L-酪氨酸详细资料大全 对羟基苯丙酮合成

网上有很多关于L-酪氨酸详细资料大全的问题，也有很多人解答有关对羟基苯丙酮合成的知识，今天每日小编为大家整理了关于这方面的知识，让我们一起来看下吧!

内容导航：

一、L-酪氨酸详细资料大全

二、临床执业医师考点：蛋白质代谢(2)

一、L-酪氨酸详细资料大全

酪氨酸（L-tyrosine，Tyr）是一种重要的营养必需氨基酸，在人和动物的新陈代谢、生长发育中发挥着重要作用，广泛应用于食品、饲料、医药和化工等行业。常作为苯丙酮尿症患者的营养补充剂，也是制备肽类激素、抗生素、左旋多巴、黑色素、对羟基肉桂酸、对羟基苯乙烯等医药化工产品的原料。随着更多高附加值的L-酪氨酸衍生物如丹参酚、白藜芦醇、羟基酪醇等在体内的发现，L-酪氨酸越来越向平台化合物方向发展。

基本介绍中文名称：L-酪氨酸外文名称：L-Tyrosine 分子量：181.19 分子式：C9H11NO3 别名：L--对羟苯基--丙氨酸性质：营养必需氨基酸的理化性质、生产方法、酶法、微生物发酵法、提取法、化学合成法、理化性质中文名称：L-酪氨酸中文别名：L--对羟苯基--丙氨酸； (2S,3R)-2-氨基-3-对羟基苯基丙酸英文别名：3-(4-Hydroxy苯基)-L-丙氨酸； H-酪氨酸-OH； L-酪氨酸，99+% (98% ee/glc)； L-酪氨酸游离碱细胞培养*已测试； L-酪氨酸植物细胞培养测试； L-酪氨酸，游离碱；酪氨酸美国药典； Tyr CAS：60-18-4 分子量：181.19 生产方法早期L-酪氨酸的生产主要依靠蛋白质水溶液。但蛋白质水解法存在原料来源有限、工艺和产品复杂、周期长等缺点，因此已被淘汰。目前，L-酪氨酸生产主要采用四种方法：酶法、微生物发酵法、提取法和化学法。酶法酶法又称微生物转化法。它主要利用微生物细胞中的酪氨酸酚裂解酶（TPL，EC 4.1.99.2）来转化苯酚、丙酮酸和氨或苯酚和L-丝氨酸。是L-酪氨酸。目前研究最多的高酶活性TPL主要来自微生物草欧文氏菌、中间柠檬酸杆菌、弗氏柠檬酸杆菌和共生杆菌。 Genex公司的Lee和Hsiao于1986年首先利用产气克雷伯氏菌丝氨酸羟甲基转移酶和草欧文氏菌ATCC 21434酪氨酸苯酚裂合酶，以甘氨酸为底物合成L-丝氨酸。该反应与使用L-丝氨酸作为底物合成L-酪氨酸的反应耦合。将0.32% 苯酚、0.25 M 甘氨酸、0.5 mM 5-磷酸吡哆醛、0.056M -巯基乙醇和1.7 mM 四氢叶酸添加到500 mL 反应系统中。当用37%甲醛在pH 7.0、37下开始反应时，16小时后可产生26.3 g/L L-酪氨酸，甘氨酸转化率达到61.4%。但该过程稳定性较差，且甘氨酸对TPL活性有较强的抑制作用。考虑到反应过程中酶活性和稳定性差等缺点，利用DNA改组技术提高TPL的稳定性近年来也受到关注。尤金等人。韩国KRIBB等人对托氏共生杆菌中的TPL进行随机突变筛选和交错延伸DNA改组，获得催化活性提高3倍、半失活温度提高11.2的AS6突变体。测序结果显示催化活性区存在T129I或T451A突变，其中A13V、E83K和T407A 3个突变对提高热稳定性有很大帮助。金等人。该课题组的等人在大肠杆菌BL21(DE3)中过表达这种具有改善的催化活性和热稳定性的TPL，并制备了粗催化提取物。在2.5L分批补料反应器系统中，分批加入2.2M苯酚、2.4M丙酮酸钠、0.4mM 5-磷酸吡哆醛和4M氯化铵，并在反应罐上方充入氮气。为了减少底物的氧化，40反应30小时后可积累130g/L的L-酪氨酸，苯酚的转化率可达94%。微生物发酵法微生物发酵法通常以甘油、葡萄糖等生物质碳源为原料，通过优良微生物菌株在适宜条件下发酵，积累L-酪氨酸。早期研究经常采用人工诱变来选择高产L-酪氨酸的菌株，例如筛选缺乏L-苯丙氨酸或L-色氨酸或对反馈抑制具有抗性的菌株。

