生物化学 蛋白质、核酸代谢小结与习题 .pdfVIP

蛋白质与核酸代谢

一、知识要点

蛋白质和核酸是生物体中有重要功能的含氮有机化合物，它们共同决定和参与多种多样

的生命活动。在自然界的氮素循环中，大气是氮的主要储库，微生物通过固氮酶的作用将大

气中的分子态氮转化成氨，硝酸还原酶和亚硝酸还原酶也可以将硝态氮还原为氨，在生物体

中氨通过同化作用和转氨基作用等方式转化成有机氮，进而参与蛋白质和核酸的合成。

（一）蛋白质和氨基酸的酶促降解

在蛋白质分解过程中，蛋白质被蛋白酶和肽酶降解成氨基酸。氨基酸用于合成新的蛋白质或

转变成其它含氮化合物（如卟啉、激素等），也有部分氨基酸通过脱氨和脱羧作用产生其它

活性物质或为机体提供能量，脱下的氨可被重新利用或经尿素循环转变成尿素排出体外。

（二）氨基酸的生物合成

转氨基作用是氨基酸合成的主要方式。转氨酶以磷酸吡哆醛为辅酶，谷氨酸是主要的氨

基供体，氨基酸的碳架主要来自糖代谢的中间物。不同的氨基酸生物合成途径各不相同，但

它们都有一个共同的特征，就是所有氨基酸都不是以CO2和NH3为起始原料从头合成的，

而是起始于三羧酸循环、糖酵解途径和磷酸戊糖途径的中间物。不同生物合成氨基酸的能力

不同，植物和大部分微生物能合成全部20种氨基酸，而人和其它哺乳动物及昆虫等只能合

成部分氨基酸，机体不能合成的氨基酸称为必须氨基酸，人有八种必需氨基酸，它们是：

Lys、Trp、Phe、Val、Thr、Leu、Ile和Met。

三）核酸的酶促降解

核酸通过核酸酶降解成核苷酸，核苷酸在核苷酸酶的作用下可进一步降解为碱基、戊糖

和磷酸。戊糖参与糖代谢，嘌呤碱经脱氨、氧化生成尿酸，尿酸是人类和灵长类动物嘌呤代

谢的终产物。其它哺乳动物可将尿酸进一步氧化生成尿囊酸。植物体内嘌呤代谢途径与动物

相似，但产生的尿囊酸不是被排出体外，而是经运输并贮藏起来，被重新利用。

嘧啶的降解过程比较复杂。胞嘧啶脱氨后转变成尿嘧啶，尿嘧啶和胸腺嘧啶经还原、水

解、脱氨、脱羧分别产生β-丙氨酸和β-氨基异丁酸，两者经脱氨后转变成相应的酮酸，进

入TCA循环进行分解和转化。β-丙氨酸还参与辅酶A的合成。

（四）核苷酸的生物合成

生物能利用一些简单的前体物质从头合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸。嘌呤核苷酸的合成

起始于5-磷酸核糖经磷酸化产生的5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）。合成原料是二氧化碳、甲酸

盐、甘氨酸、天冬氨酸和谷氨酰氨。首先合成次黄嘌呤核苷酸，再转变成腺嘌呤核苷酸和鸟

嘌呤核苷酸。嘧啶核苷酸的合成原料是二氧化碳、氨、天冬氨酸和PRPP，首先合成尿苷酸，

再转变成UDP、UTP和CTP。在二磷酸核苷水平上，核糖核苷二磷酸（NDP）可转变成相

应的脱氧核糖核苷二磷酸。催化此反应的酶为核糖核苷酸还原酶系，此酶由核苷二磷酸还原

酶、硫氧还蛋白和硫氧还蛋白还原酶组成。脱氧胸苷酸（dTMP）的合成是由脱氧尿苷酸

（dUMP）经甲基化生成的。

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二、习题

（一）名词解释

1．蛋白酶（Proteinase）

2．肽酶（Peptidase）

3．氮平衡（Nitrogenbalance）

4．生物固氮（Biologicalnitrogenfixation）

5．硝酸还原作用（Nitratereduction）

6．氨的同化（Incorporationofammoniumionsintoorganicmolecules）

7．转氨作用（Transamination）

8．尿素循环（Ureacycle）

9．生糖氨基酸（Glucogenicaminoacid）

10．生酮氨基酸（Ketogenicaminoacid）

11．核酸酶（Nuclease）

12．限制性核酸内切酶（Restrictionendonuclease）

13．氨基蝶呤（Aminopterin）

14．一碳单位（Onecarbonunit）

（二）英文缩写符号

1．GOT2．GPT3．APS4．PAL5．PRPP6．SAM7．GDH8．IMP

（三）填空

1．生物体内的蛋白质可被和共同作用降解成氨基酸。

2．多肽链经胰蛋白酶降解后，产生新肽段羧基端