《生物化學(xué)》教學(xué)課件：08 核苷酸

1、第 八 章,核 苷 酸 代 謝,Metabolism of Nucleotides,核酸的消化與吸收,概 述,核苷酸的生物功用,作為核酸合成的原料 體內(nèi)能量的利用形式 參與代謝和生理調(diào)節(jié) 組成輔酶 活化中間代謝物,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),AMP,第一節(jié) 嘌呤核苷酸的代謝,Metabolism of Purine Nucleotides,嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu),GMP,AMP,一、嘌呤核苷酸的合成代謝,從頭合成途徑 (de novo synthesis pathway) 補(bǔ)救合成途徑 (salvage synthesis pathway),嘌呤核苷酸的從頭合成途徑是指利用磷酸核糖、氨基酸、

2、一碳單位及二氧化碳等簡(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(wú)法進(jìn)行此合成途徑。,（一）嘌呤核苷酸的從頭合成,定義,合成部位,嘌呤堿合成的元素來(lái)源,CO2,天冬氨酸,甲酰基 （一碳單位）,甘氨酸,甲?；?（一碳單位）,谷氨酰胺 （酰胺基）,過(guò)程,1. IMP的合成,2. AMP和GMP的生成,R-5-P （5-磷酸核糖）,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,IMP,H2N-1-R-5-P （5-磷酸核糖胺）,1. IMP的合成過(guò)程, 磷酸核

3、糖酰胺轉(zhuǎn)移酶 GAR合成酶 轉(zhuǎn)甲?；?FGAM合成酶 AIR合成酶,目 錄,IMP生成總反應(yīng)過(guò)程,目 錄,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,2、AMP和GMP的生成,目 錄, 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 IMP的合成需5個(gè)ATP，6個(gè)高能磷酸鍵。 AMP或GMP的合成又需1個(gè)ATP。,嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn),從頭合成的調(diào)節(jié),PRPP,PRA,GTP,+,+,調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié),目 錄,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,腺嘌呤磷

4、酸核糖轉(zhuǎn)移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase),參與補(bǔ)救合成的酶,合成過(guò)程,補(bǔ)救合成的生理意義,補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時(shí)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。,Lesch-Nyhan綜合癥（Lesch-Nyhan syndrome， 萊尼二氏癥）,是由于次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶的遺傳缺陷引起的。缺乏該酶使得次黃嘌

5、呤和鳥(niǎo)嘌呤不能轉(zhuǎn)換為IMP和GMP，而是降解為尿酸，表現(xiàn)為高尿酸血癥過(guò)量尿酸將導(dǎo)致Lesch-Nyhan綜合癥。 患者表現(xiàn)為尿酸增高及神經(jīng)異常。如腦發(fā)育不全、智力低下、攻擊和破壞性行為，常咬傷自己的嘴唇、手和足趾，也稱為自毀容貌癥。發(fā)病率1/30萬(wàn)，X連鎖隱形遺傳，僅見(jiàn)于男性。,（三）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變,（四） 脫氧核糖核苷酸的生成,二磷酸脫氧核苷,NDP,dNDP,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,硫氧化還原蛋白還原酶 （FAD）,脫氧核苷酸的生成,（五） 嘌呤核苷酸的抗代謝物,嘌呤核苷酸的

6、抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。,次黃嘌呤 (H),6-巰基嘌呤 (6-MP),6-巰基嘌呤的結(jié)構(gòu),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,AMP,GMP,H （次黃嘌呤）,G,X （黃嘌呤）,黃嘌呤氧化酶,黃嘌呤氧化酶,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,第二節(jié)嘧啶核苷酸的代謝,Metabolism of Pyrimidine Nucleotides,嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu),從頭合成途徑 補(bǔ)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

7、,主要是肝細(xì)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(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。,定義,合成部位,嘧啶合成的元素來(lái)源,合成過(guò)程,1. 尿嘧啶核苷酸的合成,2. 胞嘧啶核苷酸的合成,UDP,UTP,3. dTMP或TMP的生成,dUMP,脫氧胸苷一磷酸 dTMP,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,UTP,CTP,天冬氨酸,嘌呤核苷酸,ATP + 5-磷酸核糖,嘧啶核苷酸,PRPP,（二） 嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成,（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),某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物,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