能量在生物体内的许多代谢过程中发挥重要作用。
核苷酸的再利用过程主要发生在细胞质中。
在这个过程中,核苷酸通过多个酶和辅酶的催化作用,被合成为新的核苷酸。
这个过程称为核苷酸逆转录。
核酸和核苷酸代谢的异常可能导致许多疾病的发生。
例如,核酸代谢疾病在新生儿中比较常见,表现为尿中有大量的核苷、核糖和核苷酸。
遗传性疾病X染色体连锁性核苷酸酶缺乏症是由于核苷酸酶缺乏引起的,会导致血清脱氨核苷水平升高。
碱基合成功能的异常或缺陷也会引发一些疾病,如DNA合成的紊乱可能导致DNA复制错误和突变。
总之,核酸和核苷酸在生物体内发挥着重要的生理和生化功能,包括DNA和RNA的合成、遗传修复、能量和信号传导等重要过程。
核酸与核苷酸的代谢过程非常复杂,涉及多个酶和辅酶的参与。
氨基酸和核苷酸代谢知识要点

知识要点蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物,它们共同决定和参与多种多样的生命活动。
在自然界的氮素循环中,大气是氮的主要储库,微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨,在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮,进而参与蛋白质和核酸的合成。
(一)蛋白质和氨基酸的酶促降解在蛋白质分解过程中,蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。
氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物(如卟啉、激素等),也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量,脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。
(二)氨基酸的生物合成转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。
转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶,谷氨酸是主要的氨基供体,氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。
不同的氨基酸生物合成途径各不相同,但它们都有一个共同的特征,就是所有氨基酸都不是以CO2 和NH3为起始原料从头合成的,而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。
不同生物合成氨基酸的能力不同,植物和大部分微生物能合成全部20 种氨基酸,而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸,机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸,人有八种必需氨基酸,它们是:Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile 和Met。
(三)核酸的酶促降解核酸通过核酸酶降解成核苷酸,核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。
戊糖参与糖代谢,嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸,尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。
其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。
植物体内嘌呤代谢途径与动物相似,但产生的尿囊酸不是被排出体外,而是经运输并贮藏起来,被重新利用。
嘧啶的降解过程比较复杂。
胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶,尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸,两者经脱氨后转变成相应的酮酸,进入TCA 循环进行分解和转化。
生物化学核苷酸代谢和氨基酸代谢

●肾脏疾病尿酸排泄障碍
临床上的治疗
1、服用排尿酸的药物,减少肾小管的重吸收 丙磺舒、水杨酸、辛可芬
2、利用别嘌呤醇治疗痛风症
? 痛风症的治疗机制
鸟嘌呤 次黄嘌呤
黄嘌呤氧化酶
黄嘌呤
尿酸
别嘌呤醇
海鲜+啤酒?
海鲜和啤酒是富含嘌呤的食物 尿酸增多 结晶沉积
AMP, GMP, UMP, CMP,
一、核酸的分解
DNA
5′······dAMP -dTMP-dGMP- dCMP ······3′ DNA酶
3′······dTMP -dAMP-dCMP- dGMP ······5′
外切酶 内切酶 外切酶 RNA
5′······AMP -UMP-GMP- CMP ······3′
PRPP PPi
次黄嘌呤 =
IMP
(H)
MTX
氮杂丝氨酸
甘氨酰胺 核苷酸 = (GAR )
甲酰甘氨酰 胺核苷酸 = (FGAR )
甲酰甘氨 脒核苷酸 (FGAM )
5-甲酰胺基咪唑-
4-甲酰胺核苷酸 (FAICAR )
MTX
5-氨基异咪唑= 4-甲酰胺核苷酸
(AICAR )
6-MP AMP
6-MP PPi
§ 知识回顾
DNA
5′······dAMP -dTMP-dGMP- dCMP ······3′ 3′······dTMP -dAMP-dCMP- dGMP ······5′
RNA
5′······AMP -UMP-GMP- CMP ······3′
核苷酸:dAMP, dGMP, dCMP, dTMP,
甲酰甘氨脒-5' -磷酸核糖
氨基酸及核苷酸代谢课件共168页

脂 苏氨酸
亮氨酸
肪 色氨酸 代 谢
色氨酸
草酰乙酸 T A C
亮氨酸 赖氨酸
柠檬酸
酪氨酸 色氨酸 苯丙氨酸
的 联 系
天冬氨酸 天冬酰胺
延胡索酸
CO2 α-酮戊二酸
谷氨酸
苯丙氨酸 酪氨酸
琥珀酰CoA
异亮氨酸 蛋氨酸 丝氨酸 苏氨酸 缬氨酸
精氨酸 谷氨酰胺 组氨酸 缬氨酸
糖 葡萄糖或糖原
甘油三酯
脂肪
氨
磷酸丙糖
尿素
Asn
Gln + Asp →Asn + Glu Asn + H20 → Asp + NH3 临床上使用Asn酶,辅助治疗白血病
三、鸟氨酸循环与尿素的合成
ornithine cycle and urea synthesis
体内氨的主要代谢去路 器官:肝脏 (肾、脑) 部位:胞液和线粒体
(一)γ-氨基丁酸(GABA)
➢抑制性中枢神经递质 ➢L-Glu脱羧 ➢L-Glu脱羧酶(脑/肾)
(二)牛磺酸
➢ 参与结合胆汁酸的生成 ➢ L-Cys 氧化后脱羧 ➢ 磺酸丙氨酸脱羧酶
(三)组胺
➢His脱羧 ➢具有促进平滑肌收缩,促进胃酸分泌和强烈
的舒血管作用。 ➢组胺的释放与过敏反应和应激反应有关。
•
29、在一切能够接受法律支配的人类 的状态 中,哪 里没有 法律, 那里就 没有自 由。— —洛克
•
30、风俗可以造就法律,也可以废除 法律。 ——塞·约翰逊
三、必需氨基酸与非必需氨基酸
体内不能合成或合成量不足,必须 由食物蛋白质供给的氨基酸称为必需氨 基酸(essential amino acid)。
生物化学课后习题答案-第九章xt9

