核苷酸代谢

核苷酸代谢MetabolismofNucleotidesChapter8为什么要学习核苷酸代谢？一般发作部位为大母趾关节，踝关节，膝关节等。长期痛风患者有发作于手指关节，甚至耳廓含软组织部分的病例。急性痛风发作部位出现红、肿、热、剧烈疼痛，一般多在子夜发作，可使人从睡眠中惊醒。痛风（代谢性关节炎）一、疾病患者在发病时会毁坏自己的容貌,用各种器械把脸弄得狰狞可怕。这种疾病患者常常被束缚在床上或轮椅上。自毁容貌症患者大多死于儿童时代,很少活到20岁以后。自毁容貌症严重联合免疫缺陷病多于出生后3个月内开始感染病毒、真菌、原虫和细菌反复发生肺炎慢性腹泻、口腔与皮肤念珠菌感染及中耳炎等。核酸是人体细胞中的关键物质，补充外源核酸，就能延年益寿，乃至“长寿不老”；补充DNA，则细胞生长加快，人体机能就充满活力。我们所研究出的生命核酸采取更为科学的提取方法，直接从动物脏器中提取。DNA含量高，纯度高，与人体同源性高。加上产品是口服液，更易被人体肠胃所吸收和利用。——珍奥核酸2000年核酸是营养必需品？——一部曾经轰轰烈烈的闹剧……二、生活世界上曾有38位科学家因研究核酸而获得诺贝尔奖。1998年4月开始建厂，同时其产品被列入“98年国家级火炬计划”，“确定为全国基因工程重大成果转化项目”。在短短两年时间内，“珍奥”获得了“全国第十二届发明展览金奖”，中国保健科技协会“向消费者推荐产品”，卫生部“2000年中老年保健国际学术论坛暨中国保健品国际博览会唯一金奖”，辽宁省政府“医药行业科技进步一等奖。”2001年2月底，“卫生部中国保健科技学会”，召开了一个“听证会”，得出“核酸保健品有益于健康”的结论。珍奥核酸声称世界卫生组织呼吁：成年人每天要补充外源核酸1至5克。难道珍奥核酸真的能够“包治百病，长生不老”?“核酸营养是个商业大骗局”。——2001年1月，方舟子于《新语丝》人体不需要补充外源核酸，直接服用核酸产品对改善健康并没有帮助。“所谓核酸食品在营养价值上和米粉没有太大的差别。——中国“人类基因组计划”项目负责人杨焕明2001年3月1日，英国《自然》杂志（国际上最权威的科学杂志之一）刊登了一篇题为《中国的希望与炒作》的社论，评论中国科技界的现状，其中提到了中国的“核酸营养”骗局。文章指出：“那些怀疑DNA是有益食品的批评则被忽视或掩盖。”大连医科大学崔秀云教授：核酸是人体细胞中的关键物质，补充外源核酸，就能延年益寿，乃至“长寿不老”。人包括老年人，孕妇，婴儿都不需要补充核酸或是核甘。首先，人体日常所需的营养物质可分为，而且只分为八大类：蛋白质，糖类，脂类，无机元素，维生素，水，氧和纤维素。纤维素严格地说不是营养物质，因为人体不能消化和吸收纤维素。但是食物中缺少纤维素会导致某些疾病发病率的增高。有些物质是人体日常所需，但是不需要补充，如铜。如果明天有个珍奥铜公司卖给你铜锭当营养品，你吃不吃？如果没有任何外源核甘酸，人体可以自己合成。以嘌呤为例，嘌呤环上的四个氮五个碳是从四个氨基酸(人体从蛋白质中获得)和二氧化碳获得的。上海生物化学研究所研究员陆长德又退了一步说“核酸不是必需营养，并不一定要补充核酸。但吃核苷、核苷酸比从头合成容易利用，在一定范围内有益无害”。这位研究员连最基本的医学或生物常识都没有。就算人体不能自己合成核甘，也不必额外补充外源核酸。每天每个人都要进食。我们的食品无非就是动物和植物。每个动植物细胞里都有DNA和RNA。粗略的估计，每天的食物(湿重)就可提供等重的人体细胞的“外源核甘酸”。人类，无论是谁，不管是穷人或是富人，不管是普通人或是孕妇，只要他(她)食人间烟火就已经有足够的“外源核酸”，再吃核苷、核苷酸只能会有害无益。核苷酸是核酸的基本结构单位，人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成，因此核苷酸不属于营养必需物质。核苷酸及其水解产物均可被细胞吸收，但它们的绝大部分在肠粘膜细胞中又被进一步分解。