学习讲义chap8 核苷酸代谢

1、学习讲义chap8 核苷酸代谢Course Content1. Metabolism of Purine Nucleotides2. Metabolism of Pyrimidine Nucleotides de novo synthesis pathway概 述食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶核酸的消化与吸收核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料体内能量的利用形式（ATP、GTP等）参与代谢和生理调节（ATP变构抑制剂等）组成辅酶（NAD+ 、FAD等）活化中间代谢物(UDPG、CDP-X、PAPS等)第一节 嘌呤核苷酸的代谢Metab

2、olism of Purine Nucleotides-合成与分解代谢嘌呤核苷酸的结构GMPAMP一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径(de novo synthesis pathway)补救合成途径(salvage synthesis pathway)（一）嘌呤核苷酸的从头合成定义: 嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用 磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧 化碳等简单物质为原料，经过一系列 酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。 合成部位: 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的 主要器官，其次是小肠和胸腺， 而脑、骨髓则无法以此合成途径。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

3、）谷氨酰胺（酰胺基）过程1. IMP的合成2. AMP和GMP的生成R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶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 AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶1、IMP的合成过程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2、AMP和GMP的生成AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐步形成嘌呤环合成的；IMP的合成需5个ATP，6个高

4、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R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTP+_IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+调节方式：反馈调节和交叉调节 从头合成的调节（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径定义：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，称为补救合成（或重 新利用）途径。参与补救合成的酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）腺苷激酶(adenosine kinase)腺嘌呤

5、+ PRPPAMP + PPiAPRT次黄嘌呤 + PRPPIMP + PPiHGPRT鸟嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPi合成过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP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。（三）嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+ NADP+NH3（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）dNDP + ATP 激酶dNTP + ADP（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些

6、嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺核苷酸（GAR）=甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR） IMP次黄嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸MTXMTX二、嘌呤核苷酸的

7、分解代谢 -终产物尿酸核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶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第二节嘧啶核苷酸的代谢Metabolism of Pyrimidine Nucleotides嘧啶核苷酸的结构从头合成途径补救合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢（一）嘧啶核苷酸的从头合成定义：嘧啶核苷酸的从头合成是指利用 磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及 二氧化碳等简单物质为原料，经 过一系列酶促反应，合成嘧啶核 苷酸的途径。 合成部位：主要是肝细胞胞液嘧啶合成的元素来源氨基

8、甲酰磷酸天冬氨酸合成过程1. 尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺 + HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸CPS - ICPS - II分布肝细胞线粒体胞液（所有细胞）氮源NH3谷氨酰胺变构激活剂N-乙酰谷氨酸无功能尿素合成嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶I 、II的区别2. 胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi3. dTMP或TMP的生成TMP合酶N5, N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶dUD

9、PCTPCDPdCDPdCMP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UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-（二） 嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶 + PRPP磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷 + ATP尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷 + ATP胸苷激酶TMP +ADP（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(5-FU)核糖结构的核苷类似物UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮杂丝氨酸二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖

10、嘧啶核苷酸核苷 核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶 H2OCO2 + NH3-丙氨酸丙二酸单酰CoA乙酰CoATAC胸腺嘧啶-脲基异丁酸-氨基异丁酸甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATAC糖异生肝尿素小 结1.嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径:定义、原料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）PRPP合成酶酰胺转移酶嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐步形成嘌呤环合成的嘌呤核苷酸从头合成特点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。体内某些组织器官只能进行补救合成-脑、骨髓2. 脱氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上还原生成（N代表A、G、U、C等碱基）3.嘌呤核苷酸的分解代谢-终产物尿酸 痛风症与别