第八章核酸代谢课件

第八章

核苷酸代谢MetabolismofNucleotides概述核酸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、肠核苷酸酶碱基戊糖核苷酶（分解排出）核苷酸生物学功能核酸合成原料（主）体内能量利用形式参与代谢和生理调节组成辅酶活化中间代谢物第一节嘌呤核苷酸代谢嘌呤核苷酸结构AMPGMP嘌呤核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的从头合成定义：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，合成嘌呤核苷酸的过程部位：胞液从头合成途径补救合成途径元素来源甘氨酸甲酰基（一碳单位）甲酰基（一碳单位）CO2天冬氨酸谷氨酰胺（酰胺基）过程次黄嘌呤核苷酸（IMP）合成IMP转变为AMP和GMPR-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶H2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）IMP

AMP

GMPATP供能，依次与Gly，甲炔基，Gln，CO2，Asp,甲酰基反应IMP生成总反应过程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AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶小结：从头合成的特点是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环不是先单独合成嘌呤碱后再与磷酸核糖结合是体内嘌呤核苷酸的主要来源，耗大量氨基酸和ATP肝是体内从头合成的主要器官其次是小肠黏膜和胸腺脑、骨髓及脾脏不能从头合成催化酶以多酶复合体形式存在，调节酶是磷酸核糖焦磷酸合成酶和磷酸核糖酰胺转移酶（二）嘌呤核苷酸的补救合成定义：利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸的过程。部位：脑、骨髓、脾脏酶：

腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribo

syl

transferase,APRT)

次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyl

transferase,HGPRT)

腺苷激酶(adenosinekinase)腺嘌呤

+

PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤

+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤

+

PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP过程：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（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（四）脱氧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）NDP核糖核苷酸还原酶，Mg2+dNDP还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SSNADPH+H+NADP+硫氧化还原蛋白还原酶(FAD)dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADP(五)嘌呤核苷酸的抗代谢物一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。方式：竞争性抑制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-氮杂鸟嘌呤氮杂丝氨酸氨蝶呤氨甲蝶呤6-巯基嘌呤（6MP）次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)6MP作用机理：经磷酸核糖化生成6MP核苷酸，抑制IMP向AMP和GMP转变通过竞争性抑制，影响次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT），使PRPP中磷酸核糖不能向G及I转移，阻止补救合成途径6MP与IMP结构相似，反馈抑制PRPP酰胺转移酶干扰磷酸核糖胺形成，阻断从头合成途径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=GMP==PRPPPPi鸟嘌呤(G)PRPPPPi=腺嘌呤（A）6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸MTXMTX二、嘌呤核苷酸的分解代谢部位：肝、小肠、肾核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖补救合成尿酸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痛风症的治疗机制第二节嘧啶核苷酸代谢嘧啶核苷酸的结构嘧啶核苷酸的合成代谢（一）嘧啶核苷酸的从头合成部位：肝（主）；胞液原料：谷氨酰胺、二氧化碳和天冬氨酸从头合成途径补救合成途径元素来源特点：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连氨基甲酰磷酸天冬氨酸过程：尿嘧啶核苷酸的生成谷氨酰胺

+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）谷氨酰胺无分布氮源变构激活剂功能尿素合成嘧啶合成CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）谷氨酰胺无分布氮源变构激活剂功能尿素合成嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶I、II的区别胞嘧啶核苷酸的生成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

dTMP或TMP的生成UDP脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPTMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMP小结：嘌呤及嘧啶核苷酸的互变无论嘌呤还是嘧啶核苷酸，当由核糖核苷酸向脱氧核糖核苷酸转变时，都发生在核苷二磷酸水平上嘌呤核苷酸间的互变（I、G和A）均可发生在核苷一磷酸水平上由尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷酸时，发生在核苷三磷酸水平上脱氧嘧啶核苷酸的互变发生在核苷一磷酸水平上嘧啶（除C)+

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（二）嘧啶核苷酸的补救合成（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物：活性形式为FdUMP或FUTP胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)抑制胸苷酸合酶，阻断dTMP的合成某些改变了核糖结构的核苷类似物UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮杂丝氨酸二、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