核苷酸.及遗传信息的储存.ppt

第 一节,核 苷 酸 代 谢,Metabolism of Nucleotides,核酸的消化与吸收,概 述,核苷酸的生物功用,作为核酸合成的原料(最主要） 体内能量的利用形式（ATP、GTP、UTP、CTP） 参与代谢和生理调节： （ATP/ADP/AMP, 第二信使cAMP、cGMP） 组成辅酶（CoA、FAD、NAD+、NADP+ 含腺苷酸 ） 活化中间代谢物,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),AMP,第一节 嘌呤核苷酸的代谢,Metabolism of Purine Nucleotides,嘌呤核苷酸的结构,GMP,AMP,IMP,一、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),嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、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。,肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、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,CO2,天冬氨酸,甲酰基 （一碳单位）,甘氨酸,甲酰基 （一碳单位）,谷氨酰胺 （酰胺基）,嘌呤核苷酸合成的原料,5,天冬氨酸,甲酰基 （一碳单位）,甘氨酸,甲酰基 （一碳单位）,谷氨酰胺 （酰胺基）,R,CO2,P,磷酸戊糖途径,过程,1. IMP的合成,2. AMP和GMP的生成,R-5-P （5-磷酸核糖）,PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸）,在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下,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 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。,嘌呤核苷酸从头合成特点,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。,2.嘌呤核苷酸的补救合成途径,定义,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(adenosine kinase),参与补救合成的酶,合成过程,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。,3.嘌呤核苷酸的相互转变,性质: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. 机制:竞争性抑制或“以假乱真”方式干 扰或阻断嘌呤核苷酸的合成代谢, 进而阻止核酸及蛋白质的生物合成. 意义:抗肿瘤作用.,（五） 嘌呤核苷酸的抗代谢物,次黄嘌呤 (H),6-巯基嘌呤 (6-MP),6-巯基嘌呤的结构,6-巯基嘌呤(6MP)作用 其化学结构与次黄嘌呤相似,并可在体内转变成6MP核苷酸. 1、抑制IMP转变为AMP及GMP; 2、通过竞争性抑制影响次黄嘌呤-鸟 嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)而阻止 了补救合成途径; 3、反馈抑制PRPP酰基转移酶而阻断从头 合成途径.,目 录,从头合成途径 补救合成途径,（二）、嘧啶核苷酸的合成代谢,嘧啶核苷酸的结构,1.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、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，合成嘧啶核苷酸的途径。,定义,合成部位,嘧啶合成的元素来源,天冬氨酸,=o,=o,嘧啶碱合成的元素来源,Gln CO2,合成过程,1. 尿嘧啶核苷酸的合成,2. 胞嘧啶核苷酸的合成,UDP,UTP,3. dTMP或TMP的生成,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,2. 嘧啶核苷酸的补救合成,3.嘧啶核苷酸的抗代谢物,嘧啶类似物,胸腺嘧啶(T),5-氟尿嘧啶(5-FU),嘧啶类似物： 5-氟尿嘧啶（5-FU）与TMP类似, 1、代谢为FdUMP抑制胸苷酸合酶， 2、代谢为FUTP以FUMP掺入RNA,破坏RNA结构， 消化道癌乳癌(毒性大),（三）三磷酸核苷的合成,（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,二、核苷酸的分解代谢 （一）嘌呤核苷酸的分解代谢,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）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,嘌呤核苷酸分解代谢特点:,1、环打不破; 2、最终产物:尿酸; 3、嘌呤代谢障碍:痛风症,血尿酸正常含量:0.12-0.36mmol/L,溶解度低.嘌呤代谢障碍时,血尿酸浓度升高,尿酸盐结晶沉积于软组织、软骨及关节等处,而导致关节炎、尿路结石及肾脏疾病.临床常用别嘌呤醇治疗痛风症。因别嘌呤醇与次黄嘌呤结构相似，可抑制黄嘌呤氧化酶而抑制尿酸生成。另外, 别嘌呤醇可与PRPP结合, 产物可反馈抑制从头合成的酶。,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,（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,