《生物化学教学课件》第十二章 核酸与核苷酸代谢药学

第十二章核酸和核苷酸代谢第一节核酸消化与吸收第二节核酸分解代谢第三节核苷酸的生物合成1第十二章核酸和核苷酸代谢第一节核酸消化与吸收1第一节核酸的消化和吸收核酸主要由机体自身合成,食物中核酸分解物很少被机体利用！2第一节核酸的消化和吸收核酸主要由机体自身合成,食物中核一、核酸的分解：核酸（寡）单核苷酸磷酸二酯酶：核酸酶

包括RNA酶（RNase)，DNA酶（DNase）

作用分：核酸内切酶、核酸外切酶磷酸二酯酶第二节核酸的分解代谢3一、核酸的分解：磷酸二酯酶第二节核酸的分解代谢3二、单核苷酸的分解酶：核苷酸酶，无特异性（2’、3’、5’为磷酸均水解）部分有特异性（如5’-核苷酸酶；3’-核苷酸酶）

核苷酸核苷＋磷酸

核苷+H3PO4碱基＋戊糖-1’-P核苷+H2O碱基＋戊糖

核苷磷酸化酶核苷水解酶4二、单核苷酸的分解酶：核苷酸酶，无特异性（2’、3’、5’三、嘌呤的分解（分解终产物尿酸，仍具嘌呤环）5三、嘌呤的分解（分解终产物尿酸，仍具嘌呤环）5尿酸从尿排出。因水溶性低，易体内沉积。痛风（gout）：尿酸盐晶体沉积在关节、软组织、软骨、肾等处，导致关节炎、尿路结石、肾脏疾病。高尿酸血症的原因：高嘌呤饮食核酸大量分解肾排出障碍6尿酸从尿排出。因水溶性低，易体内沉积。6别嘌呤醇：化学结构与次黄嘌呤相似，是黄嘌呤氧化酶（XOD）抑制剂7别嘌呤醇：化学结构与次黄嘌呤相似，是黄嘌呤氧化酶（XOD）抑四、嘧啶的分解乙酰CoA琥珀酰CoA8四、嘧啶的分解乙酰CoA琥珀酰CoA8第三节核苷酸的生物合成9第三节核苷酸的生物合成9（一）核糖的来源与5-磷酸核糖焦磷酸生成

5-P-核糖＋ATP

磷酸核糖焦磷酸激酶

5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP)1010（二）嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成代谢

从头合成途径：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。（肝组织、小肠粘膜、胸腺）

补救合成途径：利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经简单反应过程合成核苷酸。（脑、骨髓）11（二）嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成代谢11（一）嘌呤核苷酸的从头合成（denovosynthesis)1.途径

嘌呤碱的元素来源

N10-CHO-FH4

N10-CHO-FH412（一）嘌呤核苷酸的从头合成（denovosynthesi合成特点：在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸。可分为两个阶段:(1).

IMP的合成R-5-PATP

PRPPNH2-R-PGly甘氨酰胺核苷酸GlnN10-CHO-FH4GlnCO2AspN10-CHO-FH4IMPATPATPATPATP13合成特点：PRPPNH2-R-PGly甘氨酰胺核苷酸GlnN

N10-CHO-FH4

N10-CHO-FH4RP14N10-CHO-FH4N10-CHO-FH4RP14(2).AMP/GMP生成15(2).AMP/GMP生成152.嘌呤核苷酸补救合成

定义：利用现成的嘌呤碱基（A，G，I）、腺苷、合成嘌呤核苷酸。碱基：酶：APRT,HGPRTA＋PRPPAMP＋PPiI＋PRPPIMP＋PPiG＋PRPPGMP＋PPi核苷：腺苷激酶

腺嘌呤核苷AMPATPADP162.嘌呤核苷酸补救合成定义：利用现成的嘌呤碱基（A，G，补救合成的生理意义：1.节约原料、ATP；2.体内某些器官只能进行补救合成途径（脑、骨髓）17补救合成的生理意义：17HGPRT缺乏可导致自毁容貌综合症18HGPRT缺乏可导致自毁容貌综合症183.ATP、GTP生成AMPADPATPGMPGDPGTP193.ATP、GTP生成19（三）嘧啶核苷酸合成

原料：天冬氨酸（Asp)、CO2、谷氨酰胺（Gln）20（三）嘧啶核苷酸合成原料：天冬氨酸（Asp)、CO2、谷氨1.

