《醫(yī)學(xué)生物化學(xué)》課件第8章-核苷酸代謝

本章主要內(nèi)容一、嘌呤核苷酸的合成代謝二、嘧啶核苷酸的合成代謝三、脫氧(核糖)核苷酸的生成四、核苷一磷酸、核苷二磷酸和核苷三磷酸的相互轉(zhuǎn)化五、核苷酸的分解代謝六、類(lèi)核苷酸抗代謝物與腫瘤

掌握嘌呤和嘧啶從頭合成的原料、部位、限速酶、合成特點(diǎn)掌握嘌呤和嘧啶分解代謝的主要產(chǎn)物掌握脫氧核苷酸的生成過(guò)程了解抗代謝物的作用機(jī)制和臨床意義目的與要求復(fù)習(xí)：核苷酸的基本結(jié)構(gòu)形式核苷+磷酸（1~3個(gè)磷酸基）OH核苷酸：AMP,ADP,ATP,CMP，UDP等脫氧核苷酸：dAMP,dADP,dATP,dCMP

等

嘌呤(purine)腺嘌呤(adenine,A)鳥(niǎo)嘌呤(guanine,G)堿基復(fù)習(xí)：核苷酸的基本結(jié)構(gòu)形式嘧啶(pyrimidine)胞嘧啶(cytosine,C)尿嘧啶(uracil,U)胸腺嘧啶(thymine,T)復(fù)習(xí)：核苷酸的基本結(jié)構(gòu)形式-D-2-核糖-D-2-脫氧核糖RNADNA戊糖復(fù)習(xí)：核苷酸的基本結(jié)構(gòu)形式(5)作為第二信使參與生理功能調(diào)節(jié)(1)合成核酸的原料(2)體內(nèi)能量的儲(chǔ)存和利用形式(3)

構(gòu)成輔酶并參與代謝(4)充當(dāng)載體、活化中間代謝物

一、核苷酸的主要生物學(xué)功能第一節(jié)概述二、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體外戊糖途徑第一節(jié)概述

從頭合成途徑（如肝）：利用氨基酸、一碳單位及CO2等小分子物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)合成核苷酸的過(guò)程。

補(bǔ)救合成途徑（如腦和骨髓等）：利用體內(nèi)游離的堿基或核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的酶促反應(yīng)合成核苷酸的過(guò)程，也稱(chēng)為重新利用途徑。

體內(nèi)核苷酸合成的兩條途徑第二節(jié)核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝(一)嘌呤核苷酸的從頭合成(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成(三)嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變及脫氧核苷酸的合成第一節(jié)核苷酸的合成代謝嘌呤核苷酸AMPGMP1.合成的部位：（除腦、骨髓外的大多數(shù)組織器官）

肝細(xì)胞液中（主要），小腸黏膜，胸腺

2.合成的原料：

磷酸核糖，氨基酸（Gly,Gln,Asp)，CO2,一碳單位（一）嘌呤核苷酸的從頭合成第二節(jié)核苷酸的合成代謝CNCCCNNNC谷氨酰胺一碳單位CO2甘氨酸一碳單位天冬氨酸612345789嘌呤堿合成的元素來(lái)源甘氨酸當(dāng)中坐，一碳在兩邊，頭頂二氧化碳，肩扛天冬氨酸，腳踩谷氨酰胺。第一節(jié)核苷酸的合成代謝3.

合成的過(guò)程第一個(gè)階段：IMP的生成第二個(gè)階段：IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP和GMP4.

