《chap08核苷酸》PPT课件.ppt

目 录 第 八 章 核苷酸代谢 Metabolism of Nucleotides 目 录 Course Content 1. Metabolism of Purine Nucleotides 2. Metabolism of Pyrimidine Nucleotides de novo synthesis pathway 目 录 概 述 食物核蛋白 蛋白质核酸（RNA及DNA） 胃酸 核苷酸 胰核酸酶 核苷 磷酸 胰、肠核苷酸酶 碱基戊糖 核苷酶 核酸的消化与吸收 目 录 核苷酸的生物功用 u作为核酸合成的原料 u体内能量的利用形式（ATP、GTP等） u参与代谢和生理调节（ATP变构抑制剂等） u组成辅酶（NAD+ 、FAD等） u活化中间代谢物(UDPG、CDP-X、PAPS等) 目 录 第一节 嘌呤核苷酸的代谢 Metabolism of Purine Nucleotides -合成与分解代谢 目 录 l嘌呤核苷酸的结构 GMP AMP 目 录 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 l从头合成途径 (de novo synthesis pathway) l补救合成途径 (salvage synthesis pathway) 目 录 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 定义: 嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用 磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧 化碳等简单物质为原料，经过一系列 酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。 合成部位: 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的 主要器官，其次是小肠和胸腺， 而脑、骨髓则无法以此合成途径。 目 录 嘌呤碱合成的元素来源 CO2 天冬氨酸 甲酰基 （一碳单位） 甘氨酸 甲酰基 （一碳单位） 谷氨酰胺 （酰胺基） 目 录 过程 1. IMP的合成 2. AMP和GMP的生成 目 录 R-5-P （5-磷酸核糖） ATPAMP PRPP合成酶 PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸） 在谷氨酰胺、甘氨酸、一 碳单位、二氧化碳及天冬 氨酸的逐步参与下 IMP AMP GMP H2N-1-R-5-P （5-磷酸核糖胺） 谷氨酰胺 谷氨酸 酰胺转移酶 1、IMP的合成过程 目 录 腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶 2、AMP和GMP的生成 目 录 AMPADPATP ADPATP 激酶 ADPATP 激酶 GMPGDP GTP ADPATP 激酶 ADPATP 激酶 目 录 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐步形成嘌呤环合成的； IMP的合成需5个ATP，6个高能 磷酸键，AMP或GMP的合成又 需1个ATP。 u嘌呤核苷酸从头合成特点 目 录 R-5-P ATP PRPP合成酶 PRPP 酰胺转移酶PRA IMP 腺苷酸代 琥珀酸 AMP ADPATP XMPGMPGDP GTP + + _ _ _ _ _ IMP 腺苷酸代 琥珀酸 XMP AMPADPATP GMPGDPGTP ATP GTP _ _ + + 调节方式：反馈调节和交叉调节 u 从头合成的调节 目 录 （二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 定义：利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷， 经过简单的反应，合成嘌呤核苷 酸的过程，称为补救合成（或重 新利用）途径。 参与补救合成的酶 腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT） 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT） 腺苷激酶(adenosine kinase) 目 录 腺嘌呤 + PRPP AMP + PPi APRT 次黄嘌呤 + PRPPIMP + PPi HGPRT 鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi 合成过程 腺嘌呤核苷 腺苷激酶 ATPADP AMP 目 录 u补救合成的生理意义 补救合成节省从头合成时的能量和 一些氨基酸的消耗。 体内某些组织器官，如脑、骨髓等 只能进行补救合成。 目 录 （三）嘌呤核苷酸的相互转变 IMP AMP 腺苷酸代 琥珀酸 XMP GMP NH3 腺苷酸脱氨酶 鸟苷酸还原酶 NADPH+H+ NADP+ NH3 目 录 （四） 脱氧核糖核苷酸的生成 在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基） dNDP + ATP 激酶 dNTP + ADP 目 录 （五）嘌呤核苷酸的抗代谢物 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、 氨基酸或叶酸等的类似物。 