核苷酸的代謝課件

第八章核苷酸代謝核苷酸的化學(xué)組成核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸的生成核苷酸合成的抗代謝物核苷酸的分解代謝第八章核苷酸代謝核苷酸的化學(xué)組成第一節(jié)核苷酸的化學(xué)組成（P34）核苷酸(nucleotide)是核酸的構(gòu)件分子核苷酸有核糖、堿基及磷酸三個(gè)組成成分第一節(jié)核苷酸的化學(xué)組成（P34）核苷酸(nucle核苷酸的代謝課件嘌呤堿基：鳥(niǎo)嘌呤（G)、腺嘌呤(A)嘧啶堿基：胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)----DNA

尿嘧啶（U)-----RNA

一、堿基嘌呤堿基：鳥(niǎo)嘌呤（G)、腺嘌呤(A)一、堿基核苷酸的代謝課件腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胺式與

亞胺式互變異構(gòu)胺式與

亞胺式互變異構(gòu)酮式與烯醇式互變異構(gòu)酮式與烯醇式互變異構(gòu)含共軛雙鍵:紫外吸收（260nm）含共軛雙鍵:紫外吸收（260nm）二、核糖（pentose）碳原子編號(hào)：C’1，C’2等表示核糖：C’2-OH(RNA)脫氧核糖（deoxyribose）：C’2-H(DNA)Innucleotides,pentosesareintheirβ-furanoseform.

二、核糖（pentose）碳原子編號(hào)：C’1，C’2等表核糖和脫氧核糖核糖和脫氧核糖三、核苷核苷（nucleoside）：核糖與堿基之間以N-C鍵（N-糖苷鍵）相連接

三、核苷核苷（nucleoside）：核糖與堿基之間以N-

四、核苷酸核苷（脫氧核苷）中核糖5’碳原子上羥基被磷酸酯化形成核苷酸。磷酸基團(tuán)之間通過(guò)磷酸酸酐鍵（phosphoanhydridesbond）連接。一磷酸（脫氧）核苷酸（d）NMP二磷酸（脫氧）核苷酸（d）NDP三磷酸（脫氧）核苷酸（d）NTP四、核苷酸核苷（脫氧核苷）中核糖5’碳原子上羥基被磷酸酯化磷酯鍵磷酸酸酐鍵磷酯鍵磷酸酸酐鍵五、核苷酸的生物學(xué)功能1、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位2、參與能量的轉(zhuǎn)移：ATP/GTP/UTPATP：能量的貨幣單位3、第二信使:cAMP和cGMP4、是一些重要物質(zhì)（如輔酶、SAM等）的構(gòu)成成分5.某些核苷酸的衍生物是多種生物合成過(guò)程的活性中間物質(zhì):如UDP—葡萄糖和CDP—甘油二酯。五、核苷酸的生物學(xué)功能1、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位第二節(jié)核苷酸的合成（P192）第二節(jié)核苷酸的合成（P192）Thecellularpoolsofnucleotides(otherthanATP)arequitesmall,perhapsonly1%orlessoftheamountsrequiredtosynthesizethecell’sDNA.Therefore,cellsmustcontinuetosynthesizenucleotidesduringnucleicacidsynthesis,andinsomecasesnucleotidesynthesismaylimittheratesofDNAreplicationandtranscription.Thecellularpoolsofnucleoti核苷酸的從頭合成途徑（denovosynthesis）是利用簡(jiǎn)單的前體分子（如AA、CO2和R-5-P等）合成核苷酸的途徑

肝、小腸、胸腺等的胞液Thedenovopathwaysforpurineandpyrimidinebiosynthesisappeartobenearlyidenticalinalllivingorganisms.

核苷酸的從頭合成途徑（denovosynthesis）補(bǔ)救合成途徑（salvagepathway）直接利用核苷酸降解產(chǎn)生的嘌呤、嘧啶堿基或核苷重新合成核苷酸的過(guò)程。

腦組織、骨髓補(bǔ)救合成途徑（salvagepathway）先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMPIMP的合成是在磷酸核糖的基礎(chǔ)上合成嘌呤環(huán)一、嘌呤核苷酸的從頭合成途徑Inthedenovopurinepathway,theenzymesarepresentaslarge,ultienzymecomplexesinthecell.先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMP一、嘌呤核苷酸的從（一）IMP的合成1.原料R-5-PGln：N-3、N-9Gly：C-4、C-5及N-7N10-甲酰四氫葉酸：

