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氨基酸，核苷酸及相关分子的生物合成PART 1. 氨基酸及相关生物分子的合成氨代谢概述氮气通过固氮作用变成氨20种氨基酸的生物合成其他由氨基酸衍生的生物分子的合成氮循环氮可通过固氮酶复合物来固定✓固氮作用：在固氮生物中将氮气转化为氨•Cyanobacteria (蓝绿藻, photosynthetic)•rhizobia (根瘤菌, symbiont 共生生物)✓硝化作用：进入土壤的氨被氧化成为硝酸盐而获得能量的过程。
✓反硝化作用：细菌通过在厌氧条件下将硝酸盐转化为氮气来实现固定的氮和大气中的氮的平衡的过程。
✧固氮复合酶的关键成分是二固氮酶还原酶和二固氮酶。
固氮是通过一个具有高度还原状态的二固氮酶催化及摄取8个电子而实现的，其中6个电子用于还原氮气，2个电子用于产生1分子的氢气。
且要求还原酶水解ATP 用于还原二固氮酶。
固氮过程中ATP起着催化作用而不是发挥热动力学效应。
氨通过谷氨酸和谷氨酰胺渗入到生物分子中谷氨酸通过转氨作用为其他大多数氨基酸提供氨基，谷氨酰胺中的酰胺氮也是大多数生物合成中氨基的来源。
✓将氨根离子吸收进谷氨酸的最重要的两个途径：•首先是谷氨酸和氨离子在谷氨酰胺合成酶（glutamine synthetase）催化下合成谷氨酰胺的反应。
•在细菌和植物中，由谷氨酰胺经谷氨酸合酶（glutamate synthase）催化反应得到。
谷氨酰胺合成酶是氨代谢中一个主要的调控点•这种酶含有12个相同亚基，并且可以通过别构作用（allosterically）和共价修饰（covalent）进行修饰。
✓谷氨酰胺合成酶的别构调节•这酶受至少八种别构因子的累积性抑制，多数是谷氨酰胺代谢反应的产物。
✓谷氨酰胺合成酶的共价修饰•细菌中谷氨酰胺合成酶的Tyr残基能可逆的被腺苷酰化，这种共价修饰提高了别构抑制剂的敏感度。
•腺苷酰化酶对变构抑制剂更敏感。
•谷氨酰胺合成酶的AMP基团的添加和去除是被腺苷酰基转移酶（adenylyltransferase，AT）催化的。
氨基酸与核苷酸的区别
⼀、组成单元不同
氨基酸：氨基酸由含羧基和氨基的碳链组成的化合物。
核苷酸：核苷酸是由嘌呤碱或嘧啶碱、核糖或脱氧核糖以及磷酸三种物质组成的化合物。
⼆、所含元素不同
氨基酸：氨基酸不⼀定含有磷元素。
核苷酸：核苷酸由于组成中包含磷酸，所以含有磷元素。
三、形成的⼤分⼦不同
氨基酸：以氨基酸为单体形成的⼤分⼦是蛋⽩质。
核苷酸：以核苷酸为单体形成的⼤分⼦是核酸。
四、⽤途不同
氨基酸：氨基酸⽤于合成组织蛋⽩质，转变为碳⽔化合物和脂肪。
核苷酸：核苷酸参与⽣物的遗传、发育、⽣长等基本⽣命活动。
⼀个是蛋⽩质的基本组成单位；⼀个是核酸的基本组成单位。
如果⾮要找⼆者之间的联系，那就是氨基酸脱⽔缩合形成蛋⽩质，⽽核酸能控制蛋⽩质的合成。
第七章氨基酸和核苷酸代谢第一节蛋白质的降解第二节氨基酸的分解代谢第三节核酸的酶促降解第四节核苷酸代谢蛋白质的生理功能1、维持组织细胞的生长、更新和修补组织2、参与多种重要的生理活动3、氧化供能或转化为其它物质（占机体需要量的10-15%）蛋白质的需要量1、氮平衡(nitrogen balance)日摄入氮- 排出氮2、氮的总平衡、正平衡和负平衡3、生理需要量：80g/日（成人）蛋白质的营养价值(nutrition value)1、蛋白质的营养价值取决于必需氨基酸的种类、数量以及必需氨基酸的比例必需氨基酸(essential amino acid)异甲缬亮色苯苏赖（组精）-----(8+2)2、食物蛋白质的互补作用蛋白质营养价值的化学评分1、将氨基酸组成与标准蛋白（鸡蛋或牛奶蛋白）或FAO（世界粮农组织营养委员会）模型进行比较2、蛋白质的生理价值（BV）：指食物蛋白的利用率混合食物蛋白质的互补作用第一节蛋白质降解1、胞内蛋白质的降解2、蛋白质的消化吸收一、胞内蛋白质的降解1、二重功能（1）排除不正常的蛋白质；（2）排除过多的酶和调节因子。
