第九章 核苷酸代謝

第八章核苷酸代謝

第一節(jié)核苷酸的分解代謝一、核酸的酶促降解二、嘌呤核苷酸的分解代謝三、嘧啶核苷酸的分解代謝一核酸的酶促降解核酸核酸酶單核苷酸磷酸單脂酶核苷嘧啶（嘌呤）核糖（脫氧核糖）核苷酶核苷磷酸化酶嘧啶（嘌呤）核糖-1-磷酸脫氧核糖-1-磷酸核糖-5-磷酸磷酸戊糖途徑醛縮酶乙醛甘油醛-3-磷酸食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸(RNA與DNA)胰核酸酶RNA酶DNA酶(磷酸二酯酶)單核苷酸胰、腸核苷酸酶(磷酸單酯酶)核苷磷酸核苷酶(水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖堿基核酸的消化排出，很少利用核酸酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶一、嘌呤堿的分解

不同種類(lèi)的生物分解嘌呤堿的能力不一樣，因而代謝產(chǎn)物也各不相同。人和猿類(lèi)及一些排尿酸動(dòng)物（如鳥(niǎo)類(lèi)等）以尿酸作為嘌呤堿代謝的最終產(chǎn)物。其他多種生物則還能進(jìn)一步分解尿酸，形成不同的代謝產(chǎn)物，直至最后分解為二氧化碳和氨。嘌呤核苷酸可以在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸成為嘌呤核苷，嘌呤核苷在嘌呤核苷磷酸化酶(purinenucleosidephosphorylase,PNP)的催化下轉(zhuǎn)變?yōu)猷堰?。嘌呤核苷及嘌呤又可?jīng)水解，脫氨及氧化作用生成尿酸。嘌呤代謝的終產(chǎn)物尿酸靈長(zhǎng)類(lèi)，短毛狗，鳥(niǎo)類(lèi)、爬蟲(chóng)類(lèi)、軟體動(dòng)物、海鞘類(lèi)、昆蟲(chóng)尿囊素哺乳動(dòng)物（靈長(zhǎng)類(lèi)除外）、腹足類(lèi)尿囊酸硬骨魚(yú)尿素大多數(shù)魚(yú)類(lèi)、兩棲類(lèi)、淡水瓣鰓類(lèi)氨甲殼類(lèi)、咸水瓣鰓類(lèi)（一）、嘌呤核苷酸的分解代謝過(guò)程AMPIGMPGX黃嘌呤氧化酶尿酸具體過(guò)程如下：腺嘌呤核苷酸NNH2NNNR-5'-PNOHNNNR-5'-PNNH2NNNRH2OPiNH3H2O脫氨酶次黃嘌呤核苷酸H2OPiNOHNNNRNH3H2O腺嘌呤核苷脫氨酶核苷酸酶NOHNNNRNOHNNNH核糖1-磷酸Pi核苷磷酸化酶2H++O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶NOHNNNHHONOHNNNHHOO2H++O2._O2+H2O黃嘌呤氧化酶次黃嘌呤核苷次黃嘌呤黃嘌呤尿酸最終產(chǎn)物NOHNNNR-5'-P次黃嘌呤核苷酸NADP+NH3NADPH+H+還原酶Pi鳥(niǎo)苷核糖1-磷酸NOHNNNR-5'-PH2NNOHNNNHHONOHNNNHH2NNOHNNNRH2N鳥(niǎo)嘌呤核苷酸Pi核苷磷酸化酶NH3尿酸H2O鳥(niǎo)嘌呤酶黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤核苷酸酶H2O正常人血漿尿酸含量：0.12～0.36mmol/L男:0.27mmol/L,女:0.21mmol/L以尿酸及其鈉鹽形式存在,均難溶于水＞0.48mmol/L(8mg%),析出結(jié)晶,沉積在關(guān)節(jié)和軟骨等處痛風(fēng)癥●進(jìn)食高嘌呤膳食時(shí)●體內(nèi)核酸大量分解(白血病,惡性腫瘤）●腎臟疾病尿酸排泄障礙血中尿酸↑臨床上用別嘌呤醇治療別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的作用機(jī)制COHNNNHHNNOHNNNHCH次黃嘌呤別嘌呤醇PRPP別嘌呤醇核苷酸嘌呤核苷酸從頭合成的酶黃嘌呤氧化酶嘌呤核苷酸合成↓反饋尿酸生成減少二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶核苷酸磷酸酶嘧啶核苷核苷酶嘧啶CONCCHCHNNH2HCOHNCCHCHNOHNH3COHNCCH2CH2NOHNADPH+H+NADP+H2OCOH2NCCH2CH2NOHHOH2OCO2+NH3H2N-CH2-CH2-COOHβ-丙氨酸胞嘧啶尿嘧啶COHNCC-CH3CHNOHNADPH+H+NADP+COHNCCH-CH3CH2NOHCOH2NCCH-CH3CH2NOHHOH2OCO2+NH3β-氨基異丁酸H2N-CH2-CH-COOHCH3β-脲基異丁酸H2O胸腺嘧啶二氫胸腺嘧啶嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸分解代謝最大的不同是嘧啶環(huán)的裂解，最后生成β-氨基酸嘧啶堿的降解產(chǎn)物易溶于水，故嘧啶代謝異常的疾病較少。第二節(jié)、核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成