關(guān)鍵酶：PRPP合成酶、磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶第二節(jié)核苷酸的合成代謝OOCH2OHOHOHPP~PPRPP酰胺轉(zhuǎn)移EPRPP合成ER-5-PATP磷酸核糖焦磷酸(PRPP)谷氨酰胺(N9)5-磷酸核糖胺(PRA)甘氨酸(C4,C5,N7)N5,N10-甲炔-FH4(C8)H2OCO2(C6)Asp(N1)延胡索酸N10-甲酰-FH4(C2)H2OIMPGln(N3)C6HN1C2C5C4N3N7N9C8R-5’-POAMP次黃嘌呤第一個(gè)階段：IMP的生成天冬氨酸延胡索酸IMPAMPNH3GTP腺苷酸代琥珀酸第二個(gè)階段：IMP轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP脫氫XMPGMP谷氨酰胺ATPR-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)移酶嘌呤核苷酸合成概況第二節(jié)核苷酸的合成代謝AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶第二節(jié)核苷酸的合成代謝①嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成②先合成IMP，再進(jìn)一步轉(zhuǎn)變?yōu)锳MP、GMP5.

嘌呤核苷酸從頭合成的特點(diǎn)第二節(jié)核苷酸的合成代謝利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過(guò)程，稱(chēng)為補(bǔ)救合成（或重新利用）途徑。（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑定義1.

由嘌呤堿基與PRPP反應(yīng)生成嘌呤核苷酸

2.

由嘌呤核苷磷酸化生成嘌呤核苷酸第二節(jié)核苷酸的合成代謝1.堿基+R-5-PPRPP2.核苷+PiATP1.

由嘌呤堿基與PRPP反應(yīng)生成嘌呤核苷酸

2.

由嘌呤核苷磷酸化生成嘌呤核苷酸APRT:腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶HGPRT:次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶1.

由嘌呤堿基與PRPP反應(yīng)生成嘌呤核苷酸

A+PRPPAMP+PPiAPRTG+PRPPGMP+PPiHGPRTI+PRPPIMP+PPiHGPRTLesch-Nyhan綜合征第二節(jié)核苷酸的合成代謝

自毀容貌綜合征/Lesch-Nyhan綜合征缺乏HGPRT酶X-聯(lián)鎖(GeneonX)男性多發(fā)特征：嘌呤代謝高200倍尿酸水平高痙攣神經(jīng)系統(tǒng)缺陷攻擊性行為自殘第二節(jié)核苷酸的合成代謝2.

由嘌呤核苷磷酸化生成嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP補(bǔ)救合成途徑的生理意義:

減少物質(zhì)和能量消耗；腦和骨髓中合成嘌呤核苷酸的主要途徑。第二節(jié)核苷酸的合成代謝（三）脫氧(核糖)核苷酸的合成

各種脫氧核苷酸都是由相應(yīng)的核糖核苷酸經(jīng)還原作用，以H

取代核糖C2上的-OH而形成的。而且，這種還原作用是在核苷二磷酸的水平上進(jìn)行的。第二節(jié)核苷酸的合成代謝OOCH2OHOHOH~堿基OOCH2OHHOH堿基NADPH+H+NADP+H2O核糖核苷酸還原酶NDPdNDP

N=A,G,C,UPP~PPdNDP

+

ATP

激酶dNTP+ADP第二節(jié)核苷酸的合成代謝嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)化二、嘧啶核苷酸的合成（一）嘧啶核苷酸的從頭合成（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物第二節(jié)核苷酸的合成代謝嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)第二節(jié)核苷酸的合成代謝（一）嘧啶核苷酸的從頭合成

合成部位：肝（主要）

1、細(xì)胞質(zhì)

