生物化學(xué)：第10章 核苷酸代謝

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1、第第 十十 章章核核 苷苷 酸酸 代代 謝謝Metabolism of Nucleotides核苷酸的生理功能 作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料-最主要的功能最主要的功能 在物質(zhì)代謝中作為能量載體（能量的貯在物質(zhì)代謝中作為能量載體（能量的貯存、轉(zhuǎn)移和利用）存、轉(zhuǎn)移和利用）參與代謝與生理調(diào)節(jié)參與代謝與生理調(diào)節(jié)-cAMP, cGMP組成輔酶組成輔酶-NAD+,FAD, HSCoA活化中間代謝物活化中間代謝物-UDPG, CDP-DG, SAM ATP-主要形式；主要形式；GTP-蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 UTP-糖原合成；糖原合成；CTP-磷脂合成磷脂合成核苷酸庫核苷酸庫核酸的降解核酸的降解核苷酸

2、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是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，它不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)它不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)第一節(jié)第一節(jié)核酸的酶促降解核酸的酶促降解食物核蛋白食物核蛋白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸(RNA與與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)單核苷酸單核苷酸胰、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶(磷酸單酯酶磷酸單酯酶)核苷核苷磷酸磷酸核苷酶核苷酶(水解或磷酸解水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖戊糖或磷酸戊糖堿基堿基核酸的消化核酸的消化排出排出戊糖戊糖磷酸磷酸第二節(jié)第二節(jié) 嘌呤核苷酸的代謝嘌呤核苷酸的代謝Metabolism of Pu

3、rine Nucleotidesl嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP123456798一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝l從頭合成途徑從頭合成途徑( (de novo synthesis pathway) )l補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑( (salvage synthesis pathway) ) 從頭合成途徑從頭合成途徑 用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的途徑促反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的途徑.補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑 利用體內(nèi)游離的嘌呤堿或嘌呤核苷利用體內(nèi)游離的嘌

4、呤堿或嘌呤核苷經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程,合成嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸。合成部位合成部位（一）嘌呤核苷酸的從頭合成（一）嘌呤核苷酸的從頭合成肝肝為主要器官，其次是為主要器官，其次是小腸小腸和和胸腺胸腺，而而腦、骨髓腦、骨髓則無法進(jìn)行此合成途徑。則無法進(jìn)行此合成途徑。亞細(xì)胞部位：亞細(xì)胞部位：胞液胞液CO2、甲?；被?、甲酰基、氨基酸（甘氨酸、谷（甘氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸）、氨酰胺、天冬氨酸）、5-磷酸核糖磷酸核糖合成原料合成原料N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲?；柞；?一碳單位一碳單位)甘氨酸甘氨酸CO2Asp甲?；柞；?一碳單位一碳單位)Gln(酰胺基酰胺基)甘氨當(dāng)

5、中站甘氨當(dāng)中站, 谷氮兩底坐谷氮兩底坐, 一碳兩腰蹲一碳兩腰蹲左上天冬氨左上天冬氨, 頭頂頭頂CO2合成的合成的過程過程: 兩個階段兩個階段1. 次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)的合成的合成 2. 腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸(AMP)和鳥嘌呤核苷酸和鳥嘌呤核苷酸(GMP)的合成的合成從頭合成途徑的反應(yīng)過程從頭合成途徑的反應(yīng)過程(1) IMP的合成的合成(11步反應(yīng)步反應(yīng))AMPPRPP激酶或激酶或PRPP合成酶合成酶ATPR-5-P5-磷酸核糖磷酸核糖 PP-1-R-5-P磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 （PRPP）5-磷酸核糖的活化磷酸核糖的活化PP-1-R-5-PH2N-1-R-5-P5

