嘌呤核苷酸代谢ppt课件

1、 NNNNHNN作为核酸合成的原料作为核酸合成的原料:dATP 、 dGTP 、 dCTP 、 dTTPDNA的合成原料；的合成原料；ATP、GTP、CTP、UTP RNA的合成原料。的合成原料。体内能量的利用形式：体内能量的利用形式：ATP、GTP蛋白质合蛋白质合成）、成）、UTP糖原合成）、糖原合成）、CTP磷脂合成）磷脂合成） 参与代谢和生理调节：如参与代谢和生理调节：如cAMP是第二信是第二信使，也作为效应剂参与调节。使，也作为效应剂参与调节。AMP、ADP、ATP均可作为效应剂。均可作为效应剂。 构成辅酶：腺苷酸可参与组成构成辅酶：腺苷酸可参与组成NAD、FAD、辅酶、辅酶A等。等。

2、活化中间代谢物：如活化中间代谢物：如UDPG、CDP胆胆碱等、碱等、SAM、PAPS等。等。 OHHOHHOHHCH2OOOHOHHHHCH2HOPOHONNNNNH2NCONH2+OPOHOAMPNAD+ 核苷酸代谢概况 合成代谢从头合成途径(de novo synthesis pathway)补救合成途径(salvage synthesis pathway) 分解代谢 从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、从头合成途径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和一碳单位和CO2 CO2 等简单物质为原料，经等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。这是

3、主要合成途径。主要在肝脏进行。这是主要合成途径。主要在肝脏进行。补救合成途径：利用游离的碱基或核苷，补救合成途径：利用游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。脑、骨髓等只能进行此途径。径。脑、骨髓等只能进行此途径。 一、嘌呤核苷酸的合成代谢（一嘌呤核苷酸的从头合成（一嘌呤核苷酸的从头合成1. 1. 嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源 NCNCCCNCN一碳单位CO2一碳单位GlnGlyAsp123457896 2. 合成部位：在胞液中进行，肝脏是从头合成部位：在胞液中进行，肝脏是从头合成的主要器官，其次是小肠和胸腺，合成的主要器官，其次是

4、小肠和胸腺，而脑和骨髓不能合成。而脑和骨髓不能合成。3. 合成过程：合成过程：（1IMP的合成的合成（2AMP和和GMP的合成的合成 IMP的合成：的合成： NNNNR-5-PPRPPATP AMPPRPP合成酶Gln Glu酰胺转移酶5-磷酸核糖胺(PRA)9 步反应OR- -P5( IMP )次黄嘌呤核苷酸 OOHHHOHHNH2HCH2OP 1 1- -氨氨基基- -5 5 - -磷磷酸酸核核苷苷（5 5- -磷磷酸酸核核糖糖胺胺，P PR RA A）PPi 酰胺转移酶谷氨酰胺谷氨酸OOHHHOHHHCH2OOPPOPOOHHHOHOHHHCH2OPAMPATPMg2+磷磷酸酸核核糖糖焦

5、焦磷磷酸酸 （P PR RP PP P）5 5- -磷磷酸酸核核糖糖 PRPP合成酶 HNHCNCCCNCHNORH2NHCNHCCCNCHNOROH2NH2NCCCNCHNORPPPH2OFH4FH4K+NHH2NCCCNCHNORPHCCH2COOHCOOHHOH2NCCCNCHNORPH2NCHCNCHNRPCH2CNHCHHNRPHNOCH2CNHCHHNRPOOH2OATP,M g2+CO2H2OATPOOHHHOHHHN HCH2POATP, Mg2+Mg2+COH2CNH2OHCOH2CNH2FH4FH4ATPMg2+OOHHHOHHNH2HCH2OP- -5 5 - - 次黄嘌