第九、 十章 氨基酸代谢和核苷酸代谢一、课后习题1.名词解释:转氨基作用、嘌呤核苷酸的从头合成、嘧啶核苷酸的补救合成。
2.试列表比较两种氨基甲酰磷酸合成酶。
3.给动物喂食15N标记的天冬氨酸,很快就有许多带标记的氨基酸出现,试解释此现象。
4.简述鸟氨酸循环的功能和特点。
5.简述PRPP在核苷酸合成代谢中的作用。
6.试述1分子天冬氨酸在肝脏测定氧化分解成水、CO2 和尿素的代谢过程中并计算可净生成多少分子的ATP?参考答案:1.(1)是指在转氨酶的催化下,α-氨基酸的α-氨基转移到α-酮酸的酮基上,,使酮酸生产相应的α-氨基酸,而原来的氨基酸失去氨基变成相应的α-酮酸。
(2)嘌呤核苷酸的合成是核糖与磷酸先合成磷酸核糖,然后逐步由谷氨酰胺、甘氨酸、一碳集团、CO2及天门冬氨酸掺入碳原子或氮原子形成嘧啶环,最后合成嘧啶核苷酸。
(3)尿嘧啶在尿核苷磷酸化酶催化下,可与核糖-1-磷酸结合成尿嘧啶核苷。
尿嘧啶核苷在ATP参与下,由尿核苷激酶催化,生产UMP。
尿嘧啶也可与PRPP作用生成UMP,此反应由尿核苷-5-磷酸焦磷酸酶催化。
2. 两种氨基甲酰磷酸合成酶(CPS)性质和功能的比较如下:酶名称 存在位置 参与反应类型 激活剂参与 供氮氮源生理意义CPS-1 肝脏线粒体参与尿素合成 需N-乙酰谷氨酸(AGA)和Mg2+参与游离NH3活性作为肝细胞分化程度指标CPS-2 真核细胞胞质 参与嘧啶核苷酸的从头合成不需AGA激活 谷氨酰胺活性作为细胞增殖程度指标3. 机体中存在谷草转氨酶和谷丙转氨酶,天冬氨酸通过联合脱氨基作用和转氨基到其他α-酮酸,从而生成对应得氨基酸。
4. 特点:(1)肝脏中合成尿素;(2)能量消耗3个ATP;(4个高能键);(3)尿素中各原子的来源(酰基——CO2、氨基——一个游离的NH3、一个来自Asp);(4)尿素循环中的限速酶——氨基甲酰磷酸合成酶І。
5. PRPP在核苷酸合成代谢中的作用具有重要作用.(1)在嘌呤核苷酸的从头合成途径中具有起始引物的作用;在补救途径中, 可以PRPP和嘌呤碱基为原料合成嘌呤核苷酸。
大学动物生物化学氨基酸代谢

