非必需氨基酸合成
内容导读
新教材第12页小资料—必需氨基酸8种（也有资料说是9种），如下所示。
在组成人体和食物蛋白质的20余种氨基酸中，只有一部分可以在体内合成，其余的则不能合成。不能合成的氨基酸，必须由食物供给，故称为必需氨基酸；能在体内合成的则称为非必需氨基酸。非必需氨基酸并非体内不需要，只是可以在体内合成，食物中缺少了也没关系。
问题：非必需氨基酸是通过什么途径合成的？氨基酸的代谢过程是怎么样的？
01
非必需氨基酸的合成
大多数非必需氨基酸可以通过转氨基作用合成。转氨基作用指的是一种α-氨基酸的α-氨基转移到一种α-酮酸上的过程，可以看成是氨基酸的氨基与α-酮酸的酮基进行了交换。转氨基作用不经过氨，而把氨基从一个化合物转移到其他化合物上的反应过程。指的是一种α-氨基酸的α-氨基在氨基转移酶的催化下，转移到α-酮酸的酮基上，生成相应的α-氨基酸；而原来的α-氨基酸则转变为相应的α-酮酸。该反应是可逆反应。（如图）。
例如，天冬氨酸是三羧酸循环中间产物草酰乙酸经转氨作用得到，谷氨酸是三羧酸循环中间产物α-酮戊二酸经转氨作用得到，丙氨酸是糖酵解生成的丙酮酸经转氨作用得到。
从上述合成的过程可以发现，氨基酸的种类发生了改变，数量并没有发生改变。那么，有没有不是通过转氨基途径合成氨基酸呢？答案肯定是有的，因为从光合作用产物三碳糖的角度来看，肯定会转化为氨基酸。过程相当复杂，有的需要经过许多步骤才能完成，如下所示是半胱氨酸的合成示意图：
必需氨基酸可以通过苯丙氨酸羟化酶催化合成非必需氨基酸酪氨酸，如果缺少这种酶，转化过程很难进行，苯丙氨酸就转化为苯丙酮酸，这就是苯丙酮尿症的原因，如下所示：
苯丙氨酸合成酪氨酸
02
殒
氨基酸的代谢
食物蛋白质经消化而被吸收的氨基酸(外源性氨基酸)与体内组织蛋白质降解产生的氨基酸(内源性氨基酸)混在一起，分布于体内各处，参与代谢，称为氨基酸代谢库。下面就介绍氨基酸的主要代谢过程。
1.氨基酸的脱氨基作用
氨基酸分解代谢的最主要反应是脱氨基作用，氨基酸可以通过多种方式脱去氨基，其中以联合脱氨基最为重要。
（1）联合脱氨基
联合脱氨基全过程是可逆的，因此这一过程也是体内合成非必需氨基酸的主要途径。
（2）L-谷氨酸氧化脱氨基作用
肝、肾、脑等组织中广泛存在着L-谷氨酸脱氢酶，催化L-谷氨酸氧化脱氨生成α-酮戊二酸和氨，辅酶是NAD+或NADP+。
GTP、ATP是谷氨酸脱氢酶的变构抑制剂，而GDP，ADP是变构激活剂，当体内GTP、ATP不足时，氨基酸加速氧化脱氨，这对于氨基酸氧化供能起重要调节作用。
（3）嘌呤核苷酸循环
骨骼肌、心肌中L-谷氨酸脱氢酶的活性弱，难于进行上述方式的转氨基作用。肌肉中通过嘌呤核苷酸循环脱去氨基。
2.α-酮酸的代谢
氨基酸脱氨基后生成的α-酮酸主要有以下三方面的代谢途径。
（1）氨基化生成非必需氨基酸
（2）转变为糖及脂类
在体内可转变成糖的氨基酸称为生糖氨基酸。能转变为酮体者称为生酮氨基酸。两者兼有者称为生糖兼生酮氨基酸。
（3）氧化供能
α-酮酸在体内可以通过三羧酸循环与和生物氧化体系彻底氧化成CO2和H2O，同时释放能量，可见，氨基酸也是一类能源物质。
03
殒
典型试题解析
试题：如图表示人体内苯丙氨酸的代谢途径，据图分析错误的是
A.由苯丙氨酸合成多巴胺需要多对基因控制
B.基因3不正常而缺乏酶3可能引起苯丙酮尿症
C.基因2突变而缺乏酶2将导致人患白化病
D.基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状
解析：基因控制生物性状的两种方式:一是通过控制酶的合成来控制代谢过程，进而控制生物体的性状；而是通过控制蛋白质的结构直接控制生物体的性状。
根据题意和图示分析可以知道:由苯丙氨酸合成多巴胺需要基因1和基因4能表达合成酶1和酶4，且基因3和基因2最好不表达合成酶3和酶2，因而由苯丙氨酸合成多巴胺需要多对基因控制,A正确；基因3不正常而缺乏酶3，则不能合成苯丙酮酸,因而也就不能引起苯丙酮尿症，B错误；基因2突变而缺乏酶2，则酪氨酸不能合成黑色素，所以将导致人患白化病，C正确；根据题意和图示分析可以知道：基因可通过控制酶的合成来控制代谢过程，从而控制生物性状，D正确。故B选项是正确的。
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