核苷酸代谢医学课件.ppt

1、核苷酸代谢 Nucleotide metabolism,核酸的消化,膳 食 核 蛋 白,蛋白质 蛋白代谢,核酸 DNA、RNA,胃 酸,单核苷酸,磷酸 核苷,嘧啶核苷 嘌呤核苷,核糖或脱 氧核糖,嘧啶碱,核糖或脱 氧核糖,嘌呤碱,胰核酸酶,胰、肠核苷酸酶,嘌呤核苷酶,嘧啶核苷酶,核苷酸的功用,合成核酸的原料 体内能量的利用形式：ATP 参与代谢和生理调节：cAMP,cGMP 组成辅酶：FAD,NAD+,NADP+ 活化中间代谢物： UDPG，CDP-DG，SAM，PAPS,核苷酸代谢,嘌呤核苷酸的代谢 嘌呤核苷酸的合成代谢 嘧啶核苷酸的分解代谢 脱氧核苷酸的合成,嘧啶核苷酸的代谢 嘧啶核苷酸的

2、合成代谢 嘧啶核苷酸的分解代谢,脱氧核糖核苷酸,核糖核苷酸,第一节、嘌呤核苷酸的代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢,嘌呤核苷酸的从头合成（de novo synthesis）,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，称为嘌呤核苷酸的从头合成途径.,嘌呤核苷酸的补救合成（salavage pathway）,利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷(Purine Nucleoside)，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸的途径。 从头合成是合成的主要途径。,1、合成部位： 肝脏为主，其次为小肠粘膜和胸腺,2、合成的亚细胞单位： 胞液,3、合成原料：磷酸核糖 氨

3、基酸(Gly，Gln，Asp) 一碳单位 二氧化碳,（一）嘌呤核苷酸的从头合成,天冬氨酸,一碳单位,一碳单位,谷氨酰胺,二氧化碳,甘氨酸,R 5 P,甘氨坐中间，谷碳站两边， 左手开天门，头顶二氧碳。,4、合成过程,两个阶段： 合成IMP IMP转变成AMP与GMP,IMP的合成,+,PRPP合成酶,AMP,O -O P O-,OH,第一步：PRPP的合成,N9,5-磷酸核糖胺,9,9,C4、C5、N7,甘氨酰胺核苷酸,C8,甲酰甘氨酰胺核苷酸,甘氨酰胺核苷酸,N3,甲酰甘氨咪核苷酸,甲酰甘氨酰胺核苷酸,5-氨基咪唑核苷酸,甲酰甘氨咪核苷酸,5-氨基咪唑核苷酸,C6,5-氨基咪唑-4-羧酸核苷

4、酸,5-氨基咪唑-4-（琥珀酸）-甲酰胺核苷酸,5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸,5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸,5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸,N1,C2,5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸,5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸,AMP与GMP的合成,AMP,ADP,ATP,激酶,激酶,ATP,ADP,ATP,ADP,GMP,GDP,GTP,激酶,激酶,ATP,ADP,ATP,ADP,5、嘌呤核苷酸从头合成的调节,原则之一：满足需求，防止供过于求。,原则之二：相互调整，比例平衡,小节,1、从头合成的特点：生物体内不是先合成嘌呤碱，再与核糖和磷酸结合成核苷酸，而是在磷酸核糖的基础上从PRPP开始，经

5、过一系列酶促反应，逐步合成嘌呤环的。先生成IMP，然后再转变为AMP和GMP。 2、嘌呤碱合成的元素来源（包括母环、AMP和GMP） 3、限速酶：PRPP合成酶及PRPP酰胺转移酶, 嘌呤核苷酸的补救合成 （salvage pathway）,利用体内现有的嘌呤碱或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸 ，称为嘌呤核苷酸的补救合成。,合成部位：脑、骨髓、红细胞,合成原料：嘌呤碱或嘌呤核苷 PRPP,合成过程：,利用嘌呤碱合成嘌呤核苷酸,利用嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸,嘌呤核苷酸补救合成,次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶,A+PRPP,AMP + PPi,G+PRPP,GMP + PPi,I+PR

