第十一章含氮化合物的代谢新讲课文档.ppt

第十一章含氮化合物的代谢新第一页，共六十三页第二页，共六十三页一、氨基酸的代谢合成分解第三页，共六十三页氨基酸代谢概况食物蛋白质食物蛋白质食物蛋白质食物蛋白质氨基酸氨基酸氨基酸氨基酸特殊途径特殊途径特殊途径特殊途径 - -酮酸酮酸酮酸酮酸糖及其代谢中糖及其代谢中糖及其代谢中糖及其代谢中间产物间产物间产物间产物脂肪及其代谢脂肪及其代谢脂肪及其代谢脂肪及其代谢中间产物中间产物中间产物中间产物TCATCA鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸鸟氨酸循环循环循环循环NHNH4 4+ +NHNH4 4+ +NHNH3 3COCO2 2HH2 2OO体蛋白体蛋白体蛋白体蛋白尿素尿素尿素尿素尿酸尿酸尿酸尿酸激素激素激素激素卟啉卟啉卟啉卟啉尼克酰氨尼克酰氨尼克酰氨尼克酰氨衍生物衍生物衍生物衍生物肌酸胺肌酸胺肌酸胺肌酸胺嘧啶嘧啶嘧啶嘧啶嘌呤嘌呤嘌呤嘌呤SOSO4 4 2 2 - -生物固氮生物固氮生物固氮生物固氮硝酸还原硝酸还原硝酸还原硝酸还原（次生物质代谢）（次生物质代谢）（次生物质代谢）（次生物质代谢）COCO2 2胺胺胺胺第四页，共六十三页第五页，共六十三页L-L-L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸+ + H2O - -酮戊二酮戊二酮戊二酮戊二 酸酸酸酸+ + NH3NADNAD（P P）+ +NADNAD（P P）HHAA的合成的合成直接合成直接合成转氨基作用转氨基作用AA的相互转化的相互转化直接合成直接合成1、氨基酸的合成、氨基酸的合成第六页，共六十三页。

转氨基作用转氨基作用谷丙转氨酶谷丙转氨酶（GPT）谷草转氨酶谷草转氨酶(GOT)第七页，共六十三页谷氨酸族谷氨酸族天冬氨天冬氨酸族酸族丙氨丙氨酸族酸族丝氨丝氨酸族酸族His 和和芳香族芳香族AA的相互转化的相互转化第八页，共六十三页1）第九页，共六十三页2）第十页，共六十三页3）第十一页，共六十三页4）第十二页，共六十三页5）第十三页，共六十三页第十四页，共六十三页谷氨酸族谷氨酸族天冬氨酸天冬氨酸族族丙氨丙氨酸族酸族丝氨丝氨酸族酸族His 和芳和芳香族香族12345第十五页，共六十三页2、氨基酸的分解氨基酸氨基酸胺胺CO2脱羧基作用脱羧基作用脱氨基作用脱氨基作用酮酸酮酸NH4 生理活性物质生理活性物质释放或重新利用释放或重新利用尿素和嘧啶等尿素和嘧啶等进一步氧化或转进一步氧化或转变为糖、脂肪变为糖、脂肪第十六页，共六十三页脱氨基作用脱氨基作用氧化脱氨基作用联合脱氨基作用转氨基作用第十七页，共六十三页氧化脱氨基作用 氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用主要有以下两种类型： -氨基酸氨基酸 氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O2 L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸+ + H2O - -酮戊二酮戊二酮戊二酮戊二 酸酸酸酸+ + NH3NADNAD（P P）+ +NADNAD（P P）HH第十八页，共六十三页。