第七章氨基酸和核苷酸代谢第一节蛋白质的降解第二节氨基酸的分解代谢第三节核酸的酶促降解第四节核苷酸代谢蛋白质的生理功能1、维持组织细胞的生长、更新和修补组织2、参与多种重要的生理活动3、氧化供能或转化为其它物质(占机体需要量的10-15%)蛋白质的需要量1、氮平衡(nitrogen balance)日摄入氮- 排出氮2、氮的总平衡、正平衡和负平衡3、生理需要量:80g/日(成人)蛋白质的营养价值(nutrition value)1、蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的种类、数量以及必需氨基酸的比例必需氨基酸(essential amino acid)异甲缬亮色苯苏赖(组精)-----(8+2)2、食物蛋白质的互补作用蛋白质营养价值的化学评分1、将氨基酸组成与标准蛋白(鸡蛋或牛奶蛋白)或FAO(世界粮农组织营养委员会)模型进行比较2、蛋白质的生理价值(BV):指食物蛋白的利用率混合食物蛋白质的互补作用第一节蛋白质降解1、胞内蛋白质的降解2、蛋白质的消化吸收一、胞内蛋白质的降解1、二重功能(1)排除不正常的蛋白质;(2)排除过多的酶和调节因子。
2、降解方式(1)溶酶体降解蛋白质(2)蛋白酶体选择降解泛素化的蛋白质二、机体对外源蛋白质的消化吸收1、胃中的消化(in Stomach)胃蛋白酶或胃酸2、小肠中的消化(in Small Intestine)(1)胰液中的蛋白酶及其作用胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、氨基肽酶、羧基肽酶(2)肠液中和小肠粘膜细胞的消化作用肠激酶、寡肽酶及二肽酶外源性氨基酸和内源性氨基酸1、食物蛋白经消化酶降解->氨基酸->血液->全身各组织2、机体组织蛋白质经组织蛋白酶降解-->氨基酸机体合成的非必需氨基酸α-氨基酸的功能1、蛋白质的组成单位;作为N原子的来源重新合成其它氨基酸。
2、能量代谢的物质;3、体内重要含氮化合物的前体。
4、细胞对氨基酸的吸收第二节氨基酸分解代谢(主要在肝脏中进行)1、氨基酸的脱氨和脱羧作用2、氨基酸分解产物的代谢3、氨基酸碳骨架的氧化途径4、生糖氨基酸和生酮氨基酸一、AA的脱氨基和脱羧基作用1、脱氨基作用( 氨基移换反应)1、转氨基作用2、氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作用3、联合脱氨基作用①氧化脱氨基作用(有氨生成)L-谷氨酸氧化脱氨基作用②转氨基作用转氨酶(肝脏中产生)的特点GPT:谷丙转氨酶(肝)GOT:谷草转氨酶(心)GPT和GOT分布于各组织细胞内含量不同查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢?转氨基作用的生理意义非氧化脱氨基作用(大多数在微生物体内进行)③联合脱氨基作用体系1:L-谷氨酸脱氢酶--谷某转氨酶生理意义体系2嘌呤核苷酸联合脱氨基作用生理意义在肌肉、脑等组织中,L-谷氨酸脱氢酶的活力相对低,而腺苷酸脱氨酶的活力高。
生物的生物化学与代谢实验

生物的生物化学与代谢实验生物化学与代谢实验是生物学领域中一项极为重要的实验内容,通过实验可以深入理解生物体内的生化过程和代谢途径。
本文将从实验的目的、实验步骤、实验原理、实验材料和实验结果等方面进行详细介绍。
实验目的生物化学与代谢实验的主要目的是通过实验操作,观察和验证生物体内代谢过程的相关原理。
具体包括以下几点:1. 理解生物体内主要代谢途径的基本原理,如糖代谢、脂肪代谢和蛋白质代谢等;2. 掌握常用的生物化学实验技术,如离心、色谱、电泳等;3. 分析实验结果,解释生物体内代谢异常的原因,为相关疾病的研究提供理论支持。
实验步骤生物化学与代谢实验一般包括以下几个基本步骤:1. 准备实验材料:包括实验样品、试剂、仪器设备等;2. 样品处理:对实验样品进行处理,如抽提、破碎、离心等;3. 实验操作:按照实验设计进行操作,如反应、离心、显色等;4. 结果记录:记录实验数据,并进行数据分析和统计;5. 结论判断:根据实验结果进行结论判断,总结实验过程和结果。
实验原理生物体内的代谢过程是一个复杂的化学反应网络,涉及多种生物大分子的合成和降解。
其中,糖代谢主要包括糖原的合成和降解,脂肪代谢主要包括脂肪酸的合成和氧化,蛋白质代谢主要包括氨基酸的合成和降解。
实验中通常通过测定特定酶活性、代谢产物含量或同位素示踪等方法来研究代谢过程的相关机制。
实验材料进行生物化学与代谢实验通常需要以下材料和设备:1. 实验样品:生物体组织、细胞等;2. 试剂:各种生化试剂,如酶、底物、缓冲液等;3. 仪器设备:离心机、光度计、电泳仪等。
实验结果生物化学与代谢实验的结果通常通过数据表格、图表来展示,包括实验样品的生化参数值、代谢产物含量、酶活性等。
通过对实验结果的分析和比较,可以得出相关结论,进一步探讨生物体内代谢过程的机制和调控方式。
总结生物化学与代谢实验作为生物学领域中重要的实验内容,对于探究生物体内代谢过程的机制和调控具有重要意义。
氨基酸的一般代谢及对生物体的意义

