第09章核苷酸PPT課件

1、第第 一一 節(jié)節(jié)概概 述述第1頁/共39頁 一、核苷酸的生物功用一、核苷酸的生物功用1. 1.作為作為核酸合成的原料核酸合成的原料2. 2.體內(nèi)體內(nèi)能量能量的利用形式的利用形式3. 3.參與代謝和生理調(diào)節(jié)參與代謝和生理調(diào)節(jié)4.組成組成輔酶輔酶5.活化中間代謝物活化中間代謝物第2頁/共39頁 二、核酸的消化與吸收食物核蛋白食物核蛋白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸（核酸（RNA及及DNA）胃酸胃酸單核苷酸單核苷酸胰核酸酶胰核酸酶核苷核苷磷酸磷酸胰、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶堿基堿基 戊糖戊糖核苷酶核苷酶（一）消化（一）消化（二）吸收（二）吸收 核酸消化產(chǎn)物在小腸上部被吸收后經(jīng)門靜脈入肝核酸消化產(chǎn)物在小腸上部被吸收

2、后經(jīng)門靜脈入肝. .第3頁/共39頁 第第 二二 節(jié)節(jié)核酸的分解代謝核酸的分解代謝第4頁/共39頁一、核酸的分解一、核酸的分解核酸（核酸（DNA/RNADNA/RNA）寡核甘酸寡核甘酸+ +單核苷酸單核苷酸核酸酶核酸酶 核酸酶本質(zhì)是核酸酶本質(zhì)是磷酸二酯酶磷酸二酯酶，作用是，作用是水解磷水解磷酸二酯鍵。酸二酯鍵。 水解水解DNADNA的稱的稱DNADNA酶，水解酶，水解RNARNA的稱的稱RNARNA酶。酶。核酸核酸內(nèi)切酶內(nèi)切酶：水解核酸分子：水解核酸分子內(nèi)部?jī)?nèi)部的磷酸二酯鍵的磷酸二酯鍵核酸核酸外切酶外切酶：切割：切割末端末端單核苷酸單核苷酸第5頁/共39頁二、單核苷酸的分解二、單核苷酸的分解核

3、苷酸核苷酸核苷核苷核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基（嘌呤堿基（嘌呤/ /嘧啶）嘧啶）1- 1-磷酸核糖磷酸核糖核苷水解酶核苷水解酶堿基堿基戊糖戊糖第6頁/共39頁三、嘌呤的分解嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPAMPGMPGMPH H（次黃嘌呤）（次黃嘌呤）G GX X（黃嘌呤）（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤黃嘌呤氧化酶氧化酶 嘌呤核苷酸的分解主要在肝臟、小腸及嘌呤核苷酸的分解主要在肝臟、小腸及腎臟中進(jìn)行，產(chǎn)物是腎臟中進(jìn)行，產(chǎn)物是尿酸。尿酸。（嘌呤環(huán)未打開嘌呤環(huán)未打開）第7頁/共39頁 正常人血漿尿酸的含量：正常人血漿尿酸的含量： 0.120.36mmol/L（26mg/dl

4、) 血漿中濃度超過血漿中濃度超過8mg/dl，尿酸易以結(jié)晶，尿酸易以結(jié)晶形式沉積，導(dǎo)致形式沉積，導(dǎo)致痛風(fēng)。痛風(fēng)。 痛風(fēng)的原因：痛風(fēng)的原因： 1.核酸大量分解核酸大量分解（如白血病、惡性腫瘤）（如白血病、惡性腫瘤） 2.腎臟排泄障礙腎臟排泄障礙 3.代謝酶缺陷代謝酶缺陷 4.長(zhǎng)期進(jìn)食高嘌呤飲食長(zhǎng)期進(jìn)食高嘌呤飲食第8頁/共39頁痛風(fēng)癥的治療機(jī)制痛風(fēng)癥的治療機(jī)制鳥嘌呤鳥嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇第9頁/共39頁 四、嘧啶的分解四、嘧啶的分解 嘧啶分解代謝時(shí)嘧啶分解代謝時(shí)環(huán)被打開環(huán)被打開，產(chǎn)物是，產(chǎn)物是小分子物質(zhì)。小分子物質(zhì)

5、。胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 H2OCO2 + NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基異丁酸脲基異丁酸-氨基異丁酸氨基異丁酸H2O肝肝尿素尿素第10頁/共39頁 第三節(jié)第三節(jié)核苷酸的生物合成核苷酸的生物合成第11頁/共39頁 核苷酸合成核苷酸合成 從頭合成從頭合成 補(bǔ)救途徑補(bǔ)救途徑指利用指利用簡(jiǎn)單物質(zhì)簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成核苷酸的途徑。列酶促反應(yīng)，合成核苷酸的途徑。 利用體內(nèi)利用體內(nèi)游離的堿基或核苷游離的堿基或核苷，經(jīng)過，經(jīng)過簡(jiǎn)單的反應(yīng)，合成核苷酸的過程。簡(jiǎn)單的反應(yīng)，合成核苷酸的過程。第12頁/共39頁一、一、1-焦磷酸焦磷酸-5-

