课件：九核苷酸代谢.ppt

第八章 核苷酸代谢,第一节 核苷酸的分解代谢,一、核酸的酶促降解 二、嘌呤核苷酸的分解代谢 三、嘧啶核苷酸的分解代谢,一 核酸的酶促降解,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,食物核蛋白,蛋白质,核酸(RNA与DNA),胰核酸酶,RNA酶,DNA酶,(磷酸二酯酶),单核苷酸,胰、肠核苷酸酶,(磷酸单酯酶),核苷,磷酸,核苷酶,(水解或磷酸解),戊糖或磷酸戊糖,碱基,核酸的消化,排出，很少利用,一、嘌呤碱的分解,不同种类的生物分解嘌呤碱的能力不一样，因而代谢产物也各不相同。人和猿类及一些排尿酸动物（如鸟类等）以尿酸作为嘌呤碱代谢的最终产物。其他多种生物则还能进一步分解尿酸，形成不同的代谢产物，直至最后分解为二氧化碳和氨。 嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸成为嘌呤核苷，嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶(purine nucleoside phosphorylase,PNP)的催化下转变为嘌呤。嘌呤核苷及嘌呤又可经水解，脱氨及氧化作用生成尿酸。,嘌呤代谢的终产物,尿酸,灵长类，短毛狗，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,（一）、嘌呤核苷酸的分解代谢过程,AMP,I,GMP,G,X,黄嘌呤氧化酶,尿酸,具体过程如下：,腺嘌呤核苷酸,H2O,Pi,NH3,次黄嘌呤核苷酸,H2O,Pi,NH3,核苷酸酶,核糖1-磷酸,次黄嘌呤核苷,次黄嘌呤,黄嘌呤,尿酸,次黄嘌呤核苷酸,NADP+,NH3,Pi,鸟苷,核糖1-磷酸,鸟嘌呤核苷酸,NH3,尿酸,黄嘌呤,鸟嘌呤,正常人血浆尿酸含量：0.120.36mmol/L,男: 0.27mmol/L, 女:0.21mmol/L,以尿酸及其钠盐形式存在, 均难溶于水,0.48mmol/L(8mg%), 析出结晶,沉积在关节和软骨等处,痛风症,进食高嘌呤膳食时,体内核酸大量分解(白血病,恶性肿瘤）,肾脏疾病尿酸排泄障碍,血中尿酸,临床上用别嘌呤醇治疗,别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制,次黄嘌呤,别嘌呤醇,PRPP,别嘌呤醇核苷酸,嘌呤核苷酸 从头合成的酶,黄嘌呤氧化酶,嘌呤核苷酸合成,尿酸生成减少,二、嘧啶核苷酸的分解代谢,嘧啶核苷酸,嘧啶核苷,嘧啶,NH3,NADPH+H+,NADP+,H2O,H2O,CO2+NH3,H2N-CH2-CH2-COOH,-丙氨酸,胞嘧啶,尿嘧啶,NADPH+H+,NADP+,H2O,CO2+NH3,-氨基异丁酸,-脲基异丁酸,H2O,胸腺嘧啶,二氢胸腺嘧啶,嘧啶核苷酸与嘌呤核苷酸分解代谢最大的不同是嘧啶环的裂解，最后生成-氨基酸,嘧啶碱的降解产物易溶于水，故嘧啶代谢异常的疾病较少。,第二节、核苷酸的合成代谢,一、嘌呤核苷酸的合成 二、嘧啶核苷酸的合成,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,(一)、从头合成途径,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嘌呤核苷酸的过程.,(二)、补救合成途径,利用体内游离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。,甲炔基 (一碳单位),甘氨酸,CO2,Asp,甲酰基 (一碳单位),Gln(酰胺基),甘氨当中站, 谷氮坐两边, 左上天冬氨, 头顶CO2,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,(一)、从头合成途径,合成的原料: CO2,甲酰基,氨基酸等,合成的场所: 肝脏的胞液,合成的过程: 两个阶段,1. 次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成,2. 