C-2C-8CO2：C-6Asp:N-1

消耗ATP嘌呤堿合成的元素來(lái)源（一）IMP的合成嘌呤堿合成的元素來(lái)源2.R-5-P的活化

ATPAMP

R-5-P

PRPP

磷酸核糖焦磷酸合成酶PRPP:5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸合成酶：調(diào)節(jié)酶（變構(gòu)調(diào)節(jié)）3.IMP的合成過(guò)程2.R-5-P的活化

Gln

Glu+ppi（1）PRPP

5-磷酸核糖胺

PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶

IMP合成途徑的調(diào)節(jié)酶：變構(gòu)酶

GlnGl

（2）GlyATPADP+Pi5-磷酸核糖胺

甘氨酰胺核苷酸

甘氨酰胺核苷酸合成酶

（2）GlyATP（3）N10-甲酰FH4FH4

GAR甲酰甘氨酰胺核苷酸

FGAR

甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?/p>

甘氨酰胺核苷酸（3）N10-甲酰FH4FH4甘氨酰（4）ATP+GlnGlu+ADP+Pi甲酰甘氨酰胺核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸（4）ATP+Gln(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶

甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸甲酰甘氨(6)ATP+CO2ADP+Pi5－氨基咪唑核苷酸

5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

氨基咪唑核苷酸羧化酶

氨基咪唑核苷酸羧化酶

(6)ATP+CO2(7)Asp＋ATPADP+Pi5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(7)(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸裂解酶

(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸

5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸酶：氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲酰基酶

N10－甲酰四氫葉酸(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸N10－甲酰四氫葉酸(10)IMP的生成

IMP環(huán)化水解酶(IMP合成酶）5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸(10)IMP的生成5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸反應(yīng)共需要：1分子PRPP

（5-R-P的活化形式)

、2分子谷酰胺、1分子甘氨酸、1分子天冬氨酸和1分子CO2和2個(gè)甲?；∟10－甲酰四氫葉酸)，消耗了7

分子ATP反應(yīng)共需要：1分子PRPP（5-R-P的活化形式)、2XMP-谷氨酰胺氨基轉(zhuǎn)移酶腺苷酸代琥珀酸黃嘌呤核苷酸

（二）AMP和GMP的生成XMP-谷氨酰胺氨基轉(zhuǎn)移酶腺苷酸代琥珀酸黃嘌呤核苷酸（二）1．AMP的生物合成

GTP

GDPAsp+IMP腺苷酸代琥珀酸(AMPS)

AMPS合成酶（變構(gòu)酶）延胡索酸+AMPAMPS裂解酶1．AMP的生物合成2.GMP的生物合成H2O+NAD+NADH+H+(1)IMP黃嘌呤核苷酸（XMP）

IMP脫氫酶（變構(gòu)酶）

ATP+GlnAMP+PPi+Glu(2)XMPGMPGMP合成酶（XMP-谷氨酰胺氨基轉(zhuǎn)移酶)2.GMP的生物合成H2O+NAD+NAMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPRPP是5-磷酸核糖的活性供體；是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)的；先合成IMP，再轉(zhuǎn)變成AMP或GMP。3.嘌呤核苷酸從頭合成的特點(diǎn)PRPP是5-磷酸核糖的活性供體；3.嘌呤核苷酸從頭合成（三）嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)主要受反饋抑制（feedbackinhibition）調(diào)節(jié)1.PRPP合成酶（變構(gòu)酶，單體形式有活性）抑制劑：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸2.PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶（變構(gòu)酶）

抑制劑：IMP/AMP/GMP

激活劑：PRPP

（三）嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)主要受反饋抑制（feedbac2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133000無(wú)活性，MW270000

PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶的變構(gòu)2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133003.AMPS合成酶

抑制劑：AMP4.IMP脫氫酶

抑制劑：GMP3.AMPS合成酶核苷酸的代謝課件二、嘧啶核苷酸的從頭合成途徑（一）特點(diǎn)：先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖連接（二）原料原料：Gln、HCO3-

、Asp、5-P-R（三）過(guò)程5-P-R的活化先合成UMP再以UTP合成CTP以dUMP合成dTMP二、嘧啶核苷酸的從頭合成途徑（一）特點(diǎn)：先合成嘧啶環(huán)，再與1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成

2ATP2ADP+PiGln＋HCO3-+H2OO=C-O-+Glu

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ

NH2限速反應(yīng):UMP是該酶的變構(gòu)抑制劑P1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成P

