第一节 概 论
无水氯化镁
一．氨的来源
二．碳骨架的来源
红为固氮菌类菌体，蓝为类菌体周膜，黄和绿为被感染细胞的细胞核。
硝酸盐和亚硝酸盐还原酶的辅基：硝酸盐还原酶的钼辅因子，钼的载体为喋啉衍生物；是卟啉的衍生物，羧基可以作为氢离子的供体，将亚硝酸盐还原为铵盐。
硝酸盐同化酶结构域的序列构成：
从固氮酶发现的两种金属串：P-串，2 个4 3 Fe S 串共用第四个硫，并以二硫键与蛋白质相连；FeMo 辅因子，这一新的Fe-S 复合物含有1 个Mo、7 个Fe 和9 个S，通过Mo 和Fe 与蛋白质相连。 打破3 个共价键需要大量的能量：
固氮酶催化的反应：
a.固氮酶还原酶（铁蛋白）的带状图解，左侧为ATP 结合部位，右侧为4 4 Fe S 结合部位。
b.固氮酶还原酶与固氮酶áâ 二聚体形成的复合物，固氮酶还原酶（绿和黄）的4 4 Fe S 中心靠近固氮酶áâ 二聚体（红和蓝），P-串和FeMo 辅因子位于其中。
四．固氮反应的调控
1．自身固氮
克氏杆菌的固氮基因研究的较深入，其固氮基因除固氮酶基因nif HDK 外，nif E、nif N、nif B 和nif Q 与FeMoco 的加工或装配有关，nif S 及nif U 的产物参与FeMoco 的加工和装配，nif M 的产物参与FeMoco 的加工成熟，nif F 和nif J 的产物与固氮酶系的电子传递有关，nif LA 是调控基因。
2．共生固氮
根瘤菌的结瘤基因nod A、手动注油器B、C 是细胞分裂和宿主根毛弯曲所必需的，核苷酸序列较保守，nod EF、nod G、nod H 或nod LMN 参与宿主的选择，与根毛弯曲的位置，细胞分裂的效率和持久性有关。
固氮基因分为nif 基因和fix 基因两，前者与克氏杆菌的固氮基因相似，后者的功能有待进一步研究。
豆科植物的早期结瘤素基因与根瘤的早期形成有关，晚期结瘤素基因表达多种酶和一些功能不清的结瘤素。
六．生物固氮的基因工程
1．使非豆科植物转变为固氮作物
将豆科植物的结瘤基因导入其它作物，使其能够感染固氮菌。改变根瘤菌的遗传结构，使其能够感染其它作物。将固氮基因导入非豆科植物。
由于固氮酶复合体对氧的抑制作用十分敏感，消耗大量的ATP，这一领域还有不少问题要研究解决。
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2．提高现有固氮作物的固氮能力
将固氮效率高的根瘤菌固氮基因族导入结瘤能力强的根瘤菌中。将外源共生基因导入根瘤菌中，提高其结瘤能力或固氮能力。培育抗药的根瘤菌。
第二节 氨基酸的生物合成
一．谷氨酸族氨基酸的生物合成
1．L-谷氨酸的生物合成
2．L-谷氨酰胺的生物合成
细菌谷氨酰胺合成酶的结构：十二聚体由两个六聚体组成；谷氨酰胺合成酶的分子结构。
谷氨酰胺合成酶的共价修饰，12 个单体可以被逐步腺苷酸化而失活。
循环串联系统调控谷氨酰胺合成酶的共价修饰：
谷氨酰胺合成酶的反馈抑制别构调控：
3．L-脯氨酸的生物合成
细菌合成鸟氨酸的途径：
氨基移换酶的作用机制：
氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ，即NH3-依赖的线粒体CPS 同工酶的作用机制：
蕈类和眼虫L-赖氨酸的生物合成途径：
二．天冬氨酸族的生物合成
1．L-天冬氨酸的生物合成
2．L-天冬酰胺的生物合成
3．L-甲硫氨酸，L-苏氨酸和L-赖氨酸的生物合成途径
由甲硫氨酸合成的S-腺苷甲硫氨酸（SAM折叠篮）是多胺转移反应和多胺合成反应的甲基供体。
三．丙酮酸族的生物合成
L-缬氨酸、L-异亮氨酸的生物合成：
四．丝氨酸族的生物合成
1．L-亮氨酸的生物合成
2．L-丝氨酸的生物合成
3．L-甘氨酸的生物合成
4．L-半胱氨酸的生物合成洗瓶
5．硫的同化和产硫化合物的生物合成
五．苯丙氨酸、酪氨酸及氨酸的生物合成
芳香族化合物由分支酸转化而成：
分支酸的生物合成：
氨酸合成酶是通道多酶复合体的一个典型的例子。
由苯丙氨酸生成酪氨酸的途径：
组氨酸的生物合成：
第三节 氨基酸生物合成的调节
一．通过终端产物对氨基酸生物合成的抑制
二．通过酶生成量的改变调节氨基酸的生物合成
第四节 氨基酸转化为其他氨基酸及其他代谢物
一．一氧化氮的形成
二．谷胱甘肽（glutathion）的合成
三．肌酸（creatine）的生物合成
四．卟啉、血红素（Heme）的生物合成
重要的抗氧化剂：
五．短杆菌肽S（gramicidinS）
The plant growth hormone,
indole-3-acetate, is derived
from Trp.
Many neurotransmitters are
derived from amino acids
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