6、-磷酸核糖胺磷酸核糖胺(PRA)經(jīng)過連續(xù)的酶催化反應(yīng)合成經(jīng)過連續(xù)的酶催化反應(yīng)合成IMP限速酶限速酶!GlnGlu谷氨酰胺谷氨酰胺-PRPP-酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶PPi酶酶3: 甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸合成酶H2N-1-R-5-PH2C-NH2O=C-OHGly酶酶3 ATP, Mg2+H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸（GAR）PRA轉(zhuǎn)甲?；皋D(zhuǎn)甲酰基酶FH4H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸(GAR)N10-甲甲酰酰-FH4H2CO=CNHR-5-PNHCHOH2CCNHR-5-PNHCHOHN=Glu甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘

7、氨酰胺核苷酸(FGAR)甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)GlnATP,Mg2+FGAR酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶H2CCNHR-5-PNHCHOHN=AIR合成酶合成酶ATP,Mg2+,K+H2OCH2N-HCNR-5-PNCH甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸(AIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOCO2羧化酶羧化酶5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧基核苷酸核苷酸(CAIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOR-5-PCH2NCNNCHCONHHCH2CHOOCHOOCNHHHCH2CHOOCHOOCAsp5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧

8、基核苷酸核苷酸(CAIR)5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(SAICAR)ATP,Mg2+合成酶合成酶R-5-PCH2NCNNCHCONHHOOCHCH2CHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(SAICAR)R-5-PCH2NCNNCHCOH2NCOOHCHHCHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)裂解酶裂解酶延胡索酸延胡索酸R-5-PCH2NCNNCHCOH2N5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸

9、核苷酸(FAICAR)N10甲酰甲酰FH4FH4轉(zhuǎn)甲酰酶轉(zhuǎn)甲酰酶K+R-5-PC NCNNCHCOH2NHCOHR-5-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5-PC NCNNCHCOHNHC5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(FAICAR)H2O次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)環(huán)水解酶環(huán)水解酶11(2) 腺苷酸和鳥苷酸的合成腺苷酸和鳥苷酸的合成R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOH腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp, Mg2+,GTPR-5-PC NCNNCHCOHNHCI

10、MPONAD+H2ONADH+H+XMP黃嘌呤核苷酸黃嘌呤核苷酸IMP脫氫酶脫氫酶R-5-PC NCNNCHCOHNCHR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOHR-5-PC NCNNCHCNHCNH2COOHCHHCHOOC腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸(AMPS)腺苷酸腺苷酸(AMP)延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶裂解酶H2NR-5-PC NCNNCHCOHNCR-5-PC NCNNCHCOHNCOGlnGluGMP合成酶合成酶Mg2+, ATPXMPGMP腺苷酸和鳥苷酸的相互轉(zhuǎn)變腺苷酸和鳥苷酸的相互轉(zhuǎn)變AMPGMPXMPAMPSIMPNH3腺苷酸脫

11、氨酶腺苷酸脫氨酶NADP+NH3NADPH鳥苷酸還原酶鳥苷酸還原酶AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鳥苷酸激酶鳥苷酸激酶GDPATPADPATPADP鳥苷酸激酶鳥苷酸激酶GTP 嘌呤核苷酸是在嘌呤核苷酸是在磷酸核糖磷酸核糖分子分子（1位）位）上逐步合成嘌呤環(huán)的。上逐步合成嘌呤環(huán)的。 IMP的合成需消耗的合成需消耗6分子高能磷酸鍵分子高能磷酸鍵 。 在在IMP基礎(chǔ)上合成基礎(chǔ)上合成AMP、GMP又又各需各需消耗消耗1分子分子GTP、2分子分子ATP。嘌呤核苷酸從頭合成嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)特點(diǎn)2. 嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)

12、節(jié)ATPGTPR-5-PATPPRPP激酶激酶PRPP酰胺酰胺轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶PRAIMPAMPSAMPADPXMPGMPGDP主要通過主要通過產(chǎn)物產(chǎn)物(IMP,AMP,GMP)的的負(fù)反饋調(diào)節(jié)負(fù)反饋調(diào)節(jié);及及底物底物R-5-P和和PRPP的的正調(diào)節(jié)正調(diào)節(jié)2個長反饋個長反饋IMPAMPSXMPAMPADPGMPGDPGTPATPATPGTP其次是：其次是：分支點(diǎn)相互調(diào)節(jié)分支點(diǎn)相互調(diào)節(jié)(2個短反饋個短反饋)AMP的過量反饋抑制自身合成的過量反饋抑制自身合成,ATP促進(jìn)促進(jìn)GMP的合成的合成GMP的過量反饋抑制自身合成的過量反饋抑制自身合成,GTP促進(jìn)促進(jìn)AMP的合成的合成(1) 嘌呤堿與嘌呤堿與PRP

