++核苷酸代谢课件

第十章核苷酸代谢

核苷酸食物核酸生物合成组织核酸NTP组织核酸某些辅酶活性中间物质cAMP与cGMP

核苷酸代谢概况分解代谢

合成代谢

从头合成途径 (denovosynthesispathway)补救合成途径 (salvagesynthesispathway)第一节概述核苷酸的生理功能

作为核酸合成的原料: dATP、dGTP、dCTP、dTTP ——DNA的合成原料； ATP、GTP、CTP、UTP ——RNA的合成原料。体内能量的利用形式：ATP、GTP（蛋白质合成）、UTP（糖原合成）、CTP（磷脂合成）核酸酶1、核酸酶的分类（1）根据对底物的专一性分为（2）根据切割位点分为核糖核酸酶(RNase)脱氧核糖核酸酶(DNase)非特异性核酸酶核酸内切酶核酸外切酶DNARNA外切酶内切酶特定部位的—限制性内切酶2、核酸酶的作用特点3、核苷酸的分解磷酸-戊糖碱基核苷核苷磷酸化酶分解合成？进入磷酸戊糖途径或重新合成核酸核苷水解酶二、嘌呤的分解嘌呤碱包括：A-腺嘌呤、G-鸟嘌呤嘌呤的分解代谢终产物人、猿、鸟类、爬虫类、大多数昆虫：尿酸其他哺乳动物、腹足类：尿囊素硬骨鱼类：尿囊酸大多数鱼类、两栖类：尿素尿酸酶尿囊素酶尿囊酸酶

正常人血浆中尿酸含量约为0.12~0.36mmol/L(2~6mg%)。尿酸的水溶性较差。当超过8mg%时，尿酸盐晶体即可沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，而导致关节炎、尿路结石及肾疾病，此为痛风症（gout）。其病因可能与嘌呤核苷酸代谢酶的缺陷有关。第二节核苷酸的生物合成从头合成途径补救途径一种是利用核糖磷酸、某些氨基酸、NH3、CO2等简单物质为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸，称“从头合成”途径。肝组织主要进行从头合成。利用体内游离碱基或核苷合成核苷酸，称补救途径。脑、骨髓等只能进行补救合成。遗传、疾病、药物、生理等。1.嘌呤环上各原子的来源N3N9N7N1C2C6C4C5C8来自谷氨酰胺的酰胺氮来自甲酸来自甲酸来自天冬氨酸来自甘氨酸来自CO2【记忆】“竹竿”（Gly）立中央，“谷子”(Gln)下面长，二氧化碳“天”(Asp)上飘，“假仙”（甲酰）在两旁

2.合成部位：在胞液中进行，肝脏是从头合成的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑和骨髓不能合成。3.合成过程：（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的合成 1、次黄嘌呤核苷酸（IMP）的从头合成5-磷酸核糖+ATP5-磷酸核糖焦磷酸+AMP磷酸核糖焦磷酸激酶Mg2+合成步骤起始物质次黄嘌呤核苷酸

O||CNHNC|||CHHCCNN|R-5’-PIMPHOOCCH2CHCOOH

|NH|CNHNC|||CHHCCNN|R-5’-P

NH2

|CNHNC|||CHHCCNN|R-5’-P天冬氨酸Mg2+GTP腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶延胡索酸腺苷酸代琥珀酸AMP2、AMP的合成