然而，大多数微生物积累芳香氨基酸的能力很低，其代谢途径的调控机制也非常复杂。传统的诱变育种方法往往只能影响局部代谢途径或关键酶，难以对全局L-酪氨酸进行控制。酸代谢有很大影响。近年来，随着代谢工程和各种先进生物技术的快速发展，重新设计微生物的代谢途径以更好地实现L-酪氨酸的发酵生产逐渐成为研究热点。目前研究最多的L-酪氨酸代谢工程菌主要有大肠杆菌、谷氨酸棒杆菌、黄色短杆菌、枯草芽孢杆菌等。其中，对大肠杆菌和谷氨酸杆菌中L-酪氨酸的合成途径和调控机制研究最多，解释也最清楚。 L-酪氨酸生物合成途径属于芳香族氨基酸合成途径。合成前体4-赤藓糖-4-磷酸（E4P）和磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）在DAHP合酶（DS）的催化下缩合生成3-脱氧-D-阿拉伯庚酮酸-7-磷酸（DAHP），该反应也是L-酪氨酸生物合成途径的第一个限速步骤。在大肠杆菌中，DAHP 合酶包含三种同工酶：AroG、AroF 和AroH。其表达和酶活性分别受到产物L-苯丙氨酸、L-酪氨酸和L-色氨酸的反馈抑制和反馈。抑制。从DAHP 到分支酸的7 步反应是所有芳香族氨基酸的共同途径。分支酸是芳香族氨基酸合成途径的分支点。一个分支途径用于合成L-色氨酸，另一部分用于分支酸变位酶（Chori***变位酶，CM）和前苯甲酸的脱水。预苯酸脱水酶（PD）双功能酶TyrA生成对羟基苯丙酮酸（4HPP），4HPP与L-谷氨酸进行转氨作用生成L-酪氨酸，并且TyrA的表达和酶活性还受到产物L的反馈抑制和反馈抑制。 -酪氨酸。提取方法提取方法最早由Braconnot于1820年发明，他从明胶羊色素和肌肉水解液中提取甘氨酸和亮氨酸。之后，波普等人逐渐水解了蛋白质中的酪氨酸和丝氨酸。生产氨基酸最古老的方法是白质水解提取法。蛋白质可以进行酶水解、酸水解或钙水解，产物最终是氨基酸。常用的是用6M盐酸在110下水解12-24小时。除去过量的酸后，提取各种氨基酸的混合物。最后采用溶解度差法或离子交换树脂法提取，得到较纯的氨基酸。到20世纪30年代和20世纪40年代，利用提取方法可以获得20多种氨基酸。氨基酸工业最著名的是调味品。如今，虽然大多数氨基酸可以从各种资源中提取，但由于资源成本高、产量低、环境污染等原因，不适合持续大规模生产。提取法生产心脏酪氨酸一般以天然蛋白质资源为原料，经过水解、浓缩、结晶、脱色等步骤加工，分离提取心脏酪氨酸。但由于提取产物中L-酪氨酸含量较低，该提取方法实际收率较低，不适合大规模生产。化学合成法虽然在19世纪就已经采用化学合成法来合成氨基酸，但直到20世纪50年代才采用化学方法来合成氨基酸。该方法采用有机合成与化学工程相结合的技术来生产氨基酸。其最大的优点是不受氨基酸品种的限制。除了制备天然氨基酸外，还可以生产非天然氨基酸，包括一些结构非常特殊的氨基酸，并且可以大规模生产。

