安徽医大精品课程生物化学第八章核苷酸代谢.ppt

1、第 八 章,核 苷 酸 代 谢,Metabolism of Nucleotides,体外实验资料：,19091934年，美国生物化学家Owen证明，核酸的分解单位是核苷酸。,1961年，美国生化学家Juan Oro模拟大气放电，在有氰化氢参加的反应体系中发现有氨基酸和腺嘌呤生成。,1963年，Ponnamperuma在类似的实验中也得到了腺嘌呤。后来，他又与Ruth Mariner、Carl Sagan将腺嘌呤与核糖连接成为腺苷；再连接磷酸，得到了腺苷三磷酸(ATP)。,体内实验资料：,早在演绎核苷酸生物合成前，生物化学家就已经发现动物会排泄3种不同的含氮废物，即NH3、尿素和尿酸。尿酸就是嘌

2、呤化合物的代谢产物。,在1950年间，John M. Buchanan和G. Robert Greenberg采用同位素示踪结合嘌呤核苷酸降解物尿酸分析证明，嘌呤分子的原子N1来自门冬氨酸，N3和N9来自谷氨酰胺等，完成了嘌呤生物合成过程的演绎。更为重要的是，他们还发现嘌呤不是以游离含氮碱，而是以核苷酸形式在体内合成的。,这些发现促进了对核苷酸代谢相关疾病的认识,1964年，科学家确定Lesch-Nyhan综合征与次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）缺陷有关。至今已发现，核苷酸的合成和分解代谢障碍与很多遗传性、代谢性疾病有关。 模拟核苷酸组成成分，如取代碱基、核苷和核苷酸的类似物已发展

3、为在临床上常用、有效的抗代谢药物。,食物核蛋白,单核苷酸,核酸的消化,单核苷酸,核苷酸的生物功用, 参与核酸的组成, 参与能量代谢并且是最直接的供能物质, 衍生物是许多生物合成中的活泼中间物质, 参与代谢和生理调节, 组成辅酶,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),AMP,第 一 节 核苷酸的合成代谢,Anabolism of Nucleotides,一、核糖核苷酸的合成代谢,从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway),利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核

4、糖核苷酸的途径,利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成核糖核苷酸的过程,（一）嘌呤核糖核苷酸的从头合成,GMP,AMP,嘌呤碱合成的元素来源,CO2,Asp,甲酰基 （一碳单位）,Gly,甲酰基 （一碳单位）,Gln （酰胺基）,过程,1. 在PRPP基础上逐步合成嘌呤环，首先合成IMP,2. 再由IMP AMP和GMP,IMP生成 反应过程,R-5-P （5-磷酸核糖）,PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸）,在Gln 、Gly 、一碳单位、CO2及Asp的逐步参与下,IMP,H2N-1-R-5-P （5-磷酸核糖胺）,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶

5、GMP合成酶, 从头合成的调节,PRPP,PRA,GTP,+,+,调节方式：反馈调节和交叉调节,（二）嘧啶核糖核苷酸的从头合成途径,嘧啶合成的元素来源,过 程,1. 先合成嘧啶环，再与在PRPP相连，首先合成UMP,2. 再由UMP CMP,CMP的合成,UDP,UTP,CMP,嘧啶核苷酸从头合成的调节,（三）核糖核苷酸的补救合成途径,腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶

6、(adenosine kinase)等,参与补救合成的酶,（碱基磷酸核糖转移酶 核苷激酶）,合成过程,补救合成的生理意义,节省能量和一些原料的消耗 某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成,（四） 脱氧核糖核苷酸的生成,二磷酸脱氧核苷,NDP,dNDP,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,硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD）,脱氧核苷酸的生成,dTMP的生成,（五） 核苷酸的抗代谢物,次黄嘌呤 (H),6-巯基嘌呤 (6-MP),胸腺嘧啶(T),5-氟尿嘧啶(5-FU),氮杂丝氨酸,阿糖胞苷,氨甲碟呤,氮杂丝氨酸,第 二 节 核苷酸的分解代谢,Catabolism of Nucleotides,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,1-磷酸核糖,嘌呤碱的最终 代谢产物 （尿酸）,嘌呤核苷酸的分解,黄嘌呤氧化酶,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,胞嘧啶,NH3