4、GTP和ATP的生成5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺次黄嘌呤核苷酸鸟苷酸腺苷酸3个控制点：一、磷酸核糖焦磷酸转酰胺酶受IMP、AMP、GMP抑制；二、IMPAMP受AMP抑制；三、IMPGMP受GMP抑制；大肠杆菌中嘌呤核苷酸的反馈抑制嘌呤核苷酸从头合成的调节IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPGTPATP--嘌呤核苷酸从头合成的调节++主要发生在肝脏，常因各种抑制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏，影响细胞生长。“从头合成”途径（通常情况下占95%）核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi核糖核苷酸辅酶RNA脱氧核糖核苷酸DNA“补救”途径(脑和骨髓)内外源核酸分解核苷碱基、Pi脱氧核苷核酸类补品原理所在可提高康复速度（三）、由嘌呤碱和核苷合成核苷酸富兰克博士指出，保持年轻的饮食法，就是核酸饮食法。高核酸食品主要有鱼虾类，其中含量最高的为沙丁鱼、鲑鱼、螃蟹、文蛤等。其次为豆类、动物的肝脏、蘑菇、菠菜等。他提倡核酸饮食法应做到：沙丁鱼：4次/周；虾、螃蟹、文蛤、牡蛎、乌贼等：1次/周；动物的肝脏：1次/周或豆类：2次/周；红萝卜、笋、菠菜、蘑菇等任一种：1次/天；牛奶：2杯/天；鲜榨的果汁或蔬菜汁：1杯/天；水：4大杯/天。

（四）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。肿瘤细胞的核酸及蛋白质合成十分旺盛，由此，这些抗代谢物具有抗肿瘤作用。1.嘌呤类似物：主要有6-巯基嘌呤（6－mercapto－purine,6MP）等。6－MP 6－MP核苷酸作用：抑制从头合成 抑制补救合成(抑制HGPRT)2.叶酸类似物：主要有氨蝶呤和氨甲蝶呤（MTX）等。能竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能还原成FH2和FH4。由此嘌呤合成原料一碳单位得不到供应，从而抑制嘌呤核苷酸的合成。二、嘧啶核苷酸的生物合成从头合成途径补救合成途径（一）、嘧啶核苷酸的从头合成1234561、嘧啶环上各原子的来源

2.合成部位：主要在肝细胞胞液中进行3.合成特点：（1）先合成嘧啶环，再与PRPP连接；（2）先合成UMP，再生成其他嘧啶核苷酸。4.合成过程： （1）UMP的合成 （2）CTP的合成 （3）dTMP的合成

OO||||谷氨酰胺+HCO3H2N-C-O-P-OH+谷氨酸|O-2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶II-氨基甲酰磷酸嘧啶核苷酸的合成过程（1）、尿嘧啶核苷酸的合成氨的供体

两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较--------------------------------------------------------------------------------

氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶II（CPSⅠ）（CPSⅡ）---------------------------------------------------------------------------------分布线粒体（肝）胞液（所有细胞）氮源氨谷氨酰胺变构激活剂N-乙酰谷氨酸无反馈抑制剂无UMP（哺乳动物）功能尿素合成

嘧啶合成----------------------------------------------------------------------------------关键中间产物UMPUDPdUDPUTPdUMPCTPdTMP还原酶TMP合成酶O||HN

|ON|R—5’-PNH2|N

|ON|R—5’-PPPUDPUTP尿苷酸激酶二磷酸核苷激酶CTP合成酶ATPADPATPADP谷氨酸谷氨酰胺ADP+PiATPUMPCTP（2）CTP的合成3.从头合成的调节：

（二）嘧啶核苷酸的补救途径嘧啶+PRPP一磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核苷转移酶尿嘧啶核苷+ATPUMP+ADP尿苷激酶三、脱氧核糖核苷酸的合成1、在核苷二磷酸水平被还原O||HN

|ON|dR—5’-PO||CH3HN

|ON|dR—5’-PN5，N10甲烯FH4FH2FH4FH2还原酶TMP合成酶NADP+NADPH+H+dUMP（dTMP）2、脱氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的生成PRPPPRA甘氨酰胺甲酰甘氨酰甲酰甘氨谷氨酰胺核苷酸胺核苷酸脒核苷酸5-氨基咪唑5甲酰氨基咪唑IMP-4-甲酰胺核苷酸-4-甲酰胺核苷酸AMP腺嘌呤PPiPRPPIMP