第八章核甘酸代谢

1、第八章核甘酸代谢 讲讲 授授 内内 容容 一、嘌呤核苷酸的代谢一、嘌呤核苷酸的代谢 1.1.嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成 2.2.嘌呤核苷酸的分解嘌呤核苷酸的分解 二、嘧啶核苷酸的代谢二、嘧啶核苷酸的代谢 1.1.嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸的合成 2.2.嘧啶核苷酸的分解嘧啶核苷酸的分解 第八章核甘酸代谢 n 核酸的消化与吸收核酸的消化与吸收 食物核蛋白食物核蛋白 蛋白质蛋白质核酸核酸(RNA及及DNA) 胃酸胃酸 核苷酸核苷酸 胰核酸酶胰核酸酶 核苷核苷磷酸磷酸 胰、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶 碱基碱基戊糖戊糖 核苷酶核苷酶 第八章核甘酸代谢 n 核苷酸的生理功能核苷酸的生理功能 作为核酸

2、合成的原料作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节参与代谢和生理调节 组成辅酶组成辅酶 活化中间代谢物活化中间代谢物 AMP 尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸 (NAD+) 第八章核甘酸代谢 第一节第一节 嘌呤核苷酸的代谢嘌呤核苷酸的代谢 Metabolism of Purine Nucleotides 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 合成部位：肝脏、小肠、胸腺等组织的胞液中合成部位：肝脏、小肠、胸腺等组织的胞液中 合成原料：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、合成原料：甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、COCO2 2、一碳单位、一碳单位、 5-P-5-P

3、-核糖核糖 第八章核甘酸代谢 : : 分为两个阶段分为两个阶段 第八章核甘酸代谢 R-5-P （5-磷酸核糖）磷酸核糖） ATPAMP PRPP合成酶合成酶 PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸）（磷酸核糖焦磷酸） PRPP 在谷氨酰胺、甘氨酸、在谷氨酰胺、甘氨酸、 一碳单位、二氧化碳及一碳单位、二氧化碳及 天冬氨酸的逐步参与下天冬氨酸的逐步参与下 IMP AMP GMP H2N-1-R-5 -P （5 -磷酸核糖胺）磷酸核糖胺） 谷氨酰胺谷氨酰胺 谷氨酸谷氨酸 酰胺转移酶酰胺转移酶 第八章核甘酸代谢 ADP+Pi ATP 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 嘌呤核苷酸从头合成途径的特点：嘌

4、呤核苷酸从头合成途径的特点： 1. 1. 从头合成途径主要在肝脏、小肠及胸腺从头合成途径主要在肝脏、小肠及胸腺 组织的胞液中进行。组织的胞液中进行。 2. 2. 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖的基础上逐步嘌呤核苷酸是在磷酸核糖的基础上逐步 合成嘌呤核苷酸，而不是先合成嘌呤碱，合成嘌呤核苷酸，而不是先合成嘌呤碱， 然后再与磷酸核糖结合。然后再与磷酸核糖结合。 3. 3. 合成的过程复杂，消耗的合成的过程复杂，消耗的ATPATP较多。较多。 第八章核甘酸代谢 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经 过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程， 称为补救

5、合成途径。称为补救合成途径。 合成部位：主要在脑、骨髓、脾脏的合成部位：主要在脑、骨髓、脾脏的 胞液中进行胞液中进行 （二）嘌呤核苷酸的补救合成途径（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 定义定义 第八章核甘酸代谢 腺嘌呤腺嘌呤 + PRPPAMP + PPi APRT 次黄嘌呤次黄嘌呤 + PRPPIMP + PPi HGPRT 鸟嘌呤鸟嘌呤 + PRPP HGPRT GMP + PPi n 合成过程合成过程 腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷 腺苷激酶腺苷激酶 ATPADP AMP 第八章核甘酸代谢 补救合成特点：补救合成特点： v 主要在脑、骨髓、脾脏的胞液中进行主要在脑、骨髓、脾脏的胞液中进行 v 合成过程

