第九章核苷酸代谢(Metabolismofnucleotide)

1、1 第九章第九章 核苷酸代谢核苷酸代谢2核苷酸的功能核苷酸的功能1. 1. d dNTPNTP是合成是合成DNADNA的原料；的原料；2. NTP2. NTP是合成是合成RNARNA的原料；的原料； UTPUTP、CTPCTP、 GTPGTP分别参与分别参与GnGn、磷脂和、磷脂和PrPr合成；合成；4. ATP4. ATP直接供能者；直接供能者；5. AMP5. AMP参与合成多种辅酶：参与合成多种辅酶： （ HSCoAHSCoA、FADFAD、NADNAD+ +、NADPNADP+ + ）6. cAMP6. cAMP、cGMPcGMP作为激素的第二信使作为激素的第二信使 3核核酸酸的的消消

2、化化膳膳食食核核蛋蛋白白蛋蛋白白质质核核酸酸（D DN NA A、R RN NA A）胃胃酸酸单单核核苷苷酸酸磷磷酸酸核核苷苷戊戊糖糖碱碱基基脱脱氧氧核核糖糖核核糖糖（d dR R）（R R）嘧嘧啶啶碱碱（U U、C C、T T）嘌嘌呤呤碱碱（A A、G G）4 本章主要内容本章主要内容 核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢 核苷酸合成的抗代谢物核苷酸合成的抗代谢物5 第第 一一 节节核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢67一一. . 嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的从头合成8N1C2C4C5N6N3CO2天 冬氨酸甲 酰基（ 一碳单位 ）N7C8N9谷氨酰胺 （ 酰

3、胺 基）甲 酰基（ 一碳单位 ）嘌呤环合成的原料嘌呤环合成的原料 甘氨酸甘氨酸N N5 5N N1010- -甲炔基甲炔基FHFH4 4N N1010- -甲酰基甲酰基FHFH4 4（一）（一） 原料原料9 天冬氨酸天冬氨酸(Asp) 一碳单位一碳单位嘌呤环合成原料嘌呤环合成原料 谷氨酰胺谷氨酰胺(Gln) 甘氨酸甘氨酸(Gly) CO2合成嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸: : 还需还需R-5-PR-5-P参与参与10（二）（二） 合成过程合成过程 ( (胞液胞液) ) AMPR-5-PR-5-P PRPPPRPP IMPIMP GMP 1) R-5-P1) R-5-P 5- 5-磷酸核糖磷酸核糖

4、2) PRPP2) PRPP 磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 3) IMP3) IMP 次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸 4) AMP4) AMP 腺苷酸腺苷酸 5) GMP5) GMP 鸟苷酸鸟苷酸 ATP 各种原料各种原料* 11（1）PRPP的合成的合成POH2COH OH OH O-P-O-PPOH2C OHOH O O OPRPP合成酶合成酶 ATP AMP R-5-P PRPP12（2） IMP的合成的合成PRPP NHCHNCCCNCHNR-5-PO （10步反应）步反应） + 各种原料各种原料 （ IMP）13（3 3）AMPAMP和和GMPGMP的生成的生成NHCHNCCCNCHN

5、R-5-PONHCHNCCCNCHNR-5-PNHHOOCCH2CHCOOHNCHNCCCNCHNR-5-PNH2NHCNHCCCNCHNR-5-POONHCNCCCNCHNR-5-POH2N天冬氨酸天冬氨酸 GTPGTP延胡索酸延胡索酸（腺苷酸代琥珀酸）（腺苷酸代琥珀酸）AMPIMPNAD+H2O NADH+H+XMP谷氨酰胺谷氨酰胺 ATP ATP谷氨酸谷氨酸GMP14 嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成15N3C2N1C6C5C4天冬氨酸天冬氨酸（Asp）=o=o 嘧啶环合成的原料嘧啶环合成的原料GlnCO2（一）（一） 原料原料16 CO2嘧啶环合成原料嘧啶环合成原料 谷氨酰胺谷

6、氨酰胺(Gln) 天冬氨酸天冬氨酸(Asp)合成嘧啶核苷酸合成嘧啶核苷酸: 还需还需R-5-P参与参与17（二）合成过程：（二）合成过程： GlnGln CTPCTP AspAsp 嘧啶环嘧啶环 UMPUMP CO2 dTMP1 1） UMPUMP尿苷酸尿苷酸2 2） CTPCTP三磷酸胞苷三磷酸胞苷3 3） dTMPdTMP脱氧胸苷酸脱氧胸苷酸（乳清酸乳清酸） R-5-P（PRPP）181 1、尿嘧啶核苷酸（、尿嘧啶核苷酸（UMPUMP）的合成）的合成 Gln Gln + + COCO2 2 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 + + 谷氨酸谷氨酸 （GluGlu）酶酶2ATP 2ADP+Pi2ATP

7、 2ADP+Pi酶酶：氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶19氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 天冬氨酸天冬氨酸 氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸PiPi乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 乳清酸乳清酸 二氢乳清酸二氢乳清酸 H H2 2O O尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸（UMPUMP）COCO2 2PRPPPRPP（嘧啶环）（嘧啶环）202 2、三磷酸胞苷、三磷酸胞苷( (CTPCTP) )的合成的合成UMP UDP UTP ATP ATP CTP谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺213. 3. 脱氧胸苷酸脱氧胸苷酸( (dTMPdTMP) )的合成的合成 dUDPdUMPdTMPN N5 5，N N1010- -甲烯基

