生物化学核酸代谢与蛋白质生物合成.ppt

第十一章 核酸代谢与蛋白质生物合成(1),核苷酸代谢,核苷酸的生物学功用 作为核酸合成的原料 作为体内能量贮存和利用的形式 ：ATP,GTP,CTP,UTP 参与代谢和生理调节:cAMP,cGMP 构成辅酶： NAD+,NADP+,FAD,FMN,CoA中均含有核苷酸的成分 作为中间代谢物的载体，活化中间代谢物：SAM,嘌呤核苷酸的代谢 Metabolism of Purine Nucleotides,嘌呤核苷酸的结构,GMP,AMP,一、嘌呤核苷酸的合成代谢 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、骨髓则无法进行此合成途径。,嘌呤碱合成的元素来源,过程 次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成 AMP和GMP的生成,R-5-P （5-磷酸核糖）,ATP,AMP,PRPP合成酶,PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸）,在Gln、Gly、一碳单位、CO2及Asp的逐步参与下,IMP,H2N-1-R-5-P （5-磷酸核糖胺）,谷氨酰胺,谷氨酸,酰胺转移酶,IMP的合成,AMP,ADP,ATP,激酶,激酶,GMP,GDP,GTP,激酶,激酶,嘌呤核苷酸从头合成特点 嘌呤核苷酸是在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。,嘌呤核苷酸从头合成的调节 主要通过产物的负反馈调节 2个长反馈,2个短反馈,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,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。,莱尼综合征 Lesch-Nyhan syndrome 由于HGPRT缺乏所致，特征为身体与精神发育迟缓、有咬指咬唇的强迫性自残行为和舞蹈手足徐动症等。,(三) 嘌呤核苷酸的相互转变,二磷酸脱氧核苷,NDP,dNDP,二磷酸核苷,NADP+,NADPH + H+,核糖核苷酸还原酶，Mg2+,还原型 硫氧化还原蛋白-(SH)2,氧化型 硫氧化还原蛋白,硫氧化还原蛋白还原酶(FAD),(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, 6-MP MTX 氮杂丝氨酸,二、嘌呤核苷酸的分解代谢,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,1-磷酸核糖,竞争性抑制黄嘌呤氧化酶,别嘌呤醇治疗痛风的机制,与PRPP结合生成别嘌呤醇核苷酸，消耗PRPP；别嘌呤醇核苷酸反馈抑制嘌呤核苷酸的从头合成，从而减少尿酸的生成。,嘧啶核苷酸的代谢,Metabolism of Pyrimidine Nucleotides,嘧啶核苷酸的结构,一、嘧啶核苷酸的合成代谢 从头合成途径 补救合成途径,(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：主要在肝细胞胞浆,从头合成过程,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,胞嘧啶核苷酸的合成,UMP,UDP,UTP,CTP,二磷酸核苷激酶,CTP合成酶,尿苷酸激酶,ATP ADP,ATP ADP,谷氨酰胺 谷氨酸 AT