核酸與核苷酸代謝

第十章

核酸(hésuān)與核苷酸代謝精品資料本章(běnzhānɡ)內(nèi)容核酸(hésuān)的消化與吸收核苷酸的分解代謝嘌呤的分解嘧啶的分解核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸合成嘧啶核苷酸合成脫氧核糖核苷酸的合成核酸(hésuān)代謝相關(guān)疾病和抗核酸(hésuān)代謝藥物精品資料第一節(jié)：

核酸的消化(xiāohuà)與吸收精品資料核酸(hésuān)的消化與吸收食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基磷酸戊糖核苷磷酸化酶精品資料核苷酸的生物(shēngwù)功用作為核酸合成的原料(yuánliào)體內(nèi)能量的利用形式參與代謝和生理調(diào)節(jié)組成輔酶活化中間代謝物精品資料第二節(jié)：

核苷酸的分解代謝精品資料一、嘌呤(piàolìng)核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP精品資料二、嘌呤(piàolìng)核苷酸的分解代謝核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸(línsuān)核糖精品資料嘌呤堿的最終代謝(dàixiè)產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶精品資料精品資料四、嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的結(jié)構(gòu)精品資料五、嘧啶(mìdìnɡ)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核苷磷酸化酶精品資料胞嘧啶NH3尿嘧啶二氫尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶(mìdìnɡ)β-脲基異丁酸β-氨基(ānjī)異丁酸H2O丙二酸單酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoATAC糖異生精品資料第二節(jié)：

核苷酸的生物(shēngwù)合成精品資料一、嘌呤核苷酸的合成(héchéng)代謝從頭合成途徑(tújìng)(denovosynthesispathway)補救合成途徑(tújìng)(salvagesynthesispathway)

精品資料嘌呤核苷酸的從頭合成途徑是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳(èryǎnghuàtàn)等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。肝是體內(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、骨髓則無法進行(jìnxíng)此合成途徑。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成定義合成部位精品資料嘌呤(piàolìng)堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲?；ㄒ惶紗挝?dānwèi)）甘氨酸甲酰基（一碳單位）谷氨酰胺（酰胺基）嘌呤是在核糖環(huán)上合成的精品資料過程(guòchéng)1.IMP的合成(héchéng)2.AMP和GMP的生成精品資料R-5-P（5-磷酸(línsuān)核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸(línsuān)核糖焦磷酸(línsuān)）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)移酶精品資料多步反應(yīng)(fǎnyìng)不用記精品資料從IMP合成(héchéng)AMP和GMP精品資料?嘌呤核苷酸是在磷酸(línsuān)核糖分子上逐步合成的。?IMP的合成需6個ATP，7個高能磷酸(línsuān)鍵。AMP或GMP的合成又需1個ATP。嘌呤(piàolìng)核苷酸從頭合成特點精品資料嘌呤核苷酸合成(héchéng)的調(diào)節(jié)精品資料利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)，合成(héchéng)嘌呤核苷酸的過程，稱為補救合成(héchéng)（或重新利用）途徑。（二）嘌呤(piàolìng)核苷酸的補救合成途徑定義精品資料腺嘌呤磷酸(línsuān)核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸(línsuān)核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)參與(cānyù)補救合成的酶精品資料腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成(héchéng)過程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP精品資料補救合成(héchéng)的生理意義補救(bǔjiù)合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補救(bǔjiù)合成。精品資料（三）嘌呤(piàolìng)核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3精品資料從頭合成途徑(tújìng)補救合成途徑(tújìng)二、嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的合成代謝精品資料（一）嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的從頭合成主要(zhǔyào)是肝細胞胞液嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。定義合成部位精品資料嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的從頭合成嘧啶環(huán)先獨立合成，然后轉(zhuǎn)移到PRPP（類似于補救(bǔjiù)途徑）先合成UMP合成前體：GlnCO2Asp需要ATP尿嘧啶胞嘧啶精品資料嘧啶合成(héchéng)的元素來源氨基甲酰磷酸天冬氨酸CO2谷氨酰胺精品資料1.UMP的從頭合成

精品資料精品資料2.胞嘧啶核苷酸的合成(héchéng)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精品資料從頭合成的調(diào)節(jié)(tiáojié)---ATP+CO2+谷氨酰胺氨基(ānjī)甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-精品資料（二）嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的補救合成嘧啶+

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精品資料（一）特殊的激酶(jīméi)催化NMP轉(zhuǎn)變成NDPNMPNDP核苷單磷酸激酶AMP+ATP