8、甲烯基 FHFH4 4FH2 UDP UMP还原还原Pi22三、三、 核苷酸的补救合成核苷酸的补救合成A / G / I + PRPP AMP / GMP / IMP嘧啶碱嘧啶碱 + PRPP 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 嘧啶核苷嘧啶核苷 + ATP 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 + ADP 嘌呤磷酸嘌呤磷酸核糖转移酶核糖转移酶 嘧啶磷酸嘧啶磷酸 核糖转移酶核糖转移酶 嘧啶核苷嘧啶核苷 激酶激酶* 恶性肿瘤中恶性肿瘤中胸苷激酶胸苷激酶活性明显增高，提示恶化程度。活性明显增高，提示恶化程度。23四、三磷酸核苷的生成四、三磷酸核苷的生成 NMP NDP NTP N： 代表代表 A、 G、C、U ATP ATP

9、作为合成作为合成RNA的原料的原料24五、脱氧核苷酸的生成五、脱氧核苷酸的生成 NDPNDP dNDP dNDP dNTP dNTP dUDP dUMP dTMP dUDP dUMP dTMP dTDP dTTP dTDP dTTP还原酶还原酶NADPH+H+ NADP+ + H2O N5,N10-CH2-FH4作为作为DNA合成原料合成原料 （A、G、C）FH225 第第 二二 节节核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢26一、嘌呤核苷酸的分解代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢 GMP AMP 腺嘌呤腺嘌呤 鸟嘌呤鸟嘌呤 黄嘌呤黄嘌呤 次黄嘌呤次黄嘌呤 NH3 黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶NNNHNOHHO

10、OH别嘌呤醇别嘌呤醇（-）尿酸尿酸NH3黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶27NO=CNHCHCHCNH2NHO=CNHCHC-CH3CO胞嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶NO=CNHCHCHCO 尿嘧啶尿嘧啶CO2 + NH3 + -氨基酸氨基酸二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢 脱氨、脱氨、 还原、还原、 水解水解 CMP GMP dTMP28 第第 三三 节节 核苷酸的抗代谢物核苷酸的抗代谢物29一、嘌呤核苷酸的抗代谢物一、嘌呤核苷酸的抗代谢物1. 1. 嘌呤类似物嘌呤类似物 6-6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6MP)(6MP)、6-6-巯基鸟嘌呤、巯基鸟嘌呤、8-8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等 其

11、中其中6MP6MP结构类似于次黄嘌呤结构类似于次黄嘌呤2. 2. 氨基酸类似物氨基酸类似物 氮杂丝氨酸（氮杂丝氨酸（AzasAzas）、）、6-6-重氮重氮-5-5-氧正亮氨酸等氧正亮氨酸等 其中其中AzasAzas结构类似于谷氨酰胺结构类似于谷氨酰胺 3031 AMPAMP A AR-5-PR-5-P PRPP PRPP IMPIMP XMP XMP GMPGMP G G 6-MP （-）（-） （-） PRPP PRPP AzasGln（-）*6-MP和和Azas的抑制作用的抑制作用（从头合成途径）（从头合成途径）（补救合成途径）（补救合成途径）32二、嘧啶核苷酸的抗代谢物二、嘧啶核苷酸的

12、抗代谢物1. 1. 嘧啶类似物嘧啶类似物 5-5-氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5-FU5-FU）2. 2. 叶酸类似物叶酸类似物 氨基喋呤、氨甲喋呤氨基喋呤、氨甲喋呤3. 3. 阿糖胞苷阿糖胞苷33345-FU和氨基喋呤的抑制作用和氨基喋呤的抑制作用dUMP dTMP dTMP合成酶合成酶N5, N10-CH2-FH4 FH2 5-FU 5-FdUMP FH2还原酶还原酶 氨基喋呤氨基喋呤 (-)(-)35核苷类似物核苷类似物 阿糖胞苷阿糖胞苷(Ara-C)CDP dCDP CDP dCDP dCTP dCTP Ara-C (-)36 核苷酸代谢核苷酸代谢课堂练习课堂练习1. 1. 补救合成途径主要在

13、下列组织中进行补救合成途径主要在下列组织中进行. . 肝组织肝组织 . . 胸腺胸腺脑组织脑组织 D D骨髓组织骨髓组织E. E. 小肠小肠. .下列原料在嘌呤碱和嘧啶碱合成中均需要下列原料在嘌呤碱和嘧啶碱合成中均需要C0C02 2 B. Asp B. AspC. Gln D. “ C. Gln D. “ C C ” E. E. GlyGly37需要需要PRPP提供提供R-5-P的途径是的途径是 嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的从头合成 嘌呤核苷酸的补救合成嘌呤核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成以上途径都需要以上途径都需要核苷酸的脱氧还原是发生在下列水平上核苷酸的脱氧还原是发生在下列水平上一磷酸核苷一磷酸核苷 B. 二磷酸核苷二磷酸核苷三磷酸核苷三磷酸核苷 D. 核苷核苷E. 核糖核糖385. dTMP的的5C-CH3来自来自N5,N10-CH2-FH4提供提供 B. N5-CH3. FH4提供提供 C. N5,N10-CH-FH4提供