生物化学第部分省公共课一等奖全国赛课获奖课件.pptx

六、脂肪合成代谢 (一)原料、起源1、脂肪合成原料脂肪酸和甘油。生物体能利用糖类或简单碳原物质转化为脂肪酸。如油料作物利用CO2作碳原合成脂肪酸，微生物利用糖或乙酸作碳原合成脂肪酸，动物及人主要利用糖来合成脂肪酸。第1页脂肪酸合成方式：1、“从无到有”路径（全程合成路径）：细胞浆中进行。2、在已经有脂肪酸链上加上二碳物使碳链增加：线粒体或微粒体中进行。其中：合成脂肪酸直接原料：乙酰辅酶A和NADPH+H+；参加三脂酰甘油合成甘油是-磷酸甘油。第2页1、乙酰CoA起源 主要起源于糖分解、丙氨酸脱氨、乳酸脱氢等产生丙酮酸，经氧化脱羧而成。柠檬酸-丙酮酸循环：乙酰辅酶A都是在线粒体内生成，而脂肪酸合成相关酶却存在于细胞液中，乙酰辅酶A必须转运到细胞液中才能参加脂肪酸合成。乙酰辅酶A本身不能经过线粒体内膜，而是经过柠檬酸-丙酮酸循环进入细胞液。第3页第4页在线粒体内，乙酰辅酶A先与草酰乙酸缩合成柠檬酸，经过线粒体内膜上载体转运到细胞液中；经柠檬酸裂解酶催化柠檬酸分解为乙酰辅酶A和草酰乙酸；乙酰辅酶A在细胞液内合成脂肪酸，而草酰乙酸则还原成苹果酸，苹果酸经脱羧、脱氢生成丙酮酸，丙酮酸再进入线粒体羧化为草酰乙酸。第5页 除了“柠檬酸-丙酮酸循环”外，还有两种转运机制：-酮戊二酸转运：在动物肝脏和脂肪组织中，由谷氨酸氧化脱氨产生或三羧酸循环中-酮戊二酸，经过线粒体膜上二羧酸转运系统，由线粒体内转运到细胞浆中，然后由细胞浆中异柠檬酸脱氢酶催化还原为异柠檬酸（NADPH供氢），后者再转变为柠檬酸为脂肪酸合成提供乙酰CoA。另外，异柠檬酸也可从线粒体内转运到线粒体外，参加脂肪酸合成。第6页第7页肉毒碱转运：肉毒碱除了可将脂酰CoA 转运到线粒体内，还可将线粒体内乙酰CoA，以“乙酰肉毒碱”形式经过线粒体内膜转运到线粒体外。在细胞浆中乙酰肉毒碱被乙酰肉毒碱水解酶催化，水解释放乙酸，再由乙酰CoA合成酶使乙酸活化成乙酰CoA。（本转运提供乙线CoA非常少）。第8页第9页2、NADPH+H+起源 NADPH+H+是脂肪酸合成供氢体，主要来自磷酸戊糖路径，也可由柠檬酸-丙酮酸循环中苹果酸转化为丙酮酸时提供。第10页3、-磷酸甘油起源（1）由糖代谢而来糖代谢过程中产生磷酸二羟丙酮经-磷酸甘油脱氢酶催化还原成-磷酸甘油。脂肪组织及肌肉中主要是以此种方式生成-磷酸甘油。第11页第12页（2）甘油再利用肝外组织因为甘油激酶活性很低，三脂酰甘油分解产生甘油不能被再利用，通常随血液运输到甘油激酶活性高肝、肾等组织中，形成-磷酸甘油。第13页第14页(二)脂肪酸生物合成1、细胞浆中“从头合成”路径（合成饱和脂肪酸）（1）丙二酸单酰CoA生成乙酰CoA在乙酰辅酶A羧化酶催化下，加上CO2转变成丙二酸单酰辅酶A。（耗能反应）第15页第16页乙酰辅酶A羧化酶是脂肪酸合成调整酶。它受柠檬酸和乙酰CoA别构激活，同时受软脂酰CoA别构抑制，高糖低脂饮食会促进此酶合成。第17页（2）脂肪酸合成一分子乙酰CoA和7分子丙二酸单酰CoA在 脂 肪 酸 合 成 酶 系 催 化 下，由NADPH和H+供氢合成脂肪酸。软脂酸所需8个乙酰CoA单位中，只有碳链末端15和16两个碳直接来自乙酰CoA，其余7个二碳单位均以丙二酸单酰CoA形式参加合成。在脂肪酸合成中，一分子乙酰CoA只起“引物”作用。第18页脂肪酸合成酶系由7种蛋白质组成，以没有酶活性脂酰基载体蛋白（acylcarrierprotein，ACP）为中心，周围有序排布着含有催化活性酶。ACP将底物转送到各个酶活性位点上，使脂肪酸合有序进行。有催化活性酶分别催化酰基转移、缩合、加氢、脱水和硫解反应。第19页酰基转移反应：乙酰CoA和丙二酸单酰CoA分别由乙酰CoA酰基转移酶和丙二酸单酰CoA转移酶催化生成乙酰-ACP和丙二酸单酰-ACP。