核苷酸代谢专业知识ppt

核苷酸代谢专业知识ppt核苷酸代谢专业知识ppt第1页第九章核苷酸代谢第一节核苷酸代谢概述第二节嘌呤核苷酸代谢第三节嘧啶核苷酸代谢核苷酸代谢专业知识ppt第2页第一节核苷酸代谢概述一、核苷酸生理功效二、核酸消化三、核酸消化产物吸收四、核苷酸代谢概况五、核酸酶对核酸解聚作用核苷酸代谢专业知识ppt第3页一、核苷酸生理功效

作为核酸合成原料体内能量利用形式参加代谢和生理调整组成辅酶活化中间代谢物核苷酸代谢专业知识ppt第4页作为核酸合成原料dATP、dGTP、dCTP、dTTP可作为DNA合成原料；ATP、GTP、CTP、UTP可作为RNA合成原料核苷酸代谢专业知识ppt第5页参加代谢和生理调整如cAMP是第二信使，也作为效应剂参加调整。AMP、ADP、ATP均可作为效应剂。核苷酸代谢专业知识ppt第6页组成辅酶腺苷酸可参加组成NAD＋、FAD、辅酶A等核苷酸代谢专业知识ppt第7页活化中间代谢物如UDPG、CDP－胆碱等、SAM、PAPS等核苷酸代谢专业知识ppt第8页二、核酸消化核苷酸代谢专业知识ppt第9页三、核酸消化产物吸收核酸消化产物——核苷酸及核苷都能被吸收进入体内。动物体并不一定需要依靠食物供给核苷酸，这是因为体内可由其它物质合成核苷酸。核苷酸代谢专业知识ppt第10页四、核苷酸代谢概况

分解代谢分解代谢主要分为嘌呤核苷酸分解代谢和嘧啶核苷酸代谢

合成代谢核苷酸代谢专业知识ppt第11页

合成代谢从头合成路径：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位和CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸路径。这是主要合成路径。主要在肝脏进行。补救合成路径：利用游离碱基或核苷，经过简单反应过程，合成核苷酸路径。脑、骨髓等只能进行此路径。核苷酸代谢专业知识ppt第12页五、核酸酶对核酸核酸解聚作用核酸核酸酶DNA酶RNA酶核苷酸代谢专业知识ppt第13页核酸核苷酸代谢专业知识ppt第14页核酸酶核酸酶催化水解连接核苷酸之间磷酸二酯键，其最终产物是各种核苷酸1．外切酶能连续水解多核苷酸链末端磷酯键，它们是非特异性磷酸二酯酶①蛇毒磷酸二酯酶从DNA或RNA3´-羟基末端开始，逐一地水解下5´-核苷酸②牛脾磷酸二酯酶从DNA或RNA5´-磷酸末端逐一地水解下3´-核苷酸2．内切酶能特异地切断多核苷酸链内部磷酸二酯键，特异性很强。核苷酸代谢专业知识ppt第15页核酸酶切割方式蛇毒磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶

