第-八-章-核-苷-酸-代-谢课件.ppt

1、目目 录录第第 八八 章章核核 苷苷 酸酸 代代 谢谢Metabolism of Nucleotides 目目 录录DNAdNTPdAMPdGMPdCMPdTMPRNANTPAMPGMPCMPUMP 体内核苷酸主要是细胞自身合成的体内核苷酸主要是细胞自身合成的 （不像氨基酸主要靠食物蛋白供给）。（不像氨基酸主要靠食物蛋白供给）。核苷酸核苷酸是核酸的基本结构单位。主要有是核酸的基本结构单位。主要有8种：种：目目 录录l核酸的消化与吸收核酸的消化与吸收概概 述述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

2、酸酶碱基碱基戊糖戊糖核苷酶核苷酶目目 录录核苷酸在体内广泛分布，具有多种生物学功能：核苷酸在体内广泛分布，具有多种生物学功能：1.核酸的结构单位核酸的结构单位2.体内能量的储存与利用形式体内能量的储存与利用形式 ATP3.信息分子，参与体内物质的代谢调节信息分子，参与体内物质的代谢调节 cAMP、cGMP4.多种辅酶的组成成分多种辅酶的组成成分 NADH/FADH2、HS-CoA5.活化中间代谢物活化中间代谢物 UDPG、CDP甘油二酯、甘油二酯、SAM目目 录录第一节第一节 嘌呤核苷酸的代谢嘌呤核苷酸的代谢Metabolism of Purine Nucleotides目目 录录l嘌呤核苷酸

3、的结构嘌呤核苷酸的结构GMPAMP目目 录录一、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 pathway)l补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis pathway)目目 录录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核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物简单物质为原料质为原料，经过，经过一系列酶促反应一系列酶促反应，合成嘌呤核，合成嘌呤核苷酸的途径。嘌呤核甘酸合成的苷酸的途径。嘌呤核甘酸合成的主要途径主要途径。肝肝是体内是体内从头合成嘌呤从头

4、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目目 录录目目 录录目目 录录2.IMP生成总反应过程生成总反应过程(inosine monophosphate)目目 录录在在PRPP的基础上，经的基础上，经10步步酶促反应生成酶促反应生成IMP。P209P210目目 录录嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）CO2天冬氨酸天冬氨酸甲酰基甲酰基（一碳单位）（一碳单位）甘氨酸甘氨酸谷氨酰胺

5、谷氨酰胺（酰胺基）（酰胺基）甘氨中间坐；甘氨中间坐；3、9谷酰胺；谷酰胺；2、8一碳团；一碳团；头顶二氧碳；头顶二氧碳；天冬一边站。天冬一边站。P208457H3、AMP和和GMP的生成的生成目目 录录（黄嘌呤核苷酸）（黄嘌呤核苷酸）目目 录录AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶目目 录录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XMPAMPADPATPGMPGDPGTP

6、ATPGTP_+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目目 录录嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的从头合成要要点点1.元素的来源元素的来源2.起始原料：先合成起始原料：先合成PRPP，再合成嘌呤环骨架再合成嘌呤环骨架。3.合成合成PRPP为关键反应，为关键反应，PRPP 合成酶合成酶为关键酶。为关键酶。4.共同中间代谢产物为共同中间代谢产物为IMP。PRPP为为5-磷酸核糖的供体磷酸核糖的供体目目 录录（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径定义定义 是指体内有些组织（脑、骨髓等）缺乏从头是指体内有些组织（脑、骨髓等）缺乏从头合成的酶，只能利用游离的合成的酶

7、，只能利用游离的嘌呤碱或嘌呤核苷嘌呤碱或嘌呤核苷为为原料，原料，经过简单的反应，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成称为补救合成。脑、骨髓脑、骨髓合成部位合成部位目目 录录腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase,APRT)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目目 录录AMP+PPiAPRT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(HGPRT)次黄嘌呤次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤鸟嘌呤+PRPPHGPRT