转氨基作用 -氨基酸氨基酸1 R1-CH-COO- NH+3 |-酮酸酮酸1 R1-C-COO- O| R2-C-COO- O|-酮酸酮酸2 R2-CH-COO- NH+3 |-氨基酸氨基酸2转氨酶（辅酶：磷酸吡哆醛）（辅酶：磷酸吡哆醛） 在转氨酶的催化下，在转氨酶的催化下，在转氨酶的催化下，在转氨酶的催化下， - - - -氨基酸的氨基转移到氨基酸的氨基转移到氨基酸的氨基转移到氨基酸的氨基转移到-酮酸的酮基碳原子上，酮酸的酮基碳原子上，酮酸的酮基碳原子上，酮酸的酮基碳原子上，结果原来的结果原来的结果原来的结果原来的-氨基酸生成相应的氨基酸生成相应的氨基酸生成相应的氨基酸生成相应的-酮酸，而原来的酮酸，而原来的酮酸，而原来的酮酸，而原来的-酮酸则形成了相应的酮酸则形成了相应的酮酸则形成了相应的酮酸则形成了相应的-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用第十九页，共六十三页磷酸吡哆醛的作用机理第二十页，共六十三页GOT（谷丙转氨酶）（谷丙转氨酶）GPT （谷草转氨酶）（谷草转氨酶）第二十一页，共六十三页。

谷氨酰胺的生成和利用谷氨酰胺的生成和利用+NH+NH2 2+H+H2 2OOATP ADP+PiATP ADP+Pi谷氨酰胺合成酶谷氨酰胺合成酶MgMg2+2+2H+2H谷氨酸合成酶谷氨酸合成酶第二十二页，共六十三页联合脱氨基作用（1 1）概念）概念（2 2）类型）类型a a、转氨酶与转氨酶与L-L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联谷氨酸脱氢酶作用相偶联b b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联转氨基作用和转氨基作用和氧化脱氨基作氧化脱氨基作用联合进行的用联合进行的脱氨基作用方脱氨基作用方式第二十三页，共六十三页转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联转氨酶L-谷氨酸脱氢酶H20+NAD0+NAD+ +NH3+NADH-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸第二十四页，共六十三页转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联-氨基酸氨基酸-酮酸酮酸-酮戊二酸酮戊二酸谷氨酸谷氨酸草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸腺苷酰琥珀酸腺苷酰琥珀酸苹果酸苹果酸延胡索酸延胡索酸腺苷酸腺苷酸次黄苷酸次黄苷酸第二十五页，共六十三页鸟鸟氨氨酸酸循循环环氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸鸟氨酸鸟氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸瓜氨酸精氨琥珀酸精氨琥珀酸鸟氨酸鸟氨酸精氨酸精氨酸延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸氨基酸氨基酸谷氨酸谷氨酸 -酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天冬氨酸ATPAMP+PPiH2O2ATP+CO2+NH3+H2O2ADP+Pi基质基质线线粒粒体体胞液胞液NH2-C-NH2NH2-C-NH2OO尿素尿素第二十六页，共六十三页。

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第二十七页，共六十三页氨基酸中碳骨架的去路氨基酸中碳骨架的去路（1 1）再氨基化生成氨基酸再氨基化生成氨基酸（2 2）转变成糖或脂肪转变成糖或脂肪（3 3）进入进入EMPEMPTCATCA彻底氧化彻底氧化第二十八页，共六十三页氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径草酰乙酸草酰乙酸PEP -酮戊二酸酮戊二酸天冬氨酸天天冬氨酸天冬酰氨冬酰氨丙酮酸丙酮酸延胡索酸延胡索酸琥珀酰琥珀酰CoA乙酰乙酰CoA乙酰乙酰乙酰乙酰CoA苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸色氨酸色氨酸丙氨酸丙氨酸苏氨酸苏氨酸甘氨酸甘氨酸丝氨酸丝氨酸半胱氨酸半胱氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺精氨酸精氨酸组氨酸组氨酸脯氨酸脯氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸缬氨酸缬氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸天冬氨酸天冬氨酸异亮氨酸异亮氨酸甲硫氨酸甲硫氨酸缬氨酸缬氨酸葡萄糖葡萄糖柠檬酸柠檬酸第二十九页，共六十三页。