《生物化学》作业氨基酸的一般代谢及对生物体的意义班级学号姓名摘要有人说,人就是一堆蛋白质。
这个说法虽然说夸张了点,但是也说明了蛋白质在人体以及生物体内的重要性。
在生物体的降解代谢过程中,蛋白质代谢十分重要,所谓蛋白质代谢,是指已有蛋白质的降解和新蛋白质的合成。
体内蛋白质不断降解,又不断合成,二者处于动态平衡中。
蛋白质代谢使各种蛋白质得到自我更新,也使细胞中蛋白质组分得到转换,这对于机体新组织、细胞形成及机体生长发育有十分重要的意义。
蛋白质降解产生的氨基酸进一步分解或做为能源或转化为其它氮化物合成前体,因此蛋白质的代谢实质上就是氨基酸的代谢。
下面简单地讨论一下各种氨基酸的代谢过程及意义。
氨基酸的分类氨基酸(amino acid):含有氨基和羧基的一类有机化合物的通称。
生物功能大分子蛋白质的基本组成单位,是构成动物营养所需蛋白质的基本物质。
是含有一个碱性氨基和一个酸性羧基的有机化合物,氨基连在α-碳上。
构成蛋白质的氨基酸都是一类含有羧基并在与羧基相连的碳原子下连有氨基的有机化合物,目前自然界中尚未发现蛋白质中有氨基和羧基不连在同一个碳原子上的氨基酸。
人体内蛋白质主要由20中氨基酸组成。
谷氨酸Glutamicacid Glu E赖氨酸Lysine Lys K精氨酸Arginine Arg R组氨酸Histidine His H氨基酸的一般代谢及意义一、体内氨基酸的动态平衡:(一)氨基酸的来源与去路:1、氨基酸的来源:①食物消化吸收;②组织蛋白分解;③营养非必需氨基酸合成等。
2、氨基酸的去路:①合成组织蛋白;②转变为非蛋白含氮物质。
③氧化分解或转化为糖或脂肪。
蛋白质降解成氨基酸后,氨基酸可通过脱氨基和脱羧基作用进一步分解。
二、氨基酸脱氨基作用α-氨基酸分子上的氨基被脱去生成α-酮酸和氨的化学反应,称氨基酸脱氨基作用。
氨基酸的脱氨基作用主要包括氧化脱氨基、转氨脱氨基、联合脱氨基等,这是氨基酸主要的转化方式。
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A.谷氨酸→α-酮戊二酸,延胡索酸→苹果酸 B.鸟氨酸+HCO3-+NH4+→瓜氨酸,天冬氨酸+瓜氨酸→精氨酸代琥珀酸 C.鸟氨酸+HCO3-+NH4+→瓜氨酸,精氨酸代琥珀酸→延胡索酸+精氨酸 D.天冬氨酸+瓜氨酸→精氨酸代琥珀酸,精氨酸→鸟氨酸+尿素 【答案】B 【解析】尿素是通过鸟氨酸循环形成的,过程包括:①氨基甲酰磷酸的生成(线粒体中 进行):氨甲酰磷酸合成酶催化氨气、二氧化碳、水并消耗 ATP 生成氨甲酰磷酸。②瓜氨酸 的生成:鸟氨酸转氨甲酰酶催化氨甲酰磷酸上的氨甲酰基转移到鸟氨酸上形成瓜氨酸。③精 氨酸的生成(胞液中进行):精氨基琥珀酸合成酶(尿素循环中的限速酶)催化瓜氨酸和天 冬氨酸缩合成精氨基琥珀酸,有 ATP 参与,精氨基琥珀酸酶裂解精氨基琥珀酸形成精氨酸 和延胡索酸。④精氨酸的水解和尿素的生成(胞液中进行):精氨酸酶水解精氨酸形成尿素 和鸟氨酸。因此答案选 B。
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3.下列( )是 dTMP 合成的正确途径。 A.UMP→UDP→dUDP→dUMP→dTMP B.UMP→dUMP→dTMP C.UMP→UDP→dUDP→dTDP→dTMP D.UMP→UDP→UTP→dTTP→dTMP 【答案】A 【解析】脱氧胸苷酸的合成步骤为:①dUMP 一方面来自 dCTP 的脱氨,另一方面来 自 dUDP 的磷酸化;②胸苷酸合成酶催化 dUMP 甲基化生成 dTMP。因此答案选 A。
10.下列各氨基酸中,不属于天冬氨酸族的是( )。 A.Lys B.Thr C.Pro D.Met 【答案】C 【解析】天冬氨酸族氨基酸有天冬氨酸、天冬酰胺、蛋氨酸、苏氨酸、赖氨酸。它们的 合成前体是天冬氨酸。Pro 是脯氨酸,属于谷氨酸族。因此答案选 C。
氨基酸和核苷酸代谢知识要点

知识要点蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物,它们共同决定和参与多种多样的生命活动。
在自然界的氮素循环中,大气是氮的主要储库,微生物通过固氮酶的作用将大气中的分子态氮转化成氨,硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨,在生物体中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮,进而参与蛋白质和核酸的合成。
(一)蛋白质和氨基酸的酶促降解在蛋白质分解过程中,蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。
氨基酸用于合成新的蛋白质或转变成其它含氮化合物(如卟啉、激素等),也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它活性物质或为机体提供能量,脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。
(二)氨基酸的生物合成转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。
转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶,谷氨酸是主要的氨基供体,氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。
不同的氨基酸生物合成途径各不相同,但它们都有一个共同的特征,就是所有氨基酸都不是以CO2 和NH3为起始原料从头合成的,而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。
不同生物合成氨基酸的能力不同,植物和大部分微生物能合成全部20 种氨基酸,而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合成部分氨基酸,机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸,人有八种必需氨基酸,它们是:Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile 和Met。
(三)核酸的酶促降解核酸通过核酸酶降解成核苷酸,核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖和磷酸。
戊糖参与糖代谢,嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸,尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代谢的终产物。
其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。
植物体内嘌呤代谢途径与动物相似,但产生的尿囊酸不是被排出体外,而是经运输并贮藏起来,被重新利用。
嘧啶的降解过程比较复杂。
胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶,尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸,两者经脱氨后转变成相应的酮酸,进入TCA 循环进行分解和转化。
氨基酸和核苷酸代谢

