核酸与核苷酸代谢

第十章

核酸(hésuān)与核苷酸代谢精品资料本章(běnzhānɡ)内容核酸(hésuān)的消化与吸收核苷酸的分解代谢嘌呤的分解嘧啶的分解核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸合成嘧啶核苷酸合成脱氧核糖核苷酸的合成核酸(hésuān)代谢相关疾病和抗核酸(hésuān)代谢药物精品资料第一节：

核酸的消化(xiāohuà)与吸收精品资料核酸(hésuān)的消化与吸收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、肠核苷酸酶碱基磷酸戊糖核苷磷酸化酶精品资料核苷酸的生物(shēngwù)功用作为核酸合成的原料(yuánliào)体内能量的利用形式参与代谢和生理调节组成辅酶活化中间代谢物精品资料第二节：

核苷酸的分解代谢精品资料一、嘌呤(piàolìng)核苷酸的结构GMPAMP精品资料二、嘌呤(piàolìng)核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸(línsuān)核糖精品资料嘌呤碱的最终代谢(dàixiè)产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶精品资料精品资料四、嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的结构精品资料五、嘧啶(mìdìnɡ)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核苷磷酸化酶精品资料胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶(mìdìnɡ)β-脲基异丁酸β-氨基(ānjī)异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATAC糖异生精品资料第二节：

核苷酸的生物(shēngwù)合成精品资料一、嘌呤核苷酸的合成(héchéng)代谢从头合成途径(tújìng)(denovosynthesispathway)补救合成途径(tújìng)(salvagesynthesispathway)

精品资料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(èryǎnghuàtàn)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，而脑、骨髓则无法进行(jìnxíng)此合成途径。（一）嘌呤核苷酸的从头合成定义合成部位精品资料嘌呤(piàolìng)碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位(dānwèi)）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）嘌呤是在核糖环上合成的精品资料过程(guòchéng)1.IMP的合成(héchéng)2.AMP和GMP的生成精品资料R-5-P（5-磷酸(línsuān)核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸(línsuān)核糖焦磷酸(línsuān)）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精品资料多步反应(fǎnyìng)不用记精品资料从IMP合成(héchéng)AMP和GMP精品资料•嘌呤核苷酸是在磷酸(línsuān)核糖分子上逐步合成的。•IMP的合成需6个ATP，7个高能磷酸(línsuān)键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。嘌呤(piàolìng)核苷酸从头合成特点精品资料嘌呤核苷酸合成(héchéng)的调节精品资料利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成(héchéng)嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成(héchéng)（或重新利用）途径。（二）嘌呤(piàolìng)核苷酸的补救合成途径定义精品资料腺嘌呤磷酸(línsuān)核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸(línsuān)核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)参与(cānyù)补救合成的酶精品资料腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成(héchéng)过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP精品资料补救合成(héchéng)的生理意义补救(bǔjiù)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(bǔjiù)合成。精品资料（三）嘌呤(piàolìng)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精品资料从头合成途径(tújìng)补救合成途径(tújìng)二、嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的合成代谢精品资料（一）嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的从头合成主要(zhǔyào)是肝细胞胞液嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、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，合成嘧啶核苷酸的途径。定义合成部位精品资料嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的从头合成嘧啶环先独立合成，然后转移到PRPP（类似于补救(bǔjiù)途径）先合成UMP合成前体：GlnCO2Asp需要ATP尿嘧啶胞嘧啶精品资料嘧啶合成(héchéng)的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸CO2谷氨酰胺精品资料1.UMP的从头合成

精品资料精品资料2.胞嘧啶核苷酸的合成(héchéng)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精品资料从头合成的调节(tiáojié)---ATP+CO2+谷氨酰胺氨基(ānjī)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-精品资料（二）嘧啶(mìdìnɡ)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精品资料（一）特殊的激酶(jīméi)催化NMP转变成NDPNMPNDP核苷单磷酸激酶AMP+ATP

