第八章核苷酸代谢.

第八章核苷酸代谢江西医学高等专科学校目录第一节概述第二节核苷酸的合成代谢1.核苷酸生物合成基本途径2.嘌呤核苷酸的合成3.核苷酸补救合成途径4.核苷酸代谢类似物功能5.核苷酸代谢障碍引起的疾病江西医学高等专科学校第一节、概述江西医学高等专科学校一、核苷酸的生物学功能1•是组成核酸的基本结构单位2•作为体内能量的储存和利用形式3•构成辅酶并参与相关代谢4•可充当载体江西医学高等专科学校二、消化与吸收食物蛋白质胃酸蛋白质核酸胰核酸酶单核苷酸胰、肠核苷酸酶磷酸核苷核苷酶碱基戊糖嘌呤碱嘧啶碱江西医学高等专科学校嘌呤碱的分解代谢江西医学高等专科学校江西医学高等专科学校江西医学高等专科学校二、嘧啶核碱的分解代谢过程江西医学高等专科学校一、核苷酸生物合成基本途径嘧啶合成嘌呤合成从头合成补救合成从头合成补救合成第二节核苷酸的合成代谢江西医学高等专科学校主要发生在肝脏，常因各种抑制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏，影响细胞生长。“从头合成”途径（通常情况下占95%）核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi核糖核苷酸辅酶RNA脱氧核糖核苷酸DNA“补救”途径(脑和骨髓)内外源核酸分解核苷碱基、Pi脱氧核苷核酸类补品原理所在可提高康复速度江西医学高等专科学校江西医学高等专科学校（一）从头合成途径1.概念：通过利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径(denovosynthesis)。这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺，脑及骨髓无法利用此途径合成核苷酸二、嘌呤核苷酸的合成江西医学高等专科学校2.嘌呤环上各原子的来源★江西医学高等专科学校3.从头合成途径的特点①参与从头合成途径的酶均在胞液中②以磷酸戊糖途径中合成的5’-磷酸核糖（5’-PR）为原料，经11步反应生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）。③在合成IMP的过程中，由氨基酸，CO2，一碳单位逐步提供元素或基团，在5’-磷酸核糖分子上完成嘌呤碱基的合成④从IMP出发再合成AMP和GMP。江西医学高等专科学校4.合成过程(1)5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）合成5-磷酸核糖+ATP磷酸核糖焦磷酸合成酶/激酶5`-PRPP+AMP6-P-G江西医学高等专科学校江西医学高等专科学校(2).次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成江西医学高等专科学校5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧核苷酸IMP的生物合成5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMP）甲酰THFA江西医学高等专科学校(3)IMP转变为GMP和AMP江西医学高等专科学校嘌呤从头合成合成原料：AspGlyGlnCO2一碳单位重要中间产物：PRPP关键酶：PRPP合成/激酶酰胺转移酶阻断剂：氨基酸或一碳单位结构类似物过程：在磷酸核糖的分子上逐步合成江西医学高等专科学校(二)嘧啶核苷酸的从头合成1.原子来源★江西医学高等专科学校2.合成部位：主要在肝细胞胞液中进行,3.合成特点：（1）先合成嘧啶环，再与PRPP连接；（2）先合成UMP，再转变成其他嘧啶核苷酸。江西医学高等专科学校氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADP+Pi氨基甲酰磷酸+GluGlnHCO3-+(CPS-II)4.尿嘧啶核苷酸的合成过程（1）UMP的合成（2）CTP的合成（3）dTMP的合成江西医学高等专科学校江西医学高等专科学校尿苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP次黄嘌呤(鸟嘌呤)+5-PRPPH(G)PRTIMP(GMP)+PPi三、核苷酸补救合成途径江西医学高等专科学校(五)从头合成抗代谢物★叶酸类似物嘌呤类似物嘧啶类似物GlnAsp类似物核苷类似物核糖核苷酸还原酶的代谢类似物江西医学高等专科学校核苷酸代谢类似物功能人工合成核苷酸代谢类似物大都是核苷酸代谢过程中必需的代谢中间体的类似物。它们的化学结构与代谢中间体相类似。因此，它们可以“冒名顶替”，“以假乱真”，干扰、抑制或阻断核苷酸合成，进而干扰、抑制或阻断核酸及蛋白质的合成，使细胞的分裂和增殖无法进行。这些核苷酸代谢类似物不仅是进行生化代谢途径研究的工具，也是治疗疾病的有效物药。许多核苷酸代谢类似物作为抗代谢药物已经在临床上广泛使用江西医学高等专科学校1.