13、P直接合成嘌呤核苷酸直接合成嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸鳥嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤核苷酸鳥嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)PRPPPPi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轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）HGPRT活性高活性高APRT活性低活性低90%嘌呤堿嘌呤堿（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑有兩條合成途徑有兩條合成途徑腺嘌呤腺嘌呤+1-磷酸核糖磷酸核糖腺苷腺苷+Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶(2) 腺嘌呤與腺嘌呤與1-磷酸核糖生成腺苷磷酸核糖生成腺苷, 再生成腺再生成腺嘌呤核苷

14、酸嘌呤核苷酸腺苷腺苷+ATP腺苷激酶腺苷激酶腺苷酸腺苷酸+ADP 補(bǔ)救合成的生理意義補(bǔ)救合成的生理意義l補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時的補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。能量和一些氨基酸的消耗。l體內(nèi)某些組織器官，如腦、體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。遺傳疾病遺傳疾病Lesch-Nyhan 萊萊-尼綜合征尼綜合征,自毀容貌綜合征自毀容貌綜合征HGPRT基因缺陷基因缺陷嘌呤生成過多，明顯的高尿酸血癥，痛風(fēng)伴嘌呤生成過多，明顯的高尿酸血癥，痛風(fēng)伴-罕見的性染色體罕見的性染色體X連鎖遺傳病連鎖遺傳病疾病生化本質(zhì)疾病生化本質(zhì):行為行為, 有有自毀容貌自毀容

15、貌.大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征,身體身體和精神發(fā)育遲緩和精神發(fā)育遲緩, 有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘 (三三) 脫氧核糖核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸的合成在在核苷二磷酸水平核苷二磷酸水平被還原而成被還原而成OHOPOOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHOOHOPOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+ +H2O核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶dNDPNDPNDPdNDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶ADPdADP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶GDPdGDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶UDPdUDP核糖核

16、苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶CDPdCDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶TDPdTDPdNDP+ATPdNTP+ADP激酶激酶激酶激酶dCDP+ATPdCTP+ADPdUDP+ATPdUTP+ADP激酶激酶dGDP+ATPdGTP+ADP激酶激酶dADP+ATPdATP +ADP激酶激酶dTTP?dNDPdNMP+Pi磷酸酶磷酸酶下一節(jié)講下一節(jié)講核苷酸核苷酸核苷核苷PiPi1-磷酸核糖磷酸核糖堿基堿基補(bǔ)救途徑補(bǔ)救途徑分解代謝分解代謝5-磷酸核糖磷酸核糖PRPP終末產(chǎn)物經(jīng)尿排終末產(chǎn)物經(jīng)尿排出出核苷酸酶核苷酸酶磷酸核糖磷酸核糖磷酸化酶磷酸化酶（PNP）1-磷酸核糖磷酸核糖變位酶變位酶二、嘌呤核苷酸

17、的分解代謝二、嘌呤核苷酸的分解代謝AMPIGMPGX黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸尿酸嘌呤堿的最終嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物三、嘌呤核苷酸代謝異常及抗代謝物三、嘌呤核苷酸代謝異常及抗代謝物（一）痛風(fēng)癥（一）痛風(fēng)癥 正常：正常： 血漿尿酸含量正常參考范圍：血漿尿酸含量正常參考范圍： 0.120.36mmol/L 男性平均：男性平均：0.27mmol/L 女性平均：女性平均：0.21mmol/L 血漿尿酸含量血漿尿酸含量0.48mm/L 析出結(jié)晶析出結(jié)晶沉積在關(guān)節(jié)、軟組織、沉積在關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎臟等組織軟骨及腎臟等組織 痛風(fēng)癥痛風(fēng)癥（gout)異常異常:案例案例10-

