本科—核苷酸代谢PPT教案

1、会计学1本科本科核苷酸代谢核苷酸代谢 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 核苷酸不属于营养必需物质概述第1页/共58页食物核蛋白蛋白质核酸（RNA和DNA）胃酸核苷酸核酸酶核苷磷酸核苷酸酶碱基戊糖核苷水解酶核苷磷酸化酶戊糖-1-磷酸碱基第2页/共58页第3页/共58页第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢Metabolism of Purine Nucleotides 第4页/共58页GMPAMP第5页/共58页 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸 从头合成途径(de novo synthesis) 补救合成途径(salvage path

2、way)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位、CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸第6页/共58页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）（一）嘌呤核苷酸的从头合成1. 从头合成途径第7页/共58页 合成过程（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的生成第8页/共58页HNNNNOR- 5-PPRPP(PRA)( IMP )R-5-PATP AMPPRPP合成酶Gln Glu酰胺转移酶5-磷酸核糖胺9 步反应次黄嘌呤核苷酸（1）IMP的合成谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳、天冬氨酸的逐步参与下第9页/共58页HHOOOHH

3、HOHCH2OPPOPHHCH2OOOHHHOHOHPAMPATPMg2+PPiOOHHHOHHNH2HCH2OPGln酰胺转移酶5-磷酸核糖1-焦磷酸 （PRPP）5-磷酸核糖(R-5-P)PRPP合成酶5-磷酸核糖胺Glu（PRA）5-磷酸核糖-1-焦磷酸第10页/共58页HOH2NCCCNCHNOR-5-PH2NCHCNCHNR-5-PCH2CNHCHHNR-5-PHNOCH2CNHCHHNR-5-POOCO2H2OATPOOHHHOHHHN HCH2OCOH2CNH2POHCOH2CNH2FH4ATPOOHHHOHHNH2HCH2OPATPGlnGlu5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（CA

4、IR）5-氨基咪唑核苷酸（AIR）甲酰甘氨咪核苷酸（FGAM）甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）羧化酶甘氨酰胺核苷酸（GAR）Gly转甲酰基酶ADP+PiGAR合成酶PRAN10-CHO FH4FGAM合成酶AIR合成酶N5, N10=CH-FH4甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)第11页/共58页HNHCNCCCNCHNOR-5-PH2NHCNHCCCNCHNOR-5-POH2NH2NCCCNCHNOR-5-PH2OFH4NHH2NCCCNCHNOR-5-PHCCH2COOHCOOHHOH2NCCCNCHNOR-5-PH2OATPIMP 5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸（FAICAR）5-氨基咪唑

5、-4-甲酰胺核苷酸 （AICAR）环水解酶转甲酰基酶N10-CHO FH45-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)甲酰胺核苷酸 (SAICAR)延胡索酸裂解酶5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（CAIR）Asp合成酶转甲酰基酶第12页/共58页IMP生成总反应过程脒第13页/共58页 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合成酶黄嘌呤核苷酸 (XMP)第14页/共58页AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶第15页/共58页第16页/共58页2. 从头合成的调节R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRAIMP

6、腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDP GTPIMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP调节方式：反馈调节、交叉调节第17页/共58页 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)参与补救合成的酶第18页/共58页第19页/共58页腺嘌呤 + PRPPAMP + PPiAPRT次黄嘌呤 + PRPP

7、IMP + PPiHGPRT鸟嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPi 合成过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP第20页/共58页 自毁容貌症（Lesch-Nyhan综合征）：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)缺失第21页/共58页IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+ NADP+NH3第22页/共58页在核苷二磷酸水平上进行（N代表A、G、C、U）NDP（核苷二磷酸还原酶）第23页/共58页dNDP + ATP 激酶dNTP + ADP二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH + H+核糖核苷酸还原酶，M