2ADPGMP+ATP

GDP+ADP腺苷酸激酶(jīméi)鸟苷酸激酶三、核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成精品资料（二）核苷三磷酸(línsuān)（NTP）的合成NDPNTP核苷二磷酸激酶ATP:底物水平(shuǐpíng)磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化GTP:底物水平(shuǐpíng)磷酸化其他NTP:在有氧条件下，细胞内ATP浓度远高于其他几种NTPATP是磷酸的主要供体精品资料四、脱氧核苷酸的合成(héchéng)1´2´3´4´5´1´2´3´4´5´碱基碱基脱氧核苷酸核苷酸如何(rúhé)除去2´-位的氧？核苷酸还原酶精品资料脱氧核苷酸的合成(héchéng)在核苷二磷酸水平上进行(jìnxíng)（N代表A、G、U、C等碱基）精品资料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(yǎnghuà)还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原(huányuán)蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）脱氧核苷酸的生成-NDP的还原精品资料五.dTMP的生成(shēnɡchénɡ)精品资料脱氧嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的形成精品资料第三节：与核苷酸代谢相关(xiāngguān)的疾病痛风——尿酸产生过多引起严重联合免疫(miǎnyì)缺陷病（SCID）——腺苷脱氨酶（ADA）单个基因突变引起Lesch-Nyhan综合征乳清酸尿症精品资料别嘌呤醇治疗痛风(tònɡfēnɡ)的机理精品资料脱氧(tuōyǎng)次黄嘌呤核苷严重(yánzhòng)联合免疫缺陷病（SCID）精品资料Lesch-Nyhan综合征是一种隐性的性连锁遗传性疾病(jíbìng)，因此患者几乎都是男性，女性仅为携带者。该病的病因是由于HGPRT有缺陷造成的。主要症状包括：高尿酸血症、肌强直、智力迟钝和自残等。精品资料乳清酸尿症（oroticaciduria）症状：乳清酸尿症是一种遗传性疾病，主要表现为尿中排出大量乳清酸、生长迟缓和重度贫血。病因：催化嘧啶核苷酸从头合成反应的具有乳清酸磷酸核糖转移酶和OMP脱羧酶活性的双功能酶的缺陷(quēxiàn)。治疗：临床用尿嘧啶或尿苷治疗。尿嘧啶或尿苷在细胞内经补救途径生成UMP，从而抑制CPS-Ⅱ活性，从而抑制嘧啶核苷酸的从头合成，减少乳清酸的产生。精品资料第四节：抗核酸(hésuān)代谢类药物可用于治疗癌症(áizhènɡ)，也经常用作抗病毒的药物。（1）叶酸类似物（2）谷氨酰胺类似物（3）碱基类似物（4）核苷类似物精品资料一、叶酸(yèsuān)类似物氨基蝶呤和氨甲蝶呤（MTX）是叶酸类似物，能抑制哺乳动物细胞(xìbāo)二氢叶酸还原酶，临床上被用于多种癌症的治疗精品资料二、谷氨酰胺的类似物精品资料（一）嘌呤(piàolìng)类似物三、碱基类似物在细胞内经补救途径转变成相应的核苷酸类似物，抑制嘌呤(piàolìng)核苷酸的合成：1)抑制IMPAMP或GMP；2)竞争性抑制HGPRT，阻断嘌呤(piàolìng)核苷酸的补救合成；3)抑制谷氨酰胺：PRPP氨基转移酶的活性。6-巯基嘌呤(piàolìng)长期用于儿童白血病的治疗精品资料二、嘧啶(mìdìnɡ)类似物精品资料5-氟尿苷酸抑制(yìzhì)胸苷酸合酶的机理5-FU可经补救途径(tújìng)转变成5-FUMP，5-FUMP是胸苷酸合酶的自杀性底物，不可逆地抑制该酶的活性，从而阻断体内胸苷酸的合成，达到抑癌的效果。精品资料三、某些(mǒuxiē)改变了核糖结构的核苷类似物在体内经补救途径分别转变为AZTPP，ddITP和araCTP，然后参入到正在合成的DNA链中，抑制链的延伸。AZT和ddI能够有效地阻断HIV的反转录，为治疗(zhìliáo)艾滋病的最有效药物之一，而araC主要用于急性白血病的治疗(zhìliáo)精品资料本章(běnzhānɡ)小结嘌呤分解为尿酸的主要过程