2.CTP的合成

ATPADPATPADP

UMP

UDP

UTPUMP激酶UDP激酶

ATP

ADP+PiUTP+Gln

CTP+Glu

CTP合成酶

是由UMP在三磷酸水平上轉(zhuǎn)化而來(lái)的2.CTP的合成是由UMP在三磷酸水平上轉(zhuǎn)化而來(lái)的核苷酸的代謝課件（四）嘧啶核苷酸合成的調(diào)節(jié)

PRPP合成酶：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸（－）

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ：UMP(－）

天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶:CTP(－）（細(xì)菌）

（四）嘧啶核苷酸合成的調(diào)節(jié)（五）嘧啶環(huán)各原子的來(lái)源C-2：HCO3－N-3：Gln的酰胺基團(tuán)其余原子：Asp

（五）嘧啶環(huán)各原子的來(lái)源C-2：HCO3－三、核苷酸的補(bǔ)救合成途徑（一）堿基與PRPP直接合成(1)腺嘌呤+PRPPAMP+PPi

腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

（2）次黃嘌呤(或鳥(niǎo)嘌呤）＋PRPPIMP（GMP)

次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）

HGPRT不足或完全缺乏：X染色體連鎖的隱性遺傳病不足:高尿酸尿癥和高尿酸血癥完全缺乏：自毀容貌癥（self-mutilatingbehaviors）

三、核苷酸的補(bǔ)救合成途徑Lesch-NyhansyndromeChildrenwiththisgeneticdisorder,whichbecomesmanifestbytheageof2years,aresometimespoorlycoordinatedandmentallyretarded.Inaddition,theyareextremelyhostileandshowcompulsiveself-destructivetendencies:theymutilatethemselvesbybitingofftheirfingers,toes,andlips.Lesch-NyhansyndromeChildrenwi（3）尿嘧啶+PRPP

UMP＋PPi

嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶：不能將胞嘧啶轉(zhuǎn)移到PRPP（3）尿嘧啶+PRPPUMP＋PPi（二）核苷被磷酸化1.堿基＋R-1-P

核苷＋Pi

腺（鳥(niǎo)/胞/尿）苷磷酸化酶

核苷＋ATPNMP+ADP腺（鳥(niǎo)/胞/尿）苷激酶（二）核苷被磷酸化（三）dTMP的補(bǔ)救合成胸腺嘧啶＋dR-1-P

脫氧胸苷（dT）＋Pi

dT+ATPdTMP+ADP

胸苷激酶（三）dTMP的補(bǔ)救合成（四）補(bǔ)救合成的意義（1）簡(jiǎn)單，消耗ATP少，節(jié)省AA（2）腦主要以補(bǔ)救合成途徑合成核苷酸

骨髓（四）補(bǔ)救合成的意義四、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥(niǎo)苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3四、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代XMPGMPNH第三節(jié)脫氧核糖核苷酸的生成1.脫氧核糖核苷酸：由相應(yīng)的NDP還原生成（除dTMP）

NADPH+H+

H2O+NADP+NDPdNDP

核糖核苷酸還原酶（RR)

第三節(jié)脫氧核糖核苷酸的生成1.脫氧核糖核苷酸：由相應(yīng)的ND2.核糖核苷酸還原酶的結(jié)構(gòu)2.核糖核苷酸還原酶的結(jié)構(gòu)3.核糖核苷酸還原酶的調(diào)節(jié)

變構(gòu)調(diào)節(jié)

激活劑:ATP

抑制劑:dATP，dTTP,dCTP3.核糖核苷酸還原酶的調(diào)節(jié)

變構(gòu)調(diào)節(jié)

激活劑4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合

ATPADPATPADPdTMPdTDPdTTP

激酶激酶

核苷酸的代謝課件一、堿基類似物二、氨基酸類似物三、葉酸類似物四、核苷酸類似物第四節(jié)核苷酸合成的抗代謝物一、堿基類似物第四節(jié)核苷酸合成的抗代謝物次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)一、堿基似物（一）6-巰基嘌呤(6-Mercaptopurine，6-MP)

次黃嘌呤6-巰基嘌呤一、堿基似物1.抑制作用（1）可轉(zhuǎn)變成6-巰基嘌呤核苷酸(IMP的類似物)

