生物化学教学课件第十章核苷酸2015秋

1、第 十 章,核 苷 酸 代 谢,Metabolism of Nucleotides,主要内容一、核酸的消化和吸收二、嘌呤核苷酸代谢 1. 合成代谢：原料、部位、途径、特点及调节 2. 分解代谢：尿酸的生成三、嘧啶核苷酸代谢 1. 合成代谢：原料、部位、途径、特点及调节 2. 分解代谢：终产物,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。因此，与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必需物质。,概述,核酸的消化与吸收,概 述,核苷酸的生物功能,作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式(ATP、GTP) 参与代谢和生理调节（cAMP、cGMP ） 组成辅酶（NAD+、FAD） 活化中间

2、代谢物（UDPG、CDP-乙醇胺）,第一节 嘌呤核苷酸代谢,Metabolism of Purine Nucleotides,嘌呤核苷酸的结构,6,9,C-1,C-1,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway),是指利用磷酸核糖、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，合成嘌呤核苷酸的途径。,肝是主要器官，其次是小肠和胸腺 （胞浆内） 脑、骨髓则无法进行此合成途径,（一）嘌呤核苷酸的从头合成,定义,合成部位,嘌呤碱合成的元素来源,合成过程,次黄嘌呤核

3、苷酸的合成 （inosine monophosphate, IMP ）,2. AMP和GMP的生成 （adnosine monophosphate, AMP ） （guanosine monophosphate, GMP ）,1. IMP的合成过程, 磷酸核糖酰胺转移酶 GAR合成酶 转甲酰基酶 FGAM合成酶 AIR合成酶,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,2、AMP和GMP的生成,目 录, 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成各需1个ATP。,嘌呤核苷酸从头合成特点,从头合成的调节,

4、PRPP,PRA,_,_,_,_,_,IMP,腺苷酸代 琥珀酸,XMP,AMP,ADP,ATP,GMP,GDP,GTP,ATP,GTP,调节方式：反馈调节和交叉调节,目 录,利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。,（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径,定义,次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶 (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT),合成过程,腺苷激酶(adenosine kinase),腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transf

5、erase, APRT),补救合成的生理意义,补救合成节省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。,（三）嘌呤核苷酸的相互转变,IMP,AMP,腺苷酸代 琥珀酸,XMP,GMP,NH3,腺苷酸脱氨酶,鸟苷酸还原酶,NADPH+H+,NADP+,NH3,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,（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）

6、,脱氧核苷酸的生成,（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物,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。,次黄嘌呤 (H:hypoxanthine ),6-巯基嘌呤 (6-MP),6-巯基嘌呤的结构,磺胺药：对抗对氨基苯甲酸、抑制细菌叶酸的合成。 氨喋呤或氨甲喋呤：和喋呤结构相似，抑制叶酸和四氢叶酸的合成，而抗肿瘤。,二、嘌呤核苷酸的分解代谢 (肝、肾、小肠）,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,AMP,GMP,H （次黄嘌呤）,G,X （黄嘌呤:xanthine ）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,痛风症的治疗机制(470mmol/L),第二节

7、嘧啶核苷酸的代谢,Metabolism of Pyrimidine Nucleotides,嘧啶核苷酸的结构,1,2,4,5,从头合成途径 补救合成途径,一、嘧啶核苷酸的合成代谢,（一）嘧啶核苷酸的从头合成,主要是肝细胞, 胞液,嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。,定义,合成部位,嘧啶合成的元素来源,2,3来源于氨基甲酰磷酸 1,4,5,6来源于天冬氨酸,合成过程,1. 尿嘧啶核苷酸的合成,谷氨酰胺 + HCO3-,氨基甲酰磷酸合成酶II,2ATP,2ADP+Pi,谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸,2.胞嘧啶核苷酸的合成,

8、UDP,UTP,3. dTMP或TMP的生成,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,从头合成的调节,-,-,ATP + CO2+ 谷氨酰胺,氨基甲酰磷酸,UMP,氨基甲酸天冬氨酸,UTP,CTP,天冬氨酸氨基甲酰转移酶,嘌呤核苷酸,ATP + 5-磷酸核糖,嘧啶核苷酸,PRPP,氨基甲酰磷酸合成酶II,PRPP合成酶,（二） 嘧啶核苷酸的补救合成,嘧啶 + PRPP,嘧啶核苷酸 + PPi,嘧啶磷酸核糖转移酶,尿嘧啶核苷 + ATP,尿苷激酶,UMP +ADP,脱氧胸腺嘧啶核苷 + ATP,胸苷激酶,dTMP +ADP,对尿嘧啶、胸腺嘧啶、乳清酸作为底物，对胞嘧啶不起作用,正常肝中活性很低，再生肝中及恶性肿瘤中活性明显升高，并与恶性程度有关。,二、嘧啶核苷酸的分解代谢,胞嘧啶,NH3,尿嘧啶,二氢尿嘧啶,H2O,CO2 + NH3,-丙氨酸,胸腺嘧啶,-脲基异丁酸,-氨基异丁酸,H2O