6、呤核苷酸（IMP）- -5 5 - - 5 5- -甲甲酰酰胺胺基基咪咪唑唑- - 4 4- -甲甲酰酰胺胺核核苷苷酸酸 （F FA AI IC CA AR R）- -5 5 - -5 5- -氨氨基基咪咪唑唑- -4 4- -甲甲酰酰胺胺核核苷苷酸酸（A AI IC CA AR R）环环水水解解酶酶转甲酰基酶N10-甲酰- -5 5 - -5 5- -氨氨基基咪咪唑唑- -4 4- -（N N- -琥琥珀珀酸酸） - -甲甲酰酰胺胺核核苷苷酸酸（S SA AI IC CA AR R）延胡索酸裂解酶- -5 5 - -5 5- -氨氨基基咪咪唑唑- -4 4- -羧羧酸酸核核苷苷酸酸（C CA

7、 AI IR R）- -5 5 - - 5 5- -氨氨基基咪咪唑唑核核苷苷酸酸（A AI IR R）- -5 5 - - 甲甲酰酰甘甘氨氨脒脒核核苷苷酸酸（F FG GA AM M）- -5 5 - -甲甲酰酰甘甘氨氨酰酰胺胺核核苷苷酸酸（F FG GA AR R）天冬氨酸AIR合成酶谷氨酰胺谷氨酸羧化酶甘甘氨氨酰酰胺胺核核苷苷酸酸 （G GA AR R）甘氨酸N5,N10-甲炔转甲酰基酶ADP+PiGAR合成酶 1 1- -氨氨基基- -5 5 - -磷磷酸酸核核苷苷（5 5- -磷磷酸酸核核糖糖胺胺，P PR RA A）合成酶IMPIMP的合成要点：的合成要点：在磷酸核糖分子上逐步合成嘌

8、呤环；在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环；PRPPPRPP是重要的中间代谢物，它不仅参与是重要的中间代谢物，它不仅参与嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救合成。是合成。是5-5-磷酸核糖的活性供体；磷酸核糖的活性供体；PRPPPRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶。合成酶和酰胺转移酶为关键酶。AMP和和GMP的合成的合成IMP是是AMP和和GMP的前体。的前体。IMPHNNNNOR-5-PAMPHNNNNNH2R-5-PC6氨基化（Asp）C2氧化氨基化(NAD )(Gln)GMPHNNNNH2NOR-

9、5-PGTPATP IMPAMPXMPH2OATPNADH+H+AspGlnGluGMPGTP腺腺苷苷酸酸代代琥琥珀珀酸酸 （A AM MP PS S）AMPS合成酶AMPS裂裂解解酶酶延胡索酸GMP合合成成酶酶IMP脱脱氢氢酶酶NAD+ + H2OHNNNNNHR-5-PHNNHNNOR-5-PCHHOOCCH2COOHOATP和和GTP的生成：的生成： AMPADPATPATPADPATPADPATPADPATPADPGMPGDPGTP激激酶酶激激酶酶激激酶酶激激酶酶 4. 4. 从头合成的调节：从头合成的调节： 主要是反馈调节主要是反馈调节调节的意义：调节的意义： 即满足机体需要，又不至

10、于浪费；即满足机体需要，又不至于浪费； 维持维持ATPATP与与GTPGTP浓度的平衡。浓度的平衡。PRPPPRAIMPAMPSXMPAMPADPATPR-5-P ATPPRPP合合成成酶酶酰酰胺胺转转移移酶酶GMPGDPGTP（二嘌呤核苷酸的补救合成（二嘌呤核苷酸的补救合成 AMP + PPiIMP + PPiGMP + PPiAPRT次黄嘌呤 + PRPP鸟嘌呤 + PRPPHGPRTHGPRT腺嘌呤核苷AMPATPADP腺腺苷苷激激酶酶腺嘌呤 + PRPP补救合成的生理意义：补救合成的生理意义：节省能量及原料；节省能量及原料；体内某些组织器官如脑、骨髓等只体内某些组织器官如脑、骨髓等只能