抑制核苷酸的從頭合成途徑1）可抑制

PRPP合成酶

PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶

2）可抑制

IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP、GMP

1.抑制作用（1）可轉(zhuǎn)變成6-巰基嘌呤核苷酸(IMP的類似物（2）6-巰基嘌呤的抑制作用

抑制嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑競(jìng)爭(zhēng)抑制次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）

2.6-巰基嘌呤的應(yīng)用抗癌藥物（通過(guò)抑制嘌呤核苷酸的合成，最終抑制細(xì)胞分裂）主要用于：急性白血?。ㄓ绕涫羌毙粤馨图?xì)胞型）急慢性粒細(xì)胞白血病、絨毛膜上皮癌、惡性葡萄胎、惡性淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤（2）6-巰基嘌呤的抑制作用

6-MP6-MP核苷酸從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑HGPRTPRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶IMPAMP和GMP-----6-MP6-MP核苷酸從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑HGPRTP(二)嘧啶類似物

5-氟尿嘧啶(5-Flurouracil,5-FU)：可轉(zhuǎn)化為FdUMP和5-FUTP1.FdUMP與胸腺核苷酸合成酶結(jié)合，抑制dTMP的合成。

(二)嘧啶類似物5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA破壞RNA的結(jié)構(gòu)2.5-FUTP可以結(jié)合到RNA分子中，破壞RNA的結(jié)構(gòu)5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA二、氨基酸類似物氮雜絲氨酸

(AS)：Gln的類似物二、氨基酸類似物氮雜絲氨酸(AS)：Gln的類似物1.抑制嘌呤核苷酸的從頭合成途徑

2.抑制嘧啶核苷酸的從頭合成途徑及CTP的合成

ATPADP+Pi

UTP+GlnCTP+GluCTP合成酶1.抑制嘌呤核苷酸的從頭合成途徑三、葉酸類似物

葉酸還原酶和二氫葉酸還原酶的抑制劑氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)：抗腫瘤藥

MTX三、葉酸類似物

葉酸還原酶和二氫葉酸還原酶的抑制葉酸還原酶葉酸類似物為什么可作為抗腫瘤藥？葉酸還原酶葉酸類似物為什么可作為抗腫瘤藥？四、核苷類似物阿糖胞苷（胞苷類似物）：抑制CDP還原為dCDP，抑制脫氧胞嘧啶核苷酸的生成。阿糖胞苷四、核苷類似物阿糖胞苷甲氧芐氨嘧啶

甲氧芐氨嘧啶嘌呤核苷酸合成小結(jié)

IMP6-巰基嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸合成小結(jié)IMP6-巰基嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸合成小結(jié)

UMPFdUMP嘧啶核苷酸合成小結(jié)UMPFdUMP

磷酸核酸核苷酸核糖

核酸酶核苷

堿基

第五節(jié)核苷酸的分解代謝

一、嘌呤核苷酸的分解代謝一、嘌呤核苷酸的分解代謝1.嘌呤堿基的降解嘌呤環(huán)分解的終產(chǎn)物：尿酸

PiNH3(d)R(d)AMP(d)腺苷(d)次黃苷次黃嘌呤

腺苷脫氨酶(ADA)

黃嘌呤

尿酸

NH3黃嘌呤氧化酶

鳥(niǎo)嘌呤1.嘌呤堿基的降解核苷酸的代謝課件嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶嘌呤堿的最終AMPGMPHGX黃嘌呤氧化酶2.核苷酸代謝相關(guān)疾病及機(jī)制（1）腺苷脫氨酶（ADA）基因缺陷常染色體隱性遺傳病造成AMP\dAMP\dATP(RR的抑制劑）蓄積

dGDP、dCDP、dTTP合成受阻

淋巴細(xì)胞分裂受阻導(dǎo)致重癥聯(lián)合免疫缺陷?。⊿CID）

TlymphocytesandBlymphocytesdonotdevelopproperly.

2.核苷酸代謝相關(guān)疾病及機(jī)制核糖核苷酸還原酶的結(jié)構(gòu)核糖核苷酸還原酶的結(jié)構(gòu)（2）痛風(fēng)癥(goutdisease)

1）機(jī)制：嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成途徑受阻引起原因之一：HGPRT缺陷（嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成途徑受阻）機(jī)制：嘌呤堿基回收下降

尿酸導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾病Gout:"thediseaseofkings"or"richman'sdisease".