然而，化学方法也有缺点。主要问题是工艺复杂，只能合成氨基酸的D型和L型外消旋体。只有经过光学拆分才能得到具有光学活性的氨基酸。迄今为止，许多氨基酸仍采用化学合成方法生产，特别是D和L-蛋氨酸，在饲料中大量使用。目前的生产方法仅为化学合成，每年产量约为数十万吨。此外，药用、食用甘氨酸的规模化生产方法也采用化学合成。

二、临床执业医师考点：蛋白质代谢(2)

临床医生测试点：蛋白质代谢

一、一个碳单位

(1) 定义：含有一个碳原子的基团称为碳单元，但甲烷和二氧化碳除外。主要有亚氨基甲基、甲酰基、羟甲基、亚甲基（mmethyl、methenyl）、次甲基（methonyl、methynyl）和甲基等。

一碳单元为甲基供体，与肾上腺素、肌酸、胆碱、嘌呤、嘧啶等的合成有关。载体为四氢叶酸，与5位和10位氮相连。

(2) 来源

1. 甘氨酸裂解酶裂解甘氨酸，产生甲基四氢叶酸、二氧化碳和氨。甘氨酸脱氨生成的乙醛酸可生成亚甲基四氢叶酸，乙醛酸氧化生成的甲酸可生成甲酰四氢叶酸。

2.苏氨酸可分解产生甘氨酸，形成一碳单元。

3.丝氨酸的b-碳可转移至四氢叶酸，生成亚甲基四氢叶酸和甘氨酸。

4.组氨酸分解时，生成酰亚胺氨基甲酰谷氨酸，并生成酰亚胺氨基甲酰四氢叶酸。脱氨基后，产生亚甲基四氢叶酸。

5、蛋氨酸生成的S-腺苷甲硫氨酸可以提供甲基，生成的同型半胱氨酸可以接受四氢叶酸的甲基，形成蛋氨酸。有50 种受体可供选择。

二、生物活性物质

1、酪氨酸和黑色素：酪氨酸酶首先催化羟基化形成二羟基苯丙氨酸，即多巴，然后将多巴氧化成多巴醌。多巴醌可以自发聚合形成黑色素。缺乏酪氨酸酶会导致白化病。

2、儿茶酚胺类激素：酪氨酸经酪氨酸羟化酶催化生成多巴，脱羧形成多巴胺，b-羟基化形成去甲肾上腺素，然后接受S-腺苷甲硫氨酸的甲基，形成肾上腺白色。这三种激素被称为儿茶酚胺激素，对心血管和神经系统有重要影响。

3、色氨酸经羟基化、脱羧形成5-羟色胺，是一种神经递质，与神经兴奋、小动脉和支气管平滑肌的收缩、胃肠肽激素的释放有关。色氨酸脱氨、脱羧可形成吲哚乙酸，是一种植物生长激素。色氨酸分解的中间体可转化为烟酸，但合成率很低。

4、肌酸合成：首先由精氨酸和甘氨酸合成胍基乙酸，然后S-腺苷甲硫氨酸转甲基生成肌酸。可以被磷酸化并用作储备能源，称为磷酸原。

5、组氨酸脱羧形成组胺，可使平滑肌松弛，毛细血管扩张，分泌胃酸，引起支气管哮喘、丘疹等过敏反应。抗组胺药在临床上用于治疗过敏。组胺也是一种感觉神经递质。

6.多胺合成：是碱性小分子，是含有多个氨基的长链脂肪族化合物，如精胺、亚精胺、尸胺、腐胺等。鸟氨酸脱羧生成腐胺，与S-腺苷甲硫氨酸反应生成亚精胺，然后反应形成精胺。精胺具有解热和抗高血压作用。多胺通常与核酸相关，可能在转录和细胞分裂的调节中发挥作用。

