bk第9章 核苷酸代谢

1、LOGO 核苷酸代谢核苷酸代谢 （ Nucleotide MetabolismNucleotide Metabolism ）食食物物核核蛋蛋白白胃酸蛋白质核核酸酸（R RN NA A, ,D DN NA A) )胰核酸酶核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶（磷酸二酯酶）单单核核苷苷酸酸胰肠核苷酸酶（磷酸单酯酶）磷磷酸酸核核苷苷碱碱基基戊戊糖糖核苷酶氨基酸（磷酸戊糖）n nu uc cl le ei ic c a ac ci id dn nu uc cl le eo ot ti id de ep ph ho os sp ph ha at te eb ba as se ep pu ur ri in ne ep

2、 py yr ri im mi id di in ne es su ug ga ar rr ri ib bo os se ed de eo ox xy yr ri ib bo os se e导言导言何处去？何处去？进入磷酸戊糖途径进入磷酸戊糖途径或或重新合成核酸重新合成核酸分解分解合成合成或蛋白酶合成核酸原料合成核酸原料是多种生物合成的活性中间物是多种生物合成的活性中间物 糖原合成、糖原合成、UDP-GlcUDP-Glc、磷脂合成、磷脂合成、CDP-CDP-乙醇胺、乙醇胺、CDP-CDP-二脂酰甘油。二脂酰甘油。生物能量的载体生物能量的载体 ATPATP、GTPGTP、 腺苷酸是三种重要腺苷酸

3、是三种重要辅酶的组分辅酶的组分 NADNAD、FADFAD、CoACoA信号分子：信号分子：cAMPcAMP、cGMPcGMP（参与代谢和生理调节）（参与代谢和生理调节）第一节 核酸的酶促降解1、外切酶作用5GAATTC33CTTAAG55GAATTC33CTTAAG55GAATTC33CTTAAG5识别位点一般识别位点一般为为4-84-8个碱基对个碱基对第二节第二节 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢嘌呤嘌呤/嘧啶如何去路嘧啶如何去路 核苷酸分解代谢一览图核苷酸分解代谢一览图H2OH2O嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤核苷酸的分解代谢(PNP)正常正常：26mg%痛风症：超过痛风症：超过8mg%4 4

4、、嘌呤核苷酸的抑制、嘌呤核苷酸的抑制别别嘌嘌呤呤醇醇N NN NC CN NN NO O H HN NN NN NC CN NO O H H次次黄黄嘌嘌呤呤黄黄嘌嘌呤呤尿尿酸酸黄黄嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶黄黄嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶鸟鸟嘌嘌呤呤( (- -) )( (- -) )（后面）二、嘧啶的分解代谢二、嘧啶的分解代谢15 所有生物体和组织都有能力合成嘌呤和嘧啶所有生物体和组织都有能力合成嘌呤和嘧啶核苷酸，核苷酸生物合成存在着两条途径，核苷酸，核苷酸生物合成存在着两条途径，从头从头合成途径合成途径和和补救途径补救途径。 从头合成从头合成: :途径是利用简单的前体分子（例如途径是利用简单的前体分子（

5、例如氨基酸、氨基酸、COCO2 2和和NHNH3 3等分子）生物合成核苷酸的杂等分子）生物合成核苷酸的杂环碱基的途径。环碱基的途径。 补救途径补救途径: :是直接利用核苷酸降解生成的完整是直接利用核苷酸降解生成的完整的嘌呤和嘧啶碱基重新形成核苷酸的过程。的嘌呤和嘧啶碱基重新形成核苷酸的过程。尿嘧啶核苷酸次黄嘌呤核苷酸二、嘌呤核苷酸的合成二、嘌呤核苷酸的合成部分组织如脑、骨髓中只能通过此途径合成核苷酸。（主要合成途径，肝组织（主要合成途径，肝组织进行此途径）进行此途径）-即合成原料竹竿竹竿”（Gly）立中央，）立中央，“谷子谷子”(Gln)下面长，下面长，二氧化碳二氧化碳“天天”(Asp)上飘，

6、上飘，“假仙假仙”（甲酰甲酰）在两旁）在两旁或谷氨酰胺-PRPP转酰胺酶甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸转甲酰基酶甲酰甘氨脒核苷酸合成酶氨基咪唑核苷酸合成酶氨基咪唑核苷酸羧化酶氨基咪唑甲酰核苷酸合成酶腺苷琥珀酸裂解酶氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶IMP环化水解酶得嘌呤N9C4、C5和N7C8N3C6N1C2延胡索酸FH410-甲酰四氢叶酸XMP23IMPIMP脱氢酶脱氢酶鸟嘌呤核苷酸合成酶ATP和GTP的生成AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶细胞利用分解核酸产生的游离碱基或核苷重新合成相应核苷酸的过程称为补救合

