核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座

第8章核苷酸代謝MetabolismofNucleotides核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第1頁(yè)核苷酸是核酸基本結(jié)構(gòu)單位。人體內(nèi)核苷酸主要由機(jī)體細(xì)胞本身合成。所以，與氨基酸不一樣，核苷酸不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)。概述核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第2頁(yè)核酸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、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第3頁(yè)核苷酸生物功用作為核酸合成原料體內(nèi)能量利用形式參加代謝和生理調(diào)整組成輔酶活化中間代謝物AMP尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第4頁(yè)第一節(jié)

嘌呤核苷酸合成與分解代謝

MetabolismofPurineNucleotides核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第5頁(yè)嘌呤核苷酸結(jié)構(gòu)GMPAMP核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第6頁(yè)一、嘌呤核苷酸合成存在從頭合成和補(bǔ)救合成兩種路徑

利用體內(nèi)游離嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸。從頭合成路徑(denovosynthesis)補(bǔ)救合成路徑(salvagepathway)利用磷酸核糖、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。核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第7頁(yè)

肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦、骨髓則無(wú)法進(jìn)行此合成路徑。（一）嘌呤核苷酸從頭合成哺乳動(dòng)物合成部位1、從頭合成路徑除一些細(xì)菌外，幾乎全部生物體都能合成嘌呤堿。核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第8頁(yè)嘌呤堿合成元素起源CO2天冬氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬└拾彼峒柞；ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊┖塑账岽x基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第9頁(yè)合成過(guò)程IMP合成AMP和GMP生成核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第10頁(yè)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逐步參加下IMP

AMP

GMPH2N-1-R-5′-P（5′-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第11頁(yè)IMP合成過(guò)程①磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶②GAR合成酶③轉(zhuǎn)甲?；涪蹻GAM合成酶⑤AIR合成酶核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第12頁(yè)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第13頁(yè)IMP生成總反應(yīng)過(guò)程核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第14頁(yè)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AMP和GMP生成核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第15頁(yè)AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第16頁(yè)嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成。IMP合成需5個(gè)ATP，6個(gè)高能磷酸鍵。AMP或GMP合成又需1個(gè)ATP。嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第17頁(yè)2、從頭合成調(diào)整R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTP++_____IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP__++調(diào)整方式：反饋調(diào)整和交叉調(diào)整核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第18頁(yè)(二)嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成有兩種方式腺嘌呤磷酸核糖轉(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)參加補(bǔ)救合成酶核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第19頁(yè)腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥(niǎo)嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi合成過(guò)程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第20頁(yè)補(bǔ)救合成生理意義補(bǔ)救合成節(jié)約從頭合成時(shí)能量和一些氨基酸消耗。體內(nèi)一些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第21頁(yè)（三）嘌呤核苷酸相互轉(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核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第22頁(yè)（四）脫氧核糖核苷酸生成在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表A、G、U、C等堿基）核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第23頁(yè)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)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第24頁(yè)（五）嘌呤核苷酸抗代謝物嘌呤核苷酸抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等類似物。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核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第25頁(yè)次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)

6-巰基嘌呤結(jié)構(gòu)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第26頁(yè)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目錄核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第27頁(yè)二、嘌呤核苷酸分解代謝核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸核糖核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第28頁(yè)嘌呤堿最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第29頁(yè)痛風(fēng)癥治療機(jī)制鳥(niǎo)嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第30頁(yè)第二節(jié)

嘧啶核苷酸合成與分解代謝MetabolismofPyrimidineNucleotides核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第31頁(yè)嘧啶核苷酸結(jié)構(gòu)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第32頁(yè)一、嘧啶核苷酸合成一樣有從頭合成與補(bǔ)救合成兩條路徑(一)嘧啶核苷酸從頭合成比嘌呤核苷酸簡(jiǎn)單合成部位主要是肝細(xì)胞胞液合成原料谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第33頁(yè)嘧啶合成元素起源氨基甲酰磷酸天冬氨酸核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第34頁(yè)合成過(guò)程尿嘧啶核苷酸合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第35頁(yè)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第36頁(yè)核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第37頁(yè)胞嘧啶核苷酸合成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+Pi核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第38頁(yè)dTMP或TMP生成TMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2還原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第39頁(yè)從頭合成調(diào)整---ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸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-核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第40頁(yè)（二）嘧啶核苷酸補(bǔ)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核苷酸代謝基礎(chǔ)知識(shí)專家講座第41頁(yè)（三）嘧啶核苷酸抗代謝物嘧啶類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)核苷酸