叶酸类似物氨蝶呤(aminopterin，AP）甲氨蝶呤（methotrexate，MTX）江西医学高等专科学校使dUMP不能利用一碳单位甲基化成dTMP。江西医学高等专科学校2.嘌呤核苷酸代谢类物6-巯基鸟嘌呤（6-thioguanine，6-TG）6-巯基嘌呤（6-mercaptopurine，6-MP）8-氮杂鸟嘌呤（8-azaguanine，8-AG）氮杂硫嘌呤（azathiopurine，AZTP）别嘌呤醇（allopurinol，APO）等江西医学高等专科学校嘌呤核苷酸的代谢类似物江西医学高等专科学校江西医学高等专科学校3.嘧啶核苷酸代谢类似物5-氟尿嘧啶（5-fluorouracil，5-FU）5-碘-2-脱氧尿嘧啶5-iodo-2-deoxyuridine，5-IDU6-氮杂尿嘧啶（6-azauridine，6-AU）江西医学高等专科学校嘧啶核苷酸的代谢类似物江西医学高等专科学校4.氨基酸类似物主要有氮杂丝氨酸（azaserine，AS），6-重氮-5-氧正亮氨酸（diazonorleucine，DAL），磷乙天冬氨酸（N-phosphoacetyl-l-asparate，PALA）等。江西医学高等专科学校阿糖胞苷等抑制CDP还原成dCDP，而影响DNA的合成。江西医学高等专科学校江西医学高等专科学校5.核苷类似物江西医学高等专科学校6.作用于核糖核苷酸还原酶的代谢类似物羟基脲（hydroxyurea，HU）羟基胍（hydroxyguanidine，HG）胍唑（guanazole，GZ）。江西医学高等专科学校核糖核苷酸还原酶的代谢类似物江西医学高等专科学校核苷酸代谢障碍引起的疾病临床疾病缺陷的酶原因临床特点遗传类型痛风①PRPP合成酶调节失常嘌呤产生x-染色体连多②HGPRT酶排谢过多锁，隐性遗传Lesch-Nyhan综合征HGPRT酶遗传缺陷嘌呤产生x-染色体连多,免疫缺陷症①腺苷脱氨酶遗传B细胞免疫缺陷常染色体隐性遗传脱氧腺症②嘌呤核苷磷酸化酶(PNP)肾结石APRT酶遗传缺陷2，8-二羟基腺常染色体隐性遗传嘌呤肾结石黄嘌呤尿黄嘌呤氧化酶遗传缺陷黄嘌呤肾结石，常染色体隐性遗传1.嘌呤核苷酸代谢障碍江西医学高等专科学校临床疾病缺陷的酶原因临床特点遗传类型先天性乳清乳清酸磷酸遗传缺陷乳清酸排泄常染色体隐性遗传酸尿症核糖转移酶红细胞性贫血乳清酸核苷酸遗传缺陷乳清酸排泄常染色体隐性遗传2．嘧啶核苷酸代谢障碍核苷酸代谢障碍引起的疾病江西医学高等专科学校一些抗代谢药物的功能药物名称6-巯基嘌呤(6MP)正常代谢物嘌呤核苷酸治疗的疾病①血病②自身免疫性病③妊娠滋养细胞肿瘤等主要作用的酶①IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸合成酶作用的代谢途径嘌呤核核苷酸合成药物名称别嘌呤醇(APO)正常代谢物黄嘌呤、乌嘌呤、次黄嘌呤、黄嘌呤氧化酶治疗的疾病痛风主要作用的酶黄嘌呤氧化酶作用的代谢途嘌呤核苷酸分解江西医学高等专科学校药物名称利巴韦林（病毒唑），5-氮基咪唑-4-羧酸核苷酸正常代谢物5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸治疗的疾病广谱抗病毒药①呼吸道合胞病毒②流感病毒③甲肝病毒④腺病毒等主要作用的酶5-磷酸核糖-5-氨基咪唑-4-N-琥珀基甲酰胺合成酶（SAICARS）作用的代谢途径嘌呤核苷酸合成药物名称5-氟尿嘧啶尿嘧啶正常代谢物尿嘧啶治疗的疾病①癌②大肠癌③食管癌④肝癌⑤乳腺癌⑥皮肤癌等主要作用的酶胸苷酸合成酶作用的代谢途径嘧啶核苷酸合成江西医学高等专科学校药物名称重氮脱氧胸苷（AZT）正常代谢物胸嘧啶核苷治疗的疾病艾滋病主要作用的酶不详作用的代谢途径嘧啶核苷酸合成药物名称氮杂丝氨酸和6重氮-5-氧正亮氨酸正常代谢物谷胺酰胺治疗的疾病多种肿瘤主要作用的酶①氨酰胺PRPP氨基转移酶②甲酰甘氨酰胺核苷酸合成酶③GMP合成酶④二磷酸核苷激酶胸苷酸合成酶作用的代谢途径嘌呤核苷酸合成和嘧啶核苷酸合成江西医学高等专科学校药物名称氨蝶呤和甲氨蝶呤正常代谢物叶酸治疗的疾病①性白血病②头颈部肿瘤③妊娠滋养细胞瘤④成骨肉瘤⑤淋巴癌⑥肝癌⑦乳腺癌⑧卵巢癌等主要作用的酶①氢叶酸还原酶②GAR转甲酰酶③AICR转甲酰酶作用的代谢途径嘌呤核苷酸合成药物名称羟基脲和羟基胍正常代谢物脱氧核苷治疗的疾病①性粒细胞白血病②恶性淋巴瘤③其它骨髓增生性疾病主要作用的酶核苷酸还原酶作用的代谢途径脱氧核苷酸的合成江西医学高等专科学校药物名称阿糖胞苷正常代谢物胞苷治疗的疾病①性淋巴细胞性白血病②病毒感染性疾病如单纯疱疹病毒、牛痘病毒、带状疱疹病毒等主要作用的酶DNA聚合酶作用的代谢途径DNA合成药物名称磷乙天冬氨酸正常代谢物天冬氨酸治疗的疾病①乳腺癌②胰腺癌③软组织肉瘤等主要作用的酶ACT酶作用的代谢途径嘧啶核苷酸合成江西医学高等专科学校1、医学上出现的痛风症是由以下哪项物质含量增高所致（）A、尿素B、尿酸C、胆色素D、肌酐E、氨答案：B