“蛋白质中氨基酸发生改变是指氨基酸的排列顺序发生改变”这句话不对。
氨基酸中除了主链上的氨基和羧基,发生反应,其测量上也有很多可以发生反应的基团。例如半胱氨酸的巯基,赖氨酸的氨基,以及谷氨酸的羧基等,其重要性不比主链的反应基团差,是形成蛋白质三级结构必须的。
例如,胰岛素由A、B两个肽链组成。其中A7(Cys)-B7(Cys)、A20(Cys)-B19(Cys)四个半胱氨酸中的巯基形成两个二硫键,使A、B两链连接起来。此外A链中A6(Cys)与A11(Cys)之间也存在一个二硫键。连接起来的两条肽链,才会有活性。
4、 氨基酸碳架的去向
20余种aa有三种去路
(1)氨基化还原成氨基酸。
(2)氧化成CO2和水(TCA)。
(3)生糖、生脂。
20余种aa的碳架可转化成7种物质:丙酮酸、乙酰CoA、乙酰乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。它们最后集中为5种物质进入TCA:乙酰CoA、α-酮戊二酸、琥珀酰CoA、延胡索酸、草酰乙酸。
1) 转变成丙酮酸的途径
Ala、Gly、Ser、Thr、Cys形成丙酮酸的途径
(1)、 Ala 经与α-酮戊二酸转氨(谷丙转氨酶)
(2)、 Gly先转变成Ser,再由Ser转变成丙酮酸。
Gly与Ser的互变是极为灵活的,该反应也是Ser生物合成的重要途径。
Gly的分解代谢不是以形成乙酰CoA为主要途径,Gly的重要作用是一碳单位的提供者。
Gly + FH4 + NAD+ → N5,N10-甲烯基FH4 + CO2 + NH4+ + NADH
(3)、 Ser 脱水、脱氢,生成丙酮酸(丝氨酸脱水酶)
(4)、 Thr 有3条途径
① 由Thr醛缩酶催化裂解成Gly和乙醛,后者氧化成乙酸 → 乙酰CoA。
(5)、 Cys 有3条途径
① 转氨,生成β-巯基丙酮酸,再脱巯基,生成丙酮酸。
② 氧化成丙酮酸
③加水分解成丙酮酸
2) 转变成乙酰乙酰CoA的途径
Phe、Tyr、Leu
(1)、 Phe → Tyr → 乙酰乙酰CoA
Phe、Tyr分解为乙酰乙酰CoA和延胡索酸的途径
(2)、 Tyr
产物:1个乙酰乙酰CoA(可转化成2个乙酰CoA。),1个延胡索酸,1个CO2 ,
(3)、 Leu
产物:1个乙酰CoA,1个乙酰乙酰CoA,相当于3个乙酰CoA。
反应中先脱1个CO2 ,后又加1个CO2 ,C原子不变 。
(4)、 Lys
产物:1个乙酰乙酰CoA,2个CO2 。
在反应途中转氨:a 氧化脱氨 , b 转氨
(5)、 Trp
产物:1个乙酰乙酰CoA,1个乙酰CoA,4个CO2 ,1个甲酸。
3) α-酮戊二酸途径
Arg、His、Gln、Pro、Glu形成α-酮戊二酸的途径
(1)、 Arg 产物:1分子Glu,1分子尿素
(2)、 His 产物:1分子Glu,1分子NH3 ,1分子甲亚氨基
(3)、 Gln 三条途径
① Gln酶: Gln + H2O → Glu + NH3
② Glu合成酶: Gln+α-酮戊二酸 + NADPH → 2Glu + NADP+
③ 转酰胺酶:Gln+α-酮戊二酸 → Glu + r-酮谷酰氨酸 → α-酮戊二酸 + NH4+
(4)、 Pro 产物:Pro → Glu
Hpro → 丙酮酸 + 丙醛酸
4) 琥珀酰CoA途径
Met、Ile、Val转变成琥珀酰CoA
(1)、 Met 给出1个甲基,将-SH转给Ser(生成Cys),产生一个琥珀酰CoA
(2)、 Ile 产生一个乙酰CoA和一个琥珀酰CoA
(3)、 Val
5)草酰乙酸途径
Asp和Asn可转变成草酰乙酸进入TCA,Asn先转变成Asp(Asn酶),Asp经转氨作用生成草酰乙酸
6)延胡索酸途径
Phe、Tyr可生成延胡索酸。
生糖氨基酸与生酮氨基酸
生酮氨基酸:Phe、Tyr、Leu、Lys、Trp。在分解过程中转变为乙酰乙酰CoA,后者在动物肝脏中可生成乙酰乙酸和β-羟丁酸,因此这5种aa称生酮aa
生糖氨基酸:凡能生成丙酮酸、α-酮戊二酸、琥珀酸、延胡索酸、草酰乙酸的aa都称为生糖aa,它们都能生成Glc。
而Phe、Tyr是生酮兼生糖aa。
5、 由氨基酸衍生的其它重物质
1)由氨基酸产生一碳单位
一碳单位:具有一个碳原子的基团,包括:亚氨甲基(-CH=NH),甲酰基( HC=O-),羟甲基(-CH2OH),亚甲基(又称甲叉基,-CH2),次甲基(又称甲川基,-CH=),甲基(-CH3)
一碳单位不仅与aa代谢密切相关,还参与嘌呤、嘧啶的生物合成,是生物体内各种化合物甲基化的甲基来源。
Gly、Thr、Ser、His、Met 等aa可以提供一碳单位。
一碳单位的转移靠四氢叶酸(5,6,7,8-四氢叶酸),携带甲基的部位是N 5、N 10
2) 氨基酸与生物活性物质
(1)、 Tyr与黑色素
(2)、 Tyr与儿茶酚胺类
可生成多巴、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素,这四种统称儿茶酚胺类。前二者是神经递质,后二者是激素