Why？（2）痛風(fēng)癥(goutdisease)鳥(niǎo)嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸IMP脫氫酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇次黃嘌呤Allopurinol

2）痛風(fēng)病的治療藥物治療：別嘌呤醇食物療法：減少含核酸、核苷酸食物的攝入鳥(niǎo)嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸IMP脫氫酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶堿1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷

核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶堿1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷

嘧啶堿基分解代謝終產(chǎn)物：β-丙氨酸（U,C)、β-氨基異丁酸（T)、CO2、NH3嘧啶堿基分解代謝終產(chǎn)物：β-丙氨酸（U,C)、β-氨

本章要點(diǎn)一、概念：核苷酸的從頭合成途徑、核苷酸的補(bǔ)救合成途徑二、符號(hào)解釋:PRPP、HGPRT、IMP、UMP、XMP,(d)NMP,(d)NDP,(d)NTP、RR三、主要內(nèi)容：1、核苷酸的生物學(xué)功能；2、嘌呤核苷酸從頭合成的原料、嘌呤環(huán)的元素來(lái)源、調(diào)節(jié)特點(diǎn)及關(guān)鍵酶；以IMP合成AMP和GMP的途徑及關(guān)鍵酶；3、嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成（途徑及HGPRT異常引起的疾?。?；4、嘧啶核苷酸從頭合成的原料、嘧啶環(huán)的元素來(lái)源、調(diào)節(jié)方式及關(guān)鍵酶；以UMP合成CTP的途徑。5、脫氧核糖核苷酸的生成及其酶(RR)的調(diào)控；dTMP的從頭合成途徑；6、核苷酸合成的抗代謝物；7、嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸分解代謝的終產(chǎn)物；嘌呤核苷酸分解代謝異常的相關(guān)疾病.本章要點(diǎn)一、概念：核苷酸第八章核苷酸代謝核苷酸的化學(xué)組成核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸的生成核苷酸合成的抗代謝物核苷酸的分解代謝第八章核苷酸代謝核苷酸的化學(xué)組成第一節(jié)核苷酸的化學(xué)組成（P34）核苷酸(nucleotide)是核酸的構(gòu)件分子核苷酸有核糖、堿基及磷酸三個(gè)組成成分第一節(jié)核苷酸的化學(xué)組成（P34）核苷酸(nucle核苷酸的代謝課件嘌呤堿基：鳥(niǎo)嘌呤（G)、腺嘌呤(A)嘧啶堿基：胞嘧啶(C)、胸腺嘧啶(T)----DNA

尿嘧啶（U)-----RNA

一、堿基嘌呤堿基：鳥(niǎo)嘌呤（G)、腺嘌呤(A)一、堿基核苷酸的代謝課件腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤腺嘌呤鳥(niǎo)嘌呤胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胞嘧啶胸腺嘧啶尿嘧啶胺式與

亞胺式互變異構(gòu)胺式與

亞胺式互變異構(gòu)酮式與烯醇式互變異構(gòu)酮式與烯醇式互變異構(gòu)含共軛雙鍵:紫外吸收（260nm）含共軛雙鍵:紫外吸收（260nm）二、核糖（pentose）碳原子編號(hào)：C’1，C’2等表示核糖：C’2-OH(RNA)脫氧核糖（deoxyribose）：C’2-H(DNA)Innucleotides,pentosesareintheirβ-furanoseform.

二、核糖（pentose）碳原子編號(hào)：C’1，C’2等表核糖和脫氧核糖核糖和脫氧核糖三、核苷核苷（nucleoside）：核糖與堿基之間以N-C鍵（N-糖苷鍵）相連接