嘌呤类类似物氨基酸类类似物叶酸类类似物 6-巯巯基嘌呤 6-巯巯基鸟鸟嘌呤 8-氮杂鸟杂鸟 嘌呤 等 氮杂丝杂丝 氨酸等 氨蝶呤 氨甲蝶呤等 目 录 次黄嘌呤 (H) 6-巯基嘌呤 (6-MP) 目 录 甲酰甘氨酰 胺核苷酸 （FGAR） PRPP 谷氨酰胺 （Gln） = PRA 甘氨酰胺 核苷酸 （GAR） = = 甲酰甘氨 脒核苷酸 （FGAM） 5-氨基异咪唑- 4-甲酰胺核苷酸 （AICAR） = 5-甲酰胺基咪唑- 4-甲酰胺核苷酸 （FAICAR） IMP 次黄嘌呤 （H） PRPPPPi = AMP = PRPP PPi = 腺嘌呤（A） GMP = = PRPPPPi 鸟嘌呤(G) 6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 氮杂丝氨酸 氮杂丝氨酸 氮杂丝氨酸 MTX MTX 目 录 二、嘌呤核苷酸的分解代谢 -终产物尿酸 核苷酸 核苷 核苷酸酶 Pi 核苷磷酸化酶 碱基1-磷酸核糖 目 录 嘌呤碱的 最终代谢产物 AMP GMP H （次黄嘌呤） G X （黄嘌呤） 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤 氧化酶 目 录 痛风症的治疗机制 鸟嘌呤 次黄嘌呤 黄嘌呤尿酸 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤氧化酶 别嘌呤醇 目 录 第二节 嘧啶核苷酸的代谢 Metabolism of Pyrimidine Nucleotides 目 录 嘧啶核苷酸的结构 目 录 从头合成途径 补救合成途径 一、嘧啶核苷酸的合成代谢 目 录 （一）嘧啶核苷酸的从头合成 定义：嘧啶核苷酸的从头合成是指利用 磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 二氧化碳等简单物质为原料，经 过一系列酶促反应，合成嘧啶核 苷酸的途径。 合成部位：主要是肝细胞胞液 目 录 嘧啶合成的元素来源 氨基甲 酰磷酸 天冬氨酸 目 录 合成过程 1. 尿嘧啶核苷酸的合成 谷氨酰胺 + HCO3- 氨基甲酰磷酸 合成酶II 2ATP 2ADP+Pi 谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸 目 录 CPS - ICPS - II 分布肝细胞线粒体胞液（所有细胞） 氮源NH3谷氨酰胺 变构激活剂N-乙酰谷氨酸无 功能尿素合成嘧啶合成 氨基甲酰磷酸合成酶I 、II的区别 目 录 目 录 2. 胞嘧啶核苷酸的合成 ATPADP 尿苷酸激酶 UDP 二磷酸核苷激酶 ATP ADP UTP CTP合成酶 谷氨酰胺 ATP 谷氨酸 ADP+Pi 目 录 3. dTMP或TMP的生成 TMP合酶 N5, N10-甲烯FH4FH2 FH2还原酶 FH4 NADP+NADPH+H+ dUMP 脱氧胸苷一磷酸 dTMP UDP 脱氧核苷酸还原酶 dUDP CTPCDPdCDPdCMP 目 录 从头合成的调节 - - - - - ATP + CO2+ 谷氨酰胺 氨基甲酰磷酸 UMP 氨基甲酸天冬氨酸 UTPCTP 天冬氨酸 嘌呤核苷酸 ATP + 5-磷酸核糖 嘧啶核苷酸 PRPP - 目 录 （二） 嘧啶核苷酸的补救合成 嘧啶 + PRPP磷酸嘧啶核苷 + PPi 嘧啶磷酸核糖 转移酶 尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP 胸腺嘧啶核苷 + ATP 胸苷激酶 TMP +ADP 目 录 （三）嘧啶核苷酸的抗代谢物 嘧啶类似物 胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU) 目 录 核糖结构的核苷类似物 目 录 UMPUTPCTPCDPdCDP UDPdUDPdUMPdTMP 氮杂丝氨酸阿糖胞苷 氨甲碟呤 氮杂丝氨酸 目 录 二、嘧啶核苷酸的分解代谢 嘧啶碱 1-磷酸核糖 嘧啶核苷酸核苷 核苷酸酶 PPi 核苷磷酸化酶 目 录 胞嘧啶 NH3 尿嘧啶 二氢尿嘧啶 H2O CO2 + NH3 -丙氨酸 丙二酸单酰CoA 乙酰CoA TAC 胸腺嘧啶 -脲基异丁酸 -氨基 异丁酸 甲基丙二酸单酰CoA 琥珀酰CoA TAC 糖异生 肝 尿素 目 录 小 结 1.嘌呤核苷酸的合成代谢 从头合成途径:定义、原料 CO2 天冬氨酸 甲酰基 （一碳单位） 甘氨酸 甲酰基 （一碳单位） 谷氨酰胺 （酰胺基） PRPP合成酶 酰胺转移酶 目 录 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐步形成嘌呤环合成的 u嘌呤核苷酸从头合成特点 u补救合成的生理意义 补救合成节省从头合成时的能量和 一些氨基酸的消耗。 体内某些组织器官只能进行补救合 成-脑、骨髓 目 录 2. 脱氧核糖核苷酸的生成 在核苷二磷酸水平上还原生成 （N代表A、G、U、C等碱基） 目 录 3.嘌呤核苷酸的分解代谢-终产物尿酸 痛风症与别嘌