Ser, Gly, Cys
共同骨架为3-磷酸甘油酸
二.氨基酸的合成代谢
3. 氨基酸的生物合成 6个家族 (3) 天冬氨酸族
Asp, Asn, Thr, Met, Ile, Lys
共同骨架为草酰乙酸。 (4) 谷氨酸族
Glu, Gln, Pro, Arg, Lys
一.氨基酸的分解代谢
共同途径 2. 转氨基作用
大多数氨基酸可参与转氨基作用,但赖氨 酸、脯氨酸、羟脯氨酸除外。
一.氨基酸的分解代谢
共同途径 2. 转氨基作用 体内较为重要的转氨酶有: ⑴ 谷丙转氨酶(GPT) (2) 谷草转氨酶(GPT)
一.氨基酸的分解代谢
共同途径 3. 联合脱氨基作用
两种脱氨基方式的联合作用,使氨基酸脱下
反硝化作用
无机氮
NO3
-
植物及微 生物
同化ห้องสมุดไป่ตู้用 生物合成
氨基酸 核苷酸 叶绿素
异化作用 分解代谢
生物合成
有机氮
蛋白质 DNA、RNA 多糖 脂类
分解代谢
二.氨基酸的合成代谢
2. 氨的同化 (1)氨甲酰磷酸合成酶 NH3 + CO2 + 2ATP H2N-C-OPO3H2 + 2ADP+Pi O COOH CH2 +NAD+ +H2O CH2 CHNH2 COOH -
自天冬氨酸。
过程:先在线粒体中进行,再在胞液中进行。 耗能:3 个ATP,4 个高能磷酸键。 产物:1分子尿素。
CO2 + NH3 + H2O
2ATP 2ADP+Pi N-乙酰谷氨酸
生物体内氨基酸和核酸代谢的机制和调控研究

生物体内氨基酸和核酸代谢的机制和调控研究作为生命体的基础分子,氨基酸和核酸在生物体内发挥着重要的生物学功能。
氨基酸是蛋白质的组成单元,是构建细胞和组织的重要原料;核酸则是DNA和RNA的组成单位,是遗传信息的存储和传递者。
因此,对氨基酸和核酸代谢的机制及其调控的研究具有重要的理论和实践意义。
一、氨基酸代谢机制在生物体内,氨基酸代谢主要分为三个方面:氨基酸的合成、氨基酸的降解和转化,以及氨基酸的转运。
1.氨基酸合成生物体内合成氨基酸的方式多种多样,大多数生物体都是利用多种底物合成不同的氨基酸。
例如,丙酮酸和鸟氨酸可以通过硫酰基转移反应合成半胱氨酸,而谷氨酸和α-酮戊二酸可以合成赖氨酸。
此外,某些生物体还可以利用光合作用或化学反应合成氨基酸。
2.氨基酸降解和转化氨基酸降解和转化主要通过氨基酸转氨酶和氨基酸脱羧酶来实现。
氨基酸转氨酶将氨基酸上的羧基转移到另一种底物上,形成新的氨基酸和养分。
例如,天门冬酰胺酸转移酶可以将甘氨酸和丙酮酸转化为天门冬酰胺酸和双氧水,实现了甘氨酸的降解和能量消耗。
而氨基酸脱羧酶则是将氨基酸上的羧基去除,并将该羧基转化为二氧化碳和水。
例如,天门冬氨酸脱羧酶可以将天门冬氨酸脱羧为草酰乙酸,生成能量和二氧化碳。
3.氨基酸转运氨基酸的转运主要通过氨基酸转运体来实现。
氨基酸转运体可以将氨基酸从一种生物体内转移到另一种生物体内。
例如,在哺乳动物和鱼类中,存在一种高亲和力的组氨酸转运体,可以将组氨酸从肠道中吸收到血液中。
同时,氨基酸转运体还可以将一些必需氨基酸转移到细胞内或组织内,以供蛋白质合成。
二、核酸代谢机制核酸代谢主要包括核酸的合成、分解和修复。
其中,核酸的合成和分解是核酸代谢最为关键的两个环节。
1.核酸合成核酸合成又可分为DNA合成和RNA合成。
DNA是生命体内重要的遗传物质,可以储存生物个体的遗传信息;而RNA在生物体内具有多种作用,包括基因表达、编码和调节信号等。
核酸合成主要通过核苷酸转移酶、核苷酸合成酶和DNA聚合酶等酶类调控实现。
第十章氨基酸和核苷酸代谢

精氨酸酶
(CH2)3 CH NH2
H2O
COOH
精氨酸
NH2 CO NH2
NH2 (CH2)3
+ CH NH2 COOH
尿素
鸟氨酸
2、-酮酸的代谢去路
(1) α-酮酸经氨基化生成非必需氨基酸。
(2) α-酮酸可通过TCA循环和氧化磷酸化彻 底氧化为H2O和CO2,生成ATP。
(3) α-酮酸转变成糖及脂类。
COOH CHNH2 + CH3
CH2 CH2 C=O
COOH
COOH
丙酮酸
谷AA
丙AA α-酮戊二酸
丙氨酸族其它氨基酸的合成
缬氨酸 2丙酮酸 CO2 α-酮异戊酸
缩合
CH3
CH3-CH
C=O
COO-
α-酮异戊酸
----
---
α-酮异己酸
CH3 CH3-CH
CH2 C=O COOH
亮氨酸
2、丝氨酸族氨基酸的合成
①蛋白质的腐败作用(氨基酸被肠道细菌分解产生氨) ②肠道尿素的水解(尿素经肠道细菌尿素酶水解产生氨)
尿 素 肠 菌 尿 素 酶 2N H 3+C O 2 H 2O
• 肠道对氨的吸收与肠道pH有关:
NH3
H+ O H-
NH4+
入血
排出
(3). 肾小管上皮细胞泌氨
CO NH 2
COOH
CH 2
谷氨酰胺酶
体内重要的转氨酶
①丙氨酸氨基转移酶(ALT或, GPT):肝中活性最高。 ②天冬氨酸氨基转移酶(AST或GOT):心肌中活性最高。
正常人各组织ALT及AST活性 (单位/克湿组织)
组织
氨基酸与核苷酸代谢