18、1案例案例10-1 患者，患者，男男，40歲，兩年來歲，兩年來因因全身關(guān)節(jié)疼痛伴低熱反全身關(guān)節(jié)疼痛伴低熱反復(fù)就診，復(fù)就診，均被診斷為均被診斷為“風(fēng)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎濕性關(guān)節(jié)炎”。經(jīng)抗風(fēng)濕。經(jīng)抗風(fēng)濕和激素后，疼痛現(xiàn)象稍有和激素后，疼痛現(xiàn)象稍有好轉(zhuǎn)。兩月前，因疼痛加好轉(zhuǎn)。兩月前，因疼痛加重，經(jīng)抗風(fēng)濕治療不明顯重，經(jīng)抗風(fēng)濕治療不明顯前來就診。查體：體溫前來就診。查體：體溫37.5,雙足第一跖趾關(guān)節(jié)雙足第一跖趾關(guān)節(jié)紅腫，壓痛，雙踝關(guān)節(jié)腫紅腫，壓痛，雙踝關(guān)節(jié)腫脹脹，左側(cè)較明顯，局部皮，左側(cè)較明顯，局部皮膚有脫屑和瘙癢現(xiàn)象，雙膚有脫屑和瘙癢現(xiàn)象，雙側(cè)耳廓觸及綠豆大的結(jié)節(jié)側(cè)耳廓觸及綠豆大的結(jié)節(jié)數(shù)個。數(shù)個。進(jìn)食高嘌

19、呤食物進(jìn)食高嘌呤食物體內(nèi)核酸大量分解體內(nèi)核酸大量分解腎臟疾病尿酸排泄障礙腎臟疾病尿酸排泄障礙血中尿酸血中尿酸：臨床上用別嘌呤醇治療臨床上用別嘌呤醇治療別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的作用機(jī)制別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的作用機(jī)制C OHNNNHHNN OHNNNHCH次黃嘌呤次黃嘌呤別嘌呤醇別嘌呤醇PRPP別嘌呤醇核苷酸別嘌呤醇核苷酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸從頭合成的酶從頭合成的酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成反饋反饋尿酸的生成尿酸的生成1. 1. 嘌呤類似物嘌呤類似物: :8-氮雜鳥嘌呤氮雜鳥嘌呤N OHNNNHNN SHNNNHH2N6-巰基鳥嘌巰基鳥嘌呤呤N OHNNNH次黃嘌呤次黃嘌呤N

20、SHNNNH6-巰基嘌呤巰基嘌呤（6-MP）(二二) 嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物H2N2. 氨基酸類似物氨基酸類似物 抑制有谷氨酰胺參與的反應(yīng)抑制有谷氨酰胺參與的反應(yīng)H2NCCH2CH2CHCOOHONH2谷氨酰胺谷氨酰胺N+ NCH2COCH2CHCOOHONH2氮雜絲氨酸（重氮乙酰絲氨酸）氮雜絲氨酸（重氮乙酰絲氨酸）N+ NCH2CCH2CH2CHCOOHONH26-重氮重氮-5-氧正亮氨酸氧正亮氨酸抑制抑制N-甲酰甘甲酰甘氨咪核氨咪核苷酸合苷酸合成酶和成酶和PRPP酰胺轉(zhuǎn)酰胺轉(zhuǎn)移酶移酶3. 葉酸類似物葉酸類似物 抑制二氫葉酸還原酶抑制二氫葉酸還原酶R=H，氨喋呤，氨喋呤R=

21、CH3，氨甲喋呤氨甲喋呤N NH2NNNHH2NCH2NRCNCHOCH2CH2COOHCOOHHNNCHCH2NHCNCHOCH2CH2COOHCOOHHH2NNOHNH5,6,7,8四氫葉酸四氫葉酸第三節(jié)第三節(jié)嘧啶核苷酸的代謝嘧啶核苷酸的代謝Metabolism of Pyrimidine Nucleotides一、嘧啶核苷酸的合成代謝一、嘧啶核苷酸的合成代謝l從頭合成途徑從頭合成途徑( (de novo synthesis pathway) )l補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑( (salvage synthesis pathway) )（一）嘧啶核苷酸的從頭合成（一）嘧啶核苷酸的從頭合成主要是

