第十章-核苷酸代谢1-课件.ppt
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- 第十 核苷酸 代谢 课件
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1、1核苷酸核苷酸代谢代谢第十章第十章Metabolism of Nucleotides核苷酸库核苷酸库2核酸的降解核酸的降解核苷酸的合成核苷酸的合成核酸的合成核酸的合成核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸不属于营养必需物质核苷酸不属于营养必需物质3 3核苷酸的生理功用核苷酸的生理功用作为核酸合成的原料作为核酸合成的原料-最主要的功能最主要的功能体内能量的利用形式体内能量的利用形式参与代谢与生理调节参与代谢与生理调节-cAMP,cGMP组成辅酶组成辅酶-NAD,FAD,CoA活化中间代谢物活化中间代谢物-UDPG,CDP-DG,SAM ATP-主要形式;主要形式;GTP-蛋白质合成蛋白质合成 UTP-糖
2、原合成;糖原合成;CTP-磷脂合成磷脂合成4从核苷酸的组成来看核苷酸的代谢从核苷酸的组成来看核苷酸的代谢核苷酸的代谢主要是碱基的合成与分解核苷酸的代谢主要是碱基的合成与分解5第第 二二 节节 嘌呤核苷酸代谢嘌呤核苷酸代谢第第 三三 节节 嘧啶核苷酸代谢嘧啶核苷酸代谢第第 一一 节节 核酸的酶促降解核酸的酶促降解 6食物核蛋白食物核蛋白蛋白质蛋白质核酸核酸(RNA与与DNA)胰核酸酶胰核酸酶RNA酶酶DNA酶酶(磷酸二酯酶磷酸二酯酶)单核苷酸单核苷酸胰、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶(磷酸单酯酶磷酸单酯酶)核苷核苷磷酸磷酸核苷酶核苷酶或磷酸解或磷酸解)戊糖戊糖碱基碱基核酸的消化核酸的消化排出,很排出,
3、很少利用少利用第第 一一 节节 核酸的酶促降解核酸的酶促降解 (水解水解或磷酸戊或磷酸戊糖糖7 7第二节第二节 嘌呤核苷酸代谢嘌呤核苷酸代谢GMP、GDP、GTPdGMP、dGDP、dGTPAMP、ADP、ATPdAMP、dADP、dATP8 8一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢R-5-PPP-1-R-5-PATPAMPPRPP合成酶合成酶5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸9(一一)从头合成途径从头合成途径 用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物等简单物质为原料,经过一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的质为原料,经过一系列酶促反应合成嘌
4、呤核苷酸的途径途径.(二二)补救合成途径补救合成途径 利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷经过简单的利用体内游离的嘌呤碱或嘌呤核苷经过简单的反应过程反应过程,合成嘌呤核苷酸。合成嘌呤核苷酸。1010(一一)嘌呤核苷酸的从头合成途径嘌呤核苷酸的从头合成途径1、合成的过程:、合成的过程:两个阶段两个阶段,(1)次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)的合成的合成(2)腺苷酸)腺苷酸(AMP)和鸟苷酸和鸟苷酸(GMP)的合成的合成1111R-5-P(5-磷酸核糖)磷酸核糖)ATPAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P(磷酸核糖焦磷酸)(磷酸核糖焦磷酸)在谷氨酰胺、甘氨酸、在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位
5、、二氧化碳及一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下天冬氨酸的逐步参与下IMPH2N-1-R-5-P(5-磷酸核糖胺)磷酸核糖胺)谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺转移酶酰胺转移酶(1 1)次黄嘌呤核苷酸)次黄嘌呤核苷酸(IMP)(IMP)的合成的合成12OHNR-5-PC NCNNCHCHC次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸(IMP)在在R-5R-5-P-P的的C-1C-1上合成嘌呤环上合成嘌呤环13N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲酰基甲酰基(一碳单位一碳单位)甘氨酸甘氨酸CO2Asp甲酰基甲酰基(一碳单位一碳单位)Gln(酰胺基酰胺基)甘氨甘氨站中间,站中间,谷氮谷氮坐下坐下面面,CO2飘
6、飘天天上,上,甲酰甲酰守两守两边边。14(2)腺苷酸和鸟苷酸的合成腺苷酸和鸟苷酸的合成腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶1515AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶GDPATPADPATPADP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶GTP二磷酸、三磷酸嘌呤核苷酸的形成二磷酸、三磷酸嘌呤核苷酸的形成部位:部位:肝(主要)、小肠、胸腺细胞的胞液。脑、骨髓不能合成。肝(主要)、小肠、胸腺细胞的胞液。脑、骨髓不能合成。原料:原料:磷酸核糖,甘氨酸,天冬氨酸,谷氨酰
7、酸,磷酸核糖,甘氨酸,天冬氨酸,谷氨酰酸,COCO2 2,甲酰基。,甲酰基。关键酶:关键酶:PRPPPRPP合成酶,酰胺转移酶,合成酶,酰胺转移酶,腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 ,IMPIMP脱氢酶,脱氢酶,GMPGMP合成酶。合成酶。过程:过程:两个阶段:两个阶段:IMPIMP的合成;的合成;AMPAMP和和GMPGMP的生成。的生成。消耗氨基酸和大量消耗氨基酸和大量ATPATP。16R-5-PATPPRPPPRAIMPATPGTPAMPSAMPADPXMPGMPGDP 从头合成途径(小结)从头合成途径(小结)17PRPP合成酶合成酶2.嘌呤核苷酸从头合成的调节嘌呤核苷酸从头合成
