核苷酸代谢基础知识专家讲座

第8章核苷酸代谢MetabolismofNucleotides核苷酸代谢基础知识专家讲座第1页核苷酸是核酸基本结构单位。人体内核苷酸主要由机体细胞本身合成。所以，与氨基酸不一样，核苷酸不属于营养必需物质。概述核苷酸代谢基础知识专家讲座第2页核酸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、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶核苷酸代谢基础知识专家讲座第3页核苷酸生物功用作为核酸合成原料体内能量利用形式参加代谢和生理调整组成辅酶活化中间代谢物AMP尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)核苷酸代谢基础知识专家讲座第4页第一节

嘌呤核苷酸合成与分解代谢

MetabolismofPurineNucleotides核苷酸代谢基础知识专家讲座第5页嘌呤核苷酸结构GMPAMP核苷酸代谢基础知识专家讲座第6页一、嘌呤核苷酸合成存在从头合成和补救合成两种路径

利用体内游离嘌呤或嘌呤核苷，经过简单反应过程，合成嘌呤核苷酸。从头合成路径(denovosynthesis)补救合成路径(salvagepathway)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。核苷酸代谢基础知识专家讲座第7页

肝是体内从头合成嘌呤核苷酸主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成路径。（一）嘌呤核苷酸从头合成哺乳动物合成部位1、从头合成路径除一些细菌外，几乎全部生物体都能合成嘌呤碱。核苷酸代谢基础知识专家讲座第8页嘌呤碱合成元素起源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）核苷酸代谢基础知识专家讲座第9页合成过程IMP合成AMP和GMP生成核苷酸代谢基础知识专家讲座第10页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逐步参加下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核苷酸代谢基础知识专家讲座第11页IMP合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②GAR合成酶③转甲酰基酶④FGAM合成酶⑤AIR合成酶核苷酸代谢基础知识专家讲座第12页核苷酸代谢基础知识专家讲座第13页IMP生成总反应过程核苷酸代谢基础知识专家讲座第14页①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶AMP和GMP生成核苷酸代谢基础知识专家讲座第15页AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶核苷酸代谢基础知识专家讲座第16页嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成。IMP合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP合成又需1个ATP。嘌呤核苷酸从头合成特点核苷酸代谢基础知识专家讲座第17页2、从头合成调整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__++调整方式：反馈调整和交叉调整核苷酸代谢基础知识专家讲座第18页(二)嘌呤核苷酸补救合成有两种方式腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)参加补救合成酶核苷酸代谢基础知识专家讲座第19页腺嘌呤+

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核苷酸代谢基础知识专家讲座第20页补救合成生理意义补救合成节约从头合成时能量和一些氨基酸消耗。体内一些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。核苷酸代谢基础知识专家讲座第21页（三）嘌呤核苷酸相互转变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核苷酸代谢基础知识专家讲座第22页（四）脱氧核糖核苷酸生成在核苷二磷酸水平上进行（N代表A、G、U、C等碱基）核苷酸代谢基础知识专家讲座第23页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硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)核苷酸代谢基础知识专家讲座第24页（五）嘌呤核苷酸抗代谢物嘌呤核苷酸抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等类似物。嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等核苷酸代谢基础知识专家讲座第25页次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)

6-巯基嘌呤结构核苷酸代谢基础知识专家讲座第26页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目录核苷酸代谢基础知识专家讲座第27页二、嘌呤核苷酸分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖核苷酸代谢基础知识专家讲座第28页嘌呤碱最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶核苷酸代谢基础知识专家讲座第29页痛风症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核苷酸代谢基础知识专家讲座第30页第二节

嘧啶核苷酸合成与分解代谢MetabolismofPyrimidineNucleotides核苷酸代谢基础知识专家讲座第31页嘧啶核苷酸结构核苷酸代谢基础知识专家讲座第32页一、嘧啶核苷酸合成一样有从头合成与补救合成两条路径(一)嘧啶核苷酸从头合成比嘌呤核苷酸简单合成部位主要是肝细胞胞液合成原料谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸核苷酸代谢基础知识专家讲座第33页嘧啶合成元素起源氨基甲酰磷酸天冬氨酸核苷酸代谢基础知识专家讲座第34页合成过程尿嘧啶核苷酸合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸核苷酸代谢基础知识专家讲座第35页核苷酸代谢基础知识专家讲座第36页核苷酸代谢基础知识专家讲座第37页胞嘧啶核苷酸合成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核苷酸代谢基础知识专家讲座第38页dTMP或TMP生成TMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP核苷酸代谢基础知识专家讲座第39页从头合成调整---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-核苷酸代谢基础知识专家讲座第40页（二）嘧啶核苷酸补救合成嘧啶+

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核苷酸代谢基础知识专家讲座第41页（三）嘧啶核苷酸抗代谢物嘧啶类似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)核苷酸