8、GMP+PPi合成过程合成过程腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP1.利用现成的嘌呤碱和利用现成的嘌呤碱和PRPP合成合成2.利用嘌呤核苷合成利用嘌呤核苷合成目目 录录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补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸时的能量和一些氨基酸的消耗。的消耗。l体内某些组织器官，如体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补脑、骨髓等只能进行补救合成。救合成。l缺陷病缺陷病自毁容貌症自毁容貌症（HGPRT完全缺陷）完全缺陷）Absence of HGPRTaseX-linked(Gene on X)nOccurs primarily in

9、 malesCharacterized by:nIncreased uric acidnSpasticitynNeurological defectsnAggressive behaviornSelf-mutilationP211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目目 录录（三）嘌呤核苷酸的相互转变（三）嘌呤核苷酸的相互转变IMPIMPAMPAMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPXMPGMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+NADP+NH3目目 录录三、脱氧核糖核苷酸的生成三、脱氧核糖核苷酸的生成在在核苷二磷酸水平核苷二磷酸水

10、平上进行上进行（N代表代表A、G、U、C等碱基）等碱基）dNDP+ATP 激酶激酶dNTP+ADPP212目目 录录（五）（五）嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物 嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。等的类似物。以以竞争性抑制方式竞争性抑制方式干扰或阻断核苷酸的合成。干扰或阻断核苷酸的合成。核酸和蛋白质代谢旺盛的细胞其作用明显。核酸和蛋白质代谢旺盛的细胞其作用明显。抗代谢物具有抗代谢物具有抗肿瘤抗肿瘤作用。作用。嘌呤类似物嘌呤类似物氨基酸类似物氨基酸类似物叶酸类似物叶酸类似物6-6-巯基嘌呤巯基嘌呤6-6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌

11、呤8-8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸等等氨蝶呤氨蝶呤甲氨蝶呤甲氨蝶呤等等甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪唑氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黄嘌呤次黄嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤鸟嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮杂丝氨酸氮杂丝

12、氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸MTXMTX目目 录录6-巯基嘌呤巯基嘌呤甲氨蝶呤甲氨蝶呤目目 录录二、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核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基1-1-磷酸核糖磷酸核糖P214目目 录录AMPAMPGMPGMP次黄嘌呤次黄嘌呤,HG G黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶X X黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶guanine deaminaseA Adeaminase代谢特点：代谢特点：不开环，不开环，环上取代基变化环上取代基变化嘌呤碱的最嘌呤碱的最终代谢产物终代谢产物目目 录录嘌呤碱最终分解生成尿酸，正常情况下尿酸嘌呤碱最终分

13、解生成尿酸，正常情况下尿酸随尿排出。正常人血浆尿酸含量为随尿排出。正常人血浆尿酸含量为0.12-0.36mmol/L(2-6mg%).若进食过多嘌呤食物或体内核酸大量分解若进食过多嘌呤食物或体内核酸大量分解（恶性肿瘤等患者）或肾排出现障碍，血中（恶性肿瘤等患者）或肾排出现障碍，血中尿酸超过尿酸超过8mg%，其钠盐则会形成结晶，沉其钠盐则会形成结晶，沉积于关节、软组织、软骨及肾等处，出现积于关节、软组织、软骨及肾等处，出现痛痛风症风症。治疗：治疗：别嘌呤醇别嘌呤醇竞争抑制竞争抑制黄嘌呤氧化酶。黄嘌呤氧化酶。痛风症痛风症P214目目 录录痛风症的治疗机制痛风症的治疗机制鸟嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤

14、黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇别嘌呤醇目目 录录第二节第二节嘧啶核苷酸的代谢嘧啶核苷酸的代谢Metabolism of Pyrimidine Nucleotides目目 录录l嘧啶核苷酸的结构嘧啶核苷酸的结构目目 录录l从头合成途径从头合成途径l补救合成途径补救合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢一、嘧啶核苷酸的合成代谢目目 录录（一）嘧啶核苷酸的从头合成（一）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液主要是肝细胞胞液嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单

