第十一章含氮化合物的代谢新-课件

基质
天冬氨酸
-酮戊二酸
草酰乙酸
谷氨酸
氨基酸
氨基酸中氨基的去路
1、重新形成氨基酸 2、形成酰胺（Gln 和Asn ，消除NH3 毒害，贮存NH3 ） 3、和有机酸形成铵盐。 4、尿素的生成和鸟氨酸循环
在哺乳动物体内，氨的主要去路是在肝脏中合成尿 素并随尿排出体外。在部分植物体内尿素的形成既能解 除氨毒，又是氨的一种贮存形式。
1、IMP的合成过程
P O CH 2 OH
P O CH 2
ATP AM P Mg2+
OH
H H
HOHPRPP合成酶
HH
H
OP OP
OHOH
OHOH
5-磷酸核糖
磷酸核糖焦磷酸 （PRPP）
谷氨酰胺
PPi
酰胺转移酶
P O CH 2 O
谷氨酸
NH 2
H H
HH
OH OH
1-氨 基 -5'-磷 酸 核 苷 （ 5-磷 酸 核 糖 胺 ， PRA）
NH+3
α-氨基酸
H2O+O2
H2O2
O
α-酮酸
转氨基作用
在转氨酶的催化下， α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子 上，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成 了相应的α-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。
R1-C| H-COONH+3
α-氨基酸1
R2-C|| -COOO
利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过 简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为 补救合成（或重新利用）途径。
•参与补救合成的酶
腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthineguanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase)
α-氨基酸
α-酮戊二酸
天冬氨酸
次黄苷酸
α-酮酸
谷氨酸
草酰乙酸
腺苷酰琥珀酸
苹果酸
延胡索酸
腺苷酸
鸟 氨 酸 循 环
胞液
O
NH2-C-NH2
尿素
鸟氨酸
H2O 精氨酸
延胡索酸
精氨琥珀酸
氨基酸 谷氨酸
谷氨酸
2ATP+CO2+NH3+H2O
鸟氨酸
2ADP+Pi
氨甲酰磷酸 线
粒 体
瓜氨酸
AMP+PPi ATP
瓜氨酸
α-酮酸2
R1-C|| -COOO
α-酮酸1
转氨酶
（辅酶：磷酸吡哆醛）
R2-C| H-COONH+3
α-氨基酸2
磷酸吡哆醛的作用机理
GOT（谷丙转氨酶） GPT （谷草转氨酶）
谷氨酰胺的生成和利用
+NH2
ATP
ADP+Pi
Mg2+
Байду номын сангаас
谷氨酰胺合成酶
+H2O
+2H 谷氨酸合成酶
联合脱氨基作用
（1）概念 （2）类型
脱氨基作用
氧化脱氨基作用 转氨基作用 联合脱氨基作用
氧化脱氨基作用
氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应 的α-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主 要有以下两种类型：
谷氨酸+ H2O L-谷氨酸脱氢酶 -酮戊二 酸+ NH3
NAD（P）+ NAD（P）H
R-CH-COO|
氨基酸氧化酶（FAD、FMN） R-C|| -COO-+NH3
NH4+ 尿素
TCA
CO2
H2O
激素 卟啉 嘧啶
嘌呤
尼克酰氨 SO4 2 衍生物
尿酸
肌酸胺
1、氨基酸的合成
AA的合成
直接合成 转氨基作用 AA的相互转化
直接合成
L-谷氨酸脱氢酶
-酮戊二 酸+ NH3
谷氨酸+ H2O
NAD（P）H
NAD（P）+
转氨基作用
谷丙转氨酶 （GPT）
谷草转氨酶 (GOT)
氨基酸中碳骨架的去路
（1）再氨基化生成氨基酸 （2）转变成糖或脂肪
（3）进入EMP－TCA彻底氧化
葡萄糖 PEP
丙氨酸 苏氨酸 甘氨酸 丝氨酸 半胱氨酸
丙酮酸
异亮氨酸 亮氨酸 缬氨酸
苯丙氨酸 酪氨酸 亮氨酸 赖氨酸 色氨酸
乙酰CoA
乙酰乙酰CoA
天冬氨酸 天冬酰氨
草酰乙酸
苯丙氨酸 酪氨酸
天冬氨酸
AA的相互转化 丝氨 酸族
His 和 芳香族
丙氨 酸族
天冬氨 酸族
谷氨酸族
（1）
（2）
（3）
（4）
（5）
丝氨 酸族
丙氨 酸族
天冬氨酸 族
His 和芳 香族
谷氨酸族
2、氨基酸的分解
氨基酸
脱羧基作用 脱氨基作用
胺
生理活性物质
CO2
释放或重新利用
NH4 ＋
尿素和嘧啶等
酮酸
进一步氧化或转 变为糖、脂肪
异亮氨酸 甲硫氨酸
缬氨酸
延胡索酸 琥珀酰CoA
柠檬酸 -酮戊二酸
谷氨酸 谷氨酰胺
精氨酸 组氨酸 脯氨酸
氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径
•α-酮酸的去路
二、核苷酸代谢概况
• 合成代谢
– 从头合成途径 (de novo synthesis pathway)
– 补救合成途径 (salvage synthesis pathway)
• 分解代谢
嘌呤核苷酸的合成
•嘌呤碱合成的元素来源
CO2
甘氨酸
天冬氨酸
甲酰基 （一碳单位）
甲酰基 （一碳单位）
谷氨酰胺 （酰胺基）
嘌呤环合成原料
天冬氨酸(Asp) 一碳单位 谷氨酰胺(Gln) 甘氨酸(Gly) CO2
合成嘌呤核苷酸:
还需R-5-P参与
•过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成
① ②
③
④
③ GAR合成酶 ④转甲酰基酶 ⑤ FGAM合成酶 ⑥AIR合成酶
⑤ ⑥
7
8
9
11
10
IMP生成总反应过程
IMP的合成要点：
• 在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环； • PRPP是重要的中间代谢物，它不仅参与
嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶 核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救 合成。是5-磷酸核糖的活性供体。 • PRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶。
2、AMP和GMP的生成
IMP是AMP和GMP的前体。 NH 2
HN
N
O HN
C 6氨 基 化
（ Asp） GTP
N
N
N
R -5'-P AMP
N
N
C2氧化(NAD ) 氨基化(Gln) O
R - 5 '- P ATP
IMP
HN
N
H2N N
N
R -5'-P
GMP
嘌呤核苷酸的补救合成途径
•定义
第十一章含氮化合物的代谢新
精品
氮素是生命元素
—蛋白质、核 酸、脂类
氮素代谢非常复杂
—注意掌握轮廓
一、氨基酸的代谢
• 合成 • 分解
氨基酸代谢概况
食物蛋白质
体蛋白
氨基酸
特殊途径 （次生物质代谢）
生物固氮 硝酸还原
NH4+
-酮酸 CO2 胺
NH3 糖及其代谢
鸟氨酸 中间产物 循环
脂肪及其代 谢中间产物
转氨基作用和 氧化脱氨基作 用联合进行的 脱氨基作用方 式。
a、转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联
转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联
α-氨基酸
α-酮戊二酸
转氨酶
NH3+NADH
L-谷氨酸脱氢酶
α-酮酸
L-谷氨酸
H20+NAD+
转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联