22、肝細(xì)胞胞液主要是肝細(xì)胞胞液嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核磷酸核糖、氨基酸（谷氨酰胺、天冬氨酸）、一碳糖、氨基酸（谷氨酰胺、天冬氨酸）、一碳單位及二氧化碳單位及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。 定義定義合成部位合成部位:嘧啶合成的元素來源嘧啶合成的元素來源氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸占大半，天冬氨酸占大半，左上谷酰氮，左下左上谷酰氮，左下CO2NCNCCCAspCO2Gln1234561. 從頭合成途徑的過程從頭合成途徑的過程(1) 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的

23、合成-6步反應(yīng)步反應(yīng)CO2+Gln+H2O2ATPGlu2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II（CPS-II）NH2O=CO氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 P_關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II分布分布線粒體線粒體(肝肝)胞液胞液(各種細(xì)胞各種細(xì)胞)氮源氮源氨氨谷氨酰胺谷氨酰胺變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸無無變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑無無UMP(哺乳動物哺乳動物)功能功能尿素合成尿素合成嘧啶合成嘧啶合成(CPS-I)(CPS-II)天冬氨酸氨基天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移

24、酶甲酰轉(zhuǎn)移酶NH2O=CO P氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸HOOCCH2CHCOOHH2N+AspCOH2NCCH2CHCOOHNHOHOPi氨氨甲甲酰天冬氨酸酰天冬氨酸COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸OCOHNCCHHCHCOOHNH二氫乳清酸二氫乳清酸H2ONAD+NADH+H+脫氫酶脫氫酶二氫乳清酸酶二氫乳清酸酶關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5-PPRPPPPi磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸(OMP)COHNCCHCHNOR-5-PCO2尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸(UMP)脫羧酶脫羧酶(2)胞嘧啶核苷酸胞嘧

25、啶核苷酸(CTP)的合成的合成 #57. ATPCOHNCCHCHNOR-5-P尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDPUMPADP二磷酸二磷酸 核苷激酶核苷激酶UTPATPADPCONCCHCHNNH2R-5-P-P-PGln, ATP Glu, ADP+Pi CTPCTP合成酶合成酶一磷酸尿一磷酸尿苷激酶苷激酶COHNCCHCHNOdR-5-PdCMPdUDPPiNH3dUMPCOHNCC-CH3CHNOdR-5-PdTMP合酶合酶FH2N5,N10-甲烯甲烯-FH4dTMPATP一磷酸胸苷一磷酸胸苷激酶激酶dTDPADPdTTPATPADPdTMP(3) 脫氧胸腺嘧啶核苷酸脫氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP

26、)的合成的合成二磷酸胸苷二磷酸胸苷激酶激酶主主2. 從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)ATP+CO2+GlnPRPP氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸PRPPATP+ 5-磷酸核糖磷酸核糖OMPUMPUTPCTP嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸由合成產(chǎn)物對由合成產(chǎn)物對3個關(guān)鍵酶個關(guān)鍵酶酶酶1：CPS-II酶酶2：天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶：天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶酶酶3：PRPP合成酶（激酶）合成酶（激酶）Asp的的負(fù)反饋負(fù)反饋調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)來實(shí)現(xiàn)。(二二) 嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶嘧啶+PRPP尿

27、嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶乳清酸乳清酸胞嘧啶胞嘧啶嘧啶核苷嘧啶核苷+ATP嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+ADP核苷激酶核苷激酶胸苷激酶（胸苷激酶（TK）在惡）在惡性腫瘤中明顯升高性腫瘤中明顯升高脫氧胸苷脫氧胸苷+ATP胸苷激酶胸苷激酶dAMP+ADP嘌啶核苷酸與嘧啶核苷酸合成的比較嘌啶核苷酸與嘧啶核苷酸合成的比較相同點(diǎn)相同點(diǎn)1. 合成原料基本相同合成原料基本相同嘌啶核苷酸嘌啶核苷酸嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸2. 合成部位對高等動物來說合成部位對高等動物來說,主要在肝臟主要在肝臟3. 都有都有2種合成途徑種合成途徑 4. 都是先合成一個與之有關(guān)的核苷酸都是先合成一個與之有關(guān)的核苷酸,然后在然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步