6、简单，消耗的合成过程简单，消耗的ATPATP较少较少 v 只能利用现成的嘌呤碱来合成嘌呤核甘酸只能利用现成的嘌呤碱来合成嘌呤核甘酸 第八章核甘酸代谢 生理意义：生理意义： 1. 1. 经补救合成途径合成嘌呤核甘酸可以节经补救合成途径合成嘌呤核甘酸可以节 省能量和一些氨基酸的消耗。省能量和一些氨基酸的消耗。 2. 2. 体内某些组织（脑、骨髓）由于缺乏从体内某些组织（脑、骨髓）由于缺乏从 头合成的某些酶，而不能进行从头合成，只头合成的某些酶，而不能进行从头合成，只 能利用现成的嘌呤碱或嘌呤核甘进行补救合能利用现成的嘌呤碱或嘌呤核甘进行补救合 成。成。 第八章核甘酸代谢 （三）嘌呤核苷酸的相互转变

7、（三）嘌呤核苷酸的相互转变 IMP AMP 腺苷酸代腺苷酸代 琥珀酸琥珀酸 XMP GMP NH3 腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶 鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶 NADPH+H+ NADP+ NH3 第八章核甘酸代谢 （四）脱氧核糖核苷酸的生成（四）脱氧核糖核苷酸的生成 在核苷二磷酸水平上进行在核苷二磷酸水平上进行 （N代表代表A、G、U、C等碱基）等碱基） 第八章核甘酸代谢 dNDP + ATP 激酶激酶 dNTP + ADP 二磷酸脱氧核苷二磷酸脱氧核苷 NDPdNDP 二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核苷 NADP+NADPH + H+ 核糖核苷酸还原酶，核糖核苷酸还原酶，Mg2+ 还原型硫氧化还原型硫氧

8、化 还原蛋白还原蛋白-(SH)2 氧化型硫氧氧化型硫氧 化还原蛋白化还原蛋白 S S 硫氧化还原蛋白还原酶硫氧化还原蛋白还原酶 (FAD) 第八章核甘酸代谢 （五）嘌呤核苷酸的抗代谢物（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物 第八章核甘酸代谢 次黄嘌呤次黄嘌呤 (H) 6-巯基嘌呤巯基嘌呤 (6-MP) 6-巯基嘌呤的结构巯基嘌呤的结构 第八章核甘酸代谢 甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰 胺核苷酸胺核苷酸 （FGAR） PRPP 谷氨酰胺谷氨酰胺 （Gln） = PRA 甘氨酰胺甘氨酰胺 核苷酸核苷酸 （GAR） = = 甲酰甘氨甲酰甘氨 脒核苷酸脒核苷酸 （FGAM） 5-氨基异咪唑氨基异咪唑- 4-甲酰胺核苷酸甲酰

9、胺核苷酸 （AICAR） = 5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑- 4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸 （FAICAR） IMP 次黄嘌呤次黄嘌呤 （H） PRPPPPi = AMP = PRPP PPi = 腺嘌呤（腺嘌呤（A） GMP = = PRPPPPi 鸟嘌呤鸟嘌呤(G) 6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 6-MP 氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸 氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸 氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸 MTX MTX 目目 录录 第八章核甘酸代谢 尿酸尿酸 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 3.3.分解的最终产物分解的最终产物：尿酸尿酸 尿酸：正常人血浆中尿酸含量约为尿酸：正常人血浆中尿酸含量约为0

10、.12 - 0.12 - 0.36mmol/L ( 2-6mg% ) 0.36mmol/L ( 2-6mg% ) 。 2/3 2/3 随尿排出随尿排出,1/3 ,1/3 经经 肠道排泄。肠道排泄。 痛风：因嘌呤代谢紊乱，使血中尿酸含量超过痛风：因嘌呤代谢紊乱，使血中尿酸含量超过 8mg%8mg%时，尿酸将过饱和而结晶，沉积于关节、软组时，尿酸将过饱和而结晶，沉积于关节、软组 织、软骨及肾脏等处而导致关节炎、尿路结石、肾织、软骨及肾脏等处而导致关节炎、尿路结石、肾 疾患等。疾患等。 治疗：临床上用别嘌呤醇治疗。治疗：临床上用别嘌呤醇治疗。 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 第二节第二节 嘧啶核