从头合成

途径

先合成嘧啶环，然后再与RP相连而成。生成UMP、CTP、dTMP211.

从头合成途径21N5N10-CH2-FH422N5N10-CH2-FH4222.嘧啶核苷酸补救合成碱基：嘧啶磷酸核糖转移酶U＋PRPPUMP＋PPiT＋PRPPTMP＋PPi核苷：

尿苷激酶

尿嘧啶核苷UMP

ATPADP232.嘧啶核苷酸补救合成23四、脱氧核糖核苷酸生成在二磷酸核苷（NDP）水平上进行

NADPHNADP+NDPdNDPADPdADPdATPGDPdGDPdGTPCDPdCDPdCTPUDPdUDPdUTP酶1：核糖核苷酸还原酶辅酶：硫氧化还原蛋白（-SH）酶2：硫氧化还原蛋白还原酶辅酶：NADPHS-SNADP+24四、脱氧核糖核苷酸生成S-SNADP+24dTMP的生成：

UDPdUDPdUMPdTMPN5N10-CH2-FH4

25dTMP的生成：25三种嘧啶核苷酸及脱氧核苷酸互变关系26三种嘧啶核苷酸及脱氧核苷酸互变关系26小结：1嘌呤、嘧啶的从头合成嘌呤：Gln,Gly,Asp,CO2,N10-CHO-FH4,N10-CHO-FH4嘧啶：Gln,CO2,Asp27小结：1嘌呤、嘧啶的从头合成27碱基水平：A,G,次黄、T,U,乳清酸核苷水平：腺苷、尿苷2.嘌呤、嘧啶的补救合成：282.嘌呤、嘧啶的补救合成：283.核苷酸互变293.核苷酸互变29

4.

脱氧nt的生成：

NADPHNADP＋

NDPdNDP（A、G、C、U）304.

脱氧nt的生成：305.

FH4与nt的合成：N10-CHO-FH4―――C8N10-CHO-FH4―――C2N5N10-CH2-FH4―――dTMP31316.

分解产物：嘌呤：尿酸嘧啶：NH3,CO2,β-Ala，β-氨基异丁酸

326.

分解产物：32思考题1．了解核酸消化吸收的基本过程及其有关的消化酶。2．嘌呤和嘧啶核苷酸的合成原料是什么？嘌呤与嘧啶碱基的分解产物是什么？3．嘌呤、嘧啶核苷酸的合成途径有哪些？特点？4．脱氧核糖核酸如何生成？Uricacid尿酸，denovosynthesis从头合成Salvagepathway补救合成途径33思考题1．了解核酸消化吸收的基本过程及其有关的消化酶。33第十二章核酸和核苷酸代谢第一节核酸消化与吸收第二节核酸分解代谢第三节核苷酸的生物合成34第十二章核酸和核苷酸代谢第一节核酸消化与吸收1第一节核酸的消化和吸收核酸主要由机体自身合成,食物中核酸分解物很少被机体利用！35第一节核酸的消化和吸收核酸主要由机体自身合成,食物中核一、核酸的分解：核酸（寡）单核苷酸磷酸二酯酶：核酸酶

包括RNA酶（RNase)，DNA酶（DNase）

作用分：核酸内切酶、核酸外切酶磷酸二酯酶第二节核酸的分解代谢36一、核酸的分解：磷酸二酯酶第二节核酸的分解代谢3二、单核苷酸的分解酶：核苷酸酶，无特异性（2’、3’、5’为磷酸均水解）部分有特异性（如5’-核苷酸酶；3’-核苷酸酶）