7、谷氨酸脱羧生成-氨基丁酸，它是一种抑制性神经递质，广泛存在于生物体中。

8.半胱氨酸氧化为磺丙氨酸，脱羧形成牛磺酸。可形成牛磺胆酸，参与脂质吸收。

三、氨基酸代谢缺陷

代谢中缺乏某些酶会导致代谢缺陷，其中大部分是先天性遗传。已发现30多种。例如，在缺乏苯丙氨酸-4-单加氧酶引起的苯丙酮尿症中，苯丙氨酸被转氨产生苯酮，苯酮在血液中积聚并通过尿液排出。儿童时期限制苯丙氨酸的摄入量可以预防智力低下。在没有尿黑酸氧化酶的情况下，酪氨酸生成尿黑酸，被氧化成黑色物质，称为尿黑酸。缺乏-酮异戊酸脱氢酶会导致支链氨基酸代谢紊乱，血液和尿液中支链氨基酸及其酮酸增加，称为枫糖浆尿症。

第六节氨基酸的合成代谢

一、概述

20种基本氨基酸的生物合成途径已基本明确，其中10种人类不能合成的氨基酸，即苯丙氨酸、蛋氨酸、苏氨酸、色氨酸、赖氨酸、精氨酸、组氨酸、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸被称为必需氨基酸。

氨基酸的合成途径主要分为以下五类：

1. 谷氨酸的类型，源自-酮戊二酸，包括谷氨酸、谷氨酰胺、脯氨酸和精氨酸。蘑菇和裸藻也能合成赖氨酸。

2、天冬氨酸型，由草酰乙酸合成，包括天冬氨酸、天冬酰胺、蛋氨酸、苏氨酸和异亮氨酸。细菌和植物也合成赖氨酸。

3.丙酮酸衍生类型，包括丙氨酸、缬氨酸和亮氨酸，为异亮氨酸和赖氨酸提供一些碳原子。

4、丝氨酸型，由3-磷酸甘油酸合成，包括丝氨酸、甘氨酸和半胱氨酸。

5.其他，包括苯丙氨酸、酪氨酸、色氨酸和组氨酸。

二、 脂肪族氨基酸的合成

(1)谷氨酸型

1、谷氨酸：由-酮戊二酸和氨在谷氨酸脱氢酶的催化下合成，消耗NADPH，脱氨时生成NADH。

2、谷氨酰胺：谷氨酰胺合成酶可催化谷氨酸与氨形成谷氨酰胺，消耗1个ATP，是氨合成含氮有机物的主要途径。这种酶受到丙氨酸、甘氨酸等八种含氮物质的反馈抑制，因为其氨基来自谷氨酰胺。

谷氨酰胺在谷氨酸合酶的催化下可与-酮戊二酸形成2个谷氨酸。这也是合成谷氨酸的方式，比较耗能。但谷氨酰胺合成酶的Km较小，可以在较低的氨浓度下反应，因此常用。

3、脯氨酸：谷氨酸先还原为谷氨酸g-半醛，自发环化，再还原生成脯氨酸。可以看作是分解的逆转，但酶不同。例如，需要ATP 活化才能产生半醛。

4、精氨酸：谷氨酸先N-乙酰化，然后还原成半醛，防止环化。半醛转氨后，乙酰基转移到另一个谷氨酸上，生成鸟氨酸，然后与尿素循环相同，生成精氨酸。

5.赖氨酸：蘑菇和眼虫从-酮戊二酸合成赖氨酸。它首先与乙酰辅酶A缩合形成高柠檬酸。它经异构化、脱氢和脱羧生成-酮己二酸，然后转化为高柠檬酸。氨，末端羧基被还原为半醛，并被酵母转氨产生赖氨酸。

(2)天冬氨酸的种类

1、天冬氨酸：由天冬氨酸转氨酶催化合成。

2.天冬酰胺：在天冬酰胺合酶的催化下，谷氨酰胺提供一个氨基，消耗一个ATP的两个高能键。细菌可以利用游离氨。还消耗两个。

3、赖氨酸：细菌和植物首先将天冬氨酸还原为半醛，然后与丙酮酸缩合形成环。还原后，开环并进行N-琥珀酰化。末端羧基转氨后，除去琥珀酸，异构体结构，脱羧，形成赖氨酸。

