1、胺基酸的代謝 :生合成(biosynthesis of amino acid) 固氮作用 : 大氣中的氮在酵素催化下還原成氨 (NH3)的作用,只有少數的原核微生物(prokaryotic microorganism)具有固氮作用的能力。氮循環 (nitrogen cycle)轉胺反應 (transamination reaction): 將 -amino acid的 -amino group轉給 -keto acid。 transamination是一個可逆反應, 是胺基酸合成與分解時所必需的反應。氮的利用 1.植物無法進行固氮作用,需由土壤吸取NH4+然後用來合成胺基酸與核酸。 2.動物利
2、用胺基酸上的胺基合成胺基酸與核酸。 氮的循環 (nitrogen cycle): 各種生物體之間利用氮原子的循環。固氮作用 (nitrogen fixation) N2鍵能為 225 kcal/mole是很不活潑的氣體。 工業固氮法是 Fritz Haber在 1907-1909年所發明的,目前用在肥料的製造。反應式為 N2+3H2 2NH3 在鐵的催化、 5000C高溫和 300 atm高壓力下作用。 自然界只有少數的原核生物具有固氮能力,如一些 共生 的根瘤菌 (Rhizobium)。在豆科植物的根部有一些寄生在根部的根瘤菌能合成 NH4+供植物利用,但豆科植物必需附出相當代價 : (1)
3、在根瘤內需維持非常低的 O2 (2)耗用植物約 1/5的 ATP。 氮平衡 (nitrogen balance):當吃進的氮源(主要是胺基酸 )與排出的氮源相等時稱氮平衡。這是健康成人的情況。 Positive nitrogen balance:吃入的氮源較排出的氮源多。這是生長中的小孩、孕婦與康復中的病人的狀況。 Negative nitrogen balance:食物中匱乏蛋白質無法補充排出的氮源。 Kwashiorkor: 是一種惡性的營養缺乏症,肇因於長期蛋白的攝取不足。症狀包括 :生長停滯,肝腫大、潰瘍、下痢、心臟、腎臟功能受損等。流行於非洲。 Transport: 輸送胺基酸進入細
4、胞是由膜上特異的輸送蛋白負責,至少分成兩類 : 1.需鈉離子的輸送 (Na+-dependent amino acid transport)是一種 second active transport system。 2.不需鈉離子的輸送 :如 -glutamyl cycle。胺基的反應 1 轉胺作用 (transamination):反應由aminotransferase催化 胺基酸的合成大部分以 glutamate充當 amino group donor。 有三個轉胺作用在代謝上具有重要的功能。 1 -ketoglutarate/glumate pair在胺基酸合成與分解反應 2 oxaloacetate/asparate pair 在 urea cycle 3 pyruvate/alanine pair 在 alanine cycle胺基酸的生合成