核苷酸代谢专题知识讲座

核苷酸代谢专题知识讲座核苷酸代谢专题知识讲座第1页目标要求1.掌握要求深刻了解和记忆并能灵活利用2.熟悉：要求了解并记住基础概念和特点

嘌呤分解终产物及特点嘧啶分解产物及特点核糖起源与5—磷酸核糖焦磷酸生成嘌呤核苷酸从头合成概念、合成原料与合成部位、从头合成主要过程及特点嘧啶核苷酸从头合成概念、合成原料与进行部位、合成大致过程及特点核糖核苷二磷酸还原生成脱氧核苷酸概况

dTMP由dUMP甲基化而生成简明过程3.了解：要求了解，普通不强调记住

核酸消化与吸收核酸分解概况，单核苷酸分解概况核酸分解路径及主要产物嘌呤分解基础过程痛风发生生化机理嘧啶分解基础过程嘌呤核苷酸补救合成路径概念，合成过程及生理意义嘧啶核苷酸补救合成路径核苷酸代谢专题知识讲座第2页第一节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(磷酸戊糖）

核苷酶、核苷磷酸化酶水解或磷酸解（磷酸单酯酶）脱氧核糖核酸酶核糖核酸酶｛（磷酸二酯酶）核苷酸代谢专题知识讲座第3页核酸与核苷酸分解

核酸DNA、RNA

单核苷酸磷酸核苷PiP-1’-核糖P-1’-脱氧核糖嘌呤嘧啶核糖嘌呤嘧啶

核酸酶（磷酸二酯酶）核苷酸酶核苷水解酶核苷磷酸化酶（核糖核酸酶、脱氧核糖核酸酶）是核酸内切酶非特异性核苷酸酶（占多数）对一切核苷酸都能水解特异性核苷酸酶对磷酸位置有严格选择性H2O核酸分解单核苷酸分解第二节核酸分解代谢核苷酸代谢专题知识讲座第4页H2O腺苷脱氨酶核苷磷酸化酶Pi磷酸核糖NH3黄嘌呤黄嘌呤氧化酶H2O，O2H2O2尿酸黄嘌呤氧化酶H2O，O2H2O2Pi磷酸核糖鸟嘌呤脱氨酶H2ONH3腺苷嘌呤核苷酸分解代谢次黄嘌呤核苷次黄嘌呤次黄嘌呤鸟苷核苷磷酸化酶鸟嘌呤人和其它灵长类动物嘌呤碱最终代谢产物核苷酸代谢专题知识讲座第5页

人和小鼠体内只有腺嘌呤核苷脱氨酶，所以腺嘌呤核苷只有在此酶作用下脱去氨基成次黄嘌呤核苷，再在核苷磷酸化酶作用下生成次黄嘌呤

其它动物（猿、鸟类及一些爬虫类）体内有腺嘌呤脱氨酶，故腺嘌呤核苷无须要先脱氨基生成次黄嘌呤核苷

人体内有鸟嘌呤脱氨酶，故鸟嘌呤核苷先经核苷磷酸化酶催化生成鸟嘌呤，再在鸟嘌呤脱氨酶催化下生成鸟嘌呤核苷酸代谢专题知识讲座第6页尿酸氧化酶2H20+O2H202+CO2尿囊素尿囊酸CHO2尿素4NH3+2CO2COOH尿囊素酶H20尿囊酸酶H20

尿酸是人、其它灵长目和其它排尿酸动物（鸟类、陆地爬行类、昆虫类）嘌呤分解代谢最终产物尿囊素是除人和猿以外其它哺乳动物嘌呤分解代谢终产物尿囊酸是一些硬骨鱼嘌呤分解终产物尿素是多数鱼类及两栖类动物嘌呤分解排泄物氨和CO2是一些低等动物嘌呤分解排泄物脲酶2H20其它大多数生物，嘌呤分解产生尿酸还能够深入分解核苷酸代谢专题知识讲座第7页嘌呤核苷酸分解代谢特点:1、环打不破;2、最终产物:尿酸;3、嘌呤代谢障碍:痛风症核苷酸代谢专题知识讲座第8页痛风症发病机理尿酸呈酸性、水溶性较差，主要以钠盐或钾盐形式从肾脏排出正常人血浆中尿酸含量0.12-0.36mmol/L（2-6mg%)，男略高于女痛风症以血中尿酸含量过高为主要特征，多见于男性，当血浆中尿酸含到达（0.48mmol/L(8mg%)

尿酸盐沉积于关节、软骨、软组织和肾脏，造成关节炎、尿路结石及肾脏疾病核苷酸代谢专题知识讲座第9页痛风症治疗机制

别嘌呤醇(7-碳-8-氮次黄嘌呤)与次黄嘌呤结构相同经过抑制黄嘌呤氧化酶抑制尿酸生成

别嘌呤醇可与PRPP生成别嘌呤醇核苷酸，首先消耗了PRPP，另首先因为和IMP结构相同，抑制嘌呤核苷酸从头合成丙磺舒、水杨酸、辛可芬经过抑制肾小管对尿酸重吸收降低尿酸含量核苷酸代谢专题知识讲座第10页嘧啶核苷酸分解代谢