核酸内切酶5´-核苷酸3´-核苷酸核苷酸代谢专业知识ppt第16页DNA酶①DNA酶I(牛胰)作用于DNA分子内部3´—磷酯键，取得平均由四个核苷酸组成以3´-羟核苷酸为3´-末端核苷酸片段及残留个别②DNA酶II(脾、胸腺、各种细菌)作用于DNA分子内部5´-磷酯键，产生以5´-羟核苷酸为5´-末端核苷酸片断及残留个别。③DNA限制性内切酶是在特定核苷酸次序处切开核苷酸之间磷酯键，使DNA产生双链裂口。假如这个识别次序中碱基被修饰，限制性内切酶就不再作用。核苷酸代谢专业知识ppt第17页RNA酶①RNA酶T1(霉菌)作用于RNA分子内部5´-磷酯键，要求其3´-磷酯键与鸟苷酸相连，产物是以G-3´-P为3´-末端核苷酸片段及残留个别。②RNA酶I(牛胰)作用于RNA分子内部5´-磷酯键，要求其3´-磷酯键与嘧啶核苷酸相连，取得以嘧啶核苷3´-P为3´-末端核苷酸片段及残留个别。③RNA酶T2作用RNA分子内部5´磷酯键，产物以腺苷-3´-P为3´-末端核苷酸片段及残留个别。核苷酸代谢专业知识ppt第18页第二节嘌呤核苷酸代谢一、嘌呤核苷酸合成代谢二、嘌呤核苷酸分解代谢核苷酸代谢专业知识ppt第19页一、嘌呤核苷酸合成（一）从头合成路径（二）补救合成路径（三）从头合成路径调整（四）嘌呤核苷酸相互转换（五）嘌呤核苷酸抗代谢物核苷酸代谢专业知识ppt第20页嘌呤核苷酸从头合成路径１．嘌呤碱合成元素起源２．合成部位：在胞液中进行，肝脏是从头合成主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑和骨髓不能合成３．合成过程：（1）IMP合成（2）AMP和GMP合成核苷酸代谢专业知识ppt第21页嘌呤碱合成元素起源

核苷酸代谢专业知识ppt第22页IMP合成5-磷酸核糖（PRPP）合成5-磷酸核糖胺合成经过９步反应合成次黄核苷酸核苷酸代谢专业知识ppt第23页5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）合成

PRPP是主要中间代谢物，它不但参加嘌呤核苷酸从头合成，而且参加嘧啶核苷酸从头合成及两类核苷酸补救合成，是5-磷酸核糖活性供体。核苷酸代谢专业知识ppt第24页5-磷酸核糖胺合成

PRPP合成酶和酰胺转移酶为关键酶，受到各种原因调整。核苷酸代谢专业知识ppt第25页

核苷酸代谢专业知识ppt第26页AMP和GMP合成AMP和GMP能够合成ADP、ATP、GDP、GTP核苷酸代谢专业知识ppt第27页ATP和GTP生成：

核苷酸代谢专业知识ppt第28页嘌呤核苷酸补救合成腺苷酸磷酸核糖转移酶（APRT）次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）该路径有主要生理意义。核苷酸代谢专业知识ppt第29页补救合成生理意义：节约能量及原料；体内一些组织器官（如脑、骨髓等）只能进行补救合成。所以对于这些组织，补救合成含有主要意义。如Lesch-Nyhan综合征（自毁容貌综合征）。核苷酸代谢专业知识ppt第30页从头合成调整反馈调整，即由产物调整器前面酶活性调整意义：①即满足机体需要，又不至于浪费；②维持ATP与GTP浓度平衡。核苷酸代谢专业知识ppt第31页嘌呤核苷酸相互转变

经过相互转变，以保持彼此平衡。核苷酸代谢专业知识ppt第32页嘌呤核苷酸抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等类似物。主要以竞争性抑制阻断嘌呤核苷酸合成代谢，从而深入阻止核酸以及蛋白质生物合成。肿瘤细胞核酸及蛋白质合成十分旺盛，由此，这些抗代谢物含有抗肿瘤作用。核苷酸代谢专业知识ppt第33页

嘌呤类似物主要有6-巯基嘌呤（6－mercapto－purine,6MP）等。6－MP 6－MP核苷酸作用：抑制从头合成 抑制补救合成(抑制HGPRT)核苷酸代谢专业知识ppt第34页氨基酸类似物主要有氮杂丝氨酸等。化学结构与Gln相同。可干扰Gln在嘌呤核苷酸合成中作用，从而抑制嘌呤核苷酸合成。核苷酸代谢专业知识ppt第35页