2ADPGMP+ATP

GDP+ADP腺苷酸激酶(jīméi)鳥苷酸激酶三、核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成精品資料（二）核苷三磷酸(línsuān)（NTP）的合成NDPNTP核苷二磷酸激酶ATP:底物水平(shuǐpíng)磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化GTP:底物水平(shuǐpíng)磷酸化其他NTP:在有氧條件下，細胞內(nèi)ATP濃度遠高于其他幾種NTPATP是磷酸的主要供體精品資料四、脫氧核苷酸的合成(héchéng)1′2′3′4′5′1′2′3′4′5′堿基堿基脫氧核苷酸核苷酸如何(rúhé)除去2′-位的氧？核苷酸還原酶精品資料脫氧核苷酸的合成(héchéng)在核苷二磷酸水平上進行(jìnxíng)（N代表A、G、U、C等堿基）精品資料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(yǎnghuà)還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原(huányuán)蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）脫氧核苷酸的生成-NDP的還原精品資料五.dTMP的生成(shēnɡchénɡ)精品資料脫氧嘧啶(mìdìnɡ)核苷酸的形成精品資料第三節(jié)：與核苷酸代謝相關(guān)(xiāngguān)的疾病痛風——尿酸產(chǎn)生過多引起嚴重聯(lián)合免疫(miǎnyì)缺陷病（SCID）——腺苷脫氨酶（ADA）單個基因突變引起Lesch-Nyhan綜合征乳清酸尿癥精品資料別嘌呤醇治療痛風(tònɡfēnɡ)的機理精品資料脫氧(tuōyǎng)次黃嘌呤核苷嚴重(yánzhòng)聯(lián)合免疫缺陷?。⊿CID）精品資料Lesch-Nyhan綜合征是一種隱性的性連鎖遺傳性疾病(jíbìng)，因此患者幾乎都是男性，女性僅為攜帶者。該病的病因是由于HGPRT有缺陷造成的。主要癥狀包括：高尿酸血癥、肌強直、智力遲鈍和自殘等。精品資料乳清酸尿癥（oroticaciduria）癥狀：乳清酸尿癥是一種遺傳性疾病，主要表現(xiàn)為尿中排出大量乳清酸、生長遲緩和重度貧血。病因：催化嘧啶核苷酸從頭合成反應(yīng)的具有乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶和OMP脫羧酶活性的雙功能酶的缺陷(quēxiàn)。治療：臨床用尿嘧啶或尿苷治療。尿嘧啶或尿苷在細胞內(nèi)經(jīng)補救途徑生成UMP，從而抑制CPS-Ⅱ活性，從而抑制嘧啶核苷酸的從頭合成，減少乳清酸的產(chǎn)生。精品資料第四節(jié)：抗核酸(hésuān)代謝類藥物可用于治療癌癥(áizhènɡ)，也經(jīng)常用作抗病毒的藥物。（1）葉酸類似物（2）谷氨酰胺類似物（3）堿基類似物（4）核苷類似物精品資料一、葉酸(yèsuān)類似物氨基蝶呤和氨甲蝶呤（MTX）是葉酸類似物，能抑制哺乳動物細胞(xìbāo)二氫葉酸還原酶，臨床上被用于多種癌癥的治療精品資料二、谷氨酰胺的類似物精品資料（一）嘌呤(piàolìng)類似物三、堿基類似物在細胞內(nèi)經(jīng)補救途徑轉(zhuǎn)變成相應(yīng)的核苷酸類似物，抑制嘌呤(piàolìng)核苷酸的合成：1)抑制IMPAMP或GMP；2)競爭性抑制HGPRT，阻斷嘌呤(piàolìng)核苷酸的補救合成；3)抑制谷氨酰胺：PRPP氨基轉(zhuǎn)移酶的活性。6-巰基嘌呤(piàolìng)長期用于兒童白血病的治療精品資料二、嘧啶(mìdìnɡ)類似物精品資料5-氟尿苷酸抑制(yìzhì)胸苷酸合酶的機理5-FU可經(jīng)補救途徑(tújìng)轉(zhuǎn)變成5-FUMP，5-FUMP是胸苷酸合酶的自殺性底物，不可逆地抑制該酶的活性，從而阻斷體內(nèi)胸苷酸的合成，達到抑癌的效果。精品資料三、某些(mǒuxiē)改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物在體內(nèi)經(jīng)補救途徑分別轉(zhuǎn)變?yōu)锳ZTPP，ddITP和araCTP，然后參入到正在合成的DNA鏈中，抑制鏈的延伸。AZT和ddI能夠有效地阻斷HIV的反轉(zhuǎn)錄，為治療(zhìliáo)艾滋病的最有效藥物之一，而araC主要用于急性白血病的治療(zhìliáo)精品資料本章(běnzhānɡ)小結(jié)嘌呤分解為尿酸的主要過程