核苷酸代谢 (7)课件

1、关于核苷酸代谢 (7)第一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月1.掌握核苷酸合成原料及从头合成途径的主要中间过程。2.掌握核苷酸抗代谢物的作用及嘌呤核苷酸分解的终产物。3.熟悉各类核苷酸的相互转变，核苷酸合成过程的反馈调节。目的要求：第二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月核酸的消化与吸收蛋白质食物核蛋白核酸（RNA及DNA）核苷酸核苷磷酸(H3PO4)碱基戊糖胃酸胰核酸酶胰、肠核苷酸酶核苷酶人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成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。因此，与氨基酸不同，核苷酸不属于营养必需物质。第三张，PPT共四十九页，创作于2022年6

2、月作为核酸合成的原料(最主要功能)体内能量的利用形式(ATP UTP CTP GTP)参与代谢和生理调节(cAMP cGMP)组成辅酶（ FMN 、 FAD、NAD、辅酶A)活化中间代谢物(UDPG CDP-二酰基甘油）核苷酸的生物学功能第四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 Metabolism of Purine Nucleotides第五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月 一、嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径 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

3、) 补救合成途径(salvage pathway)利用磷酸核糖、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。第六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺。脑、骨髓则无法进行此合成途径。（一）嘌呤核苷酸的从头合成1、从头合成途径除某些细菌外，几乎所有生物体都能合成嘌呤碱。 哺乳动物合成部位第七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月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）第八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月嘌呤核苷酸的结构GMPAMP第九张

4、，PPT共四十九页，创作于2022年6月嘌呤核苷酸从头合成的过程(1)IMP的合成(2)AMP和GMP的生成第十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶(1) IMP的合成第十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月IMP生成总反应过程（肌苷)(肌苷酸）第十二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月R-5-PPRPPPRAGAR（5-磷酸核糖）（磷酸核糖

5、焦磷酸）谷氨酰胺 （N9） 甘氨酸（C4C5N7）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶FGAR一碳单位（C8）FGAM谷氨酰胺 （N3）AIRCAIR CO2（C6）SAICAR天冬氨酸（N1）AICARFAICAR一碳单位（C2）IMPATPATPATPATPATPIMP生成总反应过程第十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月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(2)AMP和GMP的生成第十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月三磷酸嘌呤核苷的合成： AMP/GMPADP/GDP核苷单磷酸激酶ATP ADPATP/GTP核苷二磷酸激酶ATP ADPdATP/d

6、GTP核苷二磷酸激酶ATP ADPdADP/dGDPNADPH+H+NADP+H2O核糖核苷酸还原酶合成RNA合成DNA第十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的。IMP的合成需5分子ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成又各需1分子ATP(前者需要1个高能磷酸键,后者需要2个高能磷酸键)。嘌呤核苷酸从头合成特点第十六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月2.从头合成的调节调节的意义： 一方面保证合成核酸的需要；另一方面节省营养物及能量调节部位： A：合成起始阶段即PRPP合成酶及PRPP 酰胺转移酶 B：AMP和GMP形成过程中调

7、节方式：反馈调节和交叉调节第十七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTP+_IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+从头合成的调节反馈调节交叉调节第十八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月1.腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase, APRT)2.次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGP

8、RT)3.腺苷激酶(adenosine kinase)参与补救合成的酶(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式第十九张，PPT共四十九页，创作于2022年6月腺嘌呤 + PRPPAMP + PPiAPRT次黄嘌呤 + PRPPIMP + PPiHGPRT鸟嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPi合成过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP第二十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月补救合成的生理意义补救合成节省能量和一些氨基酸。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补 救合成。如HGPRT缺乏时，表现为自毁容貌征： 临床表现：智力发育障碍，共济不佳；自咬口唇、手、足、指等自毁容貌行为 该

9、征为X连锁隐性遗传病第二十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（三）体内嘌呤核苷酸可以相互转变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第二十二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（四） 脱氧核糖核苷酸的生成（N代表A、G、U、C等碱基）在核苷二磷酸水平上进行第二十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月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，Mg2+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

