生物化学第九章核苷酸代谢 ppt课件

Metabolism of Nucleotides 第九章 核苷酸代谢 核酸的消化与吸收 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 作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节 组成辅酶 活化中间代谢物 核苷酸的生物功用 第一节、核酸的酶促降解 第二节、核苷酸的分解代谢 第三节、核苷酸的合成代谢 本章主要内容： 第一节、核酸的酶促降解 Degradation of nucleic acid by enzyme 外切核酸酶： 5 p p p p OH B p p p p 3 BBBBBBB 牛脾磷酸二酯酶（ 5端外切）蛇毒磷酸二酯酶（ 3端外切） 内切核酸酶： 5 p p p pOH PyPuPyPy 1 p p p GACU p p p GA 3 RNAase IRNAase IRNAase T1 RNAase T1 Pu ：嘌呤 Py：嘧啶 限制性内切酶限制性内切酶 （ristrictionristriction endonucleaseendonuclease） 酶辨认的序列和切口说明 A G C T T C G A G G A T C C C C T A G G A G A T C T T C T A G A G A A T T C C T T A A G A A G C T T T T C G A A G T C G A C C A G C T G C C C G G G G G G C C C Bam H I Alu I Bgl I Eco R I Hind Sal I Sma I 四核苷酸，平端切口 六核苷酸，平端切口 六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口 六核苷酸，粘端切口 第二节、核苷酸的分解代谢 Catabolism of Nucleotides 嘌呤核苷酸：AMP、GMP 嘧啶核苷酸：CMP、dTMP、UMP 一、嘌呤核苷酸的分解代谢 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 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 第三节、核苷酸的合成代谢 Anabolism of Nucleotides 从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway) 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 （一）嘌呤核苷酸的从头合成 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、骨髓则无法进行此合成途径。 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） 1、合成过程 （1）IMP的合成 （2）AMP和GMP的 生成 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的生成 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 AMPADPATP ADPATP 激酶 ADPATP 激酶 GMPGDP GTP ADPATP 激酶 ADPATP 激酶 嘌呤核苷酸是在5-磷酸核糖分子上逐步合成的； 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。 2、嘌呤核苷酸从头合成的特点： （二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase) 参与补救合成的酶： 腺嘌呤 + PRPPAMP + 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 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。 次黄嘌呤 (H） 6-巯基嘌呤(6-MP) 二、嘧啶核苷酸的合成代谢 （一）嘧啶核苷酸的从头合成 合成部位： 主要是肝细胞胞液 天冬氨酸 CO2 NH3 N N C C CC 6 5 4 3 2 1 H2N-CO-P 氨甲酰磷酸 嘧啶环上各原子的来源 1、合成过程 （1）UMP的合成 （2）dTMP和CTP的生成 *先合成嘧啶环，再与5-磷酸核糖相连。 (1)、尿嘧啶核苷酸的合成 (2)、CTP的合成 是在三磷酸水平上进行的。 (3)、dTMP的生成 是在一磷酸水平上进行的。 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 （二）、嘧啶核苷酸的补救合成途径 相同点 嘌啶核苷酸嘧啶核苷酸 不同点 1、合成原料基本相同； 2、合成部位对高等动物来说,主要在肝脏； 3、都有2种合成途径(从头和补救途径)； 1、在5-P -R基础上合成嘌呤环 ； 2、最先合成的核苷酸是IMP； 3、在IMP基础上完成AMP和 GMP的合成 1、先合成嘧啶环再与5-P-R结合 ； 2、先合成UMP； 3、以UMP为基础, 完成CTP, dTMP的合成 三、脱氧核苷酸的合成 是在二磷酸的水平上进行 dTMP的生成 是在一磷酸水平上进行的。 叶 酸 四 氢 叶 酸H H 10 5 N N5 5 ，N N10 10-CH -CH 2 2 -FH-FH 4 4 N N