第20页 第21页缩合反应：乙酰-ACP和丙二酸单酰-ACP在-酮脂酰ACP合成酶作用下缩合生成-酮脂酰-ACP（乙酰乙酰-ACP）。第22页第一次加氢反应：-酮脂酰-ACP在-酮脂酰-ACP还原酶催化下，由NADPH+H+提供2H，还原为-羟丁酰-ACP。第23页脱水反应：-羟丁酰-ACP在-羟脂酰-ACP脱水酶作用下，其与碳原子间脱去一分子水生成烯丁酰-ACP（反式）。第24页第二次加氢反应：-烯丁酰-ACP在-烯脂酰-ACP还原酶作用下，接收NADPH+H+提供2H生成丁酰-ACP。第25页 丁酰-ACP是脂肪酸合成第一轮产物，经过此轮反应，延长了两个碳原子；丁酰-ACP又能够在-酮脂酰ACP合成酶催化下，与丙二酸单酰-ACP缩合，再经过上述步骤，增加两个碳原子，如此重复生成软脂酰-ACP（重复6次），并在硫酯酶催化下水解释放出软脂酸。第26页第27页1分子乙酰CoA和7分子丙二酸单酰CoA在脂肪酸合成酶系催化下，由NADPH+H+供氢合成软脂酸。总反应式：第28页2、线粒体和微粒体中合成在线粒体和微粒体中，脂肪酸合成主要是碳链延长。将细胞浆中合成软脂酸在线粒体和微粒体中延长成C18、C22、C24等脂肪酸。（动物体细胞浆中最多只能合成C16脂肪酸，原因：-酮脂酰ACP合成酶对14碳以上酯酰基催化能力很弱；硫酯酶对16碳原子脂酰基活性最大。）第29页在线粒体中能够进行与脂肪酸-氧化相同逆过程，使得一些脂肪酸碳链延长。首先缩合酶催化脂酰CoA与乙酰CoA形成-酮脂酰CoA，再经还原型辅酶和还原型辅酶供氢还原产生比原来多2个碳原子脂酰辅酶A，后者尚可经过类似过程，并重复屡次而加长碳链。第30页微粒体中合成：与线粒体相同，不一样点：利用丙二酰CoA加长碳链；还原过程需还原型辅酶供氢；酶不以ACP为酰基载体。第31页3、不饱和脂肪酸合成 在脂酰CoA去饱和酶作用下，分别将软脂酸和硬脂酸氧化得到棕榈酸和油酸。哺乳动物只含有引入C-9位双键酶，所以亚油酸和亚麻酸不能本身合成（必需脂肪酸）。第32页（三）脂肪合成原料：脂酰CoA和-磷酸甘油。详细步骤：第33页第34页甘油二酯再与一分子脂酰CoA缩合生成甘油三酯。第35页七、脂肪代谢调整（一）糖代谢对脂肪代谢调整1、糖供给充分时对脂肪酸代谢影响糖供给充分时，糖分解产生乙酰辅酶A及柠檬酸别构激活脂肪酸合成调整酶乙酰辅酶A羧化酶，促进丙二酸单酰辅酶A合成，三脂酰甘油合成代谢加强。第36页另外，丙二酸单酰CoA又可与脂酰CoA竞争脂肪分解调整酶-肉毒碱酰基转移酶，妨碍脂酰CoA进入线粒体进行-氧化。所以，糖供给充分，氧化分解正常时，脂肪合成代谢加强，分解代谢减慢。第37页2、糖供给不充分时对脂肪代谢影响糖供给不足，脂肪动员加紧，肝细胞内脂酰CoA增多，后者可别构抑制乙酰CoA羧化酶，从而抑制了脂肪合成。脂肪酸-氧化显著。第38页（二）激素对脂肪代谢影响1、有利于脂肪分解激素肾上腺素、生长素、甲状腺素等能促进脂肪水解调整酶三脂酰甘油脂肪酶活性，从而促进脂肪分解。第39页2、促进脂肪合成激素胰岛素是调整脂肪合成主要激素。它诱导乙酰CoA羧化酶、脂肪酸合成酶以及柠檬酸裂解酶等酶合成，从而促进脂肪合成。第40页八、磷脂代谢磷脂是组成生物体生物膜主要物质。（一）磷脂分解代谢参加磷脂分解酶主要有磷脂酶A1A2、C、D，它们作用于磷脂中不一样化学键。1、磷脂酶A：作用于磷脂中脂酰基酶称为磷脂酶A。其中水解键1叫做磷脂酶A1，水解键2叫做磷脂酶A2。第41页起源：动物肝、肾，蛇毒、蜂毒等。2、磷脂酶C：分解键3，使磷酸甘油酯键断裂。起源：主要存在于微生物中，动物脑中也有。3、磷脂酶D：作用于键4（磷酸胆碱或胆胺酯键），游离出胆碱或胆胺。第42页第43页甘油和磷酸进入糖代谢，深入氧化成CO2和水；胆碱经氧化或脱甲基生成甘氨酸；甘油、磷酸、胆碱也可参加磷脂合成；脂肪酸进行-氧化。