4、蛋氨酸：先合成半醛，还原为高丝氨酸，然后酰化羟基。同型半胱氨酸可以通过两种途径产生。一是在硫解酶的催化下用硫化氢合成同型半胱氨酸。另一种是用半胱氨酸合成胱硫醚，然后裂解释放同型半胱氨酸。和丙酮酸。最后，5-甲基四氢叶酸提供甲基以生成蛋氨酸。胱硫醚途径与分解过程中的途径不同。合成过程中存在琥珀酰基，分解过程中释放出丙酮酸。

5、苏氨酸：天冬氨酸依次还原为半醛和高丝氨酸，被ATP磷酸化，被苏氨酸合酶水解生成苏氨酸。

6.异亮氨酸：4个碳来自天冬氨酸，2个碳来自丙酮酸。一般属于天冬氨酸类型，但其合成与缬氨酸类似，见下文。

(3)丙酮酸衍生物的种类

1、丙氨酸：由丙氨酸转氨酶合成，反应可逆，无反馈抑制。

2、缬氨酸：丙酮酸脱羧氧化为乙酰TPP，与另一种丙酮酸缩合生成-乙酰乳酸，然后甲基转位脱水生成-酮异戊酸，经转氨作用生成缬氨酸。

3、异亮氨酸：苏氨酸脱水、脱氨生成-酮丁酸，再与缬氨酸等活性乙醛缩合，转位、脱水、转氨生成异亮氨酸。

4.亮氨酸：它的起始与缬氨酸相同。它形成-酮异戊酸，然后与乙酰辅酶A合成-异丙基苹果酸。它异构化、脱氢和脱羧形成-酮异己酸，然后再转化为-酮异己酸。氨产生亮氨酸。

(4)丝氨酸型

1.丝氨酸：3-磷酸甘油酸脱氢为3-磷酸羟基丙酮酸，转氨为3-磷酸丝氨酸，水解形成丝氨酸。

2.甘氨酸：丝氨酸经丝氨酸转羟甲基酶催化形成亚甲基FH4和甘氨酸。

3、半胱氨酸：某些植物和微生物由O-乙酰丝氨酸与H2S反应产生，H2S被硫酸还原。动物由同型半胱氨酸和丝氨酸合成胱硫醚，然后分解为半胱氨酸和-酮丁酸，这与蛋氨酸的分解相同。

三、 芳香族氨基酸的合成

(1)肉豆蔻酸的形成：芳香族氨基酸由植物和微生物合成，肉豆蔻酸是它们的共同前体。 4-磷酸赤藓糖与磷酸烯醇丙酮酸缩合形成莽草酸，然后与另一种PEP形成霉菌酸，这称为莽草酸途径。

(2)苯丙氨酸：肉豆蔻酸变质生成前苯酸，前苯酸脱水脱羧生成苯丙酮酸，然后转氨生成苯丙氨酸。

(3)酪氨酸：肉豆蔻酸变质，氧化脱羧形成对羟苯基丙酮酸，并转氨基为酪氨酸。也可由苯丙氨酸羟基化而形成。苯丙氨酸和酪氨酸的合成称为前苯丙氨酸分支。

(4)色氨酸：肉豆蔻酸接受谷氨酰胺的氨基生成邻氨基苯甲酸，然后与磷酸核糖焦磷酸(PRPP)缩合。核糖的C1 通过焦磷酸水解驱动与氨基相连。然后核糖部分重排、脱水、脱羧生成吲哚-3-甘油磷酸，甘油被丝氨酸取代生成色氨酸，由色氨酸合酶催化。色氨酸的C1、C6来自PEP，2、3、4、5来自赤藓糖，7、8来自核糖，氮来自谷氨酰胺，除吲哚外，其他来自丝氨酸。

四、 组氨酸合成

首先，PRPP 的C1 连接到ATP 的N1。除去焦磷酸后，开环分解，释放出5-氨基咪唑-4-氨基甲酰核苷酸，用于合成嘌呤。剩余的咪唑甘油磷酸经过氧化、转氨基和去磷酸化形成组氨醇，组氨醇被氧化产生组氨酸。

