Министерство образования Республики Беларусь

Учреждение образования «МОГИЛЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ УНИВЕРСИТЕТ ПРОДОВОЛЬСТВИЯ»

Кафедра химической технологии высокомолекулярных соединений

О.Н. Макасеева, О.В. Дудинская, Л.М. Ткаченко

ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ

Курс лекций для студентов специальности 1-49 01 01, 1-49 01 02, 1-91 01 01

«Биологическая химия»

Могилев 2007

УДК 577.1

Рассмотрен и рекомендован к изданию На заседании кафедры «Химической технологии высокомолекулярных соединений»

Протокол №	8 от 3 апреля 2007
Научно-методическим Советом
Протокол №	от	2007

Составители:

О.Н. Макасеева, О.В. Дудинская, Л.М. Ткаченко

Оформление графического материала: Н.И.Ильичева

Рецензент:

кандидат технических наук, доцент УО МГУП А.А. Алексеенко

О.Н. Макасеева

С17 Обмен белков и аминокислот: Курс лекций для студентов специальности 1-49 01 01, 1-49 01 02, 1-91 01 01 «Биологическая химия» – Могилев: УО МГУП, 2007 – 38 с.

В конспекте лекций содержаны основные сведения о путях анаболизма и катаболизма белков и аминокислот. Также содержатся сведения об обезвреживании токсичных азотсодержащих соединений.

©УО «Могилевский государственный

2

университет продовольствия», 2007

Учебное издание

ОБМЕН БЕЛКОВ И АМИНОКИСЛОТ

Курс лекций

Составители: Макасеева Ольга Николаевна, Дудинская Ольга Васильевна, Ткаченко Лариса Михайловна

Редактор Т.Л. Бажанова Технический редактор А.А. Щербакова

Подписано в печать

Формат 60х84 1/16.

Бумага офсетная. Гарнитура Таймс. Печать трафаретная.

Усл. печ. л.	Уч.-изд.л.
Тираж	Заказ

Учреждение образования «Могилевский государственный университет продовольствия»

212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3. ЛИ №02330/0131913 от 08.02.2007.

Отпечатано на ризографе редакционно-издательского отдела учреждения образования

«Могилевский государственный университет продовольствия» 212027, Могилев, пр-т Шмидта, 3.

3

ЛИ № 226 от 12.02.2003.

4

	Содержание
1	Круговорот азота в природе	6
2	Реакции биосинтеза аминокислот	8
3	Биосинтез белка	14
4	Переваривание белков	26
5	Катаболизм аминокислот	31

1 Круговорот азота в природе

Растения и микроорганизмы способны усваивать азот почвы, переводя его из неорганической формы в органическую.

Источником азота в почве являются два пути: 1 – фиксация атмосферного молекулярного азота (N2); 2 – разложение останков вымерших организмов (микроорганизмов, растений и животных).

Схема круговорота азота в природе представлена на рисунке 1 и состоит из следующих этапов:

N2

Азот атмосферы

1. Азотофиксация

я

нитрогеназа

и

2

ц

.

а

е

С

к

и

и

и

ф

н

NH

н

е

т

и

л

3

е

р

в

з

т

о

и

а

н

н

м

а

е

т

и

Д

с

н

с

.

5

о

о

В

к

и

.

4

с

л

о

Нитраты

т

Аминокислоты

О

я

и

к

ц

и

а

с

к

л

и

е

ф

4

н

и

и

.

е

н

Н

о

и

м

т

р

Нитриты

м

и

ф

А

.

и

NH3

3

ф

и

к

а

ц

Окисление

и

я

Рисунок 1 – Схема круговорота азота в природе

1.Азотофиксация. Фиксация молекулярного азота из воздуха с образо-

ванием аммиака (NН3) осуществляемая азотофиксирующими бактериями, которые содержат ферментную систему, называемую нитрогеназой.

2.Синтез аминокислот. Использование аммиака растениями и живот-

ными для синтеза аминокислот и построения своих белков.

3. Аммонификация. Процесс разложения в почве белков, аминокислот, мочевины и других азотистых соединений в результате жизнедеятельности микроорганизмов. Это приводит к тому, что органические формы азота вновь

6

переводятся в неорганическую (NН3). В результате чего часть азота переходит в молекулярную форму (N2) и возвращается обратно в атмосферу, а другая часть окисляется бактериями до азотной кислоты (НNО3).

4.Нитрификация. Это процесс последовательного окисления аммиака до азотистой и азотной кислот с помощью нитрифицирующих бактерий. Поступивший в почву аммиак окисляется бактериями – хемосинтетиками. Процесс окисления идет в несколько ступеней: сначала аммиак окисляется до азотистой кислоты бактериями Nitrosomonas, а затем до азотной кислоты – бактериями Nitrobacter.

5.Восстановление. Это процесс восстановления нитратов до аммиака.

Осуществляют его зеленые растения и многие виды почвенных бактерий. Восстановление нитрата до аммиака происходит в два этапа:

2е

6е

NO2

NH4

NO3

Нитратредуктаза

Нитритредуктаза

На первом этапе – под действием нитратредуктазы нитрат восстанавливается до нитрита; на втором – под действием нитритредуктазы нитрит восстанавливается до аммиака. Полученный аммиак используется затем в синтезе аминокислот.

6. Денитрификация. Это процесс восстановления нитратов до молекулярного азота. Микроорганизмы, осуществляющие денитрификацию, широко распространены в природе: почве, водоемах. Деятельность их в почве отрицательна, особенно в аэробных условиях, так как азот нитратов, усвояемый растениями, переходит в свободный азот, который они не используют.

1.1 Азотофиксация. Нитрогеназа

Превращение молекулярного азота атмосферы в аммиак осуществляется азотфиксирующими бактериями. Некоторые из этих микроорганизмов, а именно бактерии Rhizobium, проникают из почвы в корневую систему растений, главным образом зернобобовых культур (соя, горох, фасоль, люцерна), образуют на корнях клубеньки, в которых и происходит связывание атмосферного азота. Эти бактерии находятся в симбиозе с растениями. Они питаются органическими веществами, доставляемыми растениями, а сами снабжают растение азотными соединениями, поэтому зернобобовые растения не нуждаются в азотных удобрениях. Атмосферный азот могут усваивать и некоторые свободно живущие в почве микроорганизмы, например анаэробные бактерии Clostridium и аэробные, принадлежащие к роду Asotobacter. Превращение молекулярного азота в аммиак представляет собой сложный ферментативный процесс. Ферментная система, участвующая в фиксации атмосферного азота, называется нитрогеназой. Нитрогеназный комплекс состоит из белковых компонентов двух типов:

7