15、物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。核苷酸的途径。定义定义合成部位合成部位目目 录录氨基甲酰磷酸的合成氨基甲酰磷酸的合成乳清酸乳清酸乳清酸乳清酸+PRPP 乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 OMP乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 UMP CO2 目目 录录P216目目 录录嘧啶合成的元素来源嘧啶合成的元素来源氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸CO2 GlnP2154561目目 录录ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi目目 录录3.dTMP

16、或或TMP的生成的生成TMP合酶合酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2还原酶还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP目目 录录1.元素的来源元素的来源2.起始原料起始原料:CO2/Gln 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸3.共同的中间代谢产物为共同的中间代谢产物为乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 OMP。4.首先合成首先合成UMP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II目目 录录（二）（二）嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核

17、糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP+ADP胸苷激酶在正常肝中活性很低，再生肝中活性升高，胸苷激酶在正常肝中活性很低，再生肝中活性升高，恶性肿瘤中明显升高，并与恶性程度有关。恶性肿瘤中明显升高，并与恶性程度有关。目目 录录（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物嘧啶类似物胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)嘧啶、氨基酸、叶酸的类似物，嘧啶、氨基酸、叶酸的类似物，以以竞争性抑制方式竞争性抑制方式干扰或阻断嘧啶核苷酸的合成。干扰或阻断嘧啶核苷酸的合成。目目

18、录录二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱嘧啶碱1-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸核苷核苷 核苷酸酶核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶目目 录录胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶-脲基丙酸脲基丙酸 H2OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基异丁酸脲基异丁酸-氨基异丁酸氨基异丁酸H2O丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoATAC肝肝尿素尿素甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATAC糖异生糖异生目目 录录l从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis pathway)l补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis

19、 pathway)Key words目目 录录嘌呤环、嘧啶环上各原子的来源。嘌呤环、嘧啶环上各原子的来源。掌握嘌呤核苷酸从头合成途径的概念及关键酶。掌握嘌呤核苷酸从头合成途径的概念及关键酶。熟悉嘌呤核苷酸补救合成的部位、概念及关键酶。熟悉嘌呤核苷酸补救合成的部位、概念及关键酶。掌握脱氧核苷酸的生成。掌握脱氧核苷酸的生成。掌握嘌呤、嘧啶核苷酸分解代谢的终产物。掌握嘌呤、嘧啶核苷酸分解代谢的终产物。了解痛风症的原因及治疗原则。了解痛风症的原因及治疗原则。嘌呤分解代谢及合成代谢中的共同中间产物嘌呤分解代谢及合成代谢中的共同中间产物目目 录录 1嘌呤核苷酸从头合成时首先生成的是嘌呤核苷酸从头合成时首先

20、生成的是 AGMP BAMP CIMP DATP EGTP 3体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成的体内脱氧核苷酸是由下列哪种物质直接还原而成的 A核糖核糖 B核糖核苷核糖核苷 C一磷酸核苷一磷酸核苷 D二磷酸核苷二磷酸核苷 E三磷酸核苷三磷酸核苷2痛风症患者体内分解代谢产物增加的是（痛风症患者体内分解代谢产物增加的是（）A肌酸肌酸 B肌酐肌酐 C尿酸尿酸 D尿素尿素 E-丙氨酸丙氨酸 4HGPRT（次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）参与下列哪种反应（次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶）参与下列哪种反应?A嘌呤核苷酸从头合成嘌呤核苷酸从头合成 B嘧啶核苷酸从头合成嘧啶核苷酸从头合成 C嘌呤核苷酸补救合成嘌呤核苷酸补救合成 D嘧啶核苷酸补救合成嘧啶核苷酸补救合成 E嘌呤核苷酸分解代谢嘌呤核苷酸分解代谢目目 录录l从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis pathway)l补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis pathway)2“妇女怀孕前三个月到怀孕后三个月期间，每天服用妇女怀孕前三个月到怀孕后三个月期间，每天服用0.4毫克的叶酸增补剂可以预防胎儿大部分神经管畸形的发毫克的叶酸增补剂可以预防胎儿大部分神经管畸形的发生生”。根据你所掌握的生化知识分析原因。根据你所掌握的生化知识分析原因。