
【機】 glutamine synthetase
cereal; gorge; grain; millet; paddy; vale; valley
【醫】 gr; grain; granum; vallecula; valley
【機】 arginyl
【化】 ammonia synthesis
谷氨酰胺合成(Glutamine Synthesis)是生物體内氨代謝的關鍵生化反應,其核心功能是将谷氨酸(glutamate)與遊離氨(NH₃)在ATP供能條件下催化生成谷氨酰胺(glutamine)。該過程由谷氨酰胺合成酶(glutamine synthetase, GS)主導,反應式為:
$$
text{Glutamate} + text{NH}_3 + text{ATP} xrightarrow{text{GS}} text{Glutamine} + text{ADP} + text{Pi}
$$
從生理學角度看,谷氨酰胺不僅是蛋白質合成的原料,還在氮轉運、酸堿平衡調節及免疫細胞能量供應中起核心作用。例如,肝髒和骨骼肌通過此反應将有毒的氨轉化為無毒的谷氨酰胺,再經血液循環運輸至腎髒分解。
該酶的活性受多重調控:①反饋抑制——終産物谷氨酰胺可逆抑制GS;②共價修飾——哺乳動物GS通過腺苷酸化/去腺苷酸化調節活性;③基因表達調控——激素(如皮質醇)和細胞氮狀态可上調GS表達。
參考文獻
Nelson DL, Cox MM. Lehninger Principles of Biochemistry (7th ed.), Chapter 22: Amino Acid Metabolism.
Stadtman ER. "Enzyme regulation in the glutamine synthetase system." Bacteriological Reviews, 1973.
Watford M. "Glutamine metabolism and function in relation to proline synthesis." Journal of Nutrition, 2008.
谷氨酰胺的合成是生物體内重要的氮代謝過程,其核心是通過酶催化反應将谷氨酸和铵離子轉化為谷氨酰胺。以下是具體解釋:
谷氨酰胺的合成由谷氨酰胺合成酶(GS)催化,反應需消耗ATP能量,且不可逆。具體反應式如下: $$ mathrm{谷氨酸 + NH_4^+ + ATP xrightarrow{GS} 谷氨酰胺 + ADP + P_i} $$ 該反應利用遊離的铵離子(NH₄⁺)與谷氨酸結合,生成谷氨酰胺,同時消除铵離子的毒性。
谷氨酰胺的合成是機體維持氮平衡的關鍵步驟,既參與解毒,又為多種生理活動提供物質基礎。其合成能力受健康狀況影響,正常人體可自主生成,但在高代謝需求時可能需要額外補充。
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