核苷酸代谢七年制本科VIP

1、第八章 核苷酸代谢第一节第一节 核酸与核苷酸核酸与核苷酸第二节第二节 嘌呤核苷酸从头合成嘌呤核苷酸从头合成第三节第三节 嘧啶核苷酸从头合成嘧啶核苷酸从头合成第四节第四节 核苷酸补救合成核苷酸补救合成第五节第五节 脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成 第六节第六节 核苷酸分解代谢核苷酸分解代谢The Nucleotide Metabolism第一节 核酸与核苷酸1 核酸的消化与吸收核酸的消化与吸收 消化部位：小肠消化部位：小肠 消化产物：核苷酸消化产物：核苷酸 ，核苷，磷酸，戊，核苷，磷酸，戊 糖，碱基糖，碱基等等 核酸的消化产物，除了戊糖进入糖代谢以核酸的消化产物，除了戊糖进入糖代谢以外，其余物质

2、基本上都要排泄掉，因此，外源的外，其余物质基本上都要排泄掉，因此，外源的核酸及核苷酸对人体而言，都不是营养物质核酸及核苷酸对人体而言，都不是营养物质l核酸的消化与吸收概 述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一节 核酸与核苷酸2 核苷酸核苷酸2.1 核苷酸的分布：核苷酸的分布： 核苷酸分布广泛，细胞内的核苷酸以核苷酸分布广泛，细胞内的核苷酸以核糖核苷酸核糖核苷酸为主，浓度在为主，浓度在 mmolmmol水平，水平，脱脱氧核苷酸氧核苷酸浓度在浓度在 molmol

3、水平水平核苷酸的生物学功能2.2 核苷酸的生物学功能： 作为核酸合成的原料 构成能量物质，如ATP、GTP、CTP等。 参与代谢和生理调节，如cAMP是体内重要第二信使物质，参与信号转导。 组成辅酶，如腺苷是多种辅酶的组成成分 组成活性中间代谢物，核苷酸是多种活性中间代谢物的载体如UDP-葡萄糖，CDP-甘油二酯，SAM等。 参与酶活性的调节 变构调节 共价调节尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)AMP第二节 嘌呤核苷酸从头合成一、嘌呤核苷酸的合成代谢 从头合成（de novo synthesis)1. 1. 部位：胞液部位：胞液 肝肝是主要的合成器官是主要的合成器官 小肠

4、小肠和和胸腺胸腺也有合成也有合成 而而脑、骨髓脑、骨髓则无法进行此合成途径。则无法进行此合成途径。2. 2.原料：原料：AspAsp、GlnGln、GlyGly、COCO2 2、一碳单位，、一碳单位，R-5-PR-5-P l嘌呤核苷酸的结构嘌呤核苷酸的结构GMPAMP嘌呤碱合成的元素来源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）口 诀左一碳，右一碳； 1天2碳3酰胺；中间夹个甘氨酸； 4，5，7氮Gly；头顶CO2； 8-2，9-3来源同；脚踏谷氨酰胺； 6-C来自碳酸酐。剩下一氮天冬酸。第二节 嘌呤核苷酸从头合成3.合成过程：2. AMP和

5、和GMP的生成的生成1. IMP的合成的合成R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMPPRPP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）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 GMPH2N-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二节 嘌呤核苷酸从头合成第二阶段： 生成腺嘌呤核苷酸（AMP）和鸟嘌呤核苷酸（GMP） AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶A

6、DPATP激酶激酶第二节 嘌呤核苷酸从头合成4. 从头合成的特点: 先小环, ,再大环; ; 整个环的合成在5-5-磷酸核糖上进行第二节 嘌呤核苷酸从头合成5.从头合成的调节 ：正调节( (正反馈):): R-5-P R-5-P及PRPPPRPP对合成酶及酰胺转移酶的变构激活平衡调节：ATP ATP 、GTPGTP分别对GMPGMP、AMPAMP促进反馈调节：（课本图8-58-5）第二节 嘌呤核苷酸从头合成6. ATP 及GTP 的生成 AMPADPATP GMPGDPGTP 激酶催化上述反应, (消耗ATP)AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPA

7、TP激酶激酶ADPATP激酶激酶第二节 嘌呤核苷酸代谢 嘌呤核苷酸的相互转变 三种嘌呤核苷酸（AMP、GMP、IMP）均可相互转变。 （三）嘌呤核苷酸的相互转变IMPIMPAMPAMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPXMPGMPGMPNH3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第三节 嘧啶核苷酸从头合成 嘧啶核苷酸的从头合成 1.部位：胞液（主要肝） 2.原料：Asp、Gln、CO2 及R-5-P 3.产物: 直接产物：UMP， 间接产物：UDP,UTP；CTP； TMP,TDP，TTP 氨基甲酰磷酸天冬氨酸嘧啶合成的元素来源嘧啶合成的元素来源4.