8、的调节主要通过产物的负反馈调节,有主要通过产物的负反馈调节,有2个长反馈和个长反馈和2个短反馈个短反馈ATPGTPR-5-PATPPRPP酰胺酰胺转移酶转移酶PRAIMPAMPSAMPADPXMPGMPGDP(1)2个长反馈:个长反馈:1818(2 2)2 2个短反馈个短反馈IMPAMPSXMPAMPADPGMPGDPGTPATPATPGTPIMPIMP脱脱氢酶氢酶AMPSAMPS合合成酶成酶GMPGMP合成酶合成酶19意义:意义:产物负反馈(长、短)使核苷酸的产物负反馈(长、短)使核苷酸的合成能满足机体的需要,又不会过剩。合成能满足机体的需要,又不会过剩。交叉正反馈使腺嘌呤核苷酸和鸟嘌交叉正
9、反馈使腺嘌呤核苷酸和鸟嘌呤核苷酸保持相对平衡。呤核苷酸保持相对平衡。20(二二)补救合成途径补救合成途径有两条合成途径有两条合成途径1 1、嘌呤碱与、嘌呤碱与PRPPPRPP直接合成嘌呤核苷酸直接合成嘌呤核苷酸腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)HGPRT活性高活性高APRT活性活性低低90%嘌呤碱嘌呤碱次黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸鸟嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤核苷酸鸟嘌呤核苷酸PRPPPPi次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶(HGPRT)(HGPRT)21腺嘌呤腺嘌呤 +1-+1-磷酸核糖磷酸核糖腺苷腺苷 +Pi
10、+Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶2 2、腺嘌呤与腺嘌呤与1-1-磷酸核糖生成腺苷磷酸核糖生成腺苷,再生成再生成腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺苷腺苷 +ATP+ATP腺苷激酶腺苷激酶腺苷酸腺苷酸 +ADP+ADP22补救合成的生理意义补救合成的生理意义1、节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。、节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。2、某些组织器官,如脑、骨髓等只能进行补救合成、某些组织器官,如脑、骨髓等只能进行补救合成23(三三)腺苷酸和鸟苷酸的相互转变腺苷酸和鸟苷酸的相互转变AMPGMPXMPAMPSIMPNH3腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶NADP+NH3NADPH鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶24(四
11、四)脱氧脱氧(核糖核糖)核苷酸的合成核苷酸的合成在在核苷二磷酸水平核苷二磷酸水平被还原而成被还原而成OHOPOOHOHH碱基碱基HOHHHOOOHOPHOOHOPOH HH碱基碱基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+H2O核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶dNDPNDP25NDPdNDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ADPdADP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶GDPdGDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶UDPdUDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶CDPdCDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶TDPdTDP26dNDP+ATPdNTP+ADP激酶激酶激酶激酶dCDP+ATP
12、dCTP+ADPdUDP+ATPdUTP+ADP激酶激酶dGDP+ATPdGTP+ADP激酶激酶dADP+ATPdATP+ADP激酶激酶dNDPdNMP+Pi磷酸酶磷酸酶27二嘌呤核苷酸的分解代谢二嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷酸核苷核苷PiPi1-1-磷酸核糖磷酸核糖碱基碱基5-磷酸核糖磷酸核糖核苷酸酶核苷酸酶磷酸化酶磷酸化酶1-1-磷酸核糖磷酸核糖变位酶变位酶补救途径补救途径分解代谢分解代谢终末产物经尿排出终末产物经尿排出PRPPPRPPCOCO2 2H H2 2O O2828嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤核苷酸的分解代谢GMPGIX黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶尿酸尿酸IMP
13、AMP29 正常人血浆尿酸含量:正常人血浆尿酸含量:0.120.36mmol/L 男男:0.27mmol/L,女女:0.21mmol/L 以尿酸及其钠盐形式存在以尿酸及其钠盐形式存在,均难溶于水均难溶于水0.48mmol/L(8mg%),析出结晶析出结晶,沉积在关节和软骨等处沉积在关节和软骨等处 痛风症痛风症进食高嘌呤膳食时进食高嘌呤膳食时体内核酸大量分解体内核酸大量分解(白血病白血病,恶性肿瘤)恶性肿瘤)肾脏疾病尿酸排泄障碍肾脏疾病尿酸排泄障碍血中尿酸血中尿酸嘌呤核苷酸的过量合成嘌呤核苷酸的过量合成3030别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制别嘌呤醇治疗痛风症的作用机制N OHNNNHCH次黄嘌呤次
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