生物化学核苷酸代谢

关于生物化学核苷酸代谢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第2页,共53页，2024年2月25日，星期天核苷酸的生物学功用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第3页,共53页，2024年2月25日，星期天核苷酸的合成代谢从头合成途径(denovosynthesispathway)是指利用磷酸核糖、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，合成核苷酸的途径。补救合成途径(salvagesynthesispathway)利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。第4页,共53页，2024年2月25日，星期天核苷酸的从头合成概况5-磷酸核糖PRPPAspCO2+Gln氨基甲酰磷酸乳清酸UMPdTMPUTPCTPGTPATPAMPGMPIMPGlnGlyGln一碳单位一碳单位CO2Asp第5页,共53页，2024年2月25日，星期天第一节

嘌呤核苷酸代谢MetabolismofPurineNucleotides第6页,共53页，2024年2月25日，星期天

肝、小肠和胸腺的胞液。（一）嘌呤核苷酸的从头合成合成部位一、嘌呤核苷酸的合成代谢第7页,共53页，2024年2月25日，星期天嘌呤碱合成的元素来源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）第8页,共53页，2024年2月25日，星期天(1)IMP的合成1.从头合成途径第9页,共53页，2024年2月25日，星期天第10页,共53页，2024年2月25日，星期天第11页,共53页，2024年2月25日，星期天第12页,共53页，2024年2月25日，星期天N10-CHOFH4N10-CHOFH4第13页,共53页，2024年2月25日，星期天(2)AMP和GMP的生成

第14页,共53页，2024年2月25日，星期天AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶第15页,共53页，2024年2月25日，星期天嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。先合成IMP，再转变成AMP或GMP。PRPP是5-磷酸核糖的活性供体。嘌呤核苷酸从头合成特点第16页,共53页，2024年2月25日，星期天2.从头合成的调节调节方式：反馈调节和交叉调节第17页,共53页，2024年2月25日，星期天既满足需要，又不致于浪费。维持ATP与GTP浓度的平衡。调节的意义第18页,共53页，2024年2月25日，星期天（二）嘌呤核苷酸的补救合成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)参与补救合成的酶第19页,共53页，2024年2月25日，星期天补救合成过程第20页,共53页，2024年2月25日，星期天补救合成的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。第21页,共53页，2024年2月25日，星期天（三）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+NH3第22页,共53页，2024年2月25日，星期天（四）脱氧核糖核苷酸的生成体内脱氧核糖核苷酸是通过相应的核糖核苷酸还原生成的。这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶催化，在二磷酸核苷（NDP）水平上进行的。第23页,共53页，2024年2月25日，星期天

脱氧核糖核苷酸的生成过程第24页,共53页，2024年2月25日，星期天

核糖核苷酸还原酶的调节

第25页,共53页，2024年2月25日，星期天（五）嘌呤核苷酸的抗代谢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。主要以竞争性抑制干扰或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。第26页,共53页，2024年2月25日，星期天次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP)嘌呤类似物：主要有6-巯基嘌呤

(

6-Mercaptopurine，6-MP)第27页,共53页，2024年2月25日，星期天

6-MP6-MP核苷酸从头合成途径补救合成途径HGPRTPRPP酰胺转移酶IMPAMP和GMP-----6-MP核苷酸是IMP的类似物第28页,共53页，2024年2月25日，星期天氨基酸类似物：氮杂丝氨酸(AS)是Gln的类似物.第29页,共53页，2024年2月25日，星期天叶酸类似物：氨蝶呤

(AP)和甲氨蝶呤(MTX)第30页,共53页，2024年2月25日，星期天第31页,共53页，2024年2月25日，星期天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第32页,共53页，2024年2月25日，星期天二、嘌呤核苷酸的分解代谢第33页,共53页，2024年2月25日，星期天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第34页,共53页，2024年2月25日，星期天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别嘌呤醇次黄嘌呤第35页,共53页，2024年2月25日，星期天第二节

嘧啶核苷酸的代谢MetabolismofPyrimidineNucleotides第36页,共53页，2024年2月25日，星期天（一）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液合成部位一、嘧啶核苷酸的合成代谢先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。先合成UMP，再转变成dTMP和CTP。特点第37页,共53页，2024年2月25日，星期天嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸第38页,共53页，2024年2月25日，星期天1.从头合成途径（1）尿嘧啶核苷酸的合成第39页,共53页，2024年2月25日，星期天CPSⅠ

CPSⅡ

分布

线粒体(肝)

胞液(所有细胞)

氮源

NH3

Gln

变构激活剂

AGA

无

变构抑制剂无UMP功能

尿素合成

嘧啶合成

氨甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ的区别第40页,共53页，2024年2月25日，星期天

第41页,共53页，2024年2月25日，星期天（2）CTP的合成

是在三磷酸水平上进行的。第42页,共53页，2024年2月25日，星期天（3）dTMP或TMP的生成是在一磷酸水平上进行的。第43页,共53页，2024年2月25日，星期天2.从头合成的调节第44页,共53页，2024年2月25日，星期天（二）嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶+

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第45页,共53页，2024年2月25日，星期天（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物胸腺嘧啶5-氟尿嘧啶5-氟尿嘧啶(5-FU)是胸腺嘧啶的类似物。第46页,共53页，2024年2月25日，星期天5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA破坏RNA的结构第47页,共53页，2024年2月25日，星期天氨基酸类似物如氮杂丝氨酸抑制CTP的合成。如甲氨喋呤抑制dTMP的合成。叶酸类似物第48页,共53页，2024年2月25日，星期天核苷类似物阿糖胞苷胞嘧啶第49页,共53页，2024年2月25日，星期天UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