10、原酶（FAD）脱氧核苷酸的生成反应第二十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)6-巯基嘌呤的结构第二十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月种类作用机理作用嘌呤类似物6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等1.6MP磷酸核糖化2.竞争性抑制HGPRT3.抑制（反馈）PRPP酰胺转移酶1.抑制IMP转变为AMP及GMP2.阻止补救合成途径3.阻断从头合成途径氨基酸类似物氮杂丝氨酸等与谷氨酰胺相似,在合成过程中,作为底物参加反应,干扰嘌呤环中N9及N3的合成；抑制IMP转变为GMP。从

11、而抑制嘌呤核苷酸的合成叶酸类似物氨蝶呤甲氨蝶呤等竞争性抑制二氢叶酸还原酶四氢叶酸生成障碍，故嘌呤环中C8及C2得不到供应,从而抑制嘌呤核苷酸的合成第二十六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月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-MP6-MP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸MT

12、XMTX第二十七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月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尿酸0.12-0.36mmol/L （26mg%）（鸟嘌呤）血尿酸8mg %时 尿酸盐在关节等痛风症二.嘌呤核苷酸的分解代谢终产物是尿酸第二十八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月痛风是人体内嘌呤的物质的新陈代谢发生紊乱，尿酸的合成增加或排出减少，造成高尿酸血症，血尿酸浓度过高时，尿酸以钠盐的形式沉积在关节、软骨和肾脏中，引起组织异物炎性反应，属于关节炎一种。第二十九张，PPT共四十九页，创作于2022年6月鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤氧化酶黄嘌呤尿酸黄嘌

13、呤氧化酶别嘌呤醇痛风症的治疗机制一一第三十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月第二节嘧啶核苷酸的合成与分解代谢Metabolism of Pyrimidine Nucleotides第三十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月 从头合成途径 补救合成途径嘧啶核苷酸的合成代谢合成代谢一、嘧啶核苷酸的合成同样有从头合成与补救合成两条途径第三十二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月主要是肝细胞胞液利用5-磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 定义合成部位首先合成嘧啶环，再与5-磷酸核糖相连而成合成特点(一)嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤

14、核苷酸简单 合成原料谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸 第三十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月嘧啶碱合成的元素来源氨基甲酰磷酸GlnCO2AspC5C4N3C2C6N1| Gln：谷氨酰胺Asp：天冬氨酸嘧啶核苷酸的结构第三十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月1.从头合成过程（1） 尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺 + HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸第三十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月第三十六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月第三十七张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（2）胞嘧啶核苷酸（CTP）的合成ATPA

15、DP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi第三十八张，PPT共四十九页，创作于2022年6月3. dTMP（或TMP）的生成TMP合酶N5, N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMPdTMPUDP脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPTMP合酶和FH2还原酶是肿瘤化疗药的靶点第三十九张，PPT共四十九页，创作于2022年6月2.从头合成的调节-ATP + CO2+ 谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-主要调节酶：

16、氨基甲酰磷酸合成酶II和PRPP合成酶第四十张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（二） 嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶 + PRPP磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷 + ATP尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷 + ATP 胸苷激酶 TMP +ADP第四十一张，PPT共四十九页，创作于2022年6月（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物能够抑制嘧啶核苷酸合成的抗代谢药物也是一些嘧啶类似物、氨基酸类似物、叶酸类似物及核苷类似物，通过对酶的竞争性抑制而干扰或抑制嘧啶核苷酸的合成。第四十二张，PPT共四十九页，创作于2022年6月主要的抗代谢嘧啶类似物是5-氟尿嘧啶（5-FU）。5-FU在

17、体内可转变为FdUMP，其结构与dUMP相似，可竞争性抑制胸苷酸合酶的活性，从而抑制胸苷酸的合成。胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)1. 嘧啶类似物：第四十三张，PPT共四十九页，创作于2022年6月2. 氨基酸类似物：氮杂丝氨酸类似谷氨酰胺，可抑制CTP的合成。3. 叶酸类似物： 氨甲蝶呤干扰叶酸代谢，使dUMP不能被甲基化生成dTMP。第四十四张，PPT共四十九页，创作于2022年6月4.改变了核糖结构的核苷类似物： 阿糖胞苷和环胞苷属于核苷类似物，能抑制CDP还原成dCDP。第四十五张，PPT共四十九页，创作于2022年6月嘧啶核苷酸类似物的作用环节UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲蝶呤5-FU第四十六张，PPT共四十九页，创作于2022年6月胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