核苷酸代谢.doc

教 案 首 页教师 课程名称 生物化学 专业名称 临床医学 授课序次 10 课类型 理论 班 级授课日期授课题目(章,节)第十章 核苷酸代谢教学目的与要求:1.掌握核苷酸从头合成途径和补救合成途径的概念，脱氧核苷酸的合成。2熟悉嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸合成的原料、分解代谢的终产物、核苷酸的抗代谢物。3.了解核苷酸的合成过程。教学重点: 核苷酸的从头合成途径，核苷酸的分解产物。教学难点: 核苷酸的合成过程复习内容: 5分钟核苷酸的分子组成和结构。165教 案 续 页基 本 内 容辅助手段和时间分配第十章 核苷酸代谢核苷酸是核酸的基本结构单位。核苷酸具有多种重要的生理功能：是合成dna和rna的原料，如ntp、dntp等；是体内能量的直接利用形式，如atp、gtp等；是多种活性中间代谢物的载体，如udpg、cdp-胆碱、sam等；参与代谢调节，如camp、cgmp是细胞信号转导的第二信使；组成辅酶，如amp是nad+、fad和辅酶a的组成成分。人体内的核苷酸可由机体细胞自身合成，故核苷酸不属于营养必需物质。食物中的核酸多以核蛋白的形式存在，在胃中受胃酸作用，分解成核酸和蛋白质。核酸在小肠中受各种水解酶的作用，最终分解为碱基、戊糖和磷酸而被吸收。戊糖参加体内戊糖的代谢，食物来源的嘌呤和嘧啶很少被机体利用，主要被分解排出体外。 核苷酸代谢包括合成代谢和分解代谢。第一节 核苷酸的合成代谢体内合成核苷酸的途径有2条。其一为从头合成途径，是指利以磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及co2等简单的物质为原料，经过一系列酶促反应合成核苷酸的过程；其二为补救合成途径，是指利用细胞内已有的碱基或核苷为原料，经过简单的反应合成核苷酸的过程。从头合成途径是主要途径。能进行从头合成的器官主要是肝，其次是小肠粘膜和胸腺。脑、骨髓等缺乏从头合成的酶体系，只能进行补救合成。一、嘌呤核苷酸的合成1.从头合成途径部位：胞液原料：5-磷酸核糖、谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸、一碳单位、co2。5分钟20分钟幻灯片：10-16嘌呤碱的从头合成的原料教 案 续 页基 本 内 容辅助手段和时间分配imp的合成amp和gmp的合成二、补救合成参与嘌呤核苷酸补救合成的酶有两种：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（aprt）和次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（hgprt）。由prpp提供磷酸核糖，分别催化腺嘌呤、次黄嘌呤、鸟嘌呤生成amp、imp、gmp。人体内嘌呤核苷的再利用是在腺苷激酶的作用下，经磷酸化反应生成amp。补救合成的生理意义在于：节省能量和氨基酸；是某些组织器官（脑、骨髓等）必不可少的合成途径。如由于基因缺陷导致hgprt缺乏，患儿的智力发育受阻，表现为自毁容貌征或称lesh-nyhan综合征。3.嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物分为三类，即嘌呤、氨基酸和叶酸的类似物。它们通过竞争性抑制作用干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成。从而抑制核酸合成和细胞增殖，临床上常用作抗肿瘤药及免疫抑制剂。如6-巯基嘌呤、8-杂氮鸟嘌呤、氨蝶呤、氨甲蝶呤。二、嘧啶核苷酸的合成1.从头合成原料：5-磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺和co2。幻灯片：10-17嘌呤碱的从头合成代谢5分钟5分钟幻灯片10-19嘌呤核苷酸的抗代谢物15分钟教 案 续 页基 本 内 容辅助手段和时间分配以氨甲酰磷酸为起点，先合成嘧啶环，后加上prpp提供的磷酸核糖，最先合成的核苷酸是utp。（1）ump的生成：氨基甲酰磷酸也是合成尿素的原料，但尿素合成所需的氨基甲酰磷酸是在肝细胞的线粒体中由氨基甲酰磷酸合成酶所催化生成的；而嘧啶核苷酸合成所需的氨基甲酰磷酸是在胞液中由谷氨酰胺提供氮源，经氨基甲酰磷酸合成酶催化生成。（2）ctp的生成：ump在尿苷酸激酶催化下生成udp，然后受二磷酸核苷激酶作用生成utp；utp在ctp合成酶催化下，接受谷氨酰胺的氨基，生成ctp。2.补救合成途径3.嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶核苷酸的抗代谢物是一些嘧啶、氨基酸和叶酸类似物。它们的作用机制与嘌呤核苷酸抗代谢物相似，如5-fu、氮杂丝氨酸等。三、脱氧核糖核苷酸的生成1.脱氧核糖核苷酸的生成过程体内脱氧核糖核苷酸是由相应的核糖核苷酸还原，以氢取代其核糖分子中c2上的羟基而生成。还原作用发生在核苷二磷酸（ndp）水平上（n代表a、g、u、c等碱基），由核糖核苷酸还原酶催化。幻灯片：10-20嘧啶核苷酸的合成原料幻灯片：10-21嘧啶核苷酸的从头合成10分钟幻灯片：10-22脱氧核糖核苷酸的生成幻灯片：10-23胸腺嘧啶核苷酸的合成幻灯片：10-24脱氧核糖核苷酸教 案 续 页基 本 内 容辅助手段和时间分配脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dtmp)是由胸苷酸合酶催化dump与n5，n10-甲烯四氢叶酸反应，使dump甲基化生成。dump有2个来源：一是dudp的水解，二是dcmp的脱氨基，以后者为主。2. 脱氧核糖核苷酸的抗代谢物 5-fu、氨甲蝶呤、阿糖胞苷、环胞苷等。四、核苷一磷酸、核苷二磷酸、和核苷三磷酸的互相转化第二节 核苷酸的分解代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢细胞内的核苷酸首先在核苷酸酶的作用下水解生成核苷，核苷再经磷酸化酶催化，生成游离的碱基与1-磷酸核糖，1-磷酸核糖可以进一步生成5-磷酸核糖进入糖代谢或重新生成prpp，参与新的核苷酸的合成；嘌呤碱可经补救合成途径用于合成新的核苷酸，也可最终氧化成尿酸，通过尿液排泄。尿酸沉积与痛风症的关系。二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶核苷酸也是在核苷酸酶和核苷磷酸酶的催化下去除磷酸与核糖，生成嘧啶碱。 胞嘧啶和尿嘧啶的终产物是：nh3、co2和-丙氨酸。 胸腺嘧啶水解生成nh3、co2和-氨基异丁酸。10分钟幻灯片：10-25嘌呤核苷酸的分解代谢10分钟幻灯片：10-26嘧啶核苷酸的分解代谢过程教 案 末 页小 结5分钟。1.核苷酸代谢实质上也是一种含氮化合物代谢，本章书主要是讲述它的从头合成代谢，着重掌握原料及合成特点。2核苷酸的抗代谢物很多情况下可以作为抗菌药和抗癌药。复习思考题,作业题嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸在合成和分解过程中各有什么不同？下次教学预习要点第十一章、基因信息的传递1.生物学中心法则及其补充、半保留复制2.dna聚合酶种类及功