第八氨基酸代谢精要.ppt

第八章 氨基酸代谢 知识目标 了解蛋白质水解酶的种类及作用特点 掌握氨基酸的各种代谢途径及其代谢产物的去向 掌握氨基酸代谢过程的调控 了解谷氨酸、赖氨酸生产的原理 能力目标 运用氨基酸代谢知识分析解决氨基酸生产中的具体问题 学会运用代谢调控的理论指导生产 目 录 第一节 蛋白质的酶解及其水解酶类 第二节 氨基酸的一般代谢 第三节 氨基酸代谢产物的代谢 第四节 氨基酸的生物合成 第五节 谷氨酸发酵机制 第一节 蛋白质的酶解及其水解酶类 一、蛋白质的酶解 是指蛋白质在其水解酶类的催化作用下，使蛋白质分子中的肽键断裂，经逐步水解，最后生成氨基酸的过程。 二、蛋白质的水解酶类 1.分布——胞内、胞外 2.来源——动、植、微生物蛋白酶 3.最适Ph------酸性、中性、碱性 4.切割肽键的位点——肽链内切、肽链端解 5.活性中心与作用特点——丝氨酸、半胱氨酸、金属 肽酶的种类和专一性 蛋白酶的种类和专一性 消化道内几种蛋白酶的专一性 氨基酸代谢概况 第二节 氨基酸的一般代谢 一、脱氨基作用 （一）氧化脱氨基作用 （二）非氧化脱氨基作用 1、氧化脱氨基作用 转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 （二）非氧化脱氨基作用 （1）还原脱氨基作用 （2）水解脱氨基作用 （3）脱水脱氨基作用 （4）脱巯脱氨基作用 （5）氧化还原脱氨基作用 （6）脱酰胺基作用 （1）还原脱氨基作用 天冬氨酸经氢化酶作用生成琥珀酸 （2）水解脱氨基作用 水解脱氨基作用 （3）脱水脱氨基作用 丝氨酸直接脱氨基作用 （4）脱巯脱氨基作用 脱巯基脱氨基作用 （5）氧化还原脱氨基作用 氧化还原脱氨基作用 （6）脱酰胺基作用 脱酰胺基作用 二、转氨基作用 磷酸吡哆醛的作用机理 谷丙转氨酶和谷草转氨酶 三、联合脱氨基作用 转氨酶与L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联 转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联 四、氨基酸的脱羧基作用 氨基酸脱羧基作用 第三节 氨基酸代谢产物的代谢途径 一、 α-酮戊二酸的代谢 1.生成非必需氨基酸 2.生成二氧化碳和水 3.转变成糖和酮体 二、氨的代谢 1.尿素的生成 2.谷氨酰胺的生成 3.氨代谢的其他途径 三、二氧化碳的去路 氨基酸碳骨架进入三羧酸循环的途径 1、尿 素 的 生 成 尿素循环 2、谷氨酰胺的生成和利用  1．在磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）羧化酶（或称草酰乙酸激酶）作用下，磷酸烯醇式丙酮酸与CO2发生固定反应。 2．在丙酮酸羧化酶的作用下，丙酮酸与CO2发生固定反应，并消耗1个ATP 3．在苹果酸酶和NAD（P）辅酶的作用下，发生还原羧化反应，丙酮酸生成苹果酸，再转化为草酰乙酸 第四节 氨基酸的生物合成 必需氨基酸的概念 二十种氨基酸的生物合成概况 二、氨基化作用 氨基酸合成的反馈调控 第五节 谷氨酸发酵机制 谷氨酸是中枢神经系统中一种最重要的兴奋性神经递质，主要分布于大脑皮质、海马、小脑和纹状体，在学习、记忆、神经元可塑性及大脑发育等方面均起重要作用。此外，谷氨酸对心肌能量代谢和心肌保护起着重要作用。 谷氨酸发酵生产主要有两种： 一种是以大米、淀粉等低生物素含量水解糖为原料，通过控制生物素亚适量进行发酵生产； 另外一种是以含高生物素的糖蜜、玉米糖、玉米浆等为原料，通过添加非离子表面活性剂吐温-60、青霉素等进行发酵生产 。 一、谷氨酸发酵的机理 （一）谷氨酸生物合成途径 二 、谷氨酸生物合成的代谢调节 1．生物素的调节 2．α-酮戊二酸脱氢酶的缺失或活力微弱 3．谷氨酸脱氢酶活力高，且没有谷氨酸分解的能力 4.NH4+的调节 三 细胞膜通透性的调节 1．细胞膜形成的控制 （1）生物素对细胞膜通透性的影响 （2）表面活性剂对细胞膜通透性的影响 （3）油酸缺陷型菌株的利用 （4）甘油缺陷型菌株的利用 2．对于细胞壁形成的控制 （1）添加青霉素 （2）添加溶菌酶 α-氨基酸1 R1-CH-COO- NH+3 | α-酮酸1 R1-C-COO- O || R2-C-COO- O || α-酮酸2 R2-CH-COO- NH+3 | α-氨基酸2 转氨酶 （辅酶：磷酸吡哆醛） 在转氨酶的催化下， α-氨基酸的氨基转移到α-酮酸的酮基碳原子上，结果原来的α-氨基酸生成相应的α-酮酸，而原来的α-酮酸则形成了相应的α-氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。 ?-氨基酸 磷酸吡哆醛 醛亚胺 酮亚胺 磷酸吡哆胺 ?-酮酸 互变异构 谷丙转氨酶（GPT