第44页（二）磷脂合成代谢1、合成部位生物体几乎全部组织中都能合成磷脂，但以肝、肠等组织最活跃。2、合成原料主要有甘油、脂肪酸、磷酸胆碱等。其中脂肪酸：由脂肪酸合成路径产生；甘油：糖代谢产生。第45页3、卵磷脂合成 卵磷脂能够由二脂酰甘油与磷酸胆碱直接合成。（1）二脂酰甘油生成主要来自于磷脂酸；也可由磷酸甘油和脂酰CoA反应生成。第46页第47页（2）磷酸胆碱生成 由胆碱磷酸化产生。胆碱起源于食物；也可由丝氨酸脱羧和甲基化生成。第48页第49页（3）卵磷脂（或脑磷脂）生成 二脂酰甘油与磷酸胆碱（或磷酸胆胺）缩合形成卵磷脂（或脑磷脂）。第50页第51页九、胆固醇代谢（一）胆固醇合成代谢1、概述胆固醇是生物膜主要组成成份，在维持膜流动性和正常功效中起着主要作用。胆固醇又是类固醇激素、胆汁酸及维生素D前体。人体含胆固醇约2g/kg体重。第52页2、体内胆固醇起源（1）外源性胆固醇：来自于动物性食物（占少许）；（2）内源性胆固醇：机体合成（天天1克）第53页3、合成部位生物体各组织几乎都能合成胆固醇（除脑组织和成熟红细胞），肝脏和小肠合成能力最强，肝脏合成胆固醇占全身总合成量70%-80%，其此是小肠。进行部位：细胞液和内质网。第54页4、合成原料（1）乙酰辅酶A：大多数来自于线粒体中。（2）ATP供能：来自于线粒体中。（3）NADPH+H+提供氢：起源于磷酸戊糖路径。每合成1分子胆固醇需18分子乙酰辅酶A，36分子ATP，16分子NADPH+H+。第55页5、合成路径三个阶段：（1）乙 酰 CoA缩 合 为 甲 羟 戊 酸（mevalonic acid，MVA）2分子乙酰CoA缩合乙酰乙酰辅酶A，然后再与1分子乙酰辅酶A缩合成3-羟-3-甲基戊二酸单酰CoA（HMGCoA），后者经HMGCoA还原酶催化生成甲羟戊酸。HMGCoA是胆固醇、酮体及脂肪酸代谢主要中间产物。第56页第57页第58页HMGCoA还原酶特征：是胆固醇合成限速酶；糖蛋白；别构调整（胆固醇是其别构抑制剂），也可共价修饰调整（磷酸化后失活，脱磷酸后复活）；胰岛素促进此酶合成，加速胆固醇合成代谢。第59页（2）MVA转变为鲨烯（squalene）鲨烯是含有30个碳原子开链烯烃。第60页第61页第62页 由乙酰CoA到鲨烯合成在细胞液中进行，鲨烯由固醇载体转运到内质网中再合成胆固醇。第63页（3）胆固醇生成 由一套氧化环化酶系统催化。第64页第65页（4）胆固醇酯化 细胞内和血浆中游离胆固醇都能够被酯化为胆固醇酯，不一样部位所发生酯化反应不一样。血浆中胆固醇酯化：第66页6、胆固醇合成代谢调整（1）食物成份 食物胆固醇：显著抑制肝脏中HMGCoA还原酶活性，但小肠粘膜中HMGCoA还原酶不受食物胆固醇影响。食物脂肪：增强胆固醇合成。食物葡萄糖和蛋白质：增强胆固醇合成。（原因：产生了乙酰CoA）（2）激素胰岛素促进胆固醇合成，糖皮质激素和胰高血糖素抑制胆固醇合成。第67页甲状腺素：增强HMGCoA还原酶活性，促进胆固醇合成，同时甲状腺素又促进胆固醇在肝脏中转化为胆汁酸，从而使胆固醇含量降低。（甲状腺功效亢进者血浆胆固醇含量低于正常值）。第68页（二）胆固醇分解代谢 也叫胆固醇转化，胆固醇能够转化为各种活性物质。第69页第五章蛋白质降解及氨基酸分解代谢一、蛋白质酶促降解 食物蛋白质经人体各种蛋白酶（胃蛋白酶、胰蛋白酶、羧肽酶、氨肽酶等）作用降解成氨基酸混合物，再由肠粘膜上皮细胞吸收进入机体。游离氨基酸进入血液循环送到肝脏。动物组织中也有各种蛋白酶，也能将细胞本身蛋白质水解成氨基酸。就高等动物来讲，外界食物蛋白质经消化吸收氨基酸和体内合成及组织蛋白质经降解氨基酸，共同组成体内氨基酸代谢库。第70页第71页二、氨基酸普通代谢（共同路径）天然氨基酸分子都含有-氨基和羧基，所以各种氨基酸都含有共同代谢路径。