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1、l核酸的消化與吸收核酸的消化與吸收食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸 (RNA及DNA)胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶第1頁/共54頁核苷酸的生物學(xué)功用核苷酸的生物學(xué)功用l作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料l體內(nèi)能量的利用形式體內(nèi)能量的利用形式l參與代謝和生理調(diào)節(jié)參與代謝和生理調(diào)節(jié)l組成輔酶組成輔酶l活化中間代謝物活化中間代謝物第2頁/共54頁核苷酸的合成代謝核苷酸的合成代謝l從頭合成途徑(de novo synthesis pathway)是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成核苷酸的途徑。l補(bǔ)救合成途徑(salvage synthe
2、sis pathway)利用體內(nèi)游離的堿基或核苷，經(jīng)過簡(jiǎn)單的反應(yīng)過程，合成核苷酸的途徑。第3頁/共54頁核苷酸的從頭合成概況5-磷酸核糖PRPPAspCO2 + Gln氨基甲酰磷酸乳清酸UMPdTMPUTPCTPGTPATPAMPGMPIMPGlnGlyGln一碳單位一碳單位CO2Asp第4頁/共54頁第一節(jié) 嘌呤核苷酸代謝Metabolism of Purine Nucleotides第5頁/共54頁 肝、小腸和胸腺的胞液。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成合成部位一、嘌呤核苷酸的合成代謝第6頁/共54頁嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬└拾彼峒柞；ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊┑?/p>
3、7頁/共54頁HNNNNOR- 5-PPRPP(PRA)( IMP )R-5-PATP AMPPRPP合成酶Gln Glu酰胺轉(zhuǎn)移酶5-磷酸核糖胺9 步反應(yīng)次黃嘌呤核苷酸(1) IMP的合成1. 從頭合成途徑第8頁/共54頁HHOOOHHHOHCH2OPPOPHHCH2OOOHHHOHOHPAMPATPMg2+PPiOOHHHOHHNH2HCH2OPGln酰胺轉(zhuǎn)移酶5-磷酸核糖1-焦磷酸 （PRPP）5-磷酸核糖(R-5-P)PRPP合成酶5-磷酸核糖胺Glu第9頁/共54頁HOH2NCCCNCHNOR-5-PH2NCHCNCHNR-5-PCH2CNHCHHNR-5-PHNOCH2CNHCHH
4、NR-5-POOCO2H2OATPOOHHHOHHHN HCH2OCOH2CNH2POHCOH2CNH2FH4ATPOOHHHOHHNH2HCH2OPATPGlnGlu5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（CAIR）5-氨基咪唑核苷酸（AIR）甲酰甘氨咪核苷酸（FGAM）甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）羧化酶甘氨酰胺核苷酸（GAR）Gly轉(zhuǎn)甲酰基酶ADP+PiGAR合成酶PRAN10-CHO FH4FGAM合成酶AIR合成酶第10頁/共54頁HNHCNCCCNCHNOR-5-PH2NHCNHCCCNCHNOR-5-POH2NH2NCCCNCHNOR-5-PH2OFH4NHH2NCCCNCHNOR-5-P
5、HCCH2COOHCOOHHOH2NCCCNCHNOR-5-PH2OATPIMP 5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺 核苷酸（FAICAR）5-氨基咪唑-4-甲酰胺核苷酸 （AICAR）環(huán)水解酶轉(zhuǎn)甲酰基酶N10-CHO FH45-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)甲酰胺核苷酸 (SAICAR)延胡索酸裂解酶5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸（CAIR）Asp合成酶第11頁/共54頁N10-CHOFH4N10-CHOFH4第12頁/共54頁(2) AMP和和GMP的生成的生成 HNNNNNHCHHOOCCH2COOHHNNHNNOOHNNHNNOHNNNNNH2HNNNNH2NOIMPXMPH2OGlnGluAT
6、PAMPGTPAspNADH + H+腺苷酸代琥珀酸（AMPS）AMPS 裂解酶延胡索酸GMP 合成酶NAD+ + H2OR-5-PR-5-PR-5-PR-5-PGMPR-5-PAMPS合成酶IMP脫氫酶第13頁/共54頁AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶第14頁/共54頁l 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。l 先合成先合成 IMP，再轉(zhuǎn)變成，再轉(zhuǎn)變成 AMP或或GMP。l PRPP是是5-磷酸核糖的活性供體。磷酸核糖的活性供體。嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)第15頁
