核苷酸代谢NucleotidemetabolismPPT课件

1、核苷酸的生物功能 核酸合成的原料synthesis materials for nucleic acid 能量Nucleotides Carry Chemical Energy in Cells 代谢生理调节Some Nucleotides Are Intermediates in Cellular Communication 组成辅酶Nucleotides Are Components of Many Enzyme Cofactors 活化中间代谢物 UDPG第1页/共53页Energy in Nucleotides第2页/共53页 The phosphate ester and phosp

2、horic acid anhydride bonds of ATP. Hydrolysis of an anhydride bond yields more energy than hydrolysis of the ester. A carbon anhydride and ester are shown for comparison 磷酸酐第3页/共53页环化核苷酸环化核苷酸cAMPcGMP第4页/共53页Intermediates in Cellular Communication 细胞内第二信使 ppGpp 是细菌内在氨基酸缺乏时抑制rRNA和tRNA合成的信使。第5页/共53页For

3、 protein modification 单聚单聚ADP-ADP-核糖或多聚核糖或多聚ADP-ADP-核糖对蛋白质的修饰，核糖对蛋白质的修饰， 如白喉毒素常常催化受体蛋白质加上单个如白喉毒素常常催化受体蛋白质加上单个ADP-ADP-核糖，核糖， 白喉毒素活化的受体使白喉毒素活化的受体使NADNAD上的腺苷二磷酸集团转移到上的腺苷二磷酸集团转移到eEF-2eEF-2上，失活。上，失活。第6页/共53页第7页/共53页单核苷酸嘌呤核苷酸 嘧啶核苷酸第8页/共53页核苷酸合成代谢第9页/共53页Metabolism of purine nucleotides De novo synthesis l

4、iver Anabolism Salvage pathway brain,bone marrow 第10页/共53页先合成次黄嘌呤核苷酸(IMP)；IMP再转化变成腺嘌呤核苷酸(AMP)与鸟嘌呤核苷酸(GMP)；ATP,GTP的合成。第11页/共53页嘌呤的元素来源天冬氨酸谷氨酰胺甲酰基甲酰基第12页/共53页IMP的合成 1PRPP合成酶磷酸核糖焦磷酸第13页/共53页IMP的合成 21-氨基-5-磷酸核苷酰胺转移酶第14页/共53页IMP的合成 2-5甘氨酸甲炔FH4谷氨酰胺GAR合成酶转甲酰基酶转酰胺酶转酰胺酶AIR合成酶Stage 1Formation of 5-aminoimidaz

5、ole ribonucleotide from PRPP2. Addition of glycine3. Formylation 4. Adding of amino group from Gln.5. Imidazole ring closure. 第15页/共53页IMP的合成 6-10环水解酶Second stage of purine biosynthesis:Formation of inosinate from 5-aminoimidazole ribonucleotide6. Carboxylation7.Addition of aspartate8.Eliminaton fum

6、arate(leaving the amino group)9.Formylation by N10-formylterahydrofolate10.Dehydration and ring closure第16页/共53页第17页/共53页嘌呤核苷酸从头合成特点 是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。 即一开始就沿着合成核苷酸的途径进行 。 肝脏是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠粘膜和胸腺。 先合成IMP,再合成AMP,GMP。第18页/共53页二、AMP和GMP的合成Aspartate腺苷酸代琥珀酸合成酶 GTP脱氢酶IMP脱氢酶N

7、ADIMP脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶GMP合成酶ATP第19页/共53页第20页/共53页三、ATP和GTP的合成 在激酶的作用下，以ATP为磷酸供体 AMP ADP ATP GMP GDP GTP第21页/共53页Regulation of purine biosynthesis第22页/共53页Regulation of purine biosynthesis第23页/共53页嘌呤核苷酸的补救合成腺嘌呤磷酸核糖转移酶次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶第24页/共53页Salvage pathway of purine Adenine + PRPP APRT AMP + PPi Hypoxanth

8、ine + PRPP HGPRT IMP + PPi Guanine + PRPP HGPRT GMP + PPi Adenonine adenosine kinase AMP ATP ADP第25页/共53页补救合成生理意义： Conserve energy可以节省从头合成时能量，保存能量； Decrease consumption of amino acid 减少氨基酸的消耗； 第26页/共53页补救合成生理意义 There is no de novo synthesis in some organs such as brain and bone marrow. 体内某些组织器官，不能从头

9、合成嘌呤核苷酸，对这些组织器官来说，补救合成途径具有更重要的意义。第27页/共53页嘌呤核苷酸的相互转变AMP GMP 腺苷酸脱氢 鸟苷酸还原酶腺苷酸代琥珀酸 IMP XMP第28页/共53页Production of deoxynucleotides2位羟基第29页/共53页Purine analogs6-巯基嘌呤(6MP)、 6-巯基鸟嘌呤。竞争性抑制：次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶反馈抑制：PRPP酰胺转移酶-SH取代第30页/共53页嘌呤的类似物Purine analogs8-氮杂鸟嘌呤第31页/共53页四氢叶酸的结构 四氢叶酸的结构CNHN5NHHHHCH2HN10OCN -L-Glu

10、HHN OH2N第32页/共53页 CN5NCH2HN10OCN -L-GluH N NH2 CH2NN第33页/共53页Aminioterin and Methotrexate第34页/共53页二氢叶酸还原酶第35页/共53页Amino acid analogs 氮杂丝氨酸azaserine 及6-重氮-5-氧正亮氨酸，结构与谷氨酰胺类似。干扰谷氨酰胺参与合成嘌呤的作用第36页/共53页第37页/共53页Degradation of purine别嘌呤醇第38页/共53页Pyridine de novo synthesis谷氨酰胺HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADPPi氨基甲酰磷

11、酸天冬氨酸氨基甲酰基转移酶氨甲酰天冬氨酸第39页/共53页第40页/共53页UMP的合成乳清酸乳清酸核苷酸尿嘧啶核苷酸脱羧酶磷酸核糖转移酶第41页/共53页UMP生成UTP第42页/共53页CTP的合成CTP合成酶UDPdUDPdUMPTMPTMP合成酶dCMP脱氨基第43页/共53页第44页/共53页Production of dTMP第45页/共53页 ATP + CO2 + aspartic acid aminoformylphosphate Carbamoyl aspartate purine nucleosides PRPP ATP+5-phosphoribose UMP pyrimidine nucleotide UTP CTP第46页/共53页嘌呤和嘧啶核苷酸合成的比较第47页/共53页 pyrimidine PRPP phosphoribosyl transferase Pyrimidine+PRPP PMP +PPi Uridine+ATP uridine kinase UMP+ADP Thymidine +ATP thymidime kinase TMP+ADP第48页/共53页嘧啶核苷酸的抗代谢物 嘧啶类似物Pyrimidine analogs: 5-氟尿嘧