三、核苷核苷（nucleoside）：核糖與堿基之間以N-

四、核苷酸核苷（脫氧核苷）中核糖5’碳原子上羥基被磷酸酯化形成核苷酸。磷酸基團(tuán)之間通過(guò)磷酸酸酐鍵（phosphoanhydridesbond）連接。一磷酸（脫氧）核苷酸（d）NMP二磷酸（脫氧）核苷酸（d）NDP三磷酸（脫氧）核苷酸（d）NTP四、核苷酸核苷（脫氧核苷）中核糖5’碳原子上羥基被磷酸酯化磷酯鍵磷酸酸酐鍵磷酯鍵磷酸酸酐鍵五、核苷酸的生物學(xué)功能1、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位2、參與能量的轉(zhuǎn)移：ATP/GTP/UTPATP：能量的貨幣單位3、第二信使:cAMP和cGMP4、是一些重要物質(zhì)（如輔酶、SAM等）的構(gòu)成成分5.某些核苷酸的衍生物是多種生物合成過(guò)程的活性中間物質(zhì):如UDP—葡萄糖和CDP—甘油二酯。五、核苷酸的生物學(xué)功能1、核酸的基本結(jié)構(gòu)單位第二節(jié)核苷酸的合成（P192）第二節(jié)核苷酸的合成（P192）Thecellularpoolsofnucleotides(otherthanATP)arequitesmall,perhapsonly1%orlessoftheamountsrequiredtosynthesizethecell’sDNA.Therefore,cellsmustcontinuetosynthesizenucleotidesduringnucleicacidsynthesis,andinsomecasesnucleotidesynthesismaylimittheratesofDNAreplicationandtranscription.Thecellularpoolsofnucleoti核苷酸的從頭合成途徑（denovosynthesis）是利用簡(jiǎn)單的前體分子（如AA、CO2和R-5-P等）合成核苷酸的途徑

肝、小腸、胸腺等的胞液Thedenovopathwaysforpurineandpyrimidinebiosynthesisappeartobenearlyidenticalinalllivingorganisms.

核苷酸的從頭合成途徑（denovosynthesis）補(bǔ)救合成途徑（salvagepathway）直接利用核苷酸降解產(chǎn)生的嘌呤、嘧啶堿基或核苷重新合成核苷酸的過(guò)程。

腦組織、骨髓補(bǔ)救合成途徑（salvagepathway）先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMPIMP的合成是在磷酸核糖的基礎(chǔ)上合成嘌呤環(huán)一、嘌呤核苷酸的從頭合成途徑Inthedenovopurinepathway,theenzymesarepresentaslarge,ultienzymecomplexesinthecell.先合成IMP,再以IMP合成AMP和GMP一、嘌呤核苷酸的從（一）IMP的合成1.原料R-5-PGln：N-3、N-9Gly：C-4、C-5及N-7N10-甲酰四氫葉酸：

C-2C-8CO2：C-6Asp:N-1

消耗ATP嘌呤堿合成的元素來(lái)源（一）IMP的合成嘌呤堿合成的元素來(lái)源2.R-5-P的活化

ATPAMP

R-5-P

PRPP

磷酸核糖焦磷酸合成酶PRPP:5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸合成酶：調(diào)節(jié)酶（變構(gòu)調(diào)節(jié)）3.IMP的合成過(guò)程2.R-5-P的活化

Gln

Glu+ppi（1）PRPP

5-磷酸核糖胺

PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶

IMP合成途徑的調(diào)節(jié)酶：變構(gòu)酶

GlnGl

（2）GlyATPADP+Pi5-磷酸核糖胺

甘氨酰胺核苷酸

甘氨酰胺核苷酸合成酶

（2）GlyATP（3）N10-甲酰FH4FH4

GAR甲酰甘氨酰胺核苷酸

FGAR

甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?/p>

甘氨酰胺核苷酸（3）N10-甲酰FH4FH4甘氨酰（4）ATP+GlnGlu+ADP+Pi甲酰甘氨酰胺核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸

甲酰甘氨脒核苷酸合成酶甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸（4）ATP+Gln(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸合成酶

甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸(5)甲酰甘氨脒核苷酸5－氨基咪唑核苷酸甲酰甘氨(6)ATP+CO2ADP+Pi5－氨基咪唑核苷酸

5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

氨基咪唑核苷酸羧化酶

氨基咪唑核苷酸羧化酶

(6)ATP+CO2(7)Asp＋ATPADP+Pi5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(7)(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成

N-琥珀基-5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸裂解酶

(8)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸的生成(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸

5-甲酰氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸酶：氨基咪唑氨甲酰核苷酸轉(zhuǎn)甲?；?/p>

N10－甲酰四氫葉酸(9)5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸N10－甲酰四氫葉酸(10)IMP的生成

IMP環(huán)化水解酶(IMP合成酶）5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸(10)IMP的生成5-甲酰胺咪唑-4甲酰胺核苷酸反應(yīng)共需要：1分子PRPP

（5-R-P的活化形式)