11、苷酸的代谢嘧啶核苷酸的代谢 Metabolism of Pyrimidine Nucleotides 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 ( (一一) ) 嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成 定义定义: : 嘧啶核苷酸的从头合成是指利用天冬氨酸、嘧啶核苷酸的从头合成是指利用天冬氨酸、 谷氨酰胺和二氧化碳作为原料物质，经过一系谷氨酰胺和二氧化碳作为原料物质，经过一系 列酶促反应先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合列酶促反应先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合 而成。而成。 合成部位：合成部位：主要是肝细胞胞液主要是肝细胞胞液 第八章核甘酸代谢 n 嘧啶合成的元素来源嘧啶合成的元素来源 氨基甲氨基甲 酰

12、磷酸酰磷酸 天冬氨酸天冬氨酸 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 3. dTMP 3. dTMP 的合成的合成 水解水解 脱氨基脱氨基 第八章核甘酸代谢 （U，T，乳清酸），乳清酸） 第八章核甘酸代谢 5-FU FdUMP FdUMP5-FU FdUMP FdUMP与与dUMPdUMP的结构相似，可的结构相似，可 抑制胸苷酸合成酶的活性。抑制胸苷酸合成酶的活性。 第八章核甘酸代谢 阿糖胞苷能抑制阿糖胞苷能抑制CDP还原成还原成dCDP 而影响而影响DNA的合成的合成 第八章核甘酸代谢 5-FU 第八章核甘酸代谢 第八章核甘酸代谢 胞嘧啶胞嘧

13、啶 NH3 尿嘧啶尿嘧啶 二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶 H2O CO2 + NH3 -丙氨酸丙氨酸 胸腺嘧啶胸腺嘧啶 -脲基异丁酸脲基异丁酸 -氨基异丁酸氨基异丁酸 H2O 丙二酸单酰丙二酸单酰CoA 乙酰乙酰CoA TAC 肝肝 尿素尿素 甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA 琥珀酰琥珀酰CoA TAC糖异生糖异生 第八章核甘酸代谢 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸分解的最终产物分解的最终产物 NH 3 , CO2 嘧啶嘧啶 -丙氨酸丙氨酸 （C,U,T） -氨基异丁酸氨基异丁酸 Pi 1-P核糖核糖 CTP UTP 核苷核苷 TTP 第八章核甘酸代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢 嘌呤核甘酸

14、的从头合成：嘌呤核甘酸的从头合成：定义、原料、部位定义、原料、部位、 过程、过程、特点特点 嘌呤核甘酸的补救合成：嘌呤核甘酸的补救合成：定义定义 、过程、过程、意义意义 嘌呤核苷酸的抗代谢物：嘌呤核苷酸的抗代谢物：定义定义、种类、作用机制、种类、作用机制 二、嘌呤核苷酸的分解代谢二、嘌呤核苷酸的分解代谢 分解的部位、分解的部位、最终产物最终产物 尿酸的生成与痛风尿酸的生成与痛风 总结总结 第八章核甘酸代谢 三、嘧啶核甘酸的合成代谢三、嘧啶核甘酸的合成代谢 嘧啶核甘酸的从头合成：嘧啶核甘酸的从头合成：定义、原料定义、原料、 部位部位、过程、过程 嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成 ：定义定义 、过程、过程 嘧啶核苷酸的抗代谢物：嘧啶核苷酸的抗代谢物：定义定义 、种类、种类、 作用机制作用机制 四、嘧啶核苷酸的分解代谢四、嘧啶核苷酸的分解代谢 分解的最终产物分解的最终产物 第八章核甘酸代谢 复习思考题复习思考题 一、名词解释一、名词解释 核苷酸的从头合成途径、核苷酸的补救合成途径、核苷核苷酸的从头合成途径、核苷酸的补救合成途径、核苷 酸的抗代