第九章 核苷酸代谢

第九章第九章 核苷酸代谢核苷酸代谢Metabolism of Nucleotides核苷酸的功能1、核酸合成的原料（ 最主要 ）2、 体内能量的利用形式：ATP是细胞的主要能量形式； GTP也可提供能量3、 参与代谢和生理调节：ATP/ADP/AMP, 第二信使 cAMP、 cGMP4、 组成辅酶 :如 腺苷酸 CoA、 FAD、 NAD+、NADP+5、活化中间代谢产物： UDP-葡萄糖 糖原合成CDP-二脂酰甘油 磷脂合成 第一节 核酸的酶促降解核 酸 酶核酸酶的分类（ 1） 根据对底物的根据对底物的 专一性分为专一性分为（ 2）根据切割位点分为）根据切割位点分为核糖核酸酶核糖核酸酶 (RNase)脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶 (DNase)非特异性核酸酶非特异性核酸酶核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶作用于核酸磷酸二酯键的酶称为核酸酶核酸 核酸酶 单 核苷酸 磷酸单脂酶 核苷嘧啶（嘌呤） 核糖 (脱氧核糖 )核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖 -1-磷酸脱氧核糖 -1-磷酸核糖 -5-磷酸 磷酸戊糖途径醛 缩酶乙醛甘油醛 -3-磷酸第二节 嘌呤和嘧啶的分解一、嘌呤的分解人体内嘌呤分解代谢特点 :1、氧化降解，环不打破 ;2、 最终产物 :尿酸 ;3、嘌呤代谢障碍 :痛风症嘌呤的分解嘌呤代谢的终产物尿酸 灵长类，鸟类、爬虫类、软体动物、海鞘类、昆虫尿囊素 哺乳动物（灵长类除外）、腹足类尿囊酸 硬骨鱼尿素 大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类氨 甲壳类、咸水瓣鳃类二、嘧啶的分解嘧啶分解代谢特点1、还原降解，环被打破2、终产物 : NH3 、 CO2 、 - 丙氨酸、 - 氨基异丁酸嘧啶的分解第三节 核苷酸的生物合成一、核苷酸生物合成的基本途径1. 从头合成途径 主要是肝组织以核糖磷酸、氨基酸、一碳单位及 CO2等简单物质为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸2. 补救途径 脑、骨髓等利用体内游离的碱基或核苷合成核苷酸甲酸天冬氨酸甲酸甘氨酸谷氨酰胺嘌呤环上原子的来源二、嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤环原子来源： Asp、 Gln、 Gly、甲酸、 CO2 合成部位： 胞液特点：嘌呤最初不是以游离碱基的形式合成，而是从 5-磷酸核糖 -1-焦磷酸 (PRPP) 开始， 经一系列酶促反应， 先生成次黄嘌呤核苷酸 (肌苷酸 , IMP)，然后再转变为 AMP和 GMP。 嘌呤的各个原子是在 PRPP的 C1上逐渐加上去的（由 Asp、 Gln、 Gly、 甲酸、 CO2 提供 N和C）。(1) IMP的合成1. IMP的合成IMP的生物合成IMP的合成要点：l 在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环；l PRPP是重要的中间代谢物，它不仅参与嘌呤核苷酸的从头合成，而且参与嘧啶核苷酸的从头合成及两类核苷酸的补救合成。是 5-磷酸核糖的活性供体；l PRPP合成酶和酰胺转移酶为 关键酶 。2、 AMP和 GMP的合成三、嘧啶核苷酸的合成天冬氨酸=o=o嘧啶环原子的来源NH3CO2嘧啶环原子来源： NH3、 CO2、 Asp特点：先利用小分子化合物形成嘧啶环，再与核糖磷酸（ PRPP提供）结合成乳清酸，然后生成 UMP。其他嘧啶核苷酸由尿苷酸转变而成。 1. 从头合成途径1、尿嘧啶核苷酸的合成CPS CPS 分布 线粒体 (肝 ) 胞液 (所有细胞 ) 氮源 NH3 Gln 变构激活剂 AGA 无 变构抑制剂 无 UMP功能 尿素合成 嘧啶合成 氨甲酰磷酸合成酶 和 的区别 AGA: N-乙酰谷氨酸2、 CTP的合成是在三磷酸水平上进行的。3、 dTMP或 TMP的生成是在一磷酸水平上进行的。四、核苷酸转化成核苷三磷酸（ d） NMP + ATP （ d） NDP +ADP（ d） NDP + ATP （ d） NTP + ADP核苷单磷酸激酶核苷二磷酸激酶核苷单磷酸激酶对碱基专一，对戊糖无特殊要求核苷二磷酸激酶对碱基、戊糖均无特殊要求五、脱氧 (核糖 )核苷酸的合成生物体内的脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成。通常，核糖核苷酸是在核苷二磷酸的水平上被还原而生成 脱氧核糖核苷酸 的。核糖核苷酸的还原反应NADP+ NADPH+H+硫氧还蛋白还原酶FAD核糖核苷酸还原酶（