分解产生的戊糖被吸收而参加体内的戊糖代谢，嘌呤和嘧啶则主要被分解而排出体外。因此，实际上由食物来源的嘌呤和嘧啶很少被机体利用。——《生物化学》第8版191页（周爱儒主编）机体可以利用一些小分子化合物合成核酸，所以人体不需要靠外界供给核酸。核酸不属于营养素之列。——中等教育统一教材《生物化学》第99页（马如骏主编）世界卫生组织在2000年底发布的《建立世界范围的人类营养需求方案》报告中，列出了人类所需的全部营养物质名称，包括蛋白质、脂肪和碳水化合物、维生素、微量元素等，其中并没有核酸一项。Wewilldescribe…核苷酸有哪些重要生理功能？食物中核酸如何消化、吸收？体内核苷酸如何代谢(合成与分解)？核苷酸代谢障碍对机体有什么影响？核苷酸代谢类似物有何临床作用？•核酸基本组成单位：核苷酸（nucleotide)磷酸核苷酸戊糖：核糖，脱氧核糖核苷嘌呤腺嘌呤（adenine,A）碱基鸟嘌呤（guanine,G）嘧啶胞嘧啶（cytosine,C)胸腺嘧啶（thymine,T)尿嘧啶（uracil,U)知识回顾：核酸和核苷酸的基本知识•核酸分为两大类:DNA和RNANNNHN123456789NNNHNNH2Adenine(A)NNHNHNNH2OGuanine(G)Base:PurineNNH132456Base:PyrimidineCytosine(C)NNHNH2OUracil(U)NHNHOOThymine(T)NHNHOOCH3Bases/Nucleosides/NucleotidesBaseNucleosideNucleotideAdenineDeoxyadenosineDeoxyadenosine5’-triphosphate(dATP)apostrophe第一节核苷酸的生物学功能BiologicalFunctionsofNucleotides核酸的消化与吸收食物核蛋白蛋白质核酸(RNA及DNA)核苷酸胰核酸酶核苷磷酸碱基戊糖核苷酶胃酸胰、肠核苷酸酶戊糖代谢排出，很少被吸收*Nucleotides:AMP,GMP,UMP,CMP,mmoldAMP,dGMP,dCMP,dTMP,mol*Nucleosides:Adenosine,Guanosine,Cytidine,UridineDeoxyadenosine,Deoxyguanosine,Deoxycytidine,Thymidine*Bases:Adenine,Guanine,Cytosine,Thymine,UracilNotes•核苷酸的生物学功用1.作为核酸合成的原料最主要功能2.体内能量的利用形式ATP----主要形式；GTP----蛋白质合成；UTP----糖原合成；CTP----磷脂合成3.参与信号转导、代谢和生理调节cAMP,cGMP：信号转导第二信使;ADP诱导血小板的聚集，导致血栓形成；腺苷调节冠状动脉血流量等。4.组成辅酶NAD，FAD，CoA的组成成分5.活化中间代谢物活化中间代谢物的载体：SAM（S腺苷甲硫氨酸，甲基的载体）；UDP葡萄糖（合成糖原、糖蛋白的原料）。6.参与酶活性的快速调节变构抑制剂或者变构激活剂(谷氨酸脱氢酶：ADP/GDP;ATP/GDP)；在酶的磷酸化修饰中提供磷酸基。NO与细胞信号转导鸟苷酸环化酶磷酸二酯酶血管收缩•核苷酸代谢图解核苷酸的合成代谢从头合成途径(Denovosynthesispathway)是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。补救合成途径(Salvagesynthesispathway)利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。核苷酸的从头合成概况5-磷酸核糖PRPPAspCO2+Gln氨基甲酰磷酸乳清酸UMPdTMPUTPCTPGTPATPAMPGMPIMPGlnGlyGln一碳单位一碳单位CO2Asp第一节嘌呤核苷酸代谢MetabolismofPurineNucleotides肝、小肠和胸腺的胞液，并不是所有细胞都具有从头合成嘌呤的能力。