氨基酸及其重要衍生物的生物合成

微生物有差异
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二、 氮源 1、生物固氮（微生物）
a.与豆科植物共生的根瘤菌 b.自养固氮菌、 蓝藻 在固氮酶系作用下，将空气中的N2固定，产生NH3 2、硝酸盐和亚硝酸盐 (植物、微生物) 3、各种脱氨基作用产生的NH3（所有生物）
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❖ 氨的固定方式：
（1）通过氨甲酰磷酸合成酶
Asp+ NH4+ +ATP
(细菌)
Asn合成酶
Asn+AMP+ PPi
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➢ Thr合成
Lys、Met、Thr合成中，有一段共同途径，即 生成Asp-β-半醛，是一个分枝点化合物。
➢ Ile合成
Ile的合成途径与Val极为相似。 6个C中4个来自Asp（Asp → Thr），2个来 自丙酮酸，所以也可以归入丙酮酸衍生型。
gGlu-Cys+Gly → gGlu-Cys+Gly
（3） 肌酸: Gly+Arg →胍基乙酸 胍基乙酸+SAM →肌酸
（4） 卟啉
血红素、细胞色素、叶绿素。卟啉由
Gly和琥珀酰CoA合成
（4） D-氨基酸： 由L-氨基酸通过消旋酶作用形成。
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氨甲酰磷酸合成酶
（2）通过谷氨酸脱氢酶
-------
COO HC=O
COO
谷氨酸 脱氢酶
HCHNH2
CH2 +NAD(P)H+NH3 CH2
CH2 +NAD(P)++H2 CH2 O
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COO
COO 完整版课件ppt
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H
H
（3）通过谷氨酰胺合成酶
-------
COOH
CHNH2 CH2
+
+NH4 + ATP
➢ Met合成
➢Lys
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3.丙氨酸族
丙酮酸
Ala、Val、Leu
谷丙转氨酶
➢谷氨酸 + 丙酮酸
α-酮戊二酸 + 丙氨酸
➢Val ➢Leu
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4. 丝氨酸族 甘油酸-3-磷酸
➢Ser ➢Gly ➢Cys
Ser、Gly、Cys
5. 组氨酸和芳香氨基酸族
磷酸核糖
His
氨基酸及其重要衍生物 的生物合成
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第一节 氨基酸的生物合成
一、必需氨基酸的概念 凡是机体不能自己合成，必需来自外界的氨基
酸，称为必需氨基酸。 人的必需氨基酸：Ile、Met、Val、Leu、 Trp、
Phe、 Thr、 Lys、 (His、 Arg)
植物能合成20种氨基酸。
人和动物只能直接合成部分氨基酸。
磷酸赤藓糖+PEP Phe、Tyr、Trp
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第二节、氨基酸生物合成的调节
最有效的调节是通过合成过程的终端产物， 反馈抑制反应系列中第一个酶的活性，即 通过别构效应调节第一个酶的活性
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一、通过终端产物对氨基酸合成的反馈抑制 1、简单的终端产物反馈抑制
A-B
C
D
E
如由Thr合成Ile(反馈抑制苏氨酸脱氨酶）
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2、不同终端产物对共同合成途径的协同抑制
E
A
-
B
C
D- F
G
H
如由Glu合成Gln第一步反应的酶-Gln合成酶
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3、不同分枝产物对多个同工酶的抑制
-
E
AB
C
D- -
-
FGH
如由赤藓糖-4-磷酸和PEP合成三种芳香族氨基酸
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五、氨基酸分族的生物合成情况
1. 谷氨酸族 -酮戊二酸
Glu、Gln、Pro、Arg
➢ Glu的合成
由α-酮戊二酸与游离氨，经L-Glu脱氢酸催化。 对于植物和微生物，氨的来源是Gln的酰胺基。
NH3 + α-酮戊二酸 Gln + α-酮戊二酸
Glu脱氢酶／NADPH Glu + H2O
Glu合酶／NADPH 2 Glu
➢Pro的合成（Glu环化而成）
➢Arg合成
➢Lys合成
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2.天冬氨酸族
草酰乙酸→Asp、Asn、Lys、Thr、Ile、Met
➢天冬氨酸
草酰乙酸 +Glu
➢ Asn合成
谷草转氨酶 Asp +α-酮戊二酸
Asp +Gln +ATP
（哺乳动物）
Asn合成酶
Mg2+
Asn+Glu+AMP+PPi
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4、顺序反馈抑制
终端产物E和H，只分别抑制分道后自己的分 支途径中第一个酶的活性。
e -E
A aB
C
Df -F
G
H
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二、 通过酶量调节
阻遏酶 同工酶
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第三节 几种重要的 氨基酸衍生物的生物合成
（1） 氧化氮: 由Arg在NOS催化下合成 （2） 谷光甘肽：Glu+Cys→gGlu-Cys
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➢Gln的合成 由α-酮戊二酸形成Glu，由Glu可以进一步形成Gln
谷胺酰胺合成酶
Glu + NH4++ATP
Gln +ADP+Pi+H+
Gln合成酶是催化氨转变为有机含氮物的主要酶，活 性受9种含氮物反馈调控：氨基Glc-6-P、Trp、Ala、 Gly、Ser、 His和CTP、 AMP、氨甲酰磷酸。除 Gly、Ala。
CH2
COOH
谷氨酰胺 合成酶
COOH
CHNH2 CH2 +ADP+Pi+H+ CH2 C=O NH2
三、碳源
直接碳源是相应的α-酮酸。
主要来源：糖酵解、TCA、磷酸已糖支路。
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四、二十种氨基酸的生物合成概况
丝
氨
His 和
酸
芳香
族
族
丙 氨 酸 族
天冬氨 酸族
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谷氨酸族