二、嘧啶核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一)、從頭合成途徑

用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的過(guò)程.(二)、補(bǔ)救合成途徑利用體內(nèi)游離的嘌呤堿或嘌呤核苷經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程,合成嘌呤核苷酸。N1C2N3C4C5C6N97NC8

甲炔基(一碳單位)甘氨酸CO2Asp甲?；?一碳單位)Gln(酰胺基)甘氨當(dāng)中站,谷氮坐兩邊,左上天冬氨,頭頂CO2一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一)、從頭合成途徑合成的原料:CO2,甲酰基,氨基酸等合成的場(chǎng)所:

肝臟的胞液合成的過(guò)程:

兩個(gè)階段,1.次黃嘌呤核苷酸(IMP)的合成2.腺苷酸(AMP)和鳥(niǎo)苷酸(GMP)的合成一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一)、從頭合成途徑的反應(yīng)過(guò)程(1)IMP的合成(11步反應(yīng)，過(guò)程只需了解)R-5'-PAMPPRPP合成酶PP-1'-R-5'-P(PRPP)ATP①5'-磷酸核糖磷酸核糖焦磷酸P_PAMPATP①R-5'-PCNCNNCHCOHNHC10步反應(yīng)PP-1'-R-5'-PGlnGlu酰胺轉(zhuǎn)移酶酶3:甘氨酰胺核苷酸合成酶H2N９-1-R-5'-PH2C-NH2O=C-OHGly酶3ATP,Mg2+H2C５-N７H2O=C４N９HR-5'-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)③②PRA轉(zhuǎn)甲酰基酶FH4H2C５-N７H2O=C４N９HR-5'-P甘氨酰胺核苷酸(GAR)N5,N10-甲炔基FH4④H2CO=CNHR-5'-PNHC８HOH2CC４NHR-5'-PNHC８HOHN３=Glu甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)⑤GlnATP,Mg2+H2CC４N９HR-5'-PN７HCHOHN=AIR合成酶ATP,Mg2+,K+H2O⑥C４H2N-HCN９R-5'-PNC８H甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)5-氨基咪唑核苷酸(AIR)R-5'-PCH2NC５NNCHCOHOCO2羧化酶⑦5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)R-5'-PCH2NCNNCHCOHOR-5'-PCH2NCNNCHCON１HHCH2CHOOCHOOCNHHHCH2CHOOCHOOCAsp5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR)5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)-甲酰胺核苷酸(SAICAR)⑧ATP,Mg2+合成酶R-5'-PCH2NCNNCHCONHHOOCHCH2CHOOC5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)-甲酰胺核苷酸(SAICAR)R-5'-PCH2NCNNCHCOH2N１COOHCHHCHOOC5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)裂解酶⑨延胡索酸R-5'-PCH2NCNNCHCOH2N5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)N10甲酰FH4FH4轉(zhuǎn)甲酰酶K+⑩R-5'-PCNCNNCHCOH2NHC２OHR-5'-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5'-PCNCNNCHCOHNHC5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)H2O次黃嘌呤核苷酸(IMP)環(huán)水解酶11(2)腺苷酸和鳥(niǎo)苷酸的合成R-5'-PCNCNNCHCOHNHCIMPR-5'-PCNCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOH腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp,Mg2+,GTPR-5'-PCNCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOHR-5'-PCNCNNCHCNHCNH2COOHCHHCHOOC腺苷酸代琥珀酸(AMPS)腺苷酸(AMP)延胡索酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶R-5'-PCNCNNCHCOHNHCIMPR-5'-PCNCNNCHCOHNCONAD+H2ONADH+H+XMP黃嘌呤核苷酸IMP脫氫酶H2NR-5'-PCNCNNCHCOHNCR-5'-PCNCNNCHCOHNCOGlnGluGMP合成酶Mg2+,ATPXMPGMPAMP腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶ATPGMP鳥(niǎo)苷酸激酶GDPATPADPATPADP鳥(niǎo)苷酸激酶GTP一、嘌呤核苷酸的合成代謝(二)、補(bǔ)救合成途徑有兩條合成途徑(1)嘌呤堿與PRPP直接合成嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酸鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤核苷酸次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）HGPRT活性高APRT活性低90%嘌呤堿一、嘌呤核苷酸的合成代謝腺嘌呤+1-磷酸核糖腺苷+Pi核苷磷酸化酶(2)腺嘌呤與1-磷酸核糖生成腺苷,再生成腺嘌呤核苷酸腺苷+ATP腺苷激酶腺苷酸+ADP生理意義減少?gòu)念^合成時(shí)能量和原料的消耗●節(jié)省:●作為某些器官(腦,骨髓和脾)合成核苷酸的途徑遺傳疾病Lesch-Nyhan