不过因为不一样氨基酸侧链基团不一样，所以个别氨基酸还有其特殊代谢路径。氨基酸共同代谢包含脱氨基作用和脱羧基作用两方面。第72页（一）氨基酸脱氨基作用 主要有转氨基作用、氧化脱氨基作用、联合脱氨基作用等。1、转氨基作用（氨基移换作用）一个-氨基酸氨基能够转移到-酮酸上，从而生成对应一分子-酮酸和一分子-氨基酸。催化转氨基反应酶叫做转氨酶。第73页第74页 其中，-氨基酸能够看作是氨基供体，-酮酸是氨基受体。由糖代谢所产生丙酮酸、草酰乙酸及-酮戊二酸可分别转变成丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸；另外，蛋白质分解所产生丙氨酸、天冬氨酸及谷氨酸也可转变为丙酮酸、草酰乙酸和-酮戊二酸。转氨酶种类很多，其中最主要两种转氨酶是：谷丙转氨酶和谷草转氨酶。第75页 （1）谷丙转氨酶（GPT）催化谷氨酸与丙酮酸之间转氨作用。谷丙转氨酶以肝脏中活力最大，当肝细胞损伤时，酶就释放到血液内。所以临床上常以此来判断肝功效正常是否。第76页（2）谷草转氨酶（GOT）催化谷氨酸与草酰乙酸转氨作用。GOT以心脏中活力最大，其次是肝脏。临床上常以此作为心肌梗塞、心肌炎辅助判断指标。第77页2、氧化脱氨基作用 -氨基酸在酶催化下氧化脱氢生成-酮酸，同时释放出游离氨。氧化脱氨基作用包含脱氨与水解两个步骤。较主要有L-谷氨酸脱氢酶，其辅酶是NAD+或NADP+，能催化L-谷氨酸氧化脱氨基，生成-酮戊二酸及氨。第78页 L-谷氨酸脱氢酶特征：（1）有很强特异性，只催化L-谷氨酸氧化脱氨；（2）别构酶：ATP、NADH是其别抑制剂，ADP是其别构激活剂。（3）存在：动植物、微生物中。尤其是肝及肾组织中活力更强。第79页 意义：联络糖代谢与氨基酸代谢：L-谷氨酸脱氢脱氨后所产生-酮戊二酸可进入TCA循环彻底氧化产生能量；另外，在糖代谢中所产生-酮戊二酸也可转变为L-谷氨酸（氨基化作用）。3、联合脱氨基作用 转氨基作用和氧化脱氨基作用配合进行。联合脱氨基作用是生物体内氨基酸脱氨基作用主要方式。生物体内存在两种联合脱氨基作用：第80页（1）转氨基作用与谷氨酸氧化脱氨基作用联合 体内一些组织如肝脏、肾脏中L-谷氨酸脱氢酶活性高，主要以该种方式进行。该反应可逆，其逆反应是生成非必需氨基酸路径。第81页（2）转氨基作用与嘌呤核苷酸循环联合 体内一些组织如骨骼肌、心肌中L-谷氨酸脱氢酶活性低，这些部位以“嘌呤核苷酸循环”脱氨基作用为主。第82页4、非氧化脱氨基作用 主要在微生物体内进行。又分为直接脱氨基作用、脱水脱氨基作用、脱硫化氢脱氨基作用、水解脱氨、还原脱氨等。第83页（二）氨基酸脱羧基作用氨基酸在氨基酸脱羧酶作用下进行脱羧作用，生成二氧化碳和胺类。氨基酸脱羧酶特征：（1）在微生物中分布很广，高等动植物中也有；（2）专一性很高，普通来讲一个氨基酸脱羧酶只对一个氨基酸起脱羧作用。第84页1、主要氨基酸脱羧基作用（1）谷氨酸第85页-氨基丁酸（GABA）：对中枢神经系统传导含有抑制作用；VB6是其辅酶，所以临床上用VB6防治神经性妊娠呕吐及小孩抽搐；主要存在于大脑中。第86页（2）组氨酸组胺：血管舒张剂，含有扩张血管降低血压功效；促进胃液分泌；动物性食物腐败产生大量组胺。第87页（3）酪氨酸酪胺：使血压升高。第88页（4）色氨酸5-羟色胺（5-HT，血清素）：促进微血管收缩、血压升高和促进肠胃蠕动；促进睡眠；与神经兴奋传导相关，当其浓度降低时，痛阈降低。第89页 三、氨基酸分解产物代谢氨基酸经脱氨作用生成氨及-酮酸；氨基酸经脱羧作用产生二氧化碳及胺。其中，二氧化碳由肺排出；胺可随尿直接排出，也可在酶作用 下转化为其它物质；氨和-酮酸深入代谢。第90页（一）氨代谢转变1、氨起源 氨基酸脱氨基产生；肠道吸收（食物腐败产生、尿素渗透肠道被脲酶水解）；肾小管上皮细胞分泌（谷氨酰胺分解产生）；药品或其它含氮物质。