合成原料：5－磷酸核糖，Gln，

Asp，CO2第二節(jié)核苷酸的合成代謝CNCCCN432165GlnCO2Asp

嘧啶合成的元素來(lái)源第二節(jié)核苷酸的合成代謝2、合成過(guò)程：

Gln+CO2→

氨基甲酰磷酸→

→→→

乳清酸核苷酸→

UMP→其他嘧啶核苷酸氨基甲酰磷酸合成酶II（CPS－II）AspPRPP脫羧嘧啶核苷酸合成過(guò)程的特點(diǎn)：嘧啶核苷酸的合成是先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖相連而成。第二節(jié)核苷酸的合成代謝第二節(jié)核苷酸的合成代謝（2）胞嘧啶核苷酸的合成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+Pi第二節(jié)核苷酸的合成代謝（3）dTMP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dUDPCTPCDPdCDPdCMPOHNNdR-5/-POOHNNdR-5/-POCH3第二節(jié)核苷酸的合成代謝（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑嘧啶堿+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第二節(jié)核苷酸的合成代謝三、核苷酸的抗代謝物是嘌呤或嘌呤核苷酸合成過(guò)程中所需原料（如AA,葉酸）的類(lèi)似物。嘌呤類(lèi)似物：6-MP等葉酸類(lèi)似物：氨蝶呤、甲氨蝶呤（MTX）等氨基酸類(lèi)似物：氮雜絲氨酸等主要以競(jìng)爭(zhēng)性抑制的方式來(lái)干擾或阻斷嘌呤核苷酸的合成代謝。嘌呤核苷酸的抗代謝物具有抗腫瘤作用。第二節(jié)核苷酸的合成代謝（一）嘌呤核苷酸抗代謝物次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)6-巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)第二節(jié)核苷酸的合成代謝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目錄嘧啶、氨基酸或葉酸等的類(lèi)似物以競(jìng)爭(zhēng)性抑制干擾嘧啶核苷酸的合成具有抗腫瘤作用（二）嘧啶核苷酸的抗代謝物第二節(jié)核苷酸的合成代謝嘧啶類(lèi)似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)第二節(jié)核苷酸的合成代謝UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮雜絲氨酸第二節(jié)核苷酸的合成代謝核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基磷酸核糖核苷酸的分解代謝第三節(jié)核苷酸的分解代謝部位：肝，腎，小腸產(chǎn)物：尿酸一、嘌呤核苷酸的分解代謝第三節(jié)核苷酸的分解代謝AMP磷酸次黃嘌呤核苷IMPR-1-P次黃嘌呤磷酸鳥(niǎo)嘌呤核苷GMPR-1-P鳥(niǎo)嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶NH3嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物第三節(jié)核苷酸的分解代謝

痛風(fēng)尿酸含量為0.12～0.36mmol/L超過(guò)0.48mmol/L時(shí)，沉積于關(guān)節(jié)等處，導(dǎo)致痛風(fēng)癥第三節(jié)核苷酸的分解代謝痛風(fēng)癥的治療機(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別嘌呤醇次黃嘌呤NNNHOHCCHCCHCNNNHOHCCCCHCNNH別嘌呤醇可競(jìng)爭(zhēng)性抑制黃嘌呤氧化酶，使尿酸生成減少第三節(jié)核苷酸的分解代謝黃嘌呤氧化酶PRPP嘌呤核苷酸嘌呤尿酸從頭合成補(bǔ)救合成分解代謝5-磷酸核糖PRPP合成酶食物第三節(jié)核苷酸的分解代謝（二）嘧啶核苷酸的分解代謝部位：肝產(chǎn)物：β-氨基酸

胞嘧啶、尿嘧啶生成β-丙氨酸

胸腺嘧啶生成β-氨基異丁酸第三節(jié)核苷酸的分解代謝胞嘧啶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丙二酸單酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoATAC糖異生第三節(jié)核苷酸的分解代謝1、人類(lèi)排泄的嘌呤代謝產(chǎn)物是

A、尿酸B、尿素C、肌酸

D、肌酐E、黃嘌呤2、別嘌呤醇治療痛風(fēng)的原理是

A、可抑制腺苷脫氨酶

B、可抑制鳥(niǎo)嘌呤脫氨酶

C、可抑制黃嘌呤脫羧酶

D、可抑制尿酸還原酶

E、可抑制黃嘌呤氧化酶

課后練習(xí)3、體內(nèi)進(jìn)行嘌呤核苷酸從頭合成最主要的組織是

A、胸腺B、小腸黏膜C、肝

D、脾E、骨髓4、嘌呤核苷酸從頭合成時(shí)首先生成的是

A、GMPB、AMPC、IMPD、ATPE、GTP