萊-尼綜合征,自毀容貌綜合征-----罕見(jiàn)的性染色體X連鎖遺傳病疾病生化本質(zhì):HGPRT基因缺陷嘌呤合成過(guò)多，明顯的高尿酸血癥，痛風(fēng)伴行為,有自毀容貌.大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征,身體和精神發(fā)育遲緩,有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘(三)脫氧(核糖)核苷酸的合成在核苷二磷酸水平被還原而成OHOPOOHH堿基HOHHHOOOHOPHOOHOPOHH堿基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP++H2O核糖核苷酸還原酶dNDPNDPNDPdNDP核糖核苷酸還原酶ADPdADP核糖核苷酸還原酶GDPdGDP核糖核苷酸還原酶UDPdUDP核糖核苷酸還原酶CDPdCDP核糖核苷酸還原酶TDPdTDP二、嘧啶核苷酸的合成代謝(一)從頭合成途徑先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖連接生成嘧啶核苷酸.AspCO2GlnNH2HCH2CHOOCHOOCNCNCCC123456(一)嘧啶核苷酸的從頭合成1.從頭合成途徑(1)尿嘧啶核苷酸的合成----6步反應(yīng)HCO3_+GlnGlu2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶II①氨基甲酰磷酸N３H2O=COP２兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶II分布線粒體(肝)胞液(各種細(xì)胞)氮源氨谷氨酰胺變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸無(wú)變構(gòu)抑制劑無(wú)UMP(哺乳動(dòng)物)功能尿素合成嘧啶合成(CPS-I)(CPS-II)NH2O=COP氨基甲酰磷酸HOOC４C５H2C６HCOOHH2N１+COH2NCCH2CHCOOHNHOHO天冬氨酸氨基甲?；D(zhuǎn)移酶②PiAsp氨基甲酰天冬氨酸OCOHNCCHHCHCOOHNHCOHNCCHCCOOHNHO乳清酸二氫乳清酸NAD+NADH+H+脫氫酶④H2O③二氫乳清酸酶２COHNCCHCCOOHNHO乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5'-PPRPPPPi磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶⑤乳清酸核苷酸(OMP)COHNCCHCHNOR-5'-P尿嘧啶核苷酸(UMP)CO2⑥脫羧酶ATP(2)