氨有毒，高等动物脑组织对氨相当敏感，血液中含1%氨即可引发中枢神经系统中毒（语言紊乱、视力含糊、甚至昏迷死亡，机理：高浓度氨与-酮戊二酸形成谷氨酸，使大脑中-酮戊二酸大量降低，造成TCA循环无法正常进行，从而引发脑功效受损）。第91页2、氨代谢转变（1）尿素合成：是氨代谢主要路径。合成器官：主要是肝脏。合成路径：鸟氨酸循环，分为四个步骤：a、瓜氨酸生成氨和二氧化碳（起源于糖代谢）在氨基甲酰磷酸合成酶作用下生成氨基甲酰磷酸，再在鸟氨酸氨基甲酰转移酶作用下，将氨基甲酰转移给鸟氨酸生成瓜氨酸。整个反应在线粒体内进行。第92页第93页b、精氨酸生成线粒体内合成瓜氨酸穿过线粒体膜转运到细胞液中，在精氨酸代琥珀酸合成酶和精氨酸代琥珀酸裂解酶作用下生成精氨酸。第94页第95页c、精氨酸水解生成尿素精氨酸在精氨酸酶催化下生成尿素和鸟氨酸。第96页精氨酸酶专一性很强，只对L-精氨酸有作用，存在于排尿素动物肝脏中。产生鸟氨酸又可穿过线粒体膜进入线粒体中在参加循环。总结：有毒氨在肝脏中转变为无毒尿素后，经血液运输到肾脏，然后随尿液排出体外。每生成1mol尿素要消耗3molATP。第97页第98页（2）酰胺合成 存在于大脑、肝脏及肌肉等细胞中谷氨酰胺合成酶，能催化氨与谷氨酸合成谷氨酰胺，然后谷氨酰胺经过血液循环运输到肾脏，经谷氨酰胺作用分解成谷氨酸和氨。所以，谷氨酰胺既是氨解毒产物，也是氨储运及运输形式。第99页第100页 另外，氨在天冬酰胺合成酶催化下还可生整天冬酰胺，当需要时，天冬酰胺分子内氨基又能够经过天冬酰胺酶作用分解出来，合成氨基酸。第101页（3）重新利用氨能够使-酮酸氨基化为非必需氨基酸；还能够合成嘧啶环。第102页（二）-酮酸代谢转变1、再合成氨基酸 体内氨基酸脱氨基作用与-酮酸氨基化是一对可逆反应，在正常情况下处于动态平衡。当体内氨基酸过剩时，脱氨基作用旺盛；当机体需要氨基酸时，氨基化作用旺盛。-酮酸氨基化是生成非必需氨基酸路径之一。第103页2、氧化成二氧化碳及水 当体内需要能量时，-酮酸可被氧化成二氧化碳和水，并释放能量。氧化主要路径是TCA循环。丙酮酸、草酰乙酸、-酮戊二酸均可经过TCA循环被氧化。第104页3、转变成糖及脂肪 当体内不需要-酮酸转变为氨基酸，且体内能量供给充分时，-酮酸能够转变为糖及脂肪。生糖氨基酸：在体内能够转变为糖氨基酸。生酮氨基酸：在体内能够转变为酮体氨基酸。生糖兼生酮氨基酸：二者兼有氨基酸。第105页第106页第107页氨基酸、糖、脂肪代谢关系：第108页四、个别氨基酸代谢（一）一碳单位代谢 1、概念 在生物合成中能够转移一个碳原子化学基团叫做一碳单位或一碳基团。催化一碳单位转移酶叫做一碳单位转移酶。第109页2、种类第110页3、进行一碳单位代谢氨基酸甘氨酸、丝氨酸、色氨酸、组氨酸、蛋氨酸等。（二）芳香族氨基酸分解代谢芳香族氨基酸：苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸。1、苯丙氨酸分解代谢（1）生成酪氨酸在苯丙氨酸羟化酶（加单氧酶）作用下生成酪氨酸。第111页第112页（2）生成苯丙酮酸 这是氨基酸代谢缺乏症（先天性苯丙氨酸羟化酶缺乏者，不能将苯丙氨酸转变为酪氨酸，而在转氨酶作用下将苯丙氨酸转氨基生成苯丙酮酸，进入血液，最终随尿排出，称为“苯丙酮酸尿症”，症状：新生儿呕吐，智力迟钝）。第113页2、酪氨酸分解代谢 酪氨酸在不一样酶作用下生成多巴胺、黑色素、酪氨等物质。第114页其中，多巴胺（DA）含有各种生理功效，与神经传递、肾上腺素合成、睡眠节律等都相关系。氨基酸代谢缺乏症：先天性缺乏酪氨酸酶缺乏患者，即“白化病”。第115页3、色氨酸分解代谢转变为尼克酸；氧化和脱羧生成5-羟色胺（使组织和血管收缩；且与脑组织活动、体温调整等生理作用相关）；生成吲哚乙酸（植物生长刺激素）。