生物化學(xué)與分子生物學(xué)：第十章 核苷酸代謝

第十章核苷酸代謝MetabolismofNucleotidesDNA—dNTP—dAMPdGMPdCMPdTMPRNA—NTP—AMPGMPCMPUMP體內(nèi)核苷酸主要是細胞自身合成的（不像氨基酸主要靠食物蛋白供給）。核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。主要有8種：核酸的消化與吸收概述食物核蛋白蛋白質(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在體內(nèi)廣泛分布，具有多種生物學(xué)功能：1.核酸的結(jié)構(gòu)單位2.體內(nèi)能量的儲存與利用形式—ATP3.信息分子，參與體內(nèi)物質(zhì)的代謝調(diào)節(jié)—cAMP、cGMP4.多種輔酶的組成成分—NADH/FADH2、HS-CoA5.活化中間代謝物—UDPG、CDP－甘油二酯、SAM第一節(jié)

嘌呤核苷酸的合成與分解代謝MetabolismofPurineNucleotides嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP一、嘌呤核苷酸的合成代謝從頭合成途徑(denovosynthesispathway)補救合成途徑(salvagesynthesispathway)

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。嘌呤核甘酸合成的主要途徑。

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、骨髓則無法進行此合成途徑。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成定義合成部位過程PRPP的合成IMP的合成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1’5’2.

IMP生成總反應(yīng)過程(inosinemonophosphate)目錄在PRPP的基礎(chǔ)上，經(jīng)10步酶促反應(yīng)生成IMP。

P223嘌呤堿合成的元素來源甲?；ㄒ惶紗挝唬〤O2天冬氨酸甲酰基（一碳單位）甘氨酸谷氨酰胺（酰胺基）甘氨中間坐；3、9谷酰胺；2、8一碳團；頭頂二氧碳；天冬一邊站。P223457①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3、AMP和GMP的生成目錄（黃嘌呤核苷酸）HAMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶從頭合成的調(diào)節(jié)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)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)目錄嘌呤核苷酸的合成要點1.元素的來源2.起始原料：先合成PRPP，再合成嘌呤環(huán)骨架。3.合成PRPP為關(guān)鍵反應(yīng)，PRPP合成酶為關(guān)鍵酶。4.共同中間代謝產(chǎn)物為IMP。PRPP為5-磷酸核糖的供體（二）嘌呤核苷酸的補救合成途徑定義是指體內(nèi)有些組織（腦、骨髓等）缺乏從頭合成的酶，只能利用游離的嘌呤堿或嘌呤核苷為原料，經(jīng)過簡單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補救合成。腦、骨髓合成部位腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)參與補救合成的酶腺嘌呤+

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

PRPPHGPRTGMP+PPi合成過程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP1.利用現(xiàn)成的嘌呤堿和PRPP合成2.利用嘌呤核苷合成補救合成的生理意義補救合成節(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合成。缺陷病——自毀容貌癥（HGPRT完全缺陷）AbsenceofHGPRTaseX-linked(GeneonX)OccursprimarilyinmalesCharacterizedby:IncreaseduricacidSpasticityNeurologicaldefectsAggressivebehaviorSelf-mutilationP225-226（三）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3（四）脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進行（N代表A、G、U、C等堿基）dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADP（五）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。以競爭性抑制方式干擾或阻斷核苷酸的合成。核酸和蛋白質(zhì)代謝旺盛的細胞其作用明顯?？勾x物具有抗腫瘤作用。嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤6-巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥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)蝶呤對氨基苯甲酸谷氨酸葉酸類似物葉酸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目錄二、嘌呤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-磷酸核糖嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶代謝特點：不開環(huán)，環(huán)上取代基變化嘌呤堿最終分解生成尿酸，正常情況下尿酸隨尿排出。正常人血漿尿酸含量為0.12-0.36mmol/L(2-6mg%).