核苷酸核苷＋磷酸

核苷+H3PO4碱基＋戊糖-1’-P核苷+H2O碱基＋戊糖

核苷磷酸化酶核苷水解酶37二、单核苷酸的分解酶：核苷酸酶，无特异性（2’、3’、5’三、嘌呤的分解（分解终产物尿酸，仍具嘌呤环）38三、嘌呤的分解（分解终产物尿酸，仍具嘌呤环）5尿酸从尿排出。因水溶性低，易体内沉积。痛风（gout）：尿酸盐晶体沉积在关节、软组织、软骨、肾等处，导致关节炎、尿路结石、肾脏疾病。高尿酸血症的原因：高嘌呤饮食核酸大量分解肾排出障碍39尿酸从尿排出。因水溶性低，易体内沉积。6别嘌呤醇：化学结构与次黄嘌呤相似，是黄嘌呤氧化酶（XOD）抑制剂40别嘌呤醇：化学结构与次黄嘌呤相似，是黄嘌呤氧化酶（XOD）抑四、嘧啶的分解乙酰CoA琥珀酰CoA41四、嘧啶的分解乙酰CoA琥珀酰CoA8第三节核苷酸的生物合成42第三节核苷酸的生物合成9（一）核糖的来源与5-磷酸核糖焦磷酸生成

5-P-核糖＋ATP

磷酸核糖焦磷酸激酶

5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP)4310（二）嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成代谢

从头合成途径：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。（肝组织、小肠粘膜、胸腺）

补救合成途径：利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经简单反应过程合成核苷酸。（脑、骨髓）44（二）嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成代谢11（一）嘌呤核苷酸的从头合成（denovosynthesis)1.途径

嘌呤碱的元素来源

N10-CHO-FH4

N10-CHO-FH445（一）嘌呤核苷酸的从头合成（denovosynthesi合成特点：在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸。可分为两个阶段:(1).

IMP的合成R-5-PATP

PRPPNH2-R-PGly甘氨酰胺核苷酸GlnN10-CHO-FH4GlnCO2AspN10-CHO-FH4IMPATPATPATPATP46合成特点：PRPPNH2-R-PGly甘氨酰胺核苷酸GlnN

N10-CHO-FH4

N10-CHO-FH4RP47N10-CHO-FH4N10-CHO-FH4RP14(2).AMP/GMP生成48(2).AMP/GMP生成152.嘌呤核苷酸补救合成

定义：利用现成的嘌呤碱基（A，G，I）、腺苷、合成嘌呤核苷酸。碱基：酶：APRT,HGPRTA＋PRPPAMP＋PPiI＋PRPPIMP＋PPiG＋PRPPGMP＋PPi核苷：腺苷激酶

腺嘌呤核苷AMPATPADP492.嘌呤核苷酸补救合成定义：利用现成的嘌呤碱基（A，G，补救合成的生理意义：1.节约原料、ATP；2.体内某些器官只能进行补救合成途径（脑、骨髓）50补救合成的生理意义：17HGPRT缺乏可导致自毁容貌综合症51HGPRT缺乏可导致自毁容貌综合症183.ATP、GTP生成AMPADPATPGMPGDPGTP523.ATP、GTP生成19（三）嘧啶核苷酸合成

原料：天冬氨酸（Asp)、CO2、谷氨酰胺（Gln）53（三）嘧啶核苷酸合成原料：天冬氨酸（Asp)、CO2、谷氨1.

从头合成

途径

先合成嘧啶环，然后再与RP相连而成。生成UMP、CTP、dTMP541.

从头合成途径21N5N10-CH2-FH455N5N10-CH2-FH4222.嘧啶核苷酸补救合成碱基：嘧啶磷酸核糖转移酶U＋PRPPUMP＋PPiT＋PRPPTMP＋PPi核苷：

尿苷激酶

尿嘧啶核苷UMP

ATPADP562.嘧啶核苷酸补救合成23四、脱氧核糖核苷酸生成在二磷酸核苷（NDP）水平上进行

NADPHNADP+NDPdNDPADPdADPdATPGDPdGDPdGTPCDPdCDPdCTPUDPdUDPdUTP酶1：核糖核苷酸还原酶辅酶：硫氧化还原蛋白（-SH）酶2：硫氧化还原蛋白还原酶辅酶：NADPHS-SNADP+57四、脱氧核糖核苷酸生成S-SNADP+24dTMP的生成：

UDPdUDPdUMPdTMPN5N10-CH2-FH4

58dTMP的生成：25三种嘧啶核苷酸及脱氧核