8、g2+还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)第24页/共58页（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤类似物嘌呤类似物氨基酸类似物氨基酸类似物叶酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸等等氨蝶呤氨蝶呤甲氨蝶呤甲氨蝶呤等等第25页/共58页 6-巯基嘌呤(6-Mercaptopurine, 6-MP) 次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)第26页/共58页6-MP6-MP核苷酸IMPAMP 和 GMP补救合成途径HGPRT第27页/共58页Gln氮杂丝氨酸（重氮乙酰丝氨酸）6-重氮-5-

9、氧正亮氨酸第28页/共58页MTX 氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)第29页/共58页FH2FH4FH2 还原酶叶酸NADPH + H+NADP+NADPH + H+NADP+AP 或 MTX- - -FH2 还原酶第30页/共58页甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)PRPP谷氨酰胺(Gln)=PRA甘氨酰胺核苷酸(GAR)甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)5-氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)IMP次黄嘌呤(H)PRPPPPi=AMP=PRPPPPi腺嘌呤 (A)GMP=PRPPPPi 鸟嘌呤 (G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮

10、杂丝氨酸=氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸=MTX=MTX6-MP第31页/共58页H2OPRPP核苷酸核苷酸酶Pi核苷核苷磷酸化酶Pi嘌呤碱磷酸戊糖途径R-1-PR-5-P补救途径氧化尿酸补救合成途径第32页/共58页AMPIMPGMP腺苷次黄苷鸟苷H2O NH3H2OPiH2ONH31-磷酸核糖NH3 NADP+ NADPH+H+Pi H2OH2OPiH2O +O2 H2O2NH3 H2O黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶次黄嘌呤黄嘌呤鸟嘌呤尿酸Pi1-磷酸核糖PiH2O +O2 H2O2第33页/共58页嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶 主要部位：肝、肾、小

11、肠第34页/共58页 痛风症正常人血尿酸 0.120.36 mmol/L (26mg/dl)男性平均 0.27 mmol/L (4.5mg/dl) 女性平均 0.21 mmol/L (3.5mg/dl)血尿酸 0.48 mmol/L 结晶 组织沉积 痛风 (gout)(8mg/dl)第35页/共58页 别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制尿酸合成第36页/共58页第二节嘧啶核苷酸的合成与分解代谢Metabolism of Pyrimidine Nucleotides第37页/共58页第38页/共58页一、嘧啶核苷酸的合成（一）嘧啶核苷酸的从头合成 合成部位主要是肝细胞胞液 先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相

12、连 先合成UMP，再转变成CTP和dTMP 特点第39页/共58页 嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸NCNCCC123456AspCO2Gln第40页/共58页 合成过程（1）UMP的合成2ADP+PiGln + HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATPGlu + 氨基甲酰磷酸第41页/共58页CPS- CPS- 分布分布 线粒体（肝）线粒体（肝） 胞液（所有细胞）胞液（所有细胞） 氮源氮源 NH3 Gln 变构激活剂变构激活剂 N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸(AGA) 无无 变构抑制剂变构抑制剂无无UMP功能功能 尿素合成尿素合成 嘧啶合成嘧啶合成 氨基甲酰磷酸合成酶和 第42页/共58页PPiNA

13、D+第43页/共58页（2）CTP的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶GlnATPGluADP+Pi第44页/共58页（3）dTMP的生成FH2还原酶TMP合酶FH2dUMPdTMPUDP核糖核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPN5, N10-CH2-FH4FH4NADP+NADPH+H+第45页/共58页氨氨基基甲甲酰酰磷磷酸酸氨基甲酰天冬氨酸UMPATP + CO2 + GlnPRPPUTPCTPATP + R-5-P嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸哺乳动物细菌第46页/共58页嘧啶 + PRPP磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷

14、 + ATP尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷 + ATP胸苷激酶TMP +ADP第47页/共58页 嘧啶类似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)第48页/共58页5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA破坏 RNA的结构第49页/共58页 叶酸类似物如甲氨喋呤抑制dTMP的合成第50页/共58页 核苷类似物第51页/共58页UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷甲氨碟呤5-氟尿嘧啶第52页/共58页嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷 核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶第53页/共58页第54页/共58页第55页/共58页胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