若進食過多嘌呤食物或體內(nèi)核酸大量分解（惡性腫瘤等患者）或腎排出現(xiàn)障礙，血中尿酸超過8mg%，其鈉鹽則會形成結(jié)晶，沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎等處，出現(xiàn)痛風(fēng)癥。治療：別嘌呤醇競爭抑制黃嘌呤氧化酶。痛風(fēng)癥痛風(fēng)癥的治療機制鳥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第二節(jié)

嘧啶核苷酸的代謝MetabolismofPyrimidineNucleotides嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)從頭合成途徑補救合成途徑一、嘧啶核苷酸的合成代謝（一）嘧啶核苷酸的從頭合成主要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。定義合成部位合成過程1.尿嘧啶核苷酸UMP的合成氨基甲酰磷酸的合成乳清酸乳清酸+PRPP乳清酸核苷酸OMP乳清酸核苷酸UMPCO2

P229嘧啶合成的元素來源氨基甲酰磷酸天冬氨酸CO2

GlnP22945612.胞嘧啶核苷酸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+Pi3.dTMP或TMP的生成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從頭合成的調(diào)節(jié)---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-氨基甲酰磷酸合成酶II（哺乳類）天冬氨酸氨基甲酰基轉(zhuǎn)移酶（細菌）PRPP合成酶1.元素的來源2.起始原料:

CO2/Gln

氨基甲酰磷酸3.共同的中間代謝產(chǎn)物為乳清酸核苷酸OMP。4.首先合成UMP嘧啶核苷酸的合成要點氨基甲酰磷酸合成酶II（二）嘧啶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胸苷激酶在正常肝中活性很低，再生肝中活性升高，惡性腫瘤中明顯升高，并與惡性程度有關(guān)。（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)嘧啶、氨基酸、葉酸的類似物，以競爭性抑制方式干擾或阻斷嘧啶核苷酸的合成。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核苷磷酸化酶胞嘧啶NH3尿嘧啶β-脲基丙酸H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基異丁酸β-氨基異丁酸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ββ代謝特點：開環(huán)嘌呤環(huán)、嘧啶環(huán)上各原子的來源。掌握嘌呤核苷酸從頭合成途徑的概念及關(guān)鍵酶。熟悉嘌呤核苷酸補救合成的部位、概念及關(guān)鍵酶。掌握脫氧核苷酸的生成。掌握嘌呤、嘧啶核苷酸分解代謝的終產(chǎn)物。了解痛風(fēng)癥的原因及治療原則。嘌呤分解代謝及合成代謝中的共同中間產(chǎn)物第七章核苷酸代謝復(fù)習(xí)大綱

1．嘌呤核苷酸從頭合成時首先生成的是

A．GMPB．AMPC．IMPD．ATPE．GTP

3．體內(nèi)脫氧核苷酸是由下列哪種物質(zhì)直接還原而成的

A．核糖B．核糖核苷C．一磷酸核苷

D．二磷酸核苷E．三磷酸核苷2．痛風(fēng)癥患者體內(nèi)分解代謝產(chǎn)物增加的是（）A．肌酸B．肌酐C．尿酸D．尿素E．β-丙氨酸4．HGPRT（次黃嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶）參與下列哪種反應(yīng)?A．嘌呤核苷酸從頭合成B．嘧啶核苷酸從頭合成

C．嘌呤核苷酸補救合成D．嘧啶核苷酸補救合成

E．嘌呤核苷酸分解代謝從頭合成途徑(denovosynthesispathway)補救合成途徑(salvagesynthesispathway)

2．“婦女懷孕前三個月到懷孕后三個月期間，每天服用0.4毫克的葉酸增補劑可以預(yù)防胎兒大部分神經(jīng)管畸形的發(fā)生”。根據(jù)你所掌握的生化知識分析原因。一碳單位的代謝定義：某些氨基酸在分解代謝過程中可以產(chǎn)生含有一個碳原子的基團，稱為一碳單位（onecarbonunit）

體內(nèi)的一碳單位：一碳單位不能游離存在，常與四氫葉酸結(jié)合甲基（–