本科核苷酸代谢培训课件

核苷酸是核酸的基本结构单位人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成核苷酸不属于营养必需物质概述7/23/20231本科核苷酸代谢食物核酸的消化食物核蛋白蛋白质核酸（RNA和DNA）胃酸核苷酸核酸酶核苷磷酸核苷酸酶碱基戊糖核苷水解酶核苷磷酸化酶戊糖-1-磷酸碱基7/23/20232本科核苷酸代谢核苷酸的生物学功用：

作为核酸合成的原料

体内能量的利用形式

参与代谢和生理调节组成辅酶活化中间代谢物7/23/20233本科核苷酸代谢第一节

嘌呤核苷酸的合成与分解代谢

MetabolismofPurineNucleotides

7/23/20234本科核苷酸代谢

嘌呤核苷酸的结构GMPAMP7/23/20235本科核苷酸代谢一、嘌呤核苷酸的合成

利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸

从头合成途径(denovosynthesis)

补救合成途径(salvagepathway)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸7/23/20236本科核苷酸代谢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）（一）嘌呤核苷酸的从头合成1.从头合成途径7/23/20237本科核苷酸代谢合成过程（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的生成7/23/20238本科核苷酸代谢（1）IMP的合成谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳、天冬氨酸的逐步参与下7/23/20239本科核苷酸代谢（PRA）5-磷酸核糖-1-焦磷酸7/23/202310本科核苷酸代谢N5,N10=CH-FH4甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)7/23/202311本科核苷酸代谢转甲酰基酶7/23/202312本科核苷酸代谢IMP生成总反应过程脒7/23/202313本科核苷酸代谢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的生成黄嘌呤核苷酸(XMP)7/23/202314本科核苷酸代谢AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶7/23/202315本科核苷酸代谢在磷酸核糖分子上逐步合成肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠黏膜和胸腺

先合成IMP，再转变为AMP和GMP嘌呤核苷酸从头合成特点7/23/202316本科核苷酸代谢2.从头合成的调节R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTPIMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP调节方式：反馈调节、交叉调节7/23/202317本科核苷酸代谢（二）嘌呤核苷酸的补救合成腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyl

transferase,APRT)

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyl

transferase,HGPRT)

腺苷激酶(adenosinekinase)参与补救合成的酶7/23/202318本科核苷酸代谢7/23/202319本科核苷酸代谢腺嘌呤+

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ATPADPAMP7/23/202320本科核苷酸代谢嘌呤核苷酸补救合成的生理意义

节约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自毁容貌症（Lesch-Nyhan综合征）：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺失7/23/202321本科核苷酸代谢（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+NH37/23/202322本科核苷酸代谢（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、C、U）NDP（核苷二磷酸还原酶）7/23/202323本科核苷酸代谢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)7/23/202324本科核苷酸代谢（五）嘌呤核苷酸的抗代谢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7/23/202325本科核苷酸代谢

6-巯基嘌呤(6-Mercaptopurine,6-MP)次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)7/23/202326本科核苷酸代谢

6-MP核苷酸是IMP的类似物6-MP6-MP核苷酸IMPAMP和GMP补救合成途径HGPRT7/23/202327本科核苷酸代谢氨基酸类似物Gln氮杂丝氨酸（重氮乙酰丝氨酸）6-重氮-5-氧正亮氨酸7/23/202328本科核苷酸代谢MTX氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)7/23/202329本科核苷酸代谢7/23/202330本科核苷酸代谢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-MP氮杂丝氨酸=氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸=MTX==MTX6-MP7/23/202331本科核苷酸代谢二、嘌呤核苷酸的分解代谢补救合成途径7/23/202332本科核苷酸代谢AMPIMPGMP腺苷次黄苷鸟苷H2ONH3H2OPiH2ONH31-磷酸核糖NH3NADP+NADPH+H+PiH2OH2OPiH2O+O2H2O2NH3H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶次黄嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤尿酸Pi1-磷酸核糖PiH2O+O2H2O27/23/202333本科核苷酸代谢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主要部位：肝、肾、小肠7/23/202334本科核苷酸代谢痛风症正常人血尿酸0.12~0.36mmol/L(2~6mg/dl)男性平均0.27mmol/L(4.5mg/dl)女性平均0.21mmol/L(3.5mg/dl)血尿酸>0.48mmol/L结晶组织沉积痛风(gout)(8mg/dl)7/23/202335本科核苷酸代谢别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制尿酸合成↓7/23/202336本科核苷酸代谢第二节

嘧啶核苷酸的合成与分解代谢

MetabolismofPyrimidineNucleotides7/23/202337本科核苷酸代谢

嘧啶核苷酸的结构7/23/202338本科核苷酸代谢一、嘧啶核苷酸的合成（一）嘧啶核苷酸的从头合成

合成部位主要是肝细胞胞液先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连先合成UMP，再转变成CTP和dTMP

特点7/23/202339本科核苷酸代谢

嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸7/23/202340本科核苷酸代谢

合成过程（1）UMP的合成2ADP+PiGln+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATPGlu+氨基甲酰磷酸7/23/202341本科核苷酸代谢CPS-Ⅰ

CPS-Ⅱ

分布线粒体（肝）

胞液（所有细胞）

氮源NH3

Gln

变构激活剂N-乙酰谷氨酸(AGA)

无

变构抑制剂无UMP功能尿素合成

嘧啶合成

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ7/23/202342本科核苷酸代谢PPiNAD+7/23/202343本科核苷酸代谢（2）CTP的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶GlnATPGluADP+Pi7/23/202344本科核苷酸代谢（3）dTMP的生成FH2还原酶TMP合酶FH2dUMPdTMPUDP核糖核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPN5,N10-CH2-FH4FH4NADP+NADPH+H+7/23/202345本科核苷酸代谢2.从头合成的调节7/23/202346本科核苷酸代谢（二）嘧啶核苷酸的补救合成途径嘧啶+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+ADP7/23/202347本科核苷酸代谢（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)7/23/202348本科核苷酸代谢5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA破坏RNA的结构7/23/202349本科核苷酸代谢氨基酸类似物

如氮杂丝氨酸抑制CTP的合成叶酸类似物

如甲氨喋呤抑制dTMP的合成7/23/202350本科核苷酸代谢

核苷类似物7/23/202351本科核苷酸代谢UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷甲氨碟呤5-氟尿嘧啶7/23/202352本科核苷酸代谢二、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7/23/202353本科核苷酸代谢7/23/202354本科核苷酸代谢7/23/202355本科核苷酸代谢胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3-丙氨酸胸腺嘧啶-脲基异丁酸