2、降解方式（1）溶酶体降解蛋白质（2）蛋白酶体选择降解泛素化的蛋白质二、机体对外源蛋白质的消化吸收1、胃中的消化（in Stomach）胃蛋白酶或胃酸2、小肠中的消化（in Small Intestine）（1）胰液中的蛋白酶及其作用胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶、氨基肽酶、羧基肽酶（2）肠液中和小肠粘膜细胞的消化作用肠激酶、寡肽酶及二肽酶外源性氨基酸和内源性氨基酸1、食物蛋白经消化酶降解－>氨基酸－>血液－>全身各组织2、机体组织蛋白质经组织蛋白酶降解－－>氨基酸机体合成的非必需氨基酸α-氨基酸的功能1、蛋白质的组成单位；作为N原子的来源重新合成其它氨基酸。
2、能量代谢的物质；3、体内重要含氮化合物的前体。
4、细胞对氨基酸的吸收第二节氨基酸分解代谢（主要在肝脏中进行）1、氨基酸的脱氨和脱羧作用2、氨基酸分解产物的代谢3、氨基酸碳骨架的氧化途径4、生糖氨基酸和生酮氨基酸一、AA的脱氨基和脱羧基作用1、脱氨基作用( 氨基移换反应）1、转氨基作用2、氧化脱氨基作用非氧化脱氨基作用3、联合脱氨基作用①氧化脱氨基作用(有氨生成)L-谷氨酸氧化脱氨基作用②转氨基作用转氨酶（肝脏中产生）的特点GPT：谷丙转氨酶（肝）GOT：谷草转氨酶（心）GPT和GOT分布于各组织细胞内含量不同查肝功为什么要抽血化验转氨酶指数呢？转氨基作用的生理意义非氧化脱氨基作用(大多数在微生物体内进行)③联合脱氨基作用体系1：L-谷氨酸脱氢酶－－谷某转氨酶生理意义体系2嘌呤核苷酸联合脱氨基作用生理意义在肌肉、脑等组织中，L-谷氨酸脱氢酶的活力相对低，而腺苷酸脱氨酶的活力高。
氨基酸序列和核苷酸序列的关系氨基酸序列和核苷酸序列是生物学中常用的两种序列。
氨基酸序列指的是多肽链中氨基酸的排列顺序，而核苷酸序列是指DNA或RNA中核苷酸的排列顺序。
这两种序列在生物学研究中具有重要的意义，可以通过比对和分析序列来揭示生物体的结构和功能。
氨基酸序列是蛋白质的基本组成单位。
蛋白质是生物体内功能最为复杂和多样的分子，它们参与了几乎所有生物过程。
蛋白质的功能主要由其氨基酸序列决定，不同的氨基酸序列可以使蛋白质具有不同的结构和功能。
通过对氨基酸序列的研究，可以揭示蛋白质的结构和功能，以及蛋白质与疾病之间的关系。
核苷酸序列是DNA和RNA的基本组成单位。
DNA是生物体遗传信息的储存介质，而RNA则在遗传信息的转录和翻译过程中起到重要的作用。
核苷酸序列的分析可以揭示DNA和RNA的结构和功能，以及遗传信息的传递和表达。
通过对核苷酸序列的比对和分析，可以推断基因的功能和进化关系，同时也可以研究疾病与基因之间的关系。
氨基酸序列和核苷酸序列之间存在着密切的关系。
在生物体内，氨基酸序列是由核苷酸序列编码的。
DNA中的每三个核苷酸对应一个氨基酸，这被称为密码子。
不同的密码子对应不同的氨基酸，这样就可以通过核苷酸序列推导出氨基酸序列。
这一过程称为转录和翻译，是生物体遗传信息的表达和实现过程。
在转录过程中，DNA的双链解旋，mRNA链与DNA链互补配对，形成mRNA的单链。
mRNA链上的核苷酸序列与DNA链上的核苷酸序列一一对应，但在mRNA中，腺嘌呤（A）被尿嘧啶（U）取代。
这样，DNA中的T（胸腺嘧啶）与mRNA中的A（腺嘌呤）对应，A与U互补配对。
转录过程中，mRNA的核苷酸序列与DNA的核苷酸序列是一一对应的。
在翻译过程中，mRNA链被核糖体扫描，通过tRNA带有的氨基酸与mRNA上的密码子互补配对，从而将氨基酸连成多肽链。
tRNA 中的核苷酸序列与mRNA中的密码子核苷酸序列互补配对，从而将氨基酸按照正确的顺序连接起来。