嘧啶核苷酸嘧啶碱+磷酸核糖胞嘧啶尿嘧啶

产物NH3、CO2、β-丙氨酸胸腺嘧啶

NH3、CO2、β-氨基异丁酸

产物核苷酸代谢专题知识讲座第11页胞嘧啶-脲基丙酸-丙氨酸H2N-CH2-CH2-COOHH2N-CH2-CH-COOHCH2-氨基异丁酸H2ONH3二氢尿嘧啶脱氢酶NADPH+H+NADP+二氢尿嘧啶-脲基丙酸酶二氢嘧啶酶+H2OH2OCO2、NH3二氢胸嘧啶脱氢酶NADPH+H+NADP+二氢胸腺嘧啶酶+H2O-脲基异丁酸-脲基异丁酸酶H2OCO2、NH3脱氨酶尿嘧啶二氢胸腺嘧啶胸腺嘧啶嘧啶硷分解代谢-1核苷酸代谢专题知识讲座第12页H2N-CH2-CH2-COOH-丙氨酸转氨酶OHC-CH2-COOHHOOC-CH2-COSCOACH3-COSCOA丙二酸半醛丙二酰COA乙酰COAH2N-CH2-CH-COOH

-氨基异丁酸转氨酶

CH2OHC-CH-COOH

甲基丙二酸半醛

CH2HOOC-CH-COSCOA

甲基丙二酰COA

CH2HOOC-CH2-CH2-COSCOA

琥珀酰COA嘧啶硷分解代谢-2核苷酸代谢专题知识讲座第13页嘧啶核苷酸分解代谢特点:1、环被打破2、终产物:NH3、CO2.核苷酸代谢专题知识讲座第14页一、核糖起源与PRPP生成磷酸核糖焦磷酸激酶又叫PRPP合成酶磷酸核糖焦磷酸激酶第三节核苷酸合成代谢核苷酸代谢专题知识讲座第15页二、嘌呤核苷酸合成从头合成路径补救合成路径

GMPAMP核苷酸代谢专题知识讲座第16页嘌呤核苷酸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，合成嘌呤核苷酸过程肝是体内从头合成嘌呤核苷酸主要器官，其次是小肠和胸腺脑、骨髓和脾脏不能从头合成嘌呤核苷酸（一）嘌呤核苷酸从头合成定义合成部位核苷酸代谢专题知识讲座第17页嘌呤碱合成元素起源CO2天冬氨酸甘氨酸N5N10=CH-FH4

（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）N10-CHO-FH4

（一碳单位）核苷酸代谢专题知识讲座第18页过程1.IMP合成2.AMP和GMP生成核苷酸代谢专题知识讲座第19页磷酸核糖焦磷酸激酶NH21-氨基-5-磷酸核糖

PRA酰胺转移酶GlnH2OGluPPiIMPAMPGMP九步酶促反应

然后由ATP提供能量，在甘氨酸、N5N10－CH=FH4、谷氨酰胺、CO2、天冬氨酸、N10－CHOFH4逐步参加下经过9步酶促反应生成IMPIMP生成反应总过程核苷酸代谢专题知识讲座第20页N5N10－CH=FH4FH4

转甲酰基酶甘氨酰胺核苷酸合成酶酰胺转移酶酰胺转移酶环化酶IMP生成反应过程(1)核苷酸代谢专题知识讲座第21页N10－CHOFH4FH4IMP生成反应过程(2)羧化酶合成酶转甲酰基酶IMP合成酶ATPADP+Pi核苷酸代谢专题知识讲座第22页IMP生成总反应过程核苷酸代谢专题知识讲座第23页2、AMP和GMP生成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合成酶核苷酸代谢专题知识讲座第24页嘌呤核苷酸从头合成特点

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成

从头合成嘌呤核苷酸是体内嘌呤核苷酸主要起源（占90％）

从头合成嘌呤核苷酸需消耗大量氨基酸和ATP

从5－磷酸核糖开始合成一分子IMP需6个ATP，7个高能磷酸键，4个氨基酸，2个一碳单位

AMP或GMP合成又需1个GTP或ATP，2个氨基酸

肝脏是从头合成嘌呤核苷酸最主要组织器官，其次是小肠粘膜和胸腺，脑、骨髓及脾脏不能从头合成嘌呤核苷酸核苷酸代谢专题知识讲座第25页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核苷酸代谢专题知识讲座第26页从头合成调整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专题知识讲座第27页

利用体内游离嘌呤或嘌呤核苷，经过简单反应，合成嘌呤核苷酸过程，称为补救合成（或重新利用）路径（二）嘌呤核苷酸补救合成定义腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)参加补救合成酶核苷酸代谢专题知识讲座第28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核苷酸代谢专题知识讲座第29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一些基因缺点造成HGPRT完全缺失，在2-3岁就会出现脑发育不良和智力发育迟缓、巨幼红细胞性贫血并伴有咬口唇、手指及足趾等自残性行为，既自毁容貌征（Lesch-Nyhan综合征）核苷酸代谢专题知识讲座第30页AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶（三）ATP、GTP生成核苷酸代谢专题知识讲座第31页从头合成路径补救合成路径三、嘧啶核苷酸合成代谢核苷酸代谢专题知识讲座第32页（一）嘧啶核苷酸从头合成主要是肝细胞胞液嘧啶核苷酸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，合成嘧啶核苷酸路径。首先合成尿嘧啶核苷酸定义合成部位嘧啶合成元素起源氨基甲酰磷酸天冬氨酸核苷酸代谢专题知识讲座第33页合成过程1.尿嘧啶核苷酸合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸谷氨酸+核苷酸代谢专题知识讲座第34页核苷酸代谢专题知识讲座第35页氨基甲酰磷酸尿嘧啶核苷酸UMP乳清酸核苷酸OMP核苷酸代谢专题知识讲座第36页2.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核苷酸代谢专题知识讲座第37页从头合成调整---ATP+CO