7、成补救合成(saluagepathway)。与从头合成不同，补救合成过程较简单，消耗能量亦较少。在低浓度的PRPP条件下，补救途径反应比从头合成途径反应优先发生。由二种特异性不同的酶参与嘌呤核苷酸的补救合成：腺嘌呤磷酸核糖转移酶、腺苷激酶2 2、嘌呤核苷酸、嘌呤核苷酸补救合成补救合成两种酶催化两种酶催化嘌呤合成嘌呤核苷酸嘌呤合成嘌呤核苷酸：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT）次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）2 2、2 2 补救合成途径的意义补救合成途径的意义303、（1 1） Seseh-NyhanSeseh-Nyhan综合征综合征（莱

8、（莱- -拉综合症）拉综合症） 补救合成途径障碍补救合成途径障碍（2 2）痛风痛风 次黄嘌呤次黄嘌呤- -鸟嘌呤磷酸核糖转移酶活性的部分缺陷鸟嘌呤磷酸核糖转移酶活性的部分缺陷 嘌呤生物合成调控的缺陷引起的。嘌呤生物合成调控的缺陷引起的。31（1 1） Seseh-NyhanSeseh-Nyhan综合征综合征 （莱（莱- -拉综合症）拉综合症）32痛风痛风x片片痛风关节外观痛风关节外观（2）痛风痛风4 4、嘌呤核苷酸合成的、嘌呤核苷酸合成的药物抑制药物抑制132HGPRTHGPRT三、嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸合成也有两条途径：即从头合成和补救合成。本节主要论述其从头合成途径。1 1、 嘧啶核苷

9、酸从头合成嘧啶核苷酸从头合成合成前体合成前体：氨甲酰磷酸、氨甲酰磷酸、AspAsp1 1、1 1 嘧啶环合嘧啶环合成的来源成的来源CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中肝细胞线粒体中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）胞液（所有细胞）谷氨酰胺谷氨酰胺无无分布分布氮源氮源变构激活剂变构激活剂功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中肝细胞线粒体中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）胞液（所有细胞）谷氨酰胺谷氨酰胺无无分布分布氮源氮源变构激活剂变构激活剂功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶 I、II的区别的

10、区别反映肝细胞的分化程度反映肝细胞的分化程度反映细胞增殖程度反映细胞增殖程度酶活性的意义酶活性的意义胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸（CTP）的的 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激尿苷酸激酶酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酸ADP+Pi谷氨酰胺ATP2 2、嘧啶核苷酸的补救途径、嘧啶核苷酸的补救途径（1 1） 磷酸核糖转磷酸核糖转移酶途径移酶途径（胞嘧啶不行）（2 2） 嘧啶核苷激嘧啶核苷激酶途径（酶途径（重要途径重要途径） 嘧啶碱与嘧啶碱与1-磷磷酸核糖生成嘧啶核酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激苷，然后由尿苷激酶催化尿苷和胞苷酶催化

11、尿苷和胞苷形成形成UMP和和CMP。嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶可催化U、T、O合成相应核苷酸。尿尿嘧嘧啶啶阿阿糖糖胞胞苷苷C CN NC C H HC C H HC CO ON N H H2 2N NH HO OO O H HO O H HC C H H2 2O O H H5 5- -F FU UC CN NC C H HC C H HC CO OO OH HN NH HC CN NC C H HC CC CO OO OH HN NH HF FF Fd dU UM MP PF FU UT TP P( (与与 d dU UM MP P 相相似似) )( (与与 T TT TP P 相相

12、似似) )5 5F FU UM MT TX X阿阿糖糖胞胞苷苷氮氮杂杂丝丝氨氨酸酸d dT TM MP Pd dU UM MP Pd dU UD DP PU UD DP Pd dC CD DP PC CD DP PC CT TP PU UT TP PU UM MP P3 3、嘧啶核苷酸合成的药物抑制、嘧啶核苷酸合成的药物抑制1 1、脱氧核苷酸的生成、脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成ONCH2OOHOHONCH2OOHHSHSH硫氧化还原蛋白硫氧化还原蛋白SSNADPHNADP核糖核苷酸还原酶硫氧化还原蛋白还原酶P-PP-PNDPdNDP22 2、dTMPdTMP的合成的合成（胸

13、苷酸的合成）T TM MP P合合成成酶酶F FH H4 4N NA AD DP P+ +N NA AD DP PH HF FH H2 2N N5 5, ,N N1 10 0- -C CH H2 2- -F FH H4 4C CN NC CH HC CC CO OO Od dR RN NH H5 5P PC CH H3 3C CN NC CH HC CH HC CO OO Od dR RN NH H5 5P Pd dU UM MP PT TM MP P氨氨基基酸酸dser3、由、由dNDP转变为转变为dNTP五、其他重要核苷酸的生物合成辅酶核苷酸NAD、NADP、FMN、FAD、CoA一、 烟酰胺核苷酸的合成（NAD 、NADP） NAD、NADP是脱氢辅酶，在生物氧化还原系统中传递氢。合成途径：（1）烟酸单核苷酸焦磷酸化酶（2）脱酰胺-NAD 焦磷酸化酶（3）NAD合成酶NADP的合成：NAD激酶催化NAD与ATP反应，使NAD的腺苷