8、合成过程： UMP的合成（课本）： 头个反应的酶：（CPS-、sp氨甲酰转移酶及二氢乳清酸酶）在真核细胞处于同一个多肽链上（）HNNOOHNNOOCOOHHNNHOOCOOHHNCNHCCH2COOCOOHHNH2CNHCCH2COOCOOHHHONH2CH2NCCH2COOCOOHHHOOP氨基甲酰磷酸天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸H2O二氢乳清酸酶二氢乳清酸NAD+NADH+H+脱氢酶乳清酸PRPPPPi乳乳清清酸酸核核苷苷酸酸 （O OM MP P）CO2脱羧酶尿尿嘧嘧啶啶核核苷苷酸酸 （U UM MP P）PiR-5-P磷酸核糖 转移酶R-5-P天冬氨酸氨基甲酰基转移酶CO2GlnCPS-第三

9、节 嘧啶核苷酸从头合成 UTP和CTP的合成: CTPCTP的合成，是在核苷的合成，是在核苷三磷酸三磷酸水平上进行的水平上进行的UMPUDPUTPCTPGlnGluATPCTP合成酶NNNH2OR5 PPP氨基甲酰磷酸氨基甲酰天冬氨酸UMPATP + CO2 + GlnPRPPUTPCTPATP + R-5-P嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸5. 从头合成的调节CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中肝细胞线粒体中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）胞液（所有细胞）谷氨酰胺谷氨酰胺无无分布分布氮源氮源变构激活剂变构激活剂功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中肝细

10、胞线粒体中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）胞液（所有细胞）谷氨酰胺谷氨酰胺无无分布分布氮源氮源变构激活剂变构激活剂功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的区别的区别第四节 核苷酸补救合成补救合成：salvage pathway一嘌呤核苷酸补救合成1.1. 器官：脑、骨髓1.2. 原料：嘌呤碱(红细胞从肝脏运输来) /腺苷1.3. 生理意义： 节省能量和原料。 是脑和骨髓合成嘌呤核苷酸的唯一途径。第四节 核苷酸补救合成1.4. 合成过程：GMP嘌呤皆可捞；鸟苷不打捞二 嘧啶核苷酸补救合成尿嘧啶 + PRPP嘧啶磷酸核糖转移酶UMP

11、+ PPi尿嘧啶核苷UMP尿苷激酶ATPADP脱氧胸苷dTMP胸苷激酶ATPADP胞苷CMP尿苷-胞苷激酶尿嘧啶核糖-1-P尿苷 Pi尿苷磷酸化酶胞苷尿苷 NH3胞苷脱氨酶脱氧胞苷CMPATPADP脱氧胞苷激酶*NOTE:脱氧胞苷激酶*, 也催化脱氧腺苷和脱氧鸟苷是磷酸化脱氧腺苷ATPADP脱氧胞苷激酶*脱氧鸟苷AMPGMP近年来的国外教科书，对打捞途径越来越倾向于少描述或不描述第五节 脱氧核苷酸的生成 dTMPdTMP的合成：的合成：dUMPdUDPdCMPdTMPN5,N10-CH2-FH2FH4H2OPiH2ONH3FH4NADPH+H+NADP+TMP合成酶HNNOOR5PdCH3FH

12、2还原酶核苷酸还原酶（RR） 底物：ADPADP，GDPGDP，CDPCDP，UDPUDP 变构酶：B B1 1B B2 2 activeactive 辅助蛋白：硫氧还蛋白，硫氧还蛋白还原酶（NADPNADP+ +） 变构激活剂，变构抑制剂的影响，参考小册子第五节 脱氧核苷酸的生成二、二、dUDP的去路及的去路及TTP的来源的来源 dUDP的最终去路是生成的最终去路是生成dTTP（=TTP） dUDP dUMP dUMP + N5N10-甲烯甲烯FH4dTMP(=TMP) TMPTDPTTP (=dTTP) 但但,TTP 有有2个来源个来源,上述途径还是次要的上述途径还是次要的 dTMPdTM

13、P的合成：的合成：dUMPdUDPdCMPdTMPN5,N10-CH2-FH2FH4H2OPiH2ONH3FH4NADPH+H+NADP+TMP合成酶HNNOOR5PdCH3FH2还原酶次要途径主要途径NOT from SAM第五节 脱氧核苷酸的生成三、三、dTTP的来源的来源 UDP dUDP dUMP dTMP TDPTTP UMPUDPUTP UTP + Gln CTP + Glu CTP CDP dCDP dCMP dCMP dUMP + NH3 dUMP dTMP TDPTTP总之总之, TTP一定来自一定来自UMPUDP,一定经过一定经过dUMP嘌呤核苷酸合成的总结：嘌呤核苷酸合成

14、的总结：IMPAMPGMPADPGDPATPGTPdADPdGDPdATPdGTP嘧啶核苷酸合成的总结：嘧啶核苷酸合成的总结：UMPUDPUTPCTPCDPdUDPdCDPdCTPdUMPdCMPdTMPdTDPdTTP一、嘌呤核苷酸的分解代谢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-磷酸核糖磷酸核糖主要在肝、小肠、肾进行嘌呤碱的最终嘌呤碱的最终代谢产物代谢产物AMPAMPGMPGMPH H（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尿酸水溶性差，易在关节处沉淀而引起关节疼痛，此为痛风痛风症严重

15、者导致关节炎预防痛风，减少富含核酸食品的摄入水产品类，干货类樱桃，草莓，大量饮水 第二节 嘌呤核苷酸从头合成3.合成过程：2. AMP和和GMP的生成的生成1. IMP的合成的合成AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶第三节 嘧啶核苷酸从头合成 UTP和CTP的合成: CTPCTP的合成，是在核苷的合成，是在核苷三磷酸三磷酸水平上进行的水平上进行的UMPUDPUTPCTPGlnGluATPCTP合成酶NNNH2OR5 PPP脱氧胞苷CMPATPADP脱氧胞苷激酶*NOTE:脱氧胞苷激酶*, 也催化脱氧腺苷和脱氧鸟苷是磷酸化脱氧腺苷ATPADP脱氧胞苷激酶*脱氧鸟苷AMPGMP近年来的国外教科书，对打捞途径越来越倾向于少描述或不描述第五