第八章核酸代謝課件

第八章

核苷酸代謝MetabolismofNucleotides第八章

核苷酸代謝MetabolismofNucleo1概述核酸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、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶（分解排出）概述核酸的消化與吸收食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸(RNA及DNA)胃2核苷酸生物學(xué)功能核酸合成原料（主）體內(nèi)能量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核苷酸生物學(xué)功能3第一節(jié)嘌呤核苷酸代謝嘌呤核苷酸結(jié)構(gòu)AMPGMP第一節(jié)嘌呤核苷酸代謝嘌呤核苷酸結(jié)構(gòu)AMPGMP4嘌呤核苷酸的合成代謝（一）嘌呤核苷酸的從頭合成定義：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及

CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程部位：胞液從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑嘌呤核苷酸的合成代謝從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑5元素來源甘氨酸甲酰基（一碳單位）甲?；ㄒ惶紗挝唬〤O2天冬氨酸谷氨酰胺（酰胺基）元素來源甘氨酸甲?；柞；鵆O2天冬氨酸谷氨酰胺6過程次黃嘌呤核苷酸（IMP）合成IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMPR-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）谷氨酰胺谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶H2N-1-R-5′-P（5′-磷酸核糖胺）IMP

AMP

GMPATP供能，依次與Gly，甲炔基，Gln，CO2，Asp,甲酰基反應(yīng)過程次黃嘌呤核苷酸（IMP）合成IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMPR7IMP生成總反應(yīng)過程IMP生成總反應(yīng)過程8①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①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶9AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGD10小結(jié)：從頭合成的特點是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)不是先單獨合成嘌呤堿后再與磷酸核糖結(jié)合是體內(nèi)嘌呤核苷酸的主要來源，耗大量氨基酸和ATP肝是體內(nèi)從頭合成的主要器官其次是小腸黏膜和胸腺腦、骨髓及脾臟不能從頭合成催化酶以多酶復(fù)合體形式存在，調(diào)節(jié)酶是磷酸核糖焦磷酸合成酶和磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶小結(jié)：從頭合成的特點是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)11（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成定義：利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程，合成嘌呤核苷酸的過程。部位：腦、骨髓、脾臟酶：

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)（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成12腺嘌呤

+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤

+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤

+

PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP過程：腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+13生理意義補(bǔ)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(jìn)行補(bǔ)救合成生理意義14（三）嘌呤核苷酸相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3（三）嘌呤核苷酸相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代XMPGMPNH15（四）脫氧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）（四）脫氧核苷酸生成在核苷二磷酸水平上進(jìn)行16NDP核糖核苷酸還原酶，Mg2+dNDP還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白SSNADPH+H+NADP+硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)dNDP

+

ATP激酶dNTP

+ADPNDP核糖核苷酸還原酶，Mg2+dNDP還原型硫氧化還原蛋白17(五)嘌呤核苷酸的抗代謝物一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。方式：競爭性抑制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-氮雜鳥嘌呤氮雜絲氨酸氨蝶呤氨甲蝶呤(五)嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6186-巰基嘌呤（6MP）次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)6-巰基嘌呤（6MP）次黃嘌呤6-巰基嘌呤196MP作用機(jī)理：經(jīng)磷酸核糖化生成6MP核苷酸，抑制IMP向AMP和GMP轉(zhuǎn)變通過競爭性抑制，影響次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT），使PRPP中磷酸核糖不能向G及I轉(zhuǎn)移，阻止補(bǔ)救合成途徑6MP與IMP結(jié)構(gòu)相似，反饋抑制PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶干擾磷酸核糖胺形成，阻斷從頭合成途徑6MP作用機(jī)理：經(jīng)磷酸核糖化生成6MP核苷酸，抑制IMP向A20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=GMP==PRPPPPi鳥嘌呤(G)PRPPPPi=腺嘌呤（A）6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX甲酰甘氨酰PRPP谷氨酰胺=PRA甘氨酰胺==甲酰甘氨5-氨21二、嘌呤核苷酸的分解代謝部位：肝、小腸、腎核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸核糖補(bǔ)救合成尿酸二、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22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嘌呤堿的最終AMPGMPHGX黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶23痛風(fēng)癥的治療機(jī)制痛風(fēng)癥的治療機(jī)制24第二節(jié)嘧啶核苷酸代謝嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)第二節(jié)嘧啶核苷酸代謝嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)25嘧啶核苷酸的合成代謝（一）嘧啶核苷酸的從頭合成部位：肝（主）；胞液原料：谷氨酰胺、二氧化碳和天冬氨酸從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑嘧啶核苷酸的合成代謝從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑26元素來源特點：先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖相連氨基甲酰磷酸天冬氨酸元素來源氨基甲天冬氨酸27過程：尿嘧啶核苷酸的生成谷氨酰胺

+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸過程：谷氨酰胺+HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP28CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有細(xì)胞）谷氨酰胺無分布氮源變構(gòu)激活劑功能尿素合成嘧啶合成CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有細(xì)胞）谷氨酰胺無分布氮源變構(gòu)激活劑功能尿素合成嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶I、II的區(qū)別CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所29第八章核酸代謝ppt課件30胞嘧啶核苷酸的生成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胞嘧啶核苷酸的生成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶31

dTMP或TMP的生成UDP脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPTMP合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2還原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脫氧胸苷一磷酸dTMPdTMP或TMP的生成UDP脫氧核苷酸還原酶dUDPCT32小結(jié)：嘌呤及嘧啶核苷酸的互變無論嘌呤還是嘧啶核苷酸，當(dāng)由核糖核苷酸向脫氧核糖核苷酸轉(zhuǎn)變時，都發(fā)生在核苷二磷酸水平上嘌呤核苷酸間的互變（I、G和A）均可發(fā)生在核苷一磷酸水平上由尿嘧啶核苷酸轉(zhuǎn)變?yōu)榘奏ず塑账釙r，發(fā)生在核苷三磷酸水平上脫氧嘧啶核苷酸的互變發(fā)生在核苷一磷酸水平上小結(jié)：嘌呤及嘧啶核苷酸的互變無論嘌呤還是嘧啶核苷酸，當(dāng)由核糖33嘧啶（除C)+

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（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶（除C)+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核34（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物：活性形式為FdUMP或FUTP胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)抑制胸苷酸合酶，阻斷dTMP的合成（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物：活性形式為FdUMP或35某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物36UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮雜絲氨酸UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTM37二、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38胞嘧啶NH3尿嘧啶二氫尿嘧啶

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