核苷酸.ppt

第十章遗传物质合成的基本原料 核苷酸 问题讨论 1 核苷酸的主要来源有哪些 人体是否有必要补充核酸 2 哺乳动物会因嘌呤核苷酸代谢而出现 痛风 吗 核苷酸的生理功能 作为要DNA和RNA合成的基本原料 这是最主要的功能做为能量的存储 转移和利用的形式参与代谢或生理活动的调节参与构成酶的辅酶或辅基作为活化中间代谢物的载体 食物核酸的消化与吸收 第一节核苷酸在体内的合成过程 TheSynthesisofNucleotides 从头合成途径 denovosynthesis 利用氨基酸 一碳单位 二氧化碳和磷酸核糖等简单物质为原料 经过一系列酶促反应合成核苷酸的途径称为从头合成途径 补救合成途径 salvagepathway 用体内游离的核苷为原料经过比较简单的反应过程合成核苷酸的过程称为补救途径 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 骨髓则无法进行从头合成 只能进行补救合成 嘧啶核苷酸的从头合成主要是在肝细胞的细胞液进行 一 嘌呤核苷酸的从头合成 嘌呤碱合成的元素来源 嘌呤核苷酸的合成可分为三大阶段 5 磷酸核糖的活化5 磷酸核糖焦磷酸 5 phosphorlbosyl pyrophosphate PRPP 的生成次黄嘌呤核苷酸 inosinemonophosphate IMP 的合成腺嘌呤核苷酸 adenosinemonophosphate AMP 和鸟嘌呤核苷酸 guanosinemonophosphate GMP 的生成 一 5 磷酸核糖活化 二 次黄嘌呤核苷酸 IMP 的合成 三 AMPGMP的合成 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环 先合成IMP 合成1分子IMP需消耗5分子ATP 6个高能磷酸键AMP或GMP的合成又需要消耗1分子ATP 或GTP IMP是重要的中间物质 是AMP和GMP的前体 嘌呤核苷酸从头合成特点 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 四 嘌呤核苷酸从头合成的调节 调节方式 反馈调节交叉调节 既满足机体合成核酸需要 又不致于浪费 以节省营养物及能量 维持ATP与GTP浓度的平衡 调节的意义 二 嘧啶核苷酸的从头合成 嘧啶碱合成的元素来源 特点 嘌呤核苷酸的从头合成途径是在5 磷酸核糖的基础上去逐步形成嘌呤环 嘧啶核苷酸的从头合成途径正好相反 先合成嘧啶环 再与磷酸核糖连接 一 尿嘧啶核苷酸的合成 氨甲酰磷酸合成酶 和 的区别 二 胞嘧啶核苷酸的生成 三 嘧啶核苷酸从头合成的调节 参与补救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶 adeninephosphoribosyltransferase APRT 次黄嘌呤 鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 hypoxanthine guaninephosphoribosyltransferase HGPRT 腺苷激酶 adenosinekinase 三 嘌呤核苷酸的补救合成 补救合成过程 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 补救合成的生理意义 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 四 嘧啶核苷酸的补救合成 在NDP水平 由相应的核糖核苷酸直接还原 五 脱氧核糖核苷酸的生成 脱氧胸腺嘧啶核苷酸 dTMP或TMP 的生成 dUMP来自两个途径 1 dUDP水解 2 dCMP脱氨 以后一途径为主 dTMP可继续由激酶作用而逐步生成dTDP和dTTP 嘌呤核苷酸的合成过程总结 嘧啶核苷酸的合成过程总结 六 核苷酸的抗代谢物 核苷酸的抗代谢物一般是一些嘌呤 嘧啶 氨基酸或叶酸的类似物 主要以竞争性抑制等方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢 进而阻断核酸以及蛋白质的生物合成 核酸合成与细胞分裂有密切关系 对于医学具有重要意义 可以找到合适的抑制剂作用于相应的靶位点 阻断细胞遗传物质的更新用于对肿瘤的治疗 主要的抗代谢物 嘌呤类似物 6 巯基嘌呤6 巯基鸟嘌呤8 氮杂鸟嘌呤 6 MP 6 MP核苷酸 从头合成途径 补救合成途径 HGPRT PRPP酰胺转移酶 IMP AMP和GMP IMP的类似物 次黄嘌呤的类似物 胸腺嘧啶 5 氟尿嘧啶 5 氟尿嘧啶 5 FU 是胸腺嘧啶的类似物 氨基酸类似物 抑制有谷氨酰胺参与的反应 氮杂丝氨酸 AS 是Gln的类似物 氮杂丝氨酸抑制CTP的合成 四氢叶酸 氨蝶呤 氨甲蝶呤 叶酸类似物 抑制有一碳单位参与的反应 叶酸类似物 抑制有一碳单位参与的反应 氨蝶呤 AP 和氨甲蝶呤 MTX 嘌呤分子中来自一碳单位的C2及C8均得不到供应 从而抑制了嘌呤核苷酸的合成 甲氨喋呤抑制dTMP的合成 临床上用于白血病等治疗 核苷类似物 阿糖胞苷 胞嘧啶核苷 嘌呤核苷酸抗代谢物的作用部位 氮杂丝氨酸 阿糖胞苷 氨甲蝶呤 FdUMP 5FU 嘧啶核苷酸抗代谢物的作用部位 第二节核苷酸在体内的分解过程 TheCatabolismofNucleotides 一 嘌呤核苷酸的分解 嘌呤碱基 参加核苷酸的补救合成最终分解为尿酸 随尿排出体外 部位 肝 小肠 肾 嘌呤碱的最终代谢产物 特点 嘌呤环不被破坏 产物水溶性差 尿酸是人体嘌呤分解代谢的终产物 正常血浆中尿酸的含量约为0 12mmol L 0 36mmol L 尿酸的水溶性较差 痛风症患者血中的尿酸含量升高 当超过0 48mmol L时 尿酸盐晶体即可沉积于关节 软组织 软骨及肾等处 而导致关节炎 尿路结石及肾疾病 多见于成年男性 进食高嘌呤饮食体内核酸大量分解 白血病 恶性肿瘤 肾疾病时尿酸排泄障碍 嘌呤核苷酸代谢酶的缺陷 痛风症的原因 尿酸 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 不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不一样 代谢产物也不同 人和猿类及一些排尿酸的动物 如鸟类 某些爬虫类和昆虫等 嘌呤分解的最终产物是尿酸 其它多种生物则能进一步分解尿酸 形成不同的代谢产物 直至最后分解成二氧化碳和氨 哺乳动物例如狗 猫 猪 牛等的嘌呤代谢就不是尿酸 这些动物的身体里有一种尿酸酶