第116页第117页五、氨基酸合成代谢 不一样氨基酸合成路径不一样，依据其本身代谢规律分为以下几个：（一）酮戊二酸衍生类型（谷氨酸类型）-酮戊二酸与氨在L-谷氨酸脱氢酶作用下，还原氨基化生成L-谷氨酸；L-谷氨酸与氨在谷胺酰胺合成酶作用下生成谷氨酰胺；L-谷氨酸-羧基还原为谷氨酸半醛，然后环化为二氢吡咯-5-羧酸，再有二氢吡咯还原酶作用生成L-脯氨酸；谷氨酸还可经过一系列酶作用生成鸟氨酸；鸟氨酸再经过鸟氨酸循环生成精氨酸。即：-酮戊二酸衍生型可合成谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸、鸟氨酸、精氨酸等非必需氨基酸。第118页（二）草酰乙酸衍生类型 在谷-草转氨酶催化下，草酰乙酸与谷氨酸生成L-天冬氨酸；天冬氨酸经天冬酰胺合成酶催化，在谷氨酰胺和ATP参加下，从谷氨酰胺上获取酰胺基生成L-天冬酰胺；细菌和植物还可由L-天冬氨酸为起始物合成赖氨酸或转变为蛋氨酸；另外，L-天冬氨酸还能够转变为苏氨酸；L-天冬氨酸还能够与丙氨酸作用合成异亮氨酸。即：草酰乙酸衍生型可合成L-天冬氨酸、天冬酰胺、赖氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、异亮氨酸等6种氨基酸。第119页（三）丙酮酸衍生类型 丙酮酸能够合成L-丙氨酸、L-缬氨酸、L-亮氨酸。（四）甘油酸-3-磷酸衍生类型 由甘油酸-3-磷酸开始，经酶催化分别合成丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸。（五）赤藓糖-4-磷酸和烯醇丙酮酸磷酸衍生类型 芳香族氨基酸中苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸可由赤藓糖-4-磷酸为起始物在有烯醇丙酮酸磷酸条件下经各种酶促反应生成色氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸。第120页（六）磷酸核糖焦磷酸衍生类型 路径复杂。由磷酸核糖焦磷酸开始，最终生成L-组氨酸。第121页第122页 第六章 核酸降解和核苷酸代谢 一、核酸酶促降解及核苷酸分解代谢（一）核酸解聚 在酶作用下，核酸中连接核苷酸磷酸二酯键水解断裂成低级多核苷酸和单核苷酸。作用于核酸链内部磷酸二酯键酶称为核酸酶（核酸内切酶，endonuclease），包含作用于DNA脱氧核糖核酸酶和作用于RNA核糖核酸酶。另外，有一些专一性较低磷酸二酯酶对DNA和RNA水解都能起作用，它们从DNA和RNA（或其低级多核苷酸）链一端逐一水解下单核苷酸，此酶叫做核酸外切酶（exonuclease）。第123页（二）核苷酸降解 单核苷酸在细胞内磷酸单酯酶或核苷酸酶作用下水解成核苷与磷酸。磷酸单酯酶有特异性和非特异性两种。其中，非特异性磷酸单酯酶对全部位置磷酸基都能水解。核苷在核苷酶（有两种：核苷磷酸化酶和核苷水解酶）作用下分解成碱基和戊糖。第124页 其中，核苷磷酸化酶存在广泛，而核苷水解酶主要存在于植物和微生物体内，只对核糖核苷起作用，对脱氧核糖核苷没有作用。1-磷酸戊糖再转变为5-磷酸核糖，经过磷酸戊糖路径深入代谢。（三）碱基分解1、嘌呤分解 首先在各种脱氨酶作用下水解脱去氨基，使腺嘌呤转化为次黄嘌呤，鸟嘌呤转化为黄嘌呤。第125页 动物组织中腺嘌呤脱氨酶含量极少，而腺苷脱氨酶和腺苷酸脱氨酶活性较高，所以，腺嘌呤脱氨基主要在核苷和核苷酸水平。第126页 鸟嘌呤脱氨酶分布较广，故鸟嘌呤脱氨基主要在碱基水平。第127页 次黄嘌呤和黄嘌呤在黄嘌呤氧化酶作用下氧化成尿酸。第128页 所以尿酸是人体内嘌呤分解代谢最终产物，尿酸以其盐类形式经肾脏排出体外。不一样生物嘌呤分解代谢终产物各不相同。人和猿类以及一些排尿酸动物（如鸟类、一些爬行类动物、昆虫等），嘌呤分解终产物是尿酸。