氨基酸与核苷酸代谢
转氨作用
联合脱氨作用
通过转氨作用和脱氨作用的联合来实现对氨基酸的脱氨 与L-谷氨酸脱氢酶为核心的联合脱氨 嘌呤循环:氨基酸通过连续的转氨作用,将氨基传递给草酰乙 酸生成Asp,Asp与次黄嘌呤合成腺苷酰琥珀酸,后者裂解生 成延胡索酸和腺苷酸,腺苷酸脱氨生成次黄嘌呤,形成循环
氨基酸的分解代谢
体内氨基酸的来源与去向
氨基酸的来源
食物中的蛋白质、氨基酸 体内组织蛋白质和氨基酸激素的分解 利用糖代谢中间物合成 脱氨、转氨生成相应的酮酸进入糖代谢 脱下的氨基可以转变为尿素、尿酸 脱羧生成对应的胺类 合成组织蛋白质 合成其他含氮化合物:嘌呤、嘧啶、胆碱、肌酸、甲状腺素 过剩氨基酸直接排泄(微生物)
五元环的合成开始和酰胺的生成 一碳单位的转移(C8) 由Gln提供3-位N原子 脱水闭环 六元环的合成开始 1-位N原子的固定,Asp、ATP参与 脱去延胡索酸 一碳单位的转移(C2) 脱水环化
AMP和GMP的合成 嘧啶环的合成前体 尿苷酸的合成
嘧啶核苷酸的合成
氨基酸合成的分类
Glu、Gln的合成 Pro的合成 Arg的合成 Asp、Asn Thr、 Met、 Ile Lys
草酰乙酸衍生型
氨基酸和核苷酸代谢

同型半胱氨酸
α- 酮戊二酸
甲硫氨酸循环
2.半胱氨酸
含硫氨基酸经氧化分解后可产生硫酸根。
半胱氨酸中的巯基(—SH) 可先氧化成亚磺基,然后脱去氨基和
亚磺基,生成丙酮酸和亚硫酸,后者氧化成硫酸。半胱氨酸还可通过氧
化、脱羧及再氧化生成牛磺酸。
体内的硫酸根一部分 以无机盐形式随尿排出。
ATP + SO42-
一、谷氨酸族氨基酸的合成
谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、精氨酸由三羧酸循环中间产物α一酮 戊二酸衍生而来,属于谷氨酸族。 (一)谷氨酸的合成
1、谷氨酸脱氢酶作用
α- 酮戊二酸 + NH4+ + NADH (或NADP) + H+
谷氨酸脱氢酶
谷氨酸 + NAD+ (或 NADP+)+ H2O
2、谷氨酸合酶作用
▪ 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。
R—CHCOOH 氨基酸氧化酶 R—C-COOH
NH2
不同氨基酸的生物合成途径虽各不相同,但它们都有一个共同的特征, 概括地说,各种氨基酸碳架的形成不是以CO2和 NH3为起始材料从头合成, 而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间代谢物。根据 生物合成起始物—代谢中间体的不同,可将氨基酸的生物合成途径归纳为 6族(下图)。它们的氨基多来自谷氨酸的转氨基反应。
发酵工业中的味精生产
(二)转氨基作用
转氨基作用:是α 氨基酸的氨基在转氨酶作用下,转移到α酮酸的羰基上
氨基酸与核苷酸代谢

