生化14核苷酸的代谢

第十四章核苷酸代谢MetabolismofNucleotides

核酸的消化与吸收概述食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶

核苷酸的生物化学作用：1、

是合成DNA和RNA的基本原料2、

能量转换作用（ATP、CTP、GTP、UTP）3、

辅酶的组成成分（NAD、NADP、FAD、CoA）4、

核苷酸衍生物是重要的信息分子（cAMP、cGMA）5、

核苷酸的抗代谢物可作为抗肿瘤和抗病毒药物第一节核苷酸的分解代谢嘌呤核苷酸的分解代谢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

第一节核苷酸的分解代谢

嘌呤碱的分解代谢痛风症的治疗机制鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇别黄嘌呤嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷

核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶嘧啶碱的分解代谢胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙酰CoA琥珀酰CoATAC糖异生从头合成途径(denovosynthesispathway)是指利用磷酸核糖、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，合成核苷酸的途径。补救合成途径(salvagesynthesispathway)利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。第二节核苷酸的合成代谢核苷酸的从头合成概况5-磷酸核糖PRPPAspCO2+Gln氨基甲酰磷酸乳清酸UMPdTMPUTPCTPGTPATPAMPGMPIMPGlnGlyGln一碳单位一碳单位CO2Asp

嘌呤环中各原子的来源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）1、嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。

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。（1）嘌呤核苷酸的从头合成定义合成部位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IMPAMPGMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶途径(1)IMP的合成AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。先合成IMP，再转变成AMP或GMP。PRPP是5-磷酸核糖的活性供体。嘌呤核苷酸从头合成特点从头合成的调节调节方式：反馈调节和交叉调节既满足需要，又不致于浪费。维持ATP与GTP浓度的平衡。调节的意义

利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。（2）嘌呤核苷酸的补救合成途径定义补救合成过程次黄嘌呤—鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）缺陷引起Lesch-Nyhan综合症补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。嘌呤核苷酸的相互转变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（一）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液合成部位2、嘧啶核苷酸的合成代谢先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。先合成UMP，再转变成dTMP和CTP。特点嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸合成过程(1).尿嘧啶核苷酸的从头合成CPSⅠ

CPSⅡ

分布

线粒体(肝)

胞液(所有细胞)

氮源

NH3

Gln

变构激活剂

AGA

无

变构抑制剂无UMP功能

尿素合成

嘧啶合成

氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ的区别

(2).胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP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

嘧啶核苷酸从头合成的反馈调节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

3、核苷酸的相互转变核苷二磷酸激酶催化的反应

GDP+ATP↔GTP+ADP

UDP+ATP↔

UTP+ADPGDP+NTP↔GTP+NDPUMPUDPUTPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶

ATP-依赖性激酶催化下列反应：4、脱氧核糖核苷酸的生成体内脱氧核糖核苷酸是通过相应的核糖核苷酸还原生成的。这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶催化，在二磷酸核苷（NDP）水平上进行的。

脱氧核糖核苷酸的生成过程

核糖核苷酸还原酶的调节

核苷酸还原酶的结构及调节特征：嘌呤核苷酸的抗代谢物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。主要以竞争性抑制干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。5、核苷酸抗代谢物的应用：次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)嘌呤类似物：主要有6-巯基嘌呤

(6-Mercaptopurine，6-MP)

6-MP6-MP核苷酸从头合成途径补救合成途径HGPRTPRPP酰胺转移酶IMPAMP和GMP-----6-MP核苷酸是IMP的类似物氨基酸类似物：氮杂丝氨酸(AS)是Gln的类似物.叶酸类似物：氨蝶呤

(AP)和甲氨蝶呤(MTX)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MTXMTX嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物胸腺嘧啶5-氟尿嘧啶5-氟尿嘧啶(5-FU)是胸腺嘧啶的类似物。5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RN