7、/共54頁2. 從頭合成的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)第16頁/共54頁l 既滿足需要，又不致于浪費(fèi)。既滿足需要，又不致于浪費(fèi)。l 維持維持ATP與與GTP濃度的平衡。濃度的平衡。調(diào)節(jié)的意義調(diào)節(jié)的意義第17頁/共54頁（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adenine phosphoribosyl transferase, APRT)次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)腺苷激酶(adenosine kinase)參與補(bǔ)救合成的酶第18頁/共54頁
8、補(bǔ)救合成過程腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷AMPATPADP腺腺苷苷激激酶酶第19頁/共54頁補(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(shí)的能量和一些補(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。氨基酸的消耗。l體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。進(jìn)行補(bǔ)救合成。第20頁/共54頁（三）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變（三）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+ NADP+NH3第21頁/共54頁（四）（四） 脫氧核糖核苷酸的生成脫氧核糖核苷酸的生成l體內(nèi)脫氧核糖核苷酸是通過相應(yīng)的核糖核苷
9、酸還原生成的。l這種還原反應(yīng)是由核糖核苷酸還原酶催化，在二磷酸核苷（NDP）水平上進(jìn)行的。第22頁/共54頁 SSH2OMg2+NADPHNADP+SHSH硫氧化還原蛋白核糖核苷酸還原酶 NDP（N=A, G, C, U）dNDPdNTPATPADP激酶O堿基CH2HOHOPPO堿基CH2OHOHOPPFAD硫氧化還原蛋白硫氧化還原蛋白還原酶+ H+脫氧核糖核苷酸的生成過程第23頁/共54頁 核糖核苷酸還原酶的調(diào)節(jié)核糖核苷酸還原酶的調(diào)節(jié)CDPdCDPdCTPATPUDPdUDPdTTPGDPdGDPdGTPADPdADPdATP 第24頁/共54頁（五） 嘌呤核苷酸的抗代謝物 嘌呤核苷酸的抗代
10、謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。 主要以競(jìng)爭(zhēng)性抑制干擾或阻斷嘌呤核苷酸的合成代謝，從而進(jìn)一步阻止核酸以及蛋白質(zhì)的生物合成。第25頁/共54頁次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)嘌呤類似物：主要有6-巰基嘌呤 ( 6-Mercaptopurine，6-MP) 第26頁/共54頁 6-MP6-MP核苷酸從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑HGPRTPRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶IMPAMP 和 GMP- 6-MP 核苷酸是核苷酸是 IMP的類似物的類似物第27頁/共54頁氨基酸類似物：氨基酸類似物： 氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸 (AS) 是是 Gln的類似物的類似物.第28頁/共54頁葉酸類似物：葉酸類似物： 氨蝶呤
11、氨蝶呤 (AP)和甲氨蝶呤和甲氨蝶呤 (MTX)第29頁/共54頁FH2FH4FH2 還原酶葉酸NADPH + H+NADP+NADPH + H+NADP+AP 或 MTX- - -FH2 還原酶第30頁/共54頁甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺核苷酸（GAR）=甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM）5-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲
12、氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX第31頁/共54頁二、嘌呤核苷酸的分解代謝二、嘌呤核苷酸的分解代謝H2OPRPP核苷酸核苷酸酶Pi核苷核苷磷酸化酶Pi嘌呤堿磷酸戊糖途徑R-1-PR-5-P補(bǔ)救途徑氧化尿酸第32頁/共54頁嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶第33頁/共54頁痛風(fēng)癥的治療機(jī)制鳥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HNHCNCCCNHCHNOHypoxanthineHNHCNCCCNHNHCOAllopurinol別嘌呤醇次黃嘌呤第34頁/共54頁第二節(jié)嘧啶核苷酸的代謝Metabolism of Pyrimidine N