合成代谢合成代谢从头合成途径从头合成途径 (de novo synthesis pathway)补救合成途径补救合成途径 (salvage synthesis pathway) 分解代谢分解代谢 二、核苷酸代谢概况核苷酸代谢概况第三十页，共六十三页嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成第三十一页，共六十三页嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸天冬氨酸甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）甘氨酸甘氨酸甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）谷氨酰胺谷氨酰胺（酰胺基）（酰胺基）第三十二页，共六十三页 口口 诀诀左一碳，右一碳；左一碳，右一碳； 1天天2碳碳3酰胺；酰胺； 中间夹个甘氨酸；中间夹个甘氨酸； 4，5，7氮氮Gly； 头顶头顶CO2； 8-2，9-3来源同；来源同； 脚踏谷氨酰胺；脚踏谷氨酰胺； 6-C来自碳酸酐来自碳酸酐 剩下一氮天冬酸剩下一氮天冬酸第三十三页，共六十三页 天冬氨酸天冬氨酸(Asp) 一碳单位一碳单位嘌呤环合成原料嘌呤环合成原料 谷氨酰胺谷氨酰胺(Gln) 甘氨酸甘氨酸(Gly) CO2合成嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸: : 还需还需R-5-PR-5-P参与参与第三十四页，共六十三页。

过程过程1. IMP的合成的合成2. AMP和和GMP的生成的生成第三十五页，共六十三页1、IMP的合成过程的合成过程第三十六页，共六十三页 GAR合成酶合成酶转甲酰基酶转甲酰基酶 FGAM合成酶合成酶AIR合成酶合成酶第三十七页，共六十三页7891011第三十八页，共六十三页IMP生成总反应过程生成总反应过程第三十九页，共六十三页IMP的合成要点：的合成要点：在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环；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苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救合成是是5- 5-磷酸核糖的活性供体磷酸核糖的活性供体PRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶合成酶和酰胺转移酶为关键酶第四十页，共六十三页IMP是是AMP和和GMP的前体2、AMP和和GMP的生成的生成第四十一页，共六十三页第四十二页，共六十三页第四十三页，共六十三页脱氧核糖核苷酸的生成脱氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上进行在核苷二磷酸水平上进行（N代表代表A、G、U、C等碱基）等碱基） 4种种NDP（A、G、C及及U）经还原反应生成）经还原反应生成4种相种相应的应的dNDP 第四十四页，共六十三页。

IMPAMPGMPADPGDPATPGTPdADPdATPdGDPdGTP嘌呤核苷酸合成小结嘌呤核苷酸合成小结第四十五页，共六十三页 利利用用体体内内游游离离的的嘌嘌呤呤或或嘌嘌呤呤核核苷苷，经经过过简简单单的的反反应应，合合成成嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的过过程程，称称为为补补救合成（或重新利用）途径救合成（或重新利用）途径嘌呤核苷酸的补救合成途径嘌呤核苷酸的补救合成途径定义定义第四十六页，共六十三页腺嘌呤腺嘌呤 + + PRPPAMP + PPiAPRT次黄嘌呤次黄嘌呤 + + PRPPIMP + PPiHGPRT鸟嘌呤鸟嘌呤 + + PRPPHGPRTGMP + PPi合成过程合成过程第四十七页，共六十三页腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶( (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) )次黄嘌呤次黄嘌呤- -鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶( (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) )腺苷激酶腺苷激酶( (adenosine kinase)参与补救合成的酶参与补救合成的酶第四十八页，共六十三页。

腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP腺嘌呤核苷经腺苷激酶催化生成腺嘌呤核苷经腺苷激酶催化生成AMP参与合成的酶参与合成的酶第四十九页，共六十三页 嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成l嘧啶核苷酸的结构嘧啶核苷酸的结构第五十页，共六十三页嘧啶碱合成的元素来源嘧啶碱合成的元素来源第五十一页，共六十三页 CO2嘧啶环合成原料嘧啶环合成原料 谷氨酰胺谷氨酰胺(Gln) 天冬氨酸天冬氨酸(Asp)合成嘧啶核苷酸合成嘧啶核苷酸: 还需还需R-5-P参与参与第五十二页，共六十三页二）合成过程：（二）合成过程： 。