28、合成核苷酸此基礎(chǔ)上進(jìn)一步合成核苷酸不同點(diǎn)不同點(diǎn)1. 在在5-P -R基礎(chǔ)上合成基礎(chǔ)上合成嘌呤環(huán)嘌呤環(huán)2. 最先合成的核苷酸是最先合成的核苷酸是 IMP3. 在在IMP基礎(chǔ)上完成基礎(chǔ)上完成AMP和和GMP的合成的合成1. 先合成嘧啶環(huán)再與先合成嘧啶環(huán)再與 5-P-R結(jié)合結(jié)合2. 先合成先合成UMP3. 以以UMP為基礎(chǔ)為基礎(chǔ), 完完成成CTP, dTMP的合成的合成 總結(jié)總結(jié)5-P-RPRPPIMPdAMPGMPdGMPAMPdADPGDPdGDPADPdATPGTPdGTPATPUMPCMPdUMPUDPCDPdUDPUTPCTPdUTPdTMPdCMPdTDPdCDPdTTPdCTPCO2+

29、GlnH2N-CO-P（氨基甲酰磷酸）（氨基甲酰磷酸）OMP嘌呤和嘧啶核苷酸的從頭合成過程總結(jié)嘌呤和嘧啶核苷酸的從頭合成過程總結(jié)dUDPdCMPdUMP二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶堿嘧啶堿嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸嘧啶核苷嘧啶核苷 核苷酸酶核苷酸酶H3PO41-磷酸核糖磷酸核糖核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶H3PO4二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的分解代謝CONCCHCHNNH2HCOHNCCHCHNOHNH3COHNCCH2CH2NOHNADPH+H+NADP+H2OCOH2NCCH2CH2NOHHOH2OCO2+NH3H2N-CH2-CH2-COOH-丙氨酸丙氨酸胞嘧啶

30、胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶COHNCC-CH3CHNOHNADPH+H+NADP+COHNCCH-CH3CH2NOHCOH2NCCH-CH3CH2NOHHOH2OCO2+NH3-氨基異丁氨基異丁酸酸H2N-CH2-CH-COOHCH3-脲脲基異丁基異丁酸酸H2O胸腺嘧啶胸腺嘧啶二氫胸腺嘧啶二氫胸腺嘧啶 嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸分解代嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸分解代謝最大的不同謝最大的不同: 嘧啶環(huán)的裂解，最后嘧啶環(huán)的裂解，最后生成生成-氨基酸氨基酸, 參與參與TAC徹底氧化分徹底氧化分解。解。 嘧啶堿的降解產(chǎn)物嘧啶堿的降解產(chǎn)物易溶于水易溶于水，故嘧啶代謝異常的疾病較少。故嘧啶代謝異常的疾病較少。小結(jié)小結(jié)三、

31、嘧啶核苷酸的代謝異常及抗嘧啶核苷酸的代謝異常及抗代謝物代謝物( (一一) )乳清酸尿癥乳清酸尿癥 缺乏嘧啶從頭合成途徑酶所致的缺乏嘧啶從頭合成途徑酶所致的原發(fā)性遺傳病。原發(fā)性遺傳病。 類型：類型： 缺乏乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶和乳清酸缺乏乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶和乳清酸核苷酸脫羧酶核苷酸脫羧酶 只缺乏乳清酸核苷酸脫羧酶只缺乏乳清酸核苷酸脫羧酶 COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5-PPRPPPPi磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸COHNCCHCHNOR-5-PCO2尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸脫羧酶脫羧酶用尿苷可治療本病用尿苷可治療本病機(jī)制機(jī)制：

