生物化学第十章核苷酸代谢

1、生物化学第十章核苷酸代谢一、嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的合成二、嘧啶核苷酸的合成三、脱氧核苷酸的合成三、脱氧核苷酸的合成l嘌呤核苷酸结构嘌呤核苷酸结构l嘌呤核苷酸合成方式嘌呤核苷酸合成方式AMPGMPl从头合成途径从头合成途径l补救合成途径补救合成途径 定义：定义：P134P134 部位：部位： 主要器官：肝主要器官：肝 次要器官：小肠、胸腺次要器官：小肠、胸腺谷氨酰胺谷氨酰胺（酰胺基）（酰胺基）谷氨酰胺谷氨酰胺（酰胺基）（酰胺基） 甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）天冬氨酸天冬氨酸CO2甘氨酸甘氨酸1. PRPP(磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸)的生成的生成2IMP（

2、次黄嘌呤核苷酸）的生成（次黄嘌呤核苷酸）的生成 3. 由由IMP合成合成AMP及及GMP R-5-P ATP AMP PP-1-R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）PRPP合成酶合成酶 （磷酸核糖焦（磷酸核糖焦磷酸）磷酸）PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）（磷酸核糖焦磷酸）IMPH2N-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2. IMP合成过程合成过程 在谷氨酰胺、甘在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下酸的逐步参与下IMP生成详细反应过程生成详细反应过程AMPADPATPADP

3、ATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶从头合成过程概括从头合成过程概括关关键键反反应应5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸核糖磷酸核糖-1-焦磷酸焦磷酸（PRPP）PRPP合成酶合成酶5-磷酸核糖磷酸核糖酰胺转移酶酰胺转移酶次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸AMPGMP参与从头合成途径的酶均在胞液中。参与从头合成途径的酶均在胞液中。嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的成的。合成过程需消耗合成过程需消耗ATPATP。从从IMPIMP出发再合成出发再合成AMPAMP和和GMPGMP。定义：定义：P134 部位：部位： 脑、

4、骨髓脑、骨髓腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶 （APRT）次黄嘌呤次黄嘌呤- -鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT) )腺苷激酶腺苷激酶参与补救合成的酶参与补救合成的酶腺嘌呤腺嘌呤 + + PRPPAMP + PPiAPRT次黄嘌呤次黄嘌呤 + + PRPPIMP + PPiHGPRT鸟嘌呤鸟嘌呤 + + PRPPHGPRTGMP + PPi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ATPADPAMPl补救合成的生理意义补救合成的生理意义l 节省能量和一些氨基酸的消耗。节省能量和一些氨基酸的消耗。l 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行体内某些组织器官，如

5、脑、骨髓等只能进行补救合成。补救合成。l遗传方式：遗传方式：X X连锁隐性遗传。连锁隐性遗传。l缺乏的酶：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶（缺乏的酶：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖基转移酶（HGPRTHGPRT）l基因定位：基因定位：Xq26-q27Xq26-q27。l临床表现：高尿酸血症和高尿酸尿症，痛风性临床表现：高尿酸血症和高尿酸尿症，痛风性l关节炎，智力迟钝，大脑瘫痪，舞蹈样动作，关节炎，智力迟钝，大脑瘫痪，舞蹈样动作，l自残行为自残行为l嘧啶核苷酸的结构嘧啶核苷酸的结构l从头合成途径从头合成途径l补救合成途径补救合成途径l定义：定义： P134 l部位部位: 主要在肝细胞的胞夜主要在肝细胞的胞

6、夜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磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸l合成过程合成过程 1. UMP的合成的合成 (1)氨基甲酰磷酸合成氨基甲酰磷酸合成 (2)氨基甲酰天氡氨酸合成氨基甲酰天氡氨酸合成 (3)嘧啶环合成嘧啶环合成 2. GMP的合成的合成 1. 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺谷氨酰胺 + + HCO3-氨基甲酰磷氨基甲酰磷酸合成酶酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸 + + 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸2. 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨

7、酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+PiUMPCTP参与合成的酶大多数在胞液中参与合成的酶大多数在胞液中, ,个别在线粒体。个别在线粒体。首先合成尿嘧啶环，再与磷酸核糖连接生成尿首先合成尿嘧啶环，再与磷酸核糖连接生成尿嘧啶核苷酸。嘧啶核苷酸。由由UMPUMP合成合成GMPGMP。嘧啶嘧啶 + + PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷 + + PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 + + ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷 + + ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP +ADP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

8、）等碱基）脱氧核苷酸是在核苷二磷酸水平上脱氧核苷酸是在核苷二磷酸水平上经核糖核苷酸还原酶催化还原生成经核糖核苷酸还原酶催化还原生成NTP dNDP H O P O P O C H2OOO HO HO HHO HHHH碱 基H2OH O P O P O C H2OOHO HO HHO HHHH碱 基核 糖 核 苷 酸 还 原 酶SHSH核 糖 核 苷 酸 还 原 酶SS谷 氧 还 蛋 白SHSH谷 氧 还 蛋 白SS硫 氧 还 蛋 白SHSH硫 氧 还 蛋 白SS2G SHG SSGFA D H2FA DN A D PH +H+N A D P+N A D PH +H+N A D P+谷 氧 还

9、蛋 白 还 原 酶硫 氧 还 蛋 白 还 原 酶硫 氧 还 蛋 白 还 原 酶谷 胱 甘 肽 还 原 酶（主要）核糖核苷酸还原酶TMP合酶ATP合酶尿苷一磷酸激酶UMP谷氨酰胺PiATPADPH2OUDPUTP尿苷二磷酸激酶ATPADP谷氨酸CTP dUDP dUMPH2ONH3 dTMPN5，N10-甲烯FH4FH2一、嘌呤核苷酸分解一、嘌呤核苷酸分解二、嘧啶核苷酸分解二、嘧啶核苷酸分解l分解代谢部位：分解代谢部位： 肝脏、小肠和肾肝脏、小肠和肾 l分解代谢过程分解代谢过程l分解代谢异常分解代谢异常核苷酸核苷酸核苷核苷核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基1- 1-磷酸核糖磷酸核糖1.嘌呤碱的最终嘌呤碱的最终代谢产物代谢产物AMPAMPGMPGMPH(I)H(I)（次黄嘌呤）（次黄嘌呤）G GX X（黄嘌呤）（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶2. 痛风症: 痛风症是一种嘌呤代这几年来障碍性疾病,其基本生化特征是高尿酸血症。 能够竞争性地抑制或干扰核苷酸合成代谢的某些步骤，这些物质能够竞争性地抑制或干扰核苷酸合成代谢的某些步骤，这些物质统称为核苷酸抗代谢