（一）嘌呤核苷酸的从头合成•合成部位一、嘌呤核苷酸的合成代谢•嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）甘氨右中站谷氮坐两边左上天冬氨头顶二氧碳二八俩叶酸HNNNNOR-5'-PPRPP(PRA)(IMP)R-5-PATPAMPPRPP合成酶GlnGlu酰胺转移酶5-磷酸核糖胺9步反应次黄嘌呤核苷酸(1)IMP（次黄嘌呤核苷酸，重要的中间产物）的合成1.从头合成途径磷酸核糖焦磷酸GPATPRPPK磷酸戊糖途径第一阶段第二阶段6从头合成途径的特点参与从头合成途径的酶均在胞液中,多以多酶复合体的形式存在。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）。在合成IMP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。从IMP出发再合成AMP和GMP。包括3个阶段合成IMP阶段(11步反应)。AMP和GMP的合成(各2步反应)。HHOOOHHHOHCH2OPPOPHHCH2OOOHHHOHOHPAMPATPMg2+PPiOOHHHOHHNH2HCH2OPGln酰胺转移酶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(PRA)HOH2NCCCNCHNOR-5'-PH2NCHCNCHNR-5'-PCH2CNHCHHNR-5'-PHNOCH2CNHCHHNR-5'-POOCO2H2OATPOOHHHOHHHNHCH2OCOH2CNH2POHCOH2CNH2FH4ATPOOHHHOHHNH2HCH2OPATPGlnGlu5-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转甲酰基酶ADP+PiGAR合成酶PRAN10-CHOFH4FGAM合成酶AIR合成酶HNHCNCCCNCHNOR-5'-PH2NHCNHCCCNCHNOR-5'-POH2NH2NCCCNCHNOR-5'-PH2OFH4NHH2NCCCNCHNOR-5'-PHCCH2COOHCOOHHOH2NCCCNCHNOR-5'-PH2OATPIMP5-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）环水解酶转甲酰基酶N10-CHOFH45-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N10-CHOFH4N10-CHOFH4(2)AMP和GMP的生成HNNNNNHCHHOOCCH2COOHHNNHNNOOHNNHNNOHNNNNNH2HNNNNH2NOIMPXMPH2OGlnGluATPAMPGTPAspNADH+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'-P　AMPS合成酶IMP脱氢酶AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的。而不是分别合成，然后结合，这与嘧啶的合成过程不同。先合成IMP，再转变成AMP或GMP。PRPP是5-磷酸核糖的活性供体。嘌呤核苷酸从头合成特点2.从头合成的调节需要消耗大量的能量，在机体精确的调节之下进行。调节方式：反馈调节和交叉调节。正性调节:指促进嘌呤核苷酸合成的调节（+）；负性调节:是指抑制嘌呤核苷酸合成的调节（--）。正性调节——两个关键酶的促进作用。PRPP合成酶和酰胺转移酶，底物ATP、5’-磷酸核糖和PRPP促进其活性，增加IMP的合成；后端正性调节——由ATP促进GMP合成酶，由GTP促进腺苷酸代琥珀酸合成酶增加GTP和ATP的合