13、ucleotides第35頁/共54頁（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肝細(xì)胞胞液合成部位一、嘧啶核苷酸的合成代謝先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖相連。先合成UMP，再轉(zhuǎn)變成dTMP和CTP。特點(diǎn)第36頁/共54頁嘧啶合成的元素來源氨基甲酰磷酸NCNCCC123456AspCO2Gln第37頁/共54頁1. 從頭合成途徑（1）尿嘧啶核苷酸的合成氨甲酰磷酸合成酶2ATP2ADP+PiGluGlnHCO3-+(CPS-)氨甲酰磷酸COPO3H2H2NO+第38頁/共54頁CPS CPS 分布分布 線粒體線粒體 (肝肝) 胞液胞液 (所有細(xì)胞所有細(xì)胞) 氮源氮源 NH3 Gln 變
14、構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑 AGA 無無 變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑無無UMP功能功能 尿素合成尿素合成 嘧啶合成嘧啶合成 氨甲酰磷酸合成酶和 的區(qū)別 第39頁/共54頁 HNNOOHNNOOCOOHHNNHOOCOOHHNCNHCCH2COOCOOHHNH2CNHCCH2COOCOOHHHONH2CH2NCCH2COOCOOHHHOOP氨氨甲甲酰酰磷磷酸酸氨氨甲甲酰酰天天冬冬氨氨酸酸H2O二二氫氫乳乳清清酸酸酶酶NAD+NADH+H+PRPPPPiCO2 UMPPiR-5-PR-5-P天天冬冬氨氨酸酸氨氨甲甲酰酰轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移酶酶Asp二二氫氫乳乳清清酸酸脫脫氫氫酶酶 UTP磷磷酸酸核核糖糖轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)移移酶酶脫脫羧羧
15、酶酶乳乳清清酸酸核核苷苷酸酸乳乳清清酸酸二二氫氫乳乳清清酸酸第40頁/共54頁（2）CTP的合成 是在三磷酸水平上進(jìn)行的。UTPCTPGln + ATPGlu + ADP + PiCTP NNNH2OR5 PPPHNNOOR5 PPP第41頁/共54頁（3）dTMP或TMP的生成是在一磷酸水平上進(jìn)行的。dUMPdUDPdCMPdTMPH2OPiH2ONH3NADPHNADP+thymidylate synthaseHNNOOR 5 PdCH3reductaseHNNOOR 5 Pd+ H+FH2第42頁/共54頁2.從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)氨氨基基甲甲酰酰磷磷酸酸氨基甲酰天冬氨酸UMPAT
16、P + CO2 + GlnPRPPUTPCTPATP + R-5-P嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸哺乳動(dòng)物細(xì)菌第43頁/共54頁（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 + PRPP磷酸嘧啶核苷 + PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷 + ATP尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷 + ATP胸苷激酶TMP +ADP第44頁/共54頁（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物胸腺嘧啶5-氟尿嘧啶5-氟尿嘧啶(5-FU) 是胸腺嘧啶的類似物。HNNHOOFHNNHOOCH3thymine5-FU第45頁/共54頁5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成R
17、NA破壞 RNA的結(jié)構(gòu)第46頁/共54頁 氨基酸類似物氨基酸類似物如氮雜絲氨酸抑制如氮雜絲氨酸抑制 CTP的合成。的合成。如甲氨喋呤抑制如甲氨喋呤抑制 dTMP的合成。的合成。 葉酸類似物第47頁/共54頁 核苷類似物NNNH2Oara-cOHOHHHCH2OHHOHNNNH2OcytosineOHOHOHHCH2OHHH阿糖胞苷胞嘧啶第48頁/共54頁UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤氮雜絲氨酸第49頁/共54頁二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶堿1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷 核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶第50頁/共54頁
18、H2OH2OH2N CH2CH2COOHH2NCH2CHCOOHCH3NNHONH2H2ONH3HNNHOOCH2CH2NH2NHOHOOCHNNHOOCH3CH2CHNH2NHOHOOCCH3胞嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶-脲基丙酸CO2 + NH3-丙氨酸-氨基異丁酸-脲基異丁酸第51頁/共54頁嘌呤核苷酸合成小結(jié)嘌呤核苷酸合成小結(jié)dATPdGTPAMPGMPADPGDPdADPdGDPIMPATPGTP第52頁/共54頁CTP嘧啶核苷酸合成小結(jié)嘧啶核苷酸合成小結(jié)UDPUTPCDPdUDPdCDPdUMPdCMPdTMPUMPdTDPdTTPdCTP第53頁/共54頁感謝您的觀看！第54頁/共54頁
第八章 核苷酸代謝PPT課件
