核苷酸代谢人卫第七版-PPT课件

1、1,第8章,核苷酸代谢,Metabolism of Nucleotides,2,核苷酸是核酸的基本结构单位。 人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此，与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必需物质。,概述,3,核酸的消化与吸收,排出，很少利用,4,核苷酸的生理功能,作为核酸合成的原料-最主要的功能 体内能量的利用形式 ATP-主要形式； GTP-蛋白质合成 UTP-糖原合成；CTP-磷脂合成 参与代谢和生理调节 cAMP, cGMP 组成辅酶 NAD,FAD, CoA 活化中间代谢物的载体 UDPG，CDP-二酰基甘油 S-腺苷甲硫氨酸（SAM）,5,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,Metab

2、olism of Purine Nucleotides,6,嘌呤核苷酸的结构,GMP,AMP,1,4,6,7,一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径,利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。,从头合成途径(de novo synthesis),补救合成途径(salvage pathway),利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。,8,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）,9,(一) 从头合成途径,合成的原料: 磷酸核糖，氨基酸，

3、甲酰基，CO2等,合成的主要器官: 肝脏，其次是小肠和胸腺，而脑、 骨髓则无法进行此合成途径。,合成的过程: 两个阶段：,次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成（11步反应，过程只需了解）,2. 腺苷酸(AMP)和鸟苷酸(GMP)的生成,10,R-5-P （5-磷酸核糖）,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,H2N-1-R-5-P （5-磷酸核糖胺）,11,IMP的合成过程, 磷酸核糖酰胺转移酶 GAR合成酶 转甲酰基酶 FGAM合成酶 AIR合成酶,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,AM

4、P和GMP的生成,14,15,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特点,16,2、从头合成的调节,PRPP,PRA,GTP,调节方式：反馈调节和交叉调节,17,(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式,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

5、),参与补救合成的酶,18,合成过程,19,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。,20,疾病生化本质:是一种遗传代谢病，由于 HGPRT基因缺陷导致补救合成缺陷，又称 莱-尼综合征或自毁容貌综合征-罕见的 性染色体X连锁遗传病,莱-尼综合征或自毁容貌综合征:,21,（三）嘌呤核苷酸的相互转变,22,（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）,23,24,（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。,25,次黄嘌呤 (H),6-巯基嘌呤

6、(6-MP),6-巯基嘌呤的结构,26,MTX,MTX,目 录,一碳单位,27,二、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,28,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,29,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,GMP,AMP,30,第二节嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,Metabolism of Pyrimidine Nucleotides,31,嘧啶核苷酸的结构,32,一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径,(一)嘧啶

7、核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸简单,合成部位,主要是肝细胞胞液,合成原料,谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸,33,嘧啶合成的元素来源,34,合成过程,尿嘧啶核苷酸的合成,35,37,胞嘧啶核苷酸的合成,UDP,UTP,38,脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP或TMP）的生成,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,水解,脱氨基,39,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,UTP,CTP,天冬氨酸,嘌呤核苷酸,ATP + 5-磷酸核糖,嘧啶核苷酸,PRPP,40,（二）嘧啶核苷酸的补救合成,41,（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

8、(5-FU),42,某些改变了核糖结构的核苷类似物,43,氮杂丝氨酸,阿糖胞苷,氨甲碟呤,氮杂丝氨酸,44,二、嘧啶核苷酸的分解代谢,45,胞嘧啶,NH3,尿嘧啶,二氢尿嘧啶,H2O,CO2 + NH3,-丙氨酸,胸腺嘧啶,-脲基异丁酸,-氨基异丁酸,H2O,丙二酸单酰CoA,乙酰CoA,TAC,肝,尿素,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,TAC,糖异生,46,嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解代谢最大的不同是嘧啶环的裂解，最后生成-氨基酸,嘧啶碱的降解产物易溶于水，故嘧啶代谢异常的疾病较少。,47,嘌呤核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较,相同点,1. 合成原料基本相同,嘌啶核苷酸,嘧啶核苷酸,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),4. 都是先合成一个与之有关的核苷酸,然后在此基础上进