、2分子谷酰胺、1分子甘氨酸、1分子天冬氨酸和1分子CO2和2個(gè)甲?；∟10－甲酰四氫葉酸)，消耗了7

分子ATP反應(yīng)共需要：1分子PRPP（5-R-P的活化形式)、2XMP-谷氨酰胺氨基轉(zhuǎn)移酶腺苷酸代琥珀酸黃嘌呤核苷酸

（二）AMP和GMP的生成XMP-谷氨酰胺氨基轉(zhuǎn)移酶腺苷酸代琥珀酸黃嘌呤核苷酸（二）1．AMP的生物合成

GTP

GDPAsp+IMP腺苷酸代琥珀酸(AMPS)

AMPS合成酶（變構(gòu)酶）延胡索酸+AMPAMPS裂解酶1．AMP的生物合成2.GMP的生物合成H2O+NAD+NADH+H+(1)IMP黃嘌呤核苷酸（XMP）

IMP脫氫酶（變構(gòu)酶）

ATP+GlnAMP+PPi+Glu(2)XMPGMPGMP合成酶（XMP-谷氨酰胺氨基轉(zhuǎn)移酶)2.GMP的生物合成H2O+NAD+NAMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPRPP是5-磷酸核糖的活性供體；是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)的；先合成IMP，再轉(zhuǎn)變成AMP或GMP。3.嘌呤核苷酸從頭合成的特點(diǎn)PRPP是5-磷酸核糖的活性供體；3.嘌呤核苷酸從頭合成（三）嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)主要受反饋抑制（feedbackinhibition）調(diào)節(jié)1.PRPP合成酶（變構(gòu)酶，單體形式有活性）抑制劑：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸2.PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶（變構(gòu)酶）

抑制劑：IMP/AMP/GMP

激活劑：PRPP

（三）嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)主要受反饋抑制（feedbac2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133000無(wú)活性，MW270000

PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶的變構(gòu)2AMP、GMP、IMPPRPP有活性，MW133003.AMPS合成酶

抑制劑：AMP4.IMP脫氫酶

抑制劑：GMP3.AMPS合成酶核苷酸的代謝課件二、嘧啶核苷酸的從頭合成途徑（一）特點(diǎn)：先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖連接（二）原料原料：Gln、HCO3-

、Asp、5-P-R（三）過(guò)程5-P-R的活化先合成UMP再以UTP合成CTP以dUMP合成dTMP二、嘧啶核苷酸的從頭合成途徑（一）特點(diǎn)：先合成嘧啶環(huán)，再與1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成

2ATP2ADP+PiGln＋HCO3-+H2OO=C-O-+Glu

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ

NH2限速反應(yīng):UMP是該酶的變構(gòu)抑制劑P1.UMP的合成（1)氨甲酰磷酸的合成P

2.CTP的合成

ATPADPATPADP

UMP

UDP

UTPUMP激酶UDP激酶

ATP

ADP+PiUTP+Gln

CTP+Glu

CTP合成酶

是由UMP在三磷酸水平上轉(zhuǎn)化而來(lái)的2.CTP的合成是由UMP在三磷酸水平上轉(zhuǎn)化而來(lái)的核苷酸的代謝課件（四）嘧啶核苷酸合成的調(diào)節(jié)

PRPP合成酶：嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸（－）

氨甲酰磷酸合成酶Ⅱ：UMP(－）

天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶:CTP(－）（細(xì)菌）

（四）嘧啶核苷酸合成的調(diào)節(jié)（五）嘧啶環(huán)各原子的來(lái)源C-2：HCO3－N-3：Gln的酰胺基團(tuán)其余原子：Asp

（五）嘧啶環(huán)各原子的來(lái)源C-2：HCO3－三、核苷酸的補(bǔ)救合成途徑（一）堿基與PRPP直接合成(1)腺嘌呤+PRPPAMP+PPi

腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

（2）次黃嘌呤(或鳥(niǎo)嘌呤）＋PRPPIMP（GMP)

次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）

HGPRT不足或完全缺乏：X染色體連鎖的隱性遺傳病不足:高尿酸尿癥和高尿酸血癥完全缺乏：自毀容貌癥（self-mutilatingbehaviors）

三、核苷酸的補(bǔ)救合成途徑Lesch-NyhansyndromeChildrenwiththisgeneticdisorder,whichbecomesmanifestbytheageof2years,aresometimespoorlycoordinatedandmentallyretarded.Inaddition,theyareextremelyhostileandshowcompulsiveself-destructivetendencies:theymutilatethemselvesbybitingofftheirfingers,toes,andlips.Lesch-NyhansyndromeChildrenwi（3）尿嘧啶+PRPP

