生物化學(xué)第十二章核酸和核苷酸代謝

NNNNNN第十二章核酸和核苷酸代謝第一節(jié)核酸的消化與吸收一、核酸的消化與吸收食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸（RNA及DNA）胃酸單核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶含氮堿磷酸戊糖核苷磷酸化酶戊糖磷酸磷酸酶二、核苷酸的生物學(xué)功用作為核酸合成的原料；體內(nèi)能量的利用形式；參與代謝和生理調(diào)節(jié)；組成輔酶；作為活化中間代謝物載體。O尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸NAD++NNNNNH2OHOH-O-P-O-H2COOOOHOH-O-P-O-H2CNCONH2AMPO第二節(jié)核酸的分解代謝一、核酸的分解核酸核酸酶單核苷酸寡核苷酸核酸酶分類：●根據(jù)作用底物分：核糖核酸酶脫氧核糖核酸酶●根據(jù)作用位點(diǎn)分:內(nèi)切核酸酶外切核酸酶二、單核苷酸的分解核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸核糖堿基戊糖核苷水解酶三、嘌呤的分解嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶NNNNOHHHOOH尿酸黃嘌呤氧化酶痛風(fēng)癥四、嘧啶的分解胞嘧啶NH3尿嘧啶二氫尿嘧啶H2OCO2+NH3H2N-CH2-CH2-COOHβ-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基異丁酸H2N-CH2-CH-COOHCH3β-氨基異丁酸H2OH2N-CH2-CH2-COOHβ-丙氨酸H2N-CH2-CH-COOHCH3β-氨基異丁酸CO2+NH3丙二酸單酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoATAC糖異生第三節(jié)核苷酸的生物合成1、核糖的來(lái)源與1-焦磷酸5-磷酸核糖的生成2、嘌呤核苷酸的生物合成3、嘧啶核苷酸的生物合成4、脫氧核苷酸的生物合成一、核糖的來(lái)源與1-焦磷酸-5-磷酸核糖的生成二、嘌呤核苷酸的合成代謝1.從頭合成途徑

（denovosynthesispathway）2.補(bǔ)救合成途徑

（salvagesynthesispathway）嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)NNNHNOH2NR5′PGMPNNNNNH2R5′PAMP1.定義：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。2.合成部位：肝臟是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦、骨髓則無(wú)法進(jìn)行此合成途徑。（一）、嘌呤核苷酸的從頭合成3.嘌呤堿合成的元素來(lái)源4.過(guò)程（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的生成R-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，一碳單位，二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下IMPAMPGMPH2N-1-R-5’-P（5-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶（1）IMP的合成①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶(2)AMP和GMP的生成嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的，而不是首先合成嘌呤堿然后再與磷酸核糖結(jié)合的。IMP的合成需5個(gè)ATP，6個(gè)高能磷酸鍵。而AMP或GMP的合成又需1個(gè)ATP（1個(gè)或2個(gè)高能磷酸鍵）。5.特點(diǎn)1.定義：利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸，稱為補(bǔ)救合成（或重新利用）途徑。2.參與補(bǔ)救合成的酶：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（adeninephosphoribosyltransferase,APRT），次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（hypoxanthine-

guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT），

腺苷激酶（adenosinekinase）（二）、嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP鳥(niǎo)嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT3.合成過(guò)程4.補(bǔ)救合成的生理意義節(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。AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶（三）ATP和GTP的生成（四）嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤6-巰基鳥(niǎo)嘌呤8-氮雜鳥(niǎo)嘌呤等氮雜絲氨酸等氨蝶呤氨甲蝶呤等次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)6-巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)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-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP==PRPPPPi鳥(niǎo)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從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑三、嘧啶核苷酸的合成代謝HN=O=ONR5′PNNH2=NRPCMPOHN=O=ONdR5′PCH3UMPdTMP5′嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)（一）、嘧啶核苷酸的從頭合成2.合成部位：主要是肝細(xì)胞胞液1.定義：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。3.嘧啶合成的元素來(lái)源:CCCNCN氨基甲酰磷酸天冬氨酸4.合成過(guò)程尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+PiH2N-C-O-P-OH=OO=O-+谷氨酸氨基甲酰磷酸CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有細(xì)胞）谷氨酰胺無(wú)分布氮源變構(gòu)激活劑功能尿素合成嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶I、II的區(qū)別CTP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+PiNNH2=ONR5′PPPCTPR5′PHN=O=ONUMP1.定義：利用體內(nèi)游離的嘧啶或嘧啶核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘧啶核苷酸，稱為補(bǔ)救合成（或重新利用）途徑。2.參與補(bǔ)救合成的酶：嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿苷激酶

胸苷激酶（二）、嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑3、合成過(guò)程嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)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（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮雜絲氨酸四、脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表A、G、U、C等堿基）1、核糖核苷酸的還原dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADP二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）脫氧核苷酸的生成2