核苷酸及遗传信息储存

核酸的消化与吸收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第1页/共46页核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料(最主要）体内能量的利用形式（ATP、GTP、UTP、CTP）参与代谢和生理调节：（ATP/ADP/AMP,第二信使cAMP、cGMP）组成辅酶（CoA、FAD、NAD+、NADP+含腺苷酸）活化中间代谢物第2页/共46页尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)AMP第3页/共46页第一节

嘌呤核苷酸的代谢MetabolismofPurineNucleotides第4页/共46页嘌呤核苷酸的结构GMPAMPIMP第5页/共46页一、核苷酸的合成代谢从头合成途径(denovosynthesispathway)补救合成途径(salvagesynthesispathway)

第6页/共46页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。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、骨髓则无法进行此合成途径。（一）嘌呤核苷酸的从头合成定义合成部位第7页/共46页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）第8页/共46页嘌呤核苷酸合成的原料5’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）RCO2P磷酸戊糖途径第9页/共46页过程1.IMP的合成2.AMP和GMP的生成第10页/共46页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IMPAMPGMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶第11页/共46页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2、AMP和GMP的生成目录第12页/共46页•嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。嘌呤核苷酸从头合成特点第13页/共46页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。2.嘌呤核苷酸的补救合成途径定义第14页/共46页腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)参与补救合成的酶第15页/共46页腺嘌呤+

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第16页/共46页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。第17页/共46页3.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18页/共46页性质: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.

机制:竞争性抑制或“以假乱真”方式干

扰或阻断嘌呤核苷酸的合成代谢,

进而阻止核酸及蛋白质的生物合成.

意义:抗肿瘤作用.

（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物第19页/共46页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第20页/共46页次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)6-巯基嘌呤的结构第21页/共46页

6-巯基嘌呤(6MP)作用

其化学结构与次黄嘌呤相似,并可在体内转变成6MP核苷酸.

1、抑制IMP转变为AMP及GMP;

2、通过竞争性抑制影响次黄嘌呤-鸟

嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)而阻止

了补救合成途径;

3、反馈抑制PRPP酰基转移酶而阻断从头

合成途径.

第22页/共46页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目录第23页/共46页从头合成途径补救合成途径（二）、嘧啶核苷酸的合成代谢第24页/共46页嘧啶核苷酸的结构第25页/共46页1.嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液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。定义合成部位第26页/共46页嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸第27页/共46页天冬氨酸=o=o嘧啶碱合成的元素来源GlnCO2第28页/共46页合成过程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+氨基甲酰磷酸第29页/共46页第30页/共46页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+Pi第31页/共46页3.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dUDPCTPCDPdCDPdCMP第32页/共46页2.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第33页/共46页3.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)第34页/共46页嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶（5-FU）与TMP类似,1、代谢为FdUMP抑制胸苷酸合酶，2、代谢为FUTP以FUMP掺入RNA,破坏RNA结构，消化道癌乳癌(毒性大)第35页/共46页（三）三磷酸核苷的合成AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶第36页/共46页（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）第37页/共46页dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADP二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）脱氧核苷酸的生成第38页/共46页二、核苷酸的分解代谢

（一）嘌呤核苷酸的分解代谢

核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖第39页/共46页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第40页/共46页嘌呤核苷酸分解代谢特点:1、环打不破;2、最终产物:尿酸;3、嘌呤代谢障碍:痛风症第41页/共46页血尿酸正常含量:mmol/L,溶解度低.嘌呤代谢障碍时,血尿酸浓度升高,尿酸盐结晶沉积于软组织、软骨及关节等处,而导致关节炎、尿路结石及肾脏疾病.临床常用别嘌呤醇治疗痛风症。因别嘌呤醇与次黄嘌呤结构相似，可抑制黄嘌呤氧化酶而抑制尿酸生成。另外,别嘌呤醇可与PRPP结合,产物可反馈抑制从头合成的酶。

第42页/共46页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43页/共46页（二）、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶第44页/共46页胞嘧啶NH3尿嘧