核苷酸代谢（生物化学课件）

0201目录核苷酸的合成代谢核苷酸的分解代谢核苷酸代谢食物核蛋白核酸胃酸核苷酸核酸酶核苷磷酸核苷酸酶碱基戊糖核苷酶概述核苷酸不属于营养必需物质核苷酸合成代谢有两种形式1.从头合成途径―利用5-磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2等基本原料，经酶促反应合成核苷酸（或脱氧核苷酸）的过程。一般情况下，为大多数组织（如肝脏）核苷酸合成的主要途径。2.补救合成途径―利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应合成核苷酸（或脱氧核苷酸）的过程。脑、骨髓等组织因缺乏发从头合成途径中的酶，只能进行补救合成。第一节核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢GMPAMP一、嘌呤核苷酸的合成代谢(一)从头合成途径原料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为原料，合成嘌呤核苷酸的途径。

部位肝是主要合成器官，其次是小肠和胸腺；而脑、骨髓则很难进行此途径。1.原料与部位嘌呤环的C、N原子来自谷氨酰胺、天冬氨酸、一碳单位和CO2天冬氨酸的氨基甲酰基（一碳单位）CO2甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷胺酰胺的酰胺基谷胺酰胺的酰胺基2.合成过程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PRPP合成酶和酰胺转移酶是关键酶。(1)IMP生成过程5-磷酸核糖PO-CH2HOHHHOHOHOHPO-CH2HOHHHOOHOHPPAMPATPPRPP合成酶5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)GlnGlu酰胺转移酶5-磷酸核糖胺PO-CH2HOHHNH2HOHOHH2C-NH2O=C-NHR5/P甘氨酰胺核苷酸(GAR)GlyMg2+GAR合成酶ATPADPPiN10-甲酰-FH4FH4转甲酰基酶H2C-NH-CHOO=C-NHR5/P甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)H2C-NH-CHOHN=C-NHR5/P甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)ATPADPAIR合成酶PiMg2+GlnGlu合成酶ATPMg2+R5/PNHCCH2NNCH5-氨基咪唑核苷酸(AIR)CO2羧化酶R5/PNCH2NNCHHO-CO5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)AspMg2+合成酶ADPPiATPR5/PNCH2NNCHHC-HN-COHOOCCH2HOOC5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)甲酰胺核苷酸(SAICAR)裂解酶延胡索酸R5/PNCH2NNCHH2N-CO5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)N10-CHO-FH4FH4转甲酰基酶K+R5/PNCOHC-NHNCHH2N-CO5-甲酰胺咪唑-4-氨基甲酰核苷酸(FAICAR)PO-CH2HOHHNHOHOHNNNO次黄嘌呤核苷酸(IMP)环水解酶H2O(2)AMP和GMP的生成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①嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。②合成过程为耗能反应。③一磷酸核苷酸在ATP作用下可合成二磷酸核苷酸和三磷酸核苷酸。(4)从头合成特点(3)ATP与GTP的生成AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶(二)补救合成途径1.定义

利用游离的嘌呤或嘌呤核苷，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成(或重新利用)途径。(1)腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)(2)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)(3)腺苷激酶(adenosinekinase)2.参与补救合成的酶腺嘌呤+

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

PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP4.补救合成的特点(1)节省从头合成时的能量和氨基酸。(2)某些组织器官如脑、骨髓等主要是进行补救合成。二、嘧啶核苷酸的合成代谢(一)从头合成途径原料是指利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等为原料，合成

嘧啶核苷酸的途径。

部位主要是肝等。1.原料与部位嘧啶核苷酸的结构嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸(1)尿嘧啶核苷酸的合成

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS-Ⅱ)是尿嘧啶核苷酸的合成的主要调节酶。CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸NH2C=OO-PO32-2×ATP2×(ADP+Pi)谷氨酸氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ(CPS-Ⅱ)AspPi天冬氨酸氨基甲酰转移酶H2O二氢乳清酸酶NADPH+H+NADP+脱氢酶HO-COCH2COOHNHCONH2氨基甲酰天冬氨酸二氢乳清酸OCOOHHNNHOPRPPPPi乳清酸磷酸核糖转移酶OCOOHHNNR-5/-PO乳清酸核苷酸(OMP)脱羧酶CO2OHNNOPO-CH2HOHHHOHOH尿嘧啶核苷酸(UMP)OCOOHHNNHO乳清酸OHNNR-5/-PO(2)胞嘧啶核苷酸的合成UMPUDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPATPADP尿苷酸激酶CTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+PiNNR-5/-PPPONH2CTP(3)dTMPTMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP核糖核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPOHNNdR-5/-POOHNNdR-5/-POCH3嘌呤和嘧啶核苷酸的从头合成OHNNOPO-CH2HOHHHOHOHNNNNOPO-CH2HOHHHOHOH尿嘧啶核苷酸(UMP)次黄嘌呤核苷酸(IMP)(二)嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶（除CMP外）+

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脱氧胸苷+ATP胸苷激酶dTMP+ADP1.补救合成的过程2.补救合成的特点(1)节省从头合成时的能量和氨基酸。(2)某些组织器官，如脑、骨髓等主要是进行补救合成。三、脱氧核糖核苷酸的生成dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADP二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SSNADP+NADPH+H+硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）四核苷酸的抗代谢物核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、嘧啶、氨基酸、核苷和叶酸的类似物。它们主要以竞争性抑制方式干扰、阻断核苷酸合成代谢，或以假乱真掺入核酸，从而阻止核酸以及蛋白质的生物合成。这些核苷酸代谢类似物不仅是研究生物化学代谢途径的工具，也是治疗某些疾病的有效药物。1.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。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甲氨蝶呤等嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物2.嘧啶核苷酸的抗代谢物。嘧啶类似物某些改变了核糖结构的核苷类似物0201目录核苷酸的合成代谢核苷酸的分解代谢核苷酸代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢第二节

核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖Pi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(一)尿酸的生成黄嘌呤氧化酶体内嘌呤核苷酸的分解代谢主要在肝、小肠及肾中进行。(二)痛风症的治疗机制1.尿酸含量为0.12～0.36mmol/L，超过0.48mmol/L时，沉积于关节等处，导致痛