叶酸类似物主要有氨蝶呤和氨甲蝶呤（MTX）等。能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成FH2和FH4。由此嘌呤合成原料一碳单位得不到供给，从而抑制嘌呤核苷酸合成。核苷酸代谢专业知识ppt第36页二、嘌呤核苷酸分解代谢（一）部位：体内嘌呤核苷酸分解代谢主要在肝脏、小肠及肾脏中进行（二）不一样动物嘌呤核苷酸代谢产物不一样（三）嘌呤核苷酸分解代谢过程核苷酸代谢专业知识ppt第37页不一样动物嘌呤核苷酸代谢产物不一样1．尿酸是鸟类、爬行动物和灵长类动物(包含人类)体内嘌呤降解终产物，鸟类、爬行动物氨基酸代谢也能够生成尿酸。2．尿囊素是大多数哺乳动物(不包含人及猿)中嘌呤降解主要终产物。3．尿囊酸作为硬骨鱼类体内嘌呤降解终产物排泄。4．尿素是多数鱼类、两栖类动物以及淡水软体动物体内嘌呤降解终产物5．氨是植物、海洋甲壳类动物和一些海洋无脊椎动物体内嘌呤降解终产物核苷酸代谢专业知识ppt第38页嘌呤核苷酸分解代谢过程AMPGMP黄嘌呤尿囊素尿酸尿囊酸尿素氨①②③④⑤⑥⑦核苷酸代谢专业知识ppt第39页AMP转化为黄嘌呤①AMP形成次黄嘌呤核苷。②次黄嘌呤核苷经磷酸解形成次黄嘌呤③

次黄嘌呤深入被氧化成黄嘌呤核苷酸代谢专业知识ppt第40页AMP形成次黄嘌呤核苷AMP经5´-核苷酸酶水解除去磷酸形成腺苷，腺苷经腺苷脱氨酶催化脱氨形成次黄嘌呤核苷AMP也能够在AMP脱氨酶作用下脱氨生成IMP，IMP能够被水解成次黄嘌呤核苷核苷酸代谢专业知识ppt第41页次黄嘌呤核苷形成次黄嘌呤磷酸解反应(以及几个脱氧核苷磷酸解)都是由嘌呤核苷磷酸化酶催化，生成核糖-1-磷酸(或脱氧核糖-1-磷酸)和碱基，这个反应是可逆，但腺苷不是哺乳动物嘌呤核苷磷酸化酶底物。核苷酸代谢专业知识ppt第42页次黄嘌呤被氧化成黄嘌呤核苷酸代谢专业知识ppt第43页GMP转化为黄嘌呤缺乏鸟嘌呤酶动物排泄鸟嘌呤，比如，猪排泄鸟嘌呤核苷酸代谢专业知识ppt第44页黄嘌呤被氧化成尿酸尿酸是鸟类、爬行动物和灵长类动物(包含人类)体内嘌呤降解终产物，鸟类、爬行动物氨基酸代谢也能够生成尿酸，尿酸过多会引发疾病。嘌呤核苷酸代谢中主要酶核苷酸代谢专业知识ppt第45页氧化黄嘌呤两种酶在黄嘌呤氧化酶催化反应中，电子是转移给O2，形成H202；在黄嘌呤脱氢酶催化反应中，电子转移给NAD+形成NADH，这两个酶活性部位含有复杂电子转移系统，其中包含一个铁—硫中心、一个钼蝶呤和FAD。其中，钼原子经过正4价与正6价相互转变而起电子传递作用核苷酸代谢专业知识ppt第46页尿酸与痛风病痛风是因为尿酸生成过量（超出8mg%

）或尿酸排泄不充分，造成堆积，它钠盐可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，而造成关节炎、尿路结石及肾疾病，引发疼痛一个疾病。别嘌呤醇与次黄嘌呤结构非常类似，在细胞内别嘌呤醇被转换为别黄嘌呤，别黄嘌呤是黄嘌呤氧化酶一个很强抑制剂，它与正4价钼牢靠结合从而妨碍了钼原子转变为正6价，致使酶丧失催化活性。这种经酶作用后成为酶灭活剂底物类似物，称为自杀作用物。所以，临床上用别嘌呤醇治疗通风症。次黄嘌呤和黄嘌呤溶解度比尿酸钠和尿酸大得多，假如它们不能经过补救路径被重新利用也可经肾脏排泄掉。核苷酸代谢专业知识ppt第47页别嘌呤醇