氨基酸与核苷酸代谢(一)名词解释1.蛋白酶(Proteinase)2.肽酶(Peptidase)3.氮平衡(Nitrogen balance)4.转氨作用(Transamination)联合脱氨基作用8.尿素循环(Urea cycle)9.生糖氨基酸(Glucogenic amino acid)10.生酮氨基酸(Ketogenic amino acid)11.核酸酶(Nuclease)12.限制性核酸内切酶(Restriction endonuclease)13.一碳单位(One carbon unit)(二)英文缩写符号1.GOT 2.GPT 3.APS 4.PAL 5.PRPP6.SAM 7.GDH 8.IMP(三)填空1.生物体内的蛋白质可被和共同作用降解成氨基酸。
2.多肽链经胰蛋白酶降解后,产生新肽段羧基端主要是和氨基酸残基。
3.胰凝乳蛋白酶专一性水解多肽链由族氨基酸端形成的肽键。
4.氨基酸的降解反应包括、和作用。
5.转氨酶和脱羧酶的辅酶通常是。
6.谷氨酸经脱氨后产生和氨,前者进入进一步代谢。
7.尿素循环中产生的和两种氨基酸不是蛋白质氨基酸。
8.尿素分子中两个N原子,分别来自和。
9.芳香族氨基酸碳架主要来自糖酵解中间代谢物和磷酸戊糖途径的中间代谢物。
13.组氨酸合成的碳架来自糖代谢的中间物。
14.氨基酸脱下氨的主要去路有、和。
15.胞嘧啶和尿嘧啶经脱氨、还原和水解产生的终产物为。
16.参与嘌呤核苷酸合成的氨基酸有、和。
17.尿苷酸转变为胞苷酸是在水平上进行的。
18.脱氧核糖核苷酸的合成是由酶催化的,被还原的底物是。
19.在嘌呤核苷酸的合成中,腺苷酸的C-6氨基来自;鸟苷酸的C-2氨基来自。
20.对某些碱基顺序有专一性的核酸内切酶称为。
21.多巴是经作用生成的。
22.生物体中活性蛋氨酸是,它是活泼的供应者。
23.转氨基作用是沟通和桥梁;24.尿素循环中涉及的天然蛋白质氨基酸是;25.氨的去路有、和降解;脱氨产生的生理作用是和。
氨基酸与核酸代谢