其它各种动物则将尿酸深入分解，直到最终形成二氧化碳和氨。第129页第130页第131页 正常人血浆中尿酸含量为20-60mg/L，超出80mg/L时，尿酸盐晶体会沉积在关节、软组织、软骨、肾等部位，造成关节炎、尿路结石以及肾脏疾病，即“痛风症”。摄取大量嘌呤食物或尿酸排泄障碍时易患痛风症。第132页 临床上用“别嘌呤醇”治疗痛风症，机理：别嘌呤醇结构与次黄嘌呤相同，是黄嘌呤氧化酶竞争性抑制剂。第133页2、嘧啶分解 与嘌呤分解相同，嘧啶分解时，有氨基首先水解脱氨基。胞嘧啶脱氨基转变为尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原打破环内双键后，水解开环成链状化合物，继续水解成二氧化碳、氨、-丙氨酸和-氨基异丁酸。其中二氧化碳经呼吸道排出体外，氨在肝脏合成尿素经肾脏排出，-丙氨酸经转氨、氧化以及脱羧作用生成乙酰CoA进入TCA循环。一部分-氨基异丁酸经肾脏排出，另一部分经转氨、氧化等作用生成琥珀酰CoA进入TCA循环。在人和一些生物体内，脱氨基作用也可在核苷或核苷酸水平进行。第134页第135页二、核苷酸生物合成（一）核苷酸合成基本路径 动物、植物和微生物通常都能合成各种嘌呤和嘧啶核苷酸。核苷酸生物合成有两条基本路径：1、“从头合成”路径或“从无到有”路径 利用核糖磷酸、氨基酸、二氧化碳和氨等原料，经过一系列酶促反应合成核苷酸。因为此路径不经过碱基、核苷中间阶段，故得名。肝、小肠、胸腺等组织主要进行此种路径。第136页2、利用体内游离碱基和核苷合成核苷酸，称为“补救路径”。脑、骨髓、脾只能进行此种路径。另外，遗传原因、疾病、药品、毒物，甚至心理担心都能造成从头合成路径中一些酶缺乏，致使合成核苷酸速度不能满足细胞生长需要。此时，补救路径对维持正常生命活动尤为主要。第137页（二）嘌呤核苷酸“从头合成”路径 用同位素标识试验证实，嘌呤环中各个原子起源于不一样物质。第138页1、IMP合成（1）5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）生成起始步骤 磷酸核糖焦磷酸合成酶催化5-磷酸核糖和ATP生成。第139页（2）5-磷酸核糖焦磷酸与谷氨酰胺反应生成5-磷酸核糖胺、谷氨酸和无机焦磷酸。催化此反应酶是磷酸核糖焦磷酸酰胺基转移酶。第140页（3）5-磷酸核糖胺在ATP参加下与甘氨酸合成甘氨酰胺核苷酸。催化此反应酶是甘氨酰胺核苷酸合成酶。第141页（4）甘胺酰胺核苷酸在甘胺酰胺核苷酸甲酰基转移酶作用下生成甲酰甘胺酰胺核苷酸。第142页（5）甲酰甘胺酰胺核苷酸与谷氨酰胺、ATP作用，闭环之前在第3位上加上氮原子。催化此反应酶是甲酰甘氨咪唑核苷酸合成酶。第143页（6）闭环 在氨基咪唑核苷酸合成酶作用下生成5-氨基咪唑核苷酸。第144页（7）六员环合成开始 在氨基咪唑核苷酸羧化酶催化下，5-氨基咪唑核苷酸与二氧化碳生成5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸。第145页（8）嘌呤环第1位氮固定 在氨基咪唑琥珀酸氨甲酰核苷酸合成酶催化下，5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸与天冬氨酸和ATP生成5-氨基咪唑-4-琥珀酸甲酰胺核苷酸。第146页（9）脱掉延胡索酸 反应由腺甘酸裂解酶催化。生成5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸和延胡索酸。第147页（10）嘌呤环上最终碳原子由甲酰基供给。催化此反应酶是氨基咪唑酰胺核苷酸甲酰基转移酶。第148页（11）脱水环化 在次黄苷酸环水解酶作用下脱水环化生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）。