核酸与核苷酸代谢

关于核酸与核苷酸代谢第1页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五核酸核苷酸磷酸（P）核苷戊糖（R）碱基（B）复习：第2页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五

核糖脱氧核糖254321HOHHHHOCHHOHOOH2OOHHHOCHHOHH12345HH戊糖：第3页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五嘌呤：嘧啶：腺嘌呤（A）鸟嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）

胸腺嘧啶（T）第4页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五核苷酸：ONNNH2OOCH2POOHHOOHH1'1磷酸脱氧胞苷（dCMP）由磷酸、戊糖和碱基三种成分构成的化合物第5页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五第一节核酸的消化和吸收第6页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸单核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶磷酸戊糖磷酸酶磷酸戊糖含氮碱（嘌呤或嘧啶）核苷磷酸化酶H3PO4食物中核酸的消化第7页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五核苷酸(nucleotide)是构成核酸(nucleicacid)的基本单位，人体所需的核苷酸都是由机体自身合成的。食物中的核酸或核苷酸类物质基本上不能被人体利用。在核酸类物质的水解产物中，只有磷酸和戊糖可被吸收利用。第8页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五①吸收单核苷酸、核苷、P、R、B均可在小肠吸收。单核苷酸、核苷吸收进入肠粘膜细胞后可再继续水解。

②吸收后的去向

P、R可被机体利用

B很少利用、分解后排出。吸收及吸收后的去向第9页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五核苷酸类物质在人体具有多方面的生理功用：

①作为合成核酸的原料：如ATP，GTP，CTP，UTP用于合成RNA，dATP，dGTP，dCTP，dTTP用于合成DNA。

②作为能量的贮存和供应形式：除ATP之外，还有GTP，UTP，CTP等。

③参与代谢或生理活动的调节：如环核苷酸cAMP和cGMP作为激素的第二信使。核苷酸类物质的生理功用第10页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五④参与构成酶的辅酶或辅基：如在NAD+，NADP+，FAD，FMN，CoA中均含有核苷酸的成分。

⑤

作为代谢中间物的载体：如用UDP携带糖基，用CDP携带胆碱，乙醇胺或甘油二酯，用腺苷携带蛋氨酸（形成SAM）等。第11页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五第二节核酸的分解代谢第12页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五一、核酸的分解核酸酶：能使核酸水解的磷酸二酯酶RNA酶：水解RNA的酶DNA酶：水解DNA的酶核酸内切酶：能水解核酸分子内部磷酸二酯键的酶核酸外切酶：能切割末端单核苷酸的酶。第13页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖二、单核苷酸的分解第14页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五三、嘌呤的分解嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷磷酸化酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后在黄嘌呤氧化酶的作用下氧化生成尿酸(uricacid)，再经尿液排出体外。第15页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五嘌呤核苷酸的分解黄嘌呤氧化酶尿酸核苷酸酶AMP腺苷H2OPi核苷酸酶GMP鸟苷H2OPi腺嘌呤核苷脱氨酶次黄苷H2ONH3鸟嘌呤脱氨酶黄嘌呤H2ONH3核苷磷酸化酶次黄嘌呤PiR-1-P核苷磷酸化酶鸟嘌呤PiR-1-P第16页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产物。正常人血浆中尿酸含量约为0.12~0.36mmol/L