6、PP,IMP + PPi,腺嘌呤磷酸核糖转移酶,+,+,ADP,腺苷激酶,嘌呤核苷酸补救合成,补救合成的生理意义,可以节省从头合成时能量和氨基酸的消耗。,脑、骨髓、红细胞缺乏从头合成的酶，只能利用补救合成途径来合成嘌呤核苷酸。,（三)、脱氧核苷酸的合成,脱氧核糖核苷酸的合成：是机体合成了核糖核苷酸以后，由核糖核苷酸直接还原而成。这个还原反应在二磷酸核苷水平上进行。(A、C、G、U),OH,OH,OH,H,核糖核苷酸还原酶,NADPH+H+,NADP+H2O,NDP,dNDP,核糖核苷酸还原酶， Mg2+,还原型硫氧化还原蛋白-（SH）2,NADPH+H,NADP+,硫氧化还原蛋白酶 （FAD）

7、,嘌呤核苷酸合成总结,IMP,AMP,GMP,ADP,GDP,ATP,GTP,dADP,dATP,dGDP,dGTP,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,SH,6-巯基嘌呤 核苷酸,嘌呤类似物,次黄嘌呤 核苷酸,H2N,O C,CH2 CH2,NH2 CH COOH,N+ N CH2,O C O CH2,NH2 CH COOH,氨基酸类似物,氮杂丝氨酸,Gln,叶酸类似物,嘌呤核苷酸的抗代谢物的作用,二、嘌呤核苷酸的分解代谢,嘌呤核苷酸的分解代谢：尿酸,尿酸,嘌呤核苷酸的分解代谢,Uric acid,痛风症的治疗：别嘌呤醇,血中尿酸含量：正常：26mg%；痛风症：超过8

8、mg%,第二节、嘧啶核苷酸的代谢 一、嘧啶核苷酸的合成代谢,嘧啶核苷酸的从头合成,利用磷酸核糖、氨基酸、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，称为嘧啶核苷酸的从头合成途径.,合成部位：肝脏为主,合成的亚细胞单位：胞液,合成原料： 磷酸核糖 氨基酸(Gln Asp) 二氧化碳,谷氨酰胺 二氧化碳,天冬氨酸,R 5 P,嘧啶核苷酸,合成过程：,UMP的合成：,CTP的合成：,(3)dTMP的合成：,O C NH2 CH2 CH2 CHNH2 COOH,+,CO2,CPS-,2ATP,2ADP+Pi,O C OH CH2 CH2 CHNH2 COOH,+,O O H2N C

9、O P O- O-,氨基甲酰磷酸的合成,（1）、UMP的合成,（ 2 ）胞嘧啶核苷酸的合成（三磷酸核苷水平）,UDP,UTP,（ 3）dTMP的生成（一磷酸核苷水平）,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,嘧啶核苷酸合成的调节,嘧啶核苷酸从头合成的特点： 生物体内在合成嘧啶核苷酸时，先合成嘧啶环，再与磷酸核糖结合生成UMP，其他嘧啶核苷酸则由UMP 转变而来。,嘧啶核苷酸的补救合成,嘧啶核苷酸补救合成,嘧啶+,PRPP,嘧啶磷酸核糖转移酶,嘧啶核苷酸,PPi,尿嘧啶核苷+,ATP,尿苷激酶,UMP,ADP,嘧啶核苷酸的抗代谢物,嘧啶类似物,氨基酸类似物,叶酸类似物,嘧啶类似物,二、 嘧啶核苷酸的分解代谢,-丙氨酸,胞嘧啶与尿嘧啶的分解代谢： -丙氨酸、NH3、CO2、,胸腺嘧啶的分解代谢：-氨基异丁酸、 NH3、CO2,本小节要求,了解嘌呤核苷酸从头合成途径和补救合成途径；掌握嘌呤合成时的元素来源、特点和补救合成途径的生理意义；熟悉IMP转