UMP＋PPi

嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶

嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶：不能將胞嘧啶轉(zhuǎn)移到PRPP（3）尿嘧啶+PRPPUMP＋PPi（二）核苷被磷酸化1.堿基＋R-1-P

核苷＋Pi

腺（鳥(niǎo)/胞/尿）苷磷酸化酶

核苷＋ATPNMP+ADP腺（鳥(niǎo)/胞/尿）苷激酶（二）核苷被磷酸化（三）dTMP的補(bǔ)救合成胸腺嘧啶＋dR-1-P

脫氧胸苷（dT）＋Pi

dT+ATPdTMP+ADP

胸苷激酶（三）dTMP的補(bǔ)救合成（四）補(bǔ)救合成的意義（1）簡(jiǎn)單，消耗ATP少，節(jié)省AA（2）腦主要以補(bǔ)救合成途徑合成核苷酸

骨髓（四）補(bǔ)救合成的意義四、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥(niǎo)苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3四、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代XMPGMPNH第三節(jié)脫氧核糖核苷酸的生成1.脫氧核糖核苷酸：由相應(yīng)的NDP還原生成（除dTMP）

NADPH+H+

H2O+NADP+NDPdNDP

核糖核苷酸還原酶（RR)

第三節(jié)脫氧核糖核苷酸的生成1.脫氧核糖核苷酸：由相應(yīng)的ND2.核糖核苷酸還原酶的結(jié)構(gòu)2.核糖核苷酸還原酶的結(jié)構(gòu)3.核糖核苷酸還原酶的調(diào)節(jié)

變構(gòu)調(diào)節(jié)

激活劑:ATP

抑制劑:dATP，dTTP,dCTP3.核糖核苷酸還原酶的調(diào)節(jié)

變構(gòu)調(diào)節(jié)

激活劑4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合成酶4.dTMP的生成是在脫氧一磷酸水平上進(jìn)行的胸腺嘧啶核苷酸合

ATPADPATPADPdTMPdTDPdTTP

激酶激酶

核苷酸的代謝課件一、堿基類似物二、氨基酸類似物三、葉酸類似物四、核苷酸類似物第四節(jié)核苷酸合成的抗代謝物一、堿基類似物第四節(jié)核苷酸合成的抗代謝物次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)一、堿基似物（一）6-巰基嘌呤(6-Mercaptopurine，6-MP)

次黃嘌呤6-巰基嘌呤一、堿基似物1.抑制作用（1）可轉(zhuǎn)變成6-巰基嘌呤核苷酸(IMP的類似物)

抑制核苷酸的從頭合成途徑1）可抑制

PRPP合成酶

PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶

2）可抑制

IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP、GMP

1.抑制作用（1）可轉(zhuǎn)變成6-巰基嘌呤核苷酸(IMP的類似物（2）6-巰基嘌呤的抑制作用

抑制嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑競(jìng)爭(zhēng)抑制次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）

2.6-巰基嘌呤的應(yīng)用抗癌藥物（通過(guò)抑制嘌呤核苷酸的合成，最終抑制細(xì)胞分裂）主要用于：急性白血?。ㄓ绕涫羌毙粤馨图?xì)胞型）急慢性粒細(xì)胞白血病、絨毛膜上皮癌、惡性葡萄胎、惡性淋巴瘤、多發(fā)性骨髓瘤（2）6-巰基嘌呤的抑制作用

6-MP6-MP核苷酸從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑HGPRTPRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶IMPAMP和GMP-----6-MP6-MP核苷酸從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑HGPRTP(二)嘧啶類似物

5-氟尿嘧啶(5-Flurouracil,5-FU)：可轉(zhuǎn)化為FdUMP和5-FUTP1.FdUMP與胸腺核苷酸合成酶結(jié)合，抑制dTMP的合成。

(二)嘧啶類似物5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA破壞RNA的結(jié)構(gòu)2.5-FUTP可以結(jié)合到RNA分子中，破壞RNA的結(jié)構(gòu)5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成RNA二、氨基酸類似物氮雜絲氨酸

(AS)：Gln的類似物二、氨基酸類似物氮雜絲氨酸(AS)：Gln的類似物1.抑制嘌呤核苷酸的從頭合成途徑

2.抑制嘧啶核苷酸的從頭合成途徑及CTP的合成

ATPADP+Pi

UTP+GlnCTP+GluCTP合成酶1.抑制嘌呤核苷酸的從頭合成途徑