第149页第150页 其中，反应（1）是磷酸基转移反应，（2）、（5）是氨基化反应，（3）、（4）、（8）、（10）是合成酰胺键反应，（6）和（11）是脱水环化反应，（7）是酰基化反应，（9）是裂解反应。第151页2、AMP和GMP合成（1）IMP在GTP存在情况下与天冬氨酸合成腺苷酸琥珀酸（由腺苷酸琥珀酸合成酶催化），腺苷酸琥珀酸裂解为腺嘌呤核苷酸和延胡索酸。（2）IMP在IMP脱氢酶作用下氧化为黄嘌呤核苷酸（XMP），再由GMP合成酶催化氨基化生成GMP。第152页第153页（三）嘌呤核苷酸“补救路径”1、在核苷磷酸化酶作用下，嘌呤碱基与1-磷酸核糖作用生成核苷，核苷再磷酸化生成核苷酸。因为生物体内除了腺苷激酶外，缺乏其它嘌呤核苷激酶，所以此路径不是主要路径。第154页2、在磷酸核糖转移酶催化下，嘌呤碱基与5-磷酸核糖焦磷酸作用生成核苷酸和焦磷酸。（主要路径）第155页（四）嘧啶核苷酸“从头合成”路径 用同位素标识试验证实，嘧啶环中各个原子起源于不一样物质。第156页 与合成嘌呤环不一样，嘧啶核苷酸合成首先形成嘧啶环，再与磷酸核糖结合成为乳清苷酸，最终生成尿嘧啶核苷酸。其它嘧啶核苷酸由尿苷酸转变而来。第157页第158页（五）嘧啶核苷酸“补救路径”与嘌呤核苷酸类合成类似。1、在尿苷磷酸化酶作用下，尿嘧啶与1-磷酸核糖作用生成尿苷，尿苷在尿苷激酶作用下被磷酸化形成尿嘧啶核苷酸。（主要路径）第159页 尿苷激酶还能催化胞嘧啶核苷生成胞嘧啶核苷酸。第160页2、在嘧啶核糖磷酸转移酶催化下，嘧啶与5-磷酸核糖焦磷酸作用生成核苷酸和焦磷酸。（从人体红细胞中取得嘧啶核糖磷酸转移酶只对尿嘧啶、胸腺嘧啶起作用，对胞嘧啶没有作用）。第161页 三、脱氧核苷酸生物合成 生物体内脱氧核苷酸是由核糖核苷酸还原生成，对于大多数生物来说，此转变是在二磷酸核糖核苷水平上进行。1、脱氧核糖腺苷酸、脱氧核糖鸟苷酸、脱氧核糖胞苷酸、脱氧核糖尿苷酸生成 在二磷酸核苷水平上，经二磷酸核苷还原酶（NDP还原酶）催化，以“硫氧还原蛋白”为还原剂，脱氧生成二磷酸脱氧核苷，再在激酶作用下转变成三磷酸脱氧核苷。氧化态硫氧化还原蛋白在硫氧还原蛋白还原酶作用下再变成还原态。第162页第163页2、胸腺嘧啶脱氧核苷酸生成 由尿苷酸还原成尿苷酸脱氧核苷酸，最终在胸苷酸合成酶作用下经甲基化作用形成胸腺嘧啶脱氧核苷酸。第164页四、核苷酸从头合成调整（一）嘌呤核苷酸从头合成调整1、IMP、AMP、GMP抑制PRPP合成酶和PRPP酰胺转移酶活性；2、过量AMP抑制腺苷酸琥珀酸合成酶活性，抑制AMP合成；同理过量GMP抑制次黄嘌呤脱氢酶活性，从而抑制GMP合成；3、IMP转变为腺苷酸琥珀酸时需要GTP，XMP转变成GMP时需要ATP，所以GTP可促进AMP生成，ATP可促进GMP生成。第165页（二）嘧啶核苷酸从头合成调整1、在哺乳动物细胞中，嘧啶核苷酸合成主要调整酶是“氨甲酰磷酸合成酶”，受UMP抑制；2、与嘌呤核苷酸合成一样，PRPP合成酶活性也受其合成产物嘧啶核苷酸抑制；所以，PRPP合成酶是两类核苷酸合成共同调整酶；3、CTP合成酶受ATP反馈抑制。第166页五、核苷酸从头合成抗代谢物 （一）概念 核苷酸抗代谢物：能够抑制核苷酸合成物质叫做“核苷酸抗代谢物”。通常这些化合物化学结构与核苷酸合成代谢中间产物类似。经常作为抗肿瘤药品。（二）种类1、嘌呤类似物 主要有6-巯基嘌呤、6-巯基鸟嘌呤、8-氮杂鸟嘌呤等。在临床上使用最广是6-巯基嘌呤。第167页2、谷氨酰胺和天冬氨酸类似物 主要有重氮丝氨酸、6-重氮-5-氧正亮氨酸。副作用较大，临床上使用不多。第168页3、叶酸类似物 主要有氨基蝶呤、氨甲基蝶呤等。第169页4、嘧啶类似物5-氟尿嘧啶（5-FU）与胸腺嘧啶相同。第170页