生物化学 核酸的降解与核苷酸代谢课件.ppt
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1、第第 十一章十一章核酸的降解与核苷酸的代谢核酸的降解与核苷酸的代谢Metabolism of Nucleic Acids and Nucleotides 核酸核酸核苷酸核苷酸磷酸(磷酸(P)核苷核苷戊糖(戊糖(R)碱基(碱基(B)复习:复习:核核 糖糖 脱氧核糖脱氧核糖254321HOHHHHOCHHOHOOH2OOHHHOCHHOHH12345HH戊糖:戊糖:2NHNNNN1NNHNNOH N22NHONNH1HNNOHOHNNOHOCH3嘌呤:嘌呤:嘧啶:嘧啶:腺嘌呤(腺嘌呤(A)鸟嘌呤(鸟嘌呤(G)胞嘧啶(胞嘧啶(C)尿嘧啶(尿嘧啶(U)胸腺嘧啶(胸腺嘧啶(T)核苷酸:核苷酸:ONNNH
2、2OOCH2POOHHOOHH11磷酸脱氧胞苷(磷酸脱氧胞苷(dCMP)由磷酸、戊糖和碱基三种成分构成的化合物由磷酸、戊糖和碱基三种成分构成的化合物l核酸的消化与吸收核酸的消化与吸收第一节核酸的降解第一节核酸的降解食物核蛋白食物核蛋白蛋白质蛋白质核酸(核酸(RNA及及DNA)胃酸胃酸核苷酸核苷酸胰核酸酶胰核酸酶核苷核苷磷酸磷酸胰、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶碱基碱基戊糖戊糖核苷酶核苷酶2吸收及吸收后的去向吸收及吸收后的去向 吸收吸收 单核苷酸、核苷、单核苷酸、核苷、P、R、B均可在小肠吸收。均可在小肠吸收。单核苷酸、核苷吸收进入肠粘膜细胞后可再单核苷酸、核苷吸收进入肠粘膜细胞后可再 继续水解。继续
3、水解。吸收后的去向吸收后的去向 P、R可被机体利用可被机体利用 B很少利用、分解后排出。很少利用、分解后排出。核苷酸的生物功用核苷酸的生物功用l作为核酸合成的原料作为核酸合成的原料l体内能量的利用形式体内能量的利用形式l参与代谢和生理调节参与代谢和生理调节l组成辅酶组成辅酶l活化中间代谢物活化中间代谢物尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)AMP第二节第二节 嘌呤嘌呤核苷酸的代谢核苷酸的代谢Metabolism of Purine Nucleotides一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢l从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis pathwa
4、y)l补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis pathway)嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸的途径。苷酸的途径。肝肝是体内是体内从头合成嘌呤从头合成嘌呤核苷酸的主要器官,核苷酸的主要器官,其次是其次是小肠小肠和和胸腺胸腺,而,而脑、骨髓脑、骨髓则无法进行此则无法进行此合成途径。合成途径。(一)嘌呤核苷酸的从头合成(一)嘌呤核苷酸的从头合成定义定义合成部位合成部位嘌呤碱合
5、成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸天冬氨酸甲酰基甲酰基(一碳单位)(一碳单位)甘氨酸甘氨酸甲烯基甲烯基(一碳单位)(一碳单位)谷氨酰胺谷氨酰胺(酰胺基)(酰胺基)过程过程1.IMP的合成的合成2.AMP和和GMP的生成的生成R-5-P(5-磷酸核糖)磷酸核糖)ATPAMPPRPP合成酶合成酶PRPP(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、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PRA)谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺转移酶酰胺转移酶IMP的合成的合成P2
6、78 图图11-7IMP生成总反应过程生成总反应过程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AMP和和GMP的生成的生成黄黄嘌呤嘌呤核苷酸核苷酸AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。先合成先合成IMP再转化生成再转化生成AMP、GMP。IMP的合成需的合成需5个个ATP,6个高能磷酸键。个高能磷酸键。AMP或或GMP的合成又需的合成又需1个个ATP。嘌呤核苷
7、酸从头合成嘌呤核苷酸从头合成特点特点从头合成的调节从头合成的调节R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺转移酶酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸AMP ADPATPXMPGMPGDP GTP+_IMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+调节方式:调节方式:反馈调节反馈调节和和交叉调节交叉调节 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程,称为简单的反应,合成嘌呤核苷酸的过程,称为补救合成(或重新利用)途径。补救合成(或重新利用)途径。(二)嘌呤核苷酸的补救合成途径(
8、二)嘌呤核苷酸的补救合成途径定义定义腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase,APRT)次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)参与补救合成的酶参与补救合成的酶腺嘌呤腺嘌呤 +PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤次黄嘌呤 +PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤鸟嘌呤 +PRPPHGPRTGMP+PPi合成过程合成过程 P280 P280 腺嘌呤
9、核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP补救合成的生理意义补救合成的生理意义l补救合成节省从头合成时的能量和一些补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。氨基酸的消耗。l体内某些组织器官,如脑、骨髓等只能体内某些组织器官,如脑、骨髓等只能进行补救合成。进行补救合成。自毁容貌症自毁容貌症 一种一种X-连锁隐性遗传缺陷疾病,见于男连锁隐性遗传缺陷疾病,见于男性。由于遗传缺陷导致次黄嘌呤性。由于遗传缺陷导致次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(核糖转移酶(HGPRT)缺失所致。患者表现)缺失所致。患者表现为尿酸增高及神经异常。如脑发育不全、智为尿酸增高及神经异常。如脑发育不全、智力
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