(2~6mg%)。尿酸水溶性较差，当血浆中尿酸含量超过8mg%时，即可形成尿酸盐晶体。第17页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五痛风症患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾，导致关节炎、尿路结石和肾疾病。临床上常用别嘌呤醇（allopurinol）治疗痛风症。第18页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇痛风症的治疗机制第19页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五别嘌呤醇的分子结构与次黄嘌呤类似，可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶的活性，从而减少体内尿酸的生成。同时，别嘌呤与PRPP(5-磷酸核糖-1-焦磷酸盐)反应生成的别嘌呤核苷酸，可反馈抑制嘌呤核苷酸从头合成途径的关键酶。第20页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五四、嘧啶的分解嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，产生的嘧啶碱可在体内进一步分解代谢。嘧啶核苷酸嘧啶核苷核苷酸酶PiH2O嘧啶碱1-磷酸核糖核苷磷酸化酶Pi第21页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五嘧啶碱的降解过程主要在肝细胞中进行。不同类型的嘧啶碱，其分解代谢的途径和终产物不同。第22页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATCA还原β-脲基丙酸糖异生第23页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五第三节核苷酸的生物合成第24页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五一、嘌呤核苷酸的合成从头合成途径(denovosynthesispathway)补救合成途径(salvagepathway)第25页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五通过利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径(denovosynthesis)。这一途径主要见于肝，其次为小肠和胸腺。所有合成反应在胞液中进行。而脑、骨髓则无法进行此合成途径。1、嘌呤核苷酸的从头合成：第26页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五嘌呤碱合成的元素来源CO2甲酰基（N10-CHOFH4）甲酰基（N10-CHOFH4）天冬氨酸谷氨酰胺（酰胺基）甘氨酸第27页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五从头合成途径过程：1.IMP的合成2.AMP和GMP的合成第28页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的参与下，逐步合成IMPR-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PRPP（1-焦磷酸-5-磷酸核糖）次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成第29页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五第30页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶腺苷酸（AMP）与鸟苷酸（GMP）的合成第31页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五•嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。•先合成IMP再转化生成AMP、GMP。嘌呤核苷酸从头合成特点第32页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五脑、骨髓等组织由于缺乏有关酶类，不能按照“从头合成”的途径合成嘌呤核苷酸，必须依靠从肝脏等运来的嘌呤和核苷合成嘌呤核苷酸，称为补救合成途径。这一途径可在大多数组织细胞中进行。2、嘌呤核苷酸的补救合成：第33页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi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）腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP腺嘌呤+1-磷酸核糖嘌呤核苷酸的补救合成过程第34页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五3、ATP和GTP的生成：

AMP/GMPADP/GDP核苷单磷酸激酶ATPADPATP/GTP核苷二磷酸激酶ATPADPdATP/dGTP核苷二磷酸激酶ATPADPdADP/dGDPNADPH+H+NADP++H2O核糖核苷酸还原酶合成RNA合成DNA第35页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五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第36页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五二、嘧啶核苷酸的合成从头合成途径(denovosynthesispathway)补救合成途径(salvagepathway)第37页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五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。

该合成过程主要在肝细胞的胞液中进行。

（一）嘧啶核苷酸的从头合成：第38页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸Gln→CO2→←AspC5C4N3C2C6N1‖|

第39页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五⑴尿苷酸的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln，CO2，ATP为原料合成氨基甲酰磷酸。1.从头合成途径的反应过程：Gln+CO2

氨基甲酰磷酸+Glu氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADP+Pi第40页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较第41页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五UMP的合成过程第42页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五⑵胞苷酸的合成：

CTPGln+ATPGlu+ADP+PiCTP合成酶UMPUDPATPADP核苷单磷酸激酶UTPATPADP核苷二磷酸激酶合成RNA第43页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五嘧啶核苷酸从头合成特点

先合成嘧啶环，后与R-5-P结合。先合成UMP、再转化生成CTP、dTMP等第44页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五尿嘧啶+

PRPPUMP+PPi尿嘧啶磷酸核糖转移酶ATP尿苷激酶Mg2+UMP尿嘧啶+1-磷酸核糖尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷+Pi（2）嘧啶核苷酸的补救合成：第45页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五三、脱氧核糖核苷酸的合成第46页，共51页，2022年，5月20日，1点43分，星期五核糖核苷酸的还原硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)NADPH+H+NADP+dNDP

+

ATP

激酶dNTP+ADP氧化型硫氧化还原蛋白SS核糖核苷酸还原酶SHSH还原型硫氧化还原蛋白NDPdNDP+H2O二磷酸核糖核苷二磷酸脱氧核苷(ADP/GDP/CDP)(dADP/dGDP/dCDP