——黄嘌呤氧化酶自杀性底物核苷酸代谢专业知识ppt第48页嘌呤核苷酸抑制血中尿酸含量：正常：2～6mg%；痛风症：超出8mg%核苷酸代谢专业知识ppt第49页尿酸氧化成尿囊素尿囊素是大多数哺乳动物(不包含人和猿)中嘌呤降解主要终产物。核苷酸代谢专业知识ppt第50页尿囊素生成尿囊酸尿囊酸作为硬骨鱼类体内嘌呤降解终产物排泄。核苷酸代谢专业知识ppt第51页尿囊酸生成两分子尿素尿素是多数鱼类、两栖类动物以及淡水软体动物体内嘌呤降解终产物。

核苷酸代谢专业知识ppt第52页尿素水解生成CO2和NH3氨是植物、海洋甲壳类动物和一些海洋无脊椎动物体内嘌呤降解终产物核苷酸代谢专业知识ppt第53页第三节嘧啶核苷酸代谢一、嘧啶核苷酸合成代谢二、嘧啶核苷酸分解代谢核苷酸代谢专业知识ppt第54页一、嘧啶核苷酸合成（一）从头合成路径（二）从头合成路径调整（三）补救合成路径（四）嘧啶核苷酸合成抗代谢物（五）脫氧核糖核苷酸合成（六）核苷酸合成总结（七）环核苷酸代谢核苷酸代谢专业知识ppt第55页（一）嘧啶核苷酸从头合成路径１．嘧啶碱合成元素起源２．合成部位：主要在肝细胞胞液中进行３．合成特点（１）先合成嘧啶环，再与PRPP连接（２）先合成UMP，再转变成其它嘧啶核苷酸４．合成过程： （１）UMP合成 （２）CTP合成核苷酸代谢专业知识ppt第56页嘧啶碱合成元素起源

核苷酸代谢专业知识ppt第57页

UMP合成氨甲酰磷酸合成由氨甲酰磷酸经五步合成UMP核苷酸代谢专业知识ppt第58页

氨基甲酰磷酸合成酶I、II区分CPSⅠ

CPSⅡ

分布

线粒体（肝脏)

胞液(全部细胞)氮源

NH3

Gln

别构激活剂

N-乙酰谷氨酸

无

反馈抑制剂

无

UMP(哺乳类动物)

功效尿素合成

嘧啶合成

核苷酸代谢专业知识ppt第59页

核苷酸代谢专业知识ppt第60页CTP合成：CTP合成是在核苷三磷酸水平上进行核苷酸代谢专业知识ppt第61页（二）从头合成调整：

核苷酸代谢专业知识ppt第62页（三）嘧啶核苷酸补救合成

核苷酸代谢专业知识ppt第63页（四）嘧啶核苷酸抗代谢物是一些嘧啶、氨基酸或核苷、叶酸类似物。对代谢影响及抗肿瘤作用类似于嘌呤核苷酸抗代谢物。核苷酸代谢专业知识ppt第64页

嘧啶类似物：主要有5-氟尿嘧啶（5-FU）氨基酸类似物：

氮杂丝氨酸能抑制CTP生成。核苷酸代谢专业知识ppt第65页

叶酸类似物： 氨蝶呤、氨甲蝶呤使dUMP不能利用一碳单位甲基化成dTMP。核苷类似物： 阿糖胞苷等抑制CDP还原成dCDP，而影响DNA合成。核苷酸代谢专业知识ppt第66页（五）脱氧核糖核苷酸合成

体内脱氧核糖核苷酸（包含嘧啶核苷酸）是由核糖核苷酸还原生成，还原反应是在核苷二磷酸（NDP）水平上进行。其反应机制比较复杂。dTMP合成核苷酸代谢专业知识ppt第67页

核糖核苷酸还原酶是一个变构酶，包含B1、B2两个亚基。只有B1与B2结合时才含有活性。在DNA合成旺盛、分裂速度较快细胞中，核糖核苷酸还原酶体系活性较强。核苷酸代谢