6、磷酸核糖的生成磷酸核糖的生成R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖） PRPP合成酶合成酶(磷酸核糖焦磷酸激酶磷酸核糖焦磷酸激酶) PRPP（磷酸核糖焦磷酸）磷酸核糖焦磷酸） + ATP + AMPMg2+磷酸戊糖途徑磷酸戊糖途徑第13頁/共39頁嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP二、嘌呤核苷酸的合成代謝第14頁/共39頁 主要是主要是肝肝，其次是，其次是小腸小腸和和胸腺。胸腺。（一）從頭合成（一）從頭合成1.合成部位2. 2.合成的原料合成的原料 5- 5-磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、磷酸核糖、甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、一碳單位、一碳單位、COCO2 2第15頁/共39頁COCO2 2天冬

7、氨酸天冬氨酸甲?；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬└拾彼岣拾彼峒柞；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０饭劝滨０罚０坊０坊㏑-5-PR-5-P第16頁/共39頁3.3.過程過程（1）IMP的合成的合成（2） AMP和和GMP的生成的生成 特點(diǎn)：在特點(diǎn)：在5- 5-磷酸核糖的基礎(chǔ)上合成嘌呤核苷酸。磷酸核糖的基礎(chǔ)上合成嘌呤核苷酸。不是先合成嘌呤環(huán)再與糖結(jié)合。不是先合成嘌呤環(huán)再與糖結(jié)合。第17頁/共39頁R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下IMP

8、 AMP GMPH2N-1-R-5 -P（5 -磷酸核糖胺）磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶第18頁/共39頁腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶脫氫酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶目目 錄錄第19頁/共39頁AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶（3）ATP 和和 GTP的生成的生成第20頁/共39頁腺嘌呤腺嘌呤 + + PRPPAMP + PPiAPRT次黃嘌呤次黃嘌呤 + + PRPPIMP + PPiHGPRT鳥嘌呤鳥嘌呤 + + P

9、RPPHGPRTGMP + PPi腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP （二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑 合成部位：腦、骨髓。合成部位：腦、骨髓。第21頁/共39頁 補(bǔ)救合成的生理意義 補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時(shí)的能量和一些氨基酸的消耗。 體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。第22頁/共39頁嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)三、嘧啶核苷酸的合成三、嘧啶核苷酸的合成第23頁/共39頁 1. 1.嘧啶合成的原料：嘧啶合成的原料： 天冬氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、谷氨酰胺、COCO2 2氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸 （一） 嘧啶核苷酸的

10、從頭合成第24頁/共39頁2. 2.合成過程合成過程（1） 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺谷氨酰胺 + + HCO3-氨基甲酰磷氨基甲酰磷酸合成酶酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸 + + 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸第25頁/共39頁ATP + CO2+ + 谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸UMPATP + 5-磷酸核糖磷酸核糖PRPP乳清酸乳清酸乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸CO2UMP合成過程合成過程先合成嘧啶環(huán)再加糖先合成嘧啶環(huán)再加糖第26頁/共39頁2. 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶AT

11、PADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi第27頁/共39頁（二） 嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶嘧啶 + + PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷 + + PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 + + ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷 + + ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP +ADP第28頁/共39頁四、脫氧核苷酸的合成四、脫氧核苷酸的合成在核苷二磷酸水平上進(jìn)行在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表代表A、G、U、C等堿基）等堿基）（一）核糖核苷酸的還原（一）核糖核苷酸的還原第29頁/共39頁dNDP + ATP 激酶激

12、酶dNTP + ADP二磷酸脫氧核苷二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核苷NADP+NADPH + H+核糖核苷酸還原酶，核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原型硫氧化還原蛋白還原蛋白-(SH)-(SH)2 2氧化型硫氧氧化型硫氧化還原蛋白化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）除胸腺嘧啶核苷酸外均在二磷酸水平還原生成。除胸腺嘧啶核苷酸外均在二磷酸水平還原生成。第30頁/共39頁（二）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（二）脫氧胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）的合成）的合成TMP合酶合酶N5, N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2還原酶還原酶FH4NADP+NADPH+H

13、+dUMP脫氧胸苷一磷酸脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸還原酶脫氧核苷酸還原酶dUDP第31頁/共39頁 四四. .核苷酸的抗代謝物核苷酸的抗代謝物 核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤或嘧啶、核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤或嘧啶、氨基酸或葉酸等的類似物。氨基酸或葉酸等的類似物。堿基類似物堿基類似物氨基酸類似物氨基酸類似物 葉酸類似物葉酸類似物 6- 6-巰基嘌呤巰基嘌呤6- 6-巰基鳥嘌呤巰基鳥嘌呤8- 8-氮雜鳥嘌呤等氮雜鳥嘌呤等氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸等等 氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤氨甲蝶呤等等5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)第32頁/共39頁次黃嘌呤次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤巰基嘌呤(6-MP)6-巰基

14、嘌呤巰基嘌呤 抑制嘌呤核苷酸合成抑制嘌呤核苷酸合成第33頁/共39頁甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基異咪唑氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鳥嘌呤鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX目目 錄錄第34頁/共39頁胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU) 5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU) 抑制胸腺嘧啶核苷酸抑制胸腺嘧啶核苷酸（dTMP）合成合成第35頁/共39頁某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物第36頁/共39頁UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷氨甲碟呤氨甲碟呤氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸第37頁/共39頁 復(fù)復(fù) 習(xí)習(xí) 題題 1. 1.合成嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的原料分合成嘌呤核苷酸和嘧啶