氨基酸及其重要衍生物的生物合成 下册P340 31章 §4.1 概论 不同生物合成氨基酸的能力不同，合成氨基酸的种类也有很大差异。 必需氨基酸：肌体维持正常生长所必需而又不能自己合成，需从外界获取的氨基酸。 人和大白鼠需以下十种氨基酸（由大白鼠喂饲试验得来）：Phe、Lys、Ile、Leu、Met、Thr、Trp、Val、（His、Arg）。 对于成人为前八种，对幼小动物为十种。 非必需氨基酸：肌体可以通过其他原料自己合成的氨基酸。 高等植物可以合成自己所需全部氨基酸。微生物合成氨基酸能力有很大差距。E.coli可合成全部所需氨基酸，乳酸菌则不能合成全部。 §4.2 氨基酸生物合成途径： 可用为生物遗传突变株研究。使突变株在氨基酸的某个合成环节上产生缺失，造成某种中间物积累，从而判明各个中间代谢环节，由此已阐明20种氨基酸的生物合成途径。 在生物合成中，氨基酸的氨基多来自Glu的转氨基反应，而各种碳骨架起源于TCA、糖酵解等代谢途径，由此划分为若干类型。根据生物合成起始物的不同，可将氨基酸生物合成途径归纳为六族。 P341 图31-1为氨基酸生物合成的分族情况： ① 谷氨酸族 ② 天冬氨酸族 ③ 丝氨酸族 ④ 丙氨酸族 ⑤ 芳香氨基酸族 ⑥ 组氨酸。P341图31-2为20种氨基酸生物合成概貌。 谷氨酸族氨基酸的生物合成： 均以α-酮戊二酸为前提。α-酮戊二酸形成Glu后可生成Gln、Pro和Arg（P344，P345 图31-6，P346 图31-7）；在真菌中还可生成Lys（P347图31-8）。 天冬氨酸族氨基酸的生物合成： 草酰乙酸生成Asp后可生成Asn，经天冬氨酸β-半醛可生成Lys（P349图31-9），再经高丝氨酸可生成Thr，进一步生成Ile，还可生成Met（P350图31-10，P351 图31-11，图31-12）。 丙氨酸族氨基酸的生物合成： 丙酮酸可直接生成Ala，经α-酮异戊酸可生成Val和Leu（P352 图31-13，P353 图31-15）。 丝氨酸族氨基酸的生物合成 以甘油酸-3-磷酸（酵解中间产物）为出发点合成Ser，然后合成Gly和Cys（P354图31-16，图31-17，P355 图31-19）。 芳香族氨基酸的生物合成 合成起始物为磷酸烯醇丙酮酸与赤藓糖-4-磷酸，经莽草酸→分支酸→予 （P358图31-22） Trp 苯酸而生成Phe和Tyr（P356 图31-20，P357 图31-21）。 组氨酸的生物合成 5-磷酸核糖-1-焦磷酸（5-PRPP）经10步反应生成His（P360 图31-23）。 §4.3 氨基酸转化为其他氨基酸及其代谢物 氧化氮的形成 NO是脊椎动物体内一种重要的信息分子，在信号传导过程中起重要作用，它是由Arg在氧化氮合酶催化下形成的（P363）。NO可自由跨膜扩散，非常适合在细胞内部以及细胞之间作为瞬间的信号分子，一般只存在几秒钟。 谷胱甘肽 结构式见P364还原型谷胱甘肽，注意是γ-Glu的γ-COOH与Cys的氨基形成肽键。 SH ∣ 还原型谷胱甘肽简写为γ-Glu-Cys-Gly，或GSH 氧化型谷胱甘肽简写为γ-Glu-Cys-Gly，或GSSG ∣ S ∣ S ∣ γ-Glu-Cys-Gly GSSG在谷胱甘肽还原酶催化下还原成GSH 作用： GSH保护血液中红细胞，维持血红素中的Cys处于还原态。正常情况下GSH:GSSG >500:1，谷胱甘肽起到巯基缓冲剂作用。 GSH起解毒作用，可清除H2O2或有机氧化物。 参与氨基酸转运，经γ-谷氨酰循环，帮助氨基酸完成跨膜吸收，生成γ-谷氨酰氨基酸，使氨基酸从膜外转运到细胞内被细胞吸收。见P364 图31-27。 肌酸的生物合成： 结构式及肌酸的合成见P366 图31-28，磷酸肌酸见P35（下册）。 肌酸含N-P高能键，在肌肉和神经的贮能中占有重要地位。 卟啉、血红素的生物合成： 卟啉是以Gly和琥珀酰CoA为原料合成的，见P366，先合成3-氨基乙酰丙酸。 二个3-氨基乙酰丙酸再缩合、脱水环化生成胆色素原，P368。 四个胆色素原分子在胆色素原脱氨酶作用下脱去3分子NH3生成线型四吡咯，P369。 线型四吡咯环化脱NH3生成尿卟啉原Ⅰ，结构式见P369 图31-32。 血红素合成： 结构式见P371 图31-37。血红素降解后产物为胆红素，结构见P371图31-38。胆红素是体内过氧化物的有效清除剂，是血浆中三种主要的抗氧化剂之一。血液中胆红素浓度升高，皮肤、眼球变黄。 胆红素可从动物胆、肝中提取，为配制人工牛黄重要原料。