五、 氨基酸合成调节

(1)产品反馈调整

1、简单的反馈抑制：例如，异亮氨酸是由苏氨酸合成的，异亮氨酸抑制苏氨酸脱氨酶。

2、协同抑制作用：例如谷氨酰胺合成酶被8种物质抑制。

3.多重抑制：催化PEP和4-磷酸赤藓糖缩合的醛缩酶分别受到三种同工酶的抑制。

4、持续反馈抑制：产品抑制中间过程，导致其底物积累，抑制之前的反应。如半胱氨酸和蛋氨酸的合成。

5.其他：甘氨酸的合成受一碳单元和FH4的调控。丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸不受反馈抑制，并与其酮酸保持可逆平衡。

(2)酶量调节：有些酶的合成受到产物的抑制，如大肠杆菌蛋氨酸合成中的某些酶。镇压的监管更加缓慢。

第七节氨基酸衍生物的合成

一、谷胱甘肽

(1)作用：作为还原剂，保护红细胞免受氧化损伤。一般来说，还原型与氧化型的比例为500。谷胱甘肽与过氧化物反应以解毒。谷胱甘肽还参与氨基酸的运输。

(2)合成：谷氨酸的-羧基与半胱氨酸形成肽键，然后与甘氨酸反应生成谷胱甘肽。总共消耗2个ATP。

二、肌酸

需要甘氨酸、精氨酸和蛋氨酸。精氨酸提供胍基团，甲硫氨酸提供甲基基团。

三、卟啉

(1) 在线粒体中，甘氨酸与琥珀酰辅酶A缩合形成5-氨基乙酰丙氨酸(ALA)。 ALA合酶含有磷酸吡哆醛，它是一种限速酶，被血红素抑制。

（2）ALA从线粒体进入细胞质，两者在ALA脱水酶的催化下凝结成一分子胆色素原。四分子胆色素原首尾相连，形成线性四吡咯，然后环化，改变侧链和饱和度，生成原卟啉IX，与Fe2+螯合生成血红素。缺乏某些酶会导致中间体积累，称为卟啉症。

(3)分解：单加氧酶破坏血红素，形成线性胆绿素并释放CO。胆绿素还原为胆红素是瘀伤和疤痕变色的原因。胆红素在肝脏中与2 个葡萄糖苷酸结合，增加其溶解度并从胆汁进入肠道。血红素中的铁可以回收利用。

词汇表：

生物固氮：大气中的氮被还原为氨的过程。生物固氮仅发生在少数细菌和藻类中。

尿素循环：四步酶促循环，将氨和天冬氨酸中的氮转化为尿素。循环是脊椎动物肝脏中发生的代谢循环。

脱氨基：在酶的催化下从生物分子（氨基酸或核苷酸）中去除氨基的过程。

氧化脱氨：-氨基酸在酶的催化下脱氨基为相应的-酮酸的过程。氧化脱氨实际上包括两个步骤：氧化和脱氨。 （脱氨和水解）

转氨作用：在转氨酶的催化下，-氨基酸的-氨基转移为-酮酸的过程。

乒乓反应：在该反应中，一种酶结合一种底物并释放一种产物，留下一种置换酶，然后该酶结合第二种底物并释放第二种产物，最后酶回到其起始状态。

生糖氨基酸：降解产生作为糖异生前体的分子的氨基酸，例如丙酮酸或柠檬酸循环中间代谢物。

生酮氨基酸（丙酮生成氨基酸）：降解产生乙酰辅酶A或酮体的氨基酸。

苯丙酮尿症：因苯丙氨酸羟化酶缺乏而导致苯丙酸蓄积而引起的代谢性遗传病。在缺乏丙酮酸羟化酶的情况下，苯丙氨酸只能通过转氨作用转化为苯丙酮酸，患者从尿液中排出大量苯丙酮酸。苯丙酮酸的积累对神经有毒性，导致智力低下和残疾。

黑酸尿症：是一种因酪氨酸代谢中尿黑酸酶缺乏而引起的代谢性遗传病。该患者的尿液中含有尿黑酸，在碱性条件下接触氧气后，会氧化聚合成类似黑色素的物质，导致尿液变黑。

以上就是关于L-酪氨酸详细资料大全的知识，后面我们会继续为大家整理关于对羟基苯丙酮合成的知识，希望能够帮助到大家！