腺苷酸(AMP)和鸟苷酸(GMP)的合成,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,(一)、从头合成途径的反应过程,(1) IMP的合成(11步反应，过程只需了解),R-5-P,AMP,PRPP合成酶,PP-1-R-5-P(PRPP),5-磷酸核糖,磷酸核糖焦磷酸,AMP,10步反应,PP-1-R-5-P,Gln,Glu,酰胺转移酶,酶3: 甘氨酰胺核苷酸合成酶,H2N-1-R-5-P,Gly,酶3,ATP, Mg2+,甘氨酰胺核苷酸(GAR),PRA,转甲酰基酶,FH4,甘氨酰胺核苷酸(GAR),HN=,Glu,甲酰甘氨酰胺核苷酸 (FGAR),甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM),2019/8/6,25,可编辑,AIR合成酶,ATP,Mg2+,K+,H2O,甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM),5-氨基咪唑核苷酸 (AIR),5-氨基咪唑-4-羧基 核苷酸(CAIR),Asp,5-氨基咪唑-4-羧基 核苷酸(CAIR),5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸) -甲酰胺核苷酸(SAICAR),5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸) -甲酰胺核苷酸(SAICAR),5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸(AICAR),延胡索酸,5-氨基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸(AICAR),5-甲酰胺基咪唑- 4-甲酰胺核苷酸(FAICAR),N10甲酰FH4,FH4,5-甲酰胺基咪唑- 4-甲酰胺核苷酸(FAICAR),H2O,次黄嘌呤核苷酸(IMP),(2) 腺苷酸和鸟苷酸的合成,IMP,腺苷酸代琥珀酸合成酶,AMPS,Asp, Mg2+,GTP,腺苷酸代琥珀酸 (AMPS),腺苷酸(AMP),延胡索酸,腺苷酸代琥珀酸 裂解酶,IMP,NADH+H+,XMP,黄嘌呤核苷酸,IMP脱氢酶,Gln,Glu,XMP,GMP,AMP,腺苷酸激酶,ADP,腺苷酸激酶,ATP,GMP,鸟苷酸激酶,GDP,鸟苷酸激酶,GTP,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,(二)、补救合成途径,有两条合成途径,(1) 嘌呤碱与PRPP直接合成嘌呤核苷酸,次黄嘌呤,次黄嘌呤核苷酸,鸟嘌呤,鸟嘌呤核苷酸,PRPP,PPi,腺嘌呤,腺嘌呤核苷酸,腺嘌呤磷酸核糖转移酶,（APRT）,HGPRT活性高,APRT活性低,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,腺嘌呤+1-磷酸核糖,腺苷+Pi,核苷磷酸化酶,(2) 腺嘌呤与1-磷酸核糖生成腺苷, 再生成腺嘌呤核苷酸,腺苷+ATP,腺苷激酶,腺苷酸+ADP,生理意义,减少从头合成时能量和原料的消耗,节省:, 作为某些器官(脑,骨髓和脾)合成核苷酸的途径,遗传疾病,Lesch-Nyhan 莱-尼综合征,自毁容貌综合征,-罕见的性染色体X连锁遗传病,疾病生化本质:,(三) 脱氧(核糖)核苷酸的合成,在核苷二磷酸水平被还原而成,NADPH+H+,NADP+ +H2O,dNDP,NDP,NDP,dNDP,ADP,dADP,GDP,dGDP,UDP,dUDP,CDP,dCDP,TDP,dTDP,二、嘧啶核苷酸的合成代谢,(一) 从头合成途径,先合成嘧啶环，然后再与磷酸核糖连接生成嘧啶核苷酸.,Asp,CO2,Gln,(一) 嘧啶核苷酸的从头合成,1. 从头合成途径,(1) 尿嘧啶核苷酸的合成-6步反应,HCO3_+Gln,两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较,氨基甲酰磷酸合成酶I,氨基甲酰磷酸合成酶II,分布,线粒体(肝),胞液(各种细胞),氮源,氨,谷氨酰胺,变构激活剂,N-乙酰谷氨酸,无,变构抑制剂,无,UMP(哺乳动物),功能,尿素合成,嘧啶合成,(CPS-I),(CPS-II),氨基甲酰磷酸,+,Asp,氨基甲酰天冬氨酸,乳清酸,二氢乳清酸,乳清酸,乳清酸核苷酸(OMP),尿嘧啶核苷酸 (UMP),ATP,(2) 胞嘧啶核苷酸(CTP)的合成,尿苷酸激酶,UDP,UMP,二磷酸 尿苷激酶,ADP,UTP,Gln, ATP,Glu, ADP+Pi,ATP,ADP,CTP,CTP合成酶,dCMP,dUDP,Pi,NH3,dUMP,dTMP,ATP,激酶,dTDP,激酶,ADP,dTTP,ATP,ADP,dTMP,(3) 脱氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP或TMP)的合成P485,(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,胸腺嘧啶,乳清酸,胞嘧啶,胞嘧啶核苷+ATP,CMP+ADP,尿苷激酶,总结,5-P-R,PRPP,IMP,d