32、通過補(bǔ)救途徑合成：通過補(bǔ)救途徑合成UMP和和UTP，反饋抑制乳清酸合成反饋抑制乳清酸合成 嘧啶嘧啶核苷酸抗代謝物主要是一些核苷酸抗代謝物主要是一些嘧啶嘧啶、氨基酸或葉酸等的類似物氨基酸或葉酸等的類似物（二）嘧啶核苷酸的抗代謝物（二）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶或嘧啶核苷嘧啶或嘧啶核苷酸類似物酸類似物氨基酸類似物氨基酸類似物葉酸類似物葉酸類似物5-5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶阿糖胞苷阿糖胞苷環(huán)胞苷環(huán)胞苷氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸等等 氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤氨甲蝶呤等等 嘧啶、嘧啶核苷類似物嘧啶、嘧啶核苷類似物:5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶（5FU）阿糖胞苷阿糖胞苷環(huán)胞苷環(huán)胞苷NNHOOFHHOH2CHHHOOHHHOCCC

33、NNCONH2HOH2CHHOHHHOCCCNNCNHHClO氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸(Gln類似物類似物)阿糖胞苷阿糖胞苷UMPUDPUTPdUDPdUMPdTMPCTPCDPdCDP氨基蝶呤氨基蝶呤5FU思考題思考題1.核苷酸在體內(nèi)最主要的生理功能是核苷酸在體內(nèi)最主要的生理功能是 A能量利用形式能量利用形式 B參與代謝凋節(jié)參與代謝凋節(jié) C組成輔酶組成輔酶 D作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料 E活化代謝中間產(chǎn)物活化代謝中間產(chǎn)物2嘌呤核苷酸從頭合成的主要器官是嘌呤核苷酸從頭合成的主要器官是A骨髓骨髓 B腎臟腎臟 C肝臟肝臟 D胰腺胰腺 E腦腦3. 嘌呤核苷酸從頭合成的概念嘌呤核苷酸從頭合成的概

34、念4. 補(bǔ)救合成的概念補(bǔ)救合成的概念5.嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成的異同點(diǎn)嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成的異同點(diǎn)?6. 別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的機(jī)理別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的機(jī)理?7. PRPP能參與哪些代謝能參與哪些代謝?教學(xué)目的與要求教學(xué)目的與要求 熟悉核酸的消化概況和核苷酸的生理功用。熟悉核酸的消化概況和核苷酸的生理功用。 掌握嘌呤核苷酸從頭合成途徑概念、元素來源、原料、掌握嘌呤核苷酸從頭合成途徑概念、元素來源、原料、重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。熟悉基本過程、了解調(diào)節(jié)。熟悉基本過程、了解調(diào)節(jié)。 掌握脫氧核苷酸的生成。掌握脫氧核苷酸的生成。熟悉嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成途徑、熟悉嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成途

35、徑、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變。了解嘌呤核苷酸的抗代謝物。嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變。了解嘌呤核苷酸的抗代謝物。 掌握嘌呤核苷酸分解代謝終產(chǎn)物；掌握嘌呤核苷酸分解代謝終產(chǎn)物；熟悉嘌呤核苷酸抗代熟悉嘌呤核苷酸抗代謝物作用，痛風(fēng)癥的原因及治療原則。謝物作用，痛風(fēng)癥的原因及治療原則。 掌握嘧啶核苷酸從頭合成途徑的概念、元素來源、原料、掌握嘧啶核苷酸從頭合成途徑的概念、元素來源、原料、重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。掌握脫氧胸腺嘧啶核苷酸的生重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。掌握脫氧胸腺嘧啶核苷酸的生成。成。了解從頭合成途徑基本過程并熟悉其調(diào)節(jié)。了解從頭合成途徑基本過程并熟悉其調(diào)節(jié)。 熟悉嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑。了解嘧啶核苷酸抗代謝熟悉嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑。了解嘧啶核苷酸抗代謝物。物。 了解嘧啶核苷酸的分解代謝的基本過程。了解嘧啶核苷酸的分解代謝的基本過程。