核甘酸代谢课件

核苷酸代谢一、核酸的酶促降解

二、嘌呤和嘧啶的分解三、核苷酸的生物合成四、核苷酸生物合成的调节五、核苷酸合成的抗代谢物六、辅酶核苷酸的生物合成1编辑版ppt作为核酸合成的原料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核苷酸的生物功能2编辑版ppt体内存在形式及分布（一）细胞内以5’－NTP形式存在（二）NTP浓度高于dNTP（三）不同组织细胞中各种核苷酸分布差异较大3编辑版ppt体内核苷酸来源自身合成（主要途径）食物（次要）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4编辑版ppt一、核酸的酶促降解核酸核酸酶单核苷酸核酸酶核酸内切酶核酸外切酶磷酸单脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖（脱氧核糖）核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脱氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途径醛缩酶乙醛甘油醛-3-磷酸5编辑版ppt二、嘌呤和嘧啶的分解嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPI（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶（一）嘌呤核苷酸的分解脱氨酶IMXMPXMGMX嘌呤核苷酸磷酸酶PNP鸟嘌呤脱氢酶6编辑版ppt7编辑版ppt嘌呤代谢的终产物尿酸灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、软体动物、海鞘类、昆虫尿囊素哺乳动物（灵长类除外）、腹足类尿囊酸硬骨鱼尿素大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类氨甲壳类、咸水瓣鳃类鸟嘌呤/黄嘌呤蜘蛛、猪8编辑版ppt痛风是尿酸盐结晶沉积引起的病变，可累及足部，最常累及第一跖趾关节，造成急性炎症反应性滑膜炎。痛风症痛风是嘌呤代谢异常致使尿酸合成增加而导致的代谢性疾病。肾功能异常时由于肾脏的尿酸清除率下降也会引起尿酸水平上升。血浆中的尿酸达到饱和，导致尿酸单钠结晶沉积在远端关节周围相对缺乏血管的组织中。这种结晶的出现可导致单关节或者多关节的急性炎性滑膜炎。痛风在男性中较为多见，拇趾是最常见的受累区域，9编辑版ppt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I的类似物I10编辑版ppt（二）嘧啶核苷酸的分解胞嘧啶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丙二酸单酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATCA糖异生11编辑版ppt三、核苷酸的生物合成（一）核苷酸生物合成的概况

动物，植物，微生物都可以合成嘌呤核嘧啶核苷酸。合成代谢从头合成途径---主要途径（肝组织）

(denovosynthesispathway)

补救合成途径（脑，骨髓等）

(salvagesynthesispathway)12编辑版ppt（二）嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的结构GMPAMP13编辑版ppt天冬氨酸谷氨酰胺一碳单位一碳单位

CO2甘氨当中站,谷氮坐两边,左上天冬氨,头顶CO2还有俩一碳嘌呤碱合成的元素来源甘氨酸14编辑版ppt从头合成过程（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的生成（3）ATP和GTP的生成15编辑版pptR-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16编辑版ppt（1）IMP的合成过程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17编辑版ppt18编辑版pptIMP生成总反应过程19编辑版ppt①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（2）AMP和GMP的生成20编辑版pptAMPADPATPADPATP腺苷激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP鸟苷激酶ADPATP激酶（3）ATP和GTP的生成21编辑版ppt嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。嘌呤核苷酸从头合成特点22编辑版ppt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+NH323编辑版ppt（三）嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的结构24编辑版ppt嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸25编辑版ppt从头合成过程（1）尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II（CPSII）2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸26编辑版ppt27编辑版ppt28编辑版ppt（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+Pi29编辑版ppt（3）dTMP或TMP的生成TMP合酶N5,N10-甲基FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP30编辑版ppt（四）核苷三磷酸的合成NMPNDPNTPADPATP激酶ADPATP激酶31编辑版ppt（五）脱氧核苷酸的合成在核苷二磷酸水平上进行（N代表A、G、U、C等碱基）32编辑版pptdNDP

+

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）33编辑版ppt（六）核苷酸的补救合成1.嘌呤核苷酸合成的补救途径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)34编辑版ppt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ATPADPAMP35编辑版ppt2.嘧啶核苷酸合成的补救途径嘧啶+

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+ADP36编辑版ppt补救合成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。37编辑版ppt自毁容貌综合征(Lesch—Nyhansyndrome)：

X染色体连锁隐性遗传病,发病率1/30万，男性常见,为HGPRT基因缺陷。生长发育迟缓，强迫性痉挛，舞蹈样手足徐动，自咬嘴唇、手指致残，智力低下。伴高尿酸盐血症，尿酸盐肾结石，痛风石，痛风性关节炎。表现：诊断：大多有高尿酸血症，酶学分析患者大多在未成年时死于感染和肾功能衰竭38编辑版ppt自毁容貌综合征39编辑版ppt四、核苷酸生物合成的调节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__++调节方式：反馈调节和交叉调节40编辑版ppt---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-41编辑版ppt五、核苷酸合成的抗代谢物概念:在化学结构上与正常代谢物（底物或辅酶）结构相似，具有竞争性拮抗正常代谢的物质。机制:竞争性抑制或“以假乱真”方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，进而阻止核酸及蛋白质的生物合成。意义:抗肿瘤42编辑版ppt1.嘌呤类似物与叶酸类似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嘌呤类似物氨基酸类似物叶酸类似物6-巯基嘌呤（6PM）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（MTX）等NNNNHHHSHNNNNHHHO次黄嘌呤6-巯基嘌呤6MP43编辑版ppt2.嘧啶类似物嘧啶类似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)44编辑版ppt3.核苷类似物某些改变了核糖结