氨基酸与核酸代谢1. 概述三大类营养物质代谢的联系。
答:在生物体内,糖类、脂质和蛋白质这三类物质的代谢是同时进行的,它们之间既相互联系,又相互制约,形成一个协调统一的过程。
1.糖类、脂质和蛋白质之间可以转化关系(1)糖类代谢与蛋白质代谢的关系①糖类代谢的中间产物可以转变成非必需氨基酸;②蛋白质可以转化成糖类。
几乎所有组成蛋白质的天然氨基酸均可转变成糖类。
(2)糖类代谢与脂质代谢的关系①糖类转变成脂肪②脂肪转变成糖类脂质分解产生的甘油和脂肪酸能够转变成糖类。
(3)蛋白质代谢与脂质代谢的关系①一般来说,动物体内不容易利用脂肪酸合成氨基酸。
植物和微生物可由脂肪酸和氮源生成氨基酸。
某些氨基酸通过不同途径可转变成甘油或脂肪酸②某些氨基酸通过不同途径可转变成甘油或脂肪酸。
2.糖类、脂质和蛋白质之间转化的条件糖类、脂质和蛋白质之间的转化是有条件的。
例如,只有在糖类供应充足的情况下,糖类才有可能大量转化成脂质。
不仅如此,各种代谢物之间的转化程度也是有明显差异的。
例如,糖类可以大量转化成脂肪,而脂肪却不能大量转化成糖类。
只有当糖类代谢发生障碍时才由脂肪和蛋白质来供能,当糖类和脂肪摄入量都不足时,蛋白质的分解才会增加3.糖类、脂质和蛋白质之间除了能转化外,还相互制约三大营养物质在代谢上的共同点;(1)物质的来源:从根本上说均是食物。
(2)这些物质在细胞内虽然均进行着许多种的生物化学反应,但是可以归纳为进行合成和分解这两方面的反应,并且这两方面的反应在细胞内是同时进行,相互联系的。
(3)三大营养物质的代谢均必须在酶的催化作用下才能够完成。
(4)这些物质彻底氧化分解时,代谢终产物里均有CO2和水,均能放释能量。
三大营养物质在代谢上的不同点(1)糖类是主要的供能物质,脂肪是主要的储能物质,蛋白质的主要功能是构成生物体和调节生命活动。
(2)蛋白质质代谢的最终产物里还有尿素。
人体内的物质代谢是一个完整的统一过程我们从糖类、氨基酸能够转变成脂肪,脂肪、氨基酸能够转变成糖类,可以看出各种物质代谢之间是相互联系的。
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谷谷氨酰胺合成酶
谷谷氨酸
谷谷氨酰胺合成酶
谷谷氨酰胺酶(肝脏中)
丙氨酸-葡萄糖循环
肌肉肉中,氨基酸的氨基通过转氨基
作用,生生成谷谷氨酸。谷谷氨酸与丙酮 酸再次发生生转氨基作用生生成丙氨酸。
丙氨酸经过血血液运输至至肝脏,发生生
转氨基作用,生生成丙酮酸和谷谷氨酸。
N H
O
4
5
3N
CH6 2 1 2 NO
PYRIMIDINE
N
6
N 8 7O 5
1N
9 N
4
3
2
4
N
O
N
SUGAR HCC
C
guanine
1 N
C
PURINE
3
2 HH
C
A
N
O
C
G
N
N CH
NH C
NH2
Nucleotides
are the
are nsourbmuanllyitjsooinfed to
-
-
-
•・ 氨基酸碳骨架的代谢:
-
•・ 氨基酸的脱羧基作用:在脱羧酶的作用下,氨基酸脱羧,生生成 相应的胺类化合物。
•・ 氨基酸代谢的其他产物:一一碳单位 体内具有一一个碳原子子的基团,包括有甲基(-CH3),亚甲基 (-CH2-)、次甲基(=CH-)、羟甲基(-CH2OH)、甲 酰基(-CHO)、亚氨甲基(-CH=NH)。一一碳单位在体内 不能游离存在,一一般是和四氢叶酸结合在一一起。
•・ 胰蛋白酶trypsin:水水解Lys和Arg的 羧基形成的肽键
•・ 胰凝乳蛋白酶chymotrypsin:水水解 Tyr、Trp和Phe等疏水水氨基酸羧基 形成的肽键
•・ 羧肽酶pepsin:水水解羧基末端形成 的肽键
•・ 氨肽酶pepsin:水水解氨基末端形成 的肽键
二二、氨基酸的分解代谢
✦ 转氨基:氨基酸在转氨酶的催化下,将氨基转移给α-酮酸, 生生成谷谷氨酸。
磷酸吡哆醛与酶的活性中心心结合
+
!
+
!
+ -,
✦ 联合脱氨基作用:转氨酶与谷谷氨酸脱氢酶联合的脱氨基作用。
•・ 氨的转运:其他组织中氨基酸代谢产生生的氨,需转运至至肝脏, 进行行下一一步的代谢。氨主要以谷谷氨酰胺的形式在血血液中转运。
一一碳单位的生生物学功能: 1. 参与嘌呤、嘧啶核苷酸和甲硫氨酸的合成 2. 参与体内许多分子子的甲基化过程
一一碳单位的代谢障碍会影响体内DNA、蛋白质的合成,容易引 起巨幼红细胞性贫血血症。 磺胺类药物及氨甲蝶呤等药物是通过影响一一碳单位代谢而而发挥 药理作用的。
第十十章 核苷酸代谢
•・ 核酸的消化 •・ 嘌呤核苷酸的从头合成 •・ 嘧啶核苷酸的从头合成
一一、核酸的降解
•・ 细胞内核酸的降解 •・ 细胞外核酸的消化
NUCLEOTIDES
BASIC SUGAR
二二、嘌呤核苷酸的从头合成 A nucleotide consists of a nitrogen-containing
三、氨和氨基酸的生生物合成 1. 动物可以利用蛋白质代谢分解生生成的产物。 2. 植物可以从无无机物合成所有的氨基酸。 3. 有些微生生物可以通过固氮作用将空气气中所含的N2转化为 NH3,并进一一步合成氨基酸和蛋白质。
固氮酶复合物催化的反应
氨基酸的合成途径
summary
•・ 外源蛋白质的一一般降解途径 •・ 氨基酸的脱氨基作用、联合脱氨基作用 •・ 氨的代谢:氨的转运、尿素循环 •・ 一一碳单位的概念,一一碳单位的生生物学功能
✦ 瓜氨酸的合成:线粒体中进行行
✦ 精氨酸的合成:细胞质中进行行
✦ 尿素的生生成:细胞质中进行行
!
++
尿素循环和柠檬酸循环是相联系的
✦ 尿素循环的调节:氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ是整个循环的限速酶,它受 到N-乙乙酰谷谷氨酸的别构激活。
•・ 富余的外源性氨基酸,既不被贮存,也不被直接排泄,而而是转 化为其他的代谢中间产物。
•・ 氨基酸的脱氨基作用
✦ 氧化脱氨基:氨基酸在酶的催化下伴有氧化过程的脱氨基作 用。氨基酸在氧化脱氨基后,生生成相应的酮酸。氧化脱氨基 作用广广泛存在于动植物体内。
氨基酸脱氢酶催化的脱氨基作用,是生生物体内氨基酸代谢最主要 的脱氨基方方式。
第九章 蛋白质的降解和氨基酸代谢
•・ 蛋白质的降解 •・ 氨基酸的分解代谢 •・ 氨和氨基酸的生生物合成
↡℩㤐妬䥞怉獑 妬䥞怉䥥䠀䕊⹇▀叞㤐↡℩獑
-
一一、蛋白质的降解
外源性蛋白质进入入人人体后,一一般都 被水水解为氨基酸后,才能被吸收
•・ 胃蛋白酶pepsin:水水解Tyr、Trp和 Phe等疏水水氨基酸羧基形成的肽键
of ar
(tdheetshirgeibnnoasuteecdoler5ic').aMciodns.o-,
hates are common.
H2Leabharlann as in AMPThe base is linked to
OH NUCOLEHOTIDES
C
NH
U
uracil
C
PN HHOSPHATOE
NH2
The bases are nitrogen-containing ring
N compounds, either pyrimidines or purines. 5
adenine
N
BASE
C
HC
NC
NH
C
HC mine
O
O
C –O P O
NH
T C O–
LINKAGE
L 2–6 base, a five-carbon sugar, and one or more phosphate grAoupssu. rvey of the nucleotides
O
碱基 BASE
N-glycosidic bond
NH2
HC
磷酸 HC
osine
谷谷氨酸可通过脱氢酶直接脱去氨基。
丙酮酸可在肝脏中进行行糖异生生作用
生生成葡萄糖。葡萄糖通过血血液的运
输重新回到肌肉肉组织中。
•・ 氨的代谢:鸟氨酸循环(尿素循环)
✦ 氨甲酰磷酸的合成:线粒体中进行行
NH3+H2O+CO2+2ATP
+2
-
是反应必须的激活剂,N-乙乙 酰谷谷氨酸是氨甲酰磷酸合成 酶Ⅰ的别构激活剂。