11、进行补救合成。因此对于这些组织，能进行补救合成。因此对于这些组织，补救合成具有重要的意义。如补救合成具有重要的意义。如Lesch-Nyhan综合征自毁容貌综合征）。综合征自毁容貌综合征）。（三嘌呤核苷酸的相互转变（三嘌呤核苷酸的相互转变 通过相互转变，以保持彼此平衡。AMPAMPSIMPXMPGMPH2ONH3NADP+NH3NADPH + H+腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶（四脱氧核糖核苷酸的生成（四脱氧核糖核苷酸的生成体内脱氧核糖核苷酸包括嘧啶核苷体内脱氧核糖核苷酸包括嘧啶核苷酸是由核糖核苷酸还原生成的，还原反酸是由核糖核苷酸还原生成的，还原反应是在核苷二磷酸应是在核苷二磷酸NDP水平上进行的。

12、水平上进行的。其反应机制比较复杂。其反应机制比较复杂。SSH2OMg2+NADPH + H+NADP+SHSH还还原原型型硫硫氧氧化化 还还原原蛋蛋白白氧化型硫氧化 还原蛋白核糖核苷酸还原酶硫硫氧氧化化还还原原蛋蛋白白还还原原酶酶 （F FA AD D） NDP（N=A、G、C、U）dNDPdNTPATPADP激酶核糖核苷酸还原酶是一种变构酶，包括B1、B2两个亚基。只有B1与B2结合时才具有活性。在DNA合成旺盛、分裂速度较快的细胞中，核糖核苷酸还原酶体系活性较强。为了使合成DNA的4种脱氧核苷酸得到适当的比例，还可通过各种三磷酸核苷对还原酶的变构作用，来调节不同脱氧核苷酸的生成。CDPdC

13、DPdCTPATPUDPdUDPdTTPGDPdGDPdGTPADPdADPdATP（五嘌呤核苷酸的抗代谢物（五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。是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。主要以竞争性抑制阻断嘌呤核苷酸的合主要以竞争性抑制阻断嘌呤核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。肿瘤细胞的核酸及蛋白质的生物合成。肿瘤细胞的核酸及蛋白质合成十分旺盛，由此，这些抗代谢物质合成十分旺盛，由此，这些抗代谢物具有抗肿瘤作用。具有抗肿瘤作用。1. 1. 嘌呤类似物：嘌呤类似物：主要有主要有6-巯基嘌呤巯基嘌呤6mercaptopur

14、ine, 6MP等。等。6MP6MP核苷酸核苷酸作用：抑制从头合成作用：抑制从头合成 抑制补救合成抑制补救合成(抑制抑制HGPRT)NNNNHOH次黄嘌呤NNNNHSH6MP2. 氨基酸类似物：氨基酸类似物：主要有氮杂丝氨酸等。主要有氮杂丝氨酸等。化学结构与化学结构与Gln相似。相似。可干扰可干扰Gln在嘌呤核苷酸合成中的作用，在嘌呤核苷酸合成中的作用，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。从而抑制嘌呤核苷酸的合成。3. 3. 叶酸类似物：叶酸类似物：主要有氨蝶呤和氨甲蝶呤主要有氨蝶呤和氨甲蝶呤MTXMTX等。等。能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成不能还原成FH

15、2FH2和和FH4FH4。由此嘌呤合成原。由此嘌呤合成原料一碳单位得不到供应，从而抑制嘌呤料一碳单位得不到供应，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。核苷酸的合成。二、嘌呤核苷酸的分解代谢二、嘌呤核苷酸的分解代谢 核苷酸核苷酸酶H2OPi核苷核苷磷酸化酶PiR-1-P嘌呤碱R-5-PPRPP磷酸戊糖途径补救合成尿酸氧化 AMPGMPHGXNNNHNOHOHHO尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶(uric acid)体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝脏、小肠及肾脏中进行。小肠及肾脏中进行。黄嘌呤氧化酶是需氧脱氢酶。是尿酸生黄嘌呤氧化酶是需氧脱氢酶。是尿酸生成的一个主要酶。成的一个主要酶。正常人血浆中尿酸含量约为正常人血浆中尿酸