Tyr形成多巴、多巴胺、去甲肾上腺素、肾上腺素
(3)、 Trp与5-羟色胺及吲哚乙酸
Trp形成5-羟色胺及吲哚乙酸
5-羟色胺是神经递质,促进血管收缩
(4)、 肌酸和磷酸肌酸(Arg、Gly、Met)
肌酸和磷酸肌酸,在贮存和转移磷酸键能中起重要作用。它们存在于动物的肌肉、脑、血液中。Arg、Gly、Met形成磷酸肌酸
肌酸合成中的甲基化:S-腺苷Met
(5)、 His与组胺
His脱羧生成组胺,是一种血管舒张剂,在神经组织中是感觉神经的一种递质。
(6)、 Arg → 水解 → 鸟氨酸 → 脱羧 → 腐胺 → 亚精胺 → 精胺
(7)、 Glu与r-氨基丁酸
Glu本身就是一种兴奋性神经递质(还有Asp),在脑、脊髓中广泛存在。Glu脱羧形成的r-氨基丁酸是一种抑制性神经递质。
(8)、 牛磺酸和Cys
Cys 的SH氧化成-SO3-,并脱去-COO - 就形成了牛磺酸,牛磺酸与胆汁酸结合,乳化食物。
6、 氨基酸代谢缺陷症
苯丙酮尿症(PKU)
三、 氨基酸合成代谢
1、 氨基酸合成中的氮源和碳源
1) 氮源(无机氮不行)
(1)生物固氨(微生物)
a与豆科植物共生的根瘤菌
b自养固氮菌 兰藻
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)各种脱氨基酸作用产生的NH3(所有生物)
2) 碳源
直接碳源是相应的α-酮酸,植物能合成20种aa相应的全部碳架或前体。人和动物只能直接合成部分aa相应的α-酮酸。
主要来源:糖酵解、TCA、磷酸已糖支路。
必需氨基酸:Ile、Leu、Lys、Met、Phe、Thr、Trp、Val、(Arg、His)
3) 植物、部分微生物aa合成方式
①α-酮戊二酸衍生类型 Glu、Gln、Pro、Arg、Lys(蕈类、眼虫)
与aa分解进入α-酮酸的途径比较,少了一种aa,即His。
②草酰乙酸衍生类型 Asp、Asn、Met、Thr、Ile(也可归入丙酮类)、Lys(植物、细菌)
经TCA中间产物(α-酮戊二酸、草酰乙酸)可合成10种aa,即Glu、Gln、Pro、Arg、Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys。
③丙酮酸衍生类型 Ala、Val(Ile)、Leu
④3-磷酸甘油酸衍生类型 Ser、Gly、Cys
经酵解中间产物(3-磷酸甘油酸、丙酮酸),可合成Ser、Cys、Gly、 Ala、Val、Leu等6种aa。
⑤经酵解及磷酸戊糖中间产物(磷酸烯醇丙酮酸、4-磷酸赤藓糖),可合成Phe、Tyr、Trp等3种芳香族aa。
⑥His有自己独特的合成途径,与其它氨基酸之间没有关系
2、 脂肪族氨基酸生物合成途径
1) α-酮戊二酸衍生类型(Glu、Gln、Pro、Arg、Lys(蕈类、眼虫))
(1)、 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。
(2)、 Gln的合成
由α-酮戊二酸形成Glu,由Glu可以进一步形成Gln,
Gln合酶是催化氨转变为有机含氮物的主要酶,活性受8种含氮物反馈调控:
氨基Glc-6-P、Trp、Ala、 Gly、 His和CTP、 AMP、氨甲酰磷酸。
除Gly、Ala,其余含氮物的氮都来自Gln。
(3)、 Pro的合成 (Glu环化而成)
(4)、 Arg合成
(5)、 Lys合成
① α-酮戊二酸衍生型(蕈类、眼虫)
② 天冬氨酸、丙酮酸衍生型(植物、细菌)
2) 草酰乙酸衍生类型(Asp、Asn、Met、Thr、Ile、Lys(植物、细菌))
(1)、 Asp合成
(2)、 Asn合成(转移酰胺基)
哺乳动物
(3)、 Met合成
(4)、 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。
(5)、 Ile合成 (与Val极为相似)
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。
(6)、 Lys(植物、细菌) P267 图17-5
3) 丙酮酸衍生型(Ala、Val(Ile)、Leu)
4) 3-磷酸甘油酸衍生型(Ser、Gly、Cys)
3、 芳香族氨基酸及His的生成合成
1) Phe、Tyr、Trp的合成
分枝酸 : 2磷酸烯醇丙酮酸,1个赤藓糖4-P
2)His合成
本章重点:脱氨的几种方式;氨的去路;尿素的合成;氨的转运;脱氨后碳架的去向;aa合成中的碳源氮源;Gln、Glu合成;一碳单位及作用
这是最基本的氨基酸三字母缩写,世界通用,如果你以后要往生物发展的话,几乎并需记住20个氨基酸的单字母缩写和三字母缩写言归正传,Ala丙氨酸(单字母A),Cys半胱氨酸(单字母C),Gly甘氨酸(单字母G),Thr苏氨酸(单字母T)
这里你发现单字母都是三字母的第一个字母,事实上还有很多因为字母重复所以不是
全部的氨基酸我就不写了,请自行google或百度搜索“氨基酸表”
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