核苷酸代谢

目录第八章核苷酸代谢MetabolismofNucleotides苗丽霞目录AP碱基——腺嘌呤戊糖——核糖磷酸O目录A腺苷碱基戊糖核苷腺嘌呤核苷P一磷酸一磷酸（AMP）P～腺苷二磷酸（ADP）P～腺苷三磷酸（ATP）O磷酸核苷酸返回主菜单目录•核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料▲体内能量的利用形式ATP,GTP组成辅酶NAD，FAD，HSCoA充当载体、活化中间代谢物UDP-葡萄糖，CDP-二酰基甘油，SAM，ATP形成第二信使生理调节cAMP，cGMP概述目录尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)AMP目录核酸--核苷酸(非必需营养物质)核酸的消化与吸收食物核蛋白蛋白质核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸核苷酸酶碱基戊糖核苷酶肠胰、肠（RNA酶orDNA酶）分解排出体外吸收目录第一节嘌呤核苷酸的代谢MetabolismofPurineNucleotides目录嘌呤核苷酸的结构GMPAMP目录一、嘌呤核苷酸的合成代谢从头合成途径(denovosynthesispathway)补救合成途径(salvagesynthesispathway)目录利用5-磷酸核糖、甘氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。（一）嘌呤核苷酸的从头合成(主要途径)•定义•合成部位目录•嘌呤碱合成的元素来源CO2Asp甲酰基（一碳单位）Gly甲酰基（一碳单位）Gln（酰胺基）目录•过程:胞液中进行1.IMP的合成（十一步反应）2.AMP和GMP的生成目录R-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）在Gly、Gln、FH4、CO2及Asp的逐步参与下IMPAMPGMPH2N-1-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酸酰胺转移酶目录1.IMP的分步合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②GAR合成酶③转甲酰基酶④FGAM合成酶⑤AIR合成酶目录咪唑环①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脱氢酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶2、AMP和GMP的生成目录目录•嘌呤碱合成的元素来源CO2Asp甲酰基（一碳单位）Gly甲酰基（一碳单位）Gln（酰胺基）目录AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶目录•嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤环的。•IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP的合成又需1个GTP（ATP）。•嘌呤核苷酸从头合成特点•从头合成的调节R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTP++_____IMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP__++调节方式：反馈抑制和交叉调节目录目录利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径•定义目录腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)•参与补救合成的酶目录腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi•合成过程腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP目录•补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。(HGPRT-/-→自毁容貌征）目录（三）脱氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上进行（N代表A、G、U、C等碱基）H目录dNDP+ATP激酶dNTP+ADP二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型Trx-(SH)2氧化型TrxSS硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）脱氧核苷酸的生成目录二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶碱基1-磷酸核糖目录嘌呤碱的最终代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶代谢异常痛风症鸟嘌呤酶目录痛风症——原发性和继发性痛风以血中尿酸含量升高为主要特征的疾病尿酸水溶性低，血中浓度超标时，尿酸盐所形成的晶体可沉积在关节、软组织、软骨及肾脏等处，从而引起关节炎、尿路结石及肾脏疾病。引起尿酸升高的原因主菜单目录痛风症的治疗机制鸟嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤尿酸黄嘌呤氧化酶别嘌呤醇目录第二节嘧啶核苷酸的代谢MetabolismofPyrimidineNucleotides目录嘧啶核苷酸的结构目录从头合成途径补救合成途径一、嘧啶核苷酸的合成代谢目录（一）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液嘧啶核苷酸的从头合成是指利用5-磷酸核糖、天冬氨酸、谷氨酰胺及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。•定义•合成部位目录•嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸(Gln,CO2)Asp目录•合成过程1.尿嘧啶核苷酸UMP的合成谷氨酰胺+HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸目录CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）谷氨酰胺无分布氮源变构激活剂功能尿素合成嘧啶合成CPS-ICPS-II肝细胞线粒体中氨N-乙酰谷氨酸胞液（所有细胞）谷氨酰胺无分布氮源变构激活剂功能尿素合成嘧啶合成氨基甲酰磷酸合成酶I、II的区别目录目录2.胞嘧啶核苷酸CTP的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi目录3.dTMP或TMP的生成胸苷酸合酶N5,N10-甲烯FH4FH2FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸dTMPUDP脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP水解脱氨基目录•从头合成的调节---ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-CPS-II目录（二）嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi脱氧胸腺嘧啶核苷+ATPdTMP+ADP嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸苷激酶胞嘧啶核苷CMP目录二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱1-磷酸核糖嘧啶核苷酸核苷核苷酸酶PPi核苷磷酸化酶目录胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATAC糖异生目录第三节核苷酸的抗代谢物核苷酸的抗代谢物的类别嘌呤、嘧啶、核苷类似物谷氨酰胺、叶酸等类似物两大类依据——酶的竞争性抑制作用意义——控制肿瘤的发展主菜单目录作用机制——嘌呤、嘧啶、通过转变为异常核苷酸核苷类似物干扰核苷酸的生物合成谷氨酰胺、叶酸等类似物——可直接阻断谷氨酰胺、一碳单位在核苷酸合成中的作用。各种抗代谢药物的作用机制：归纳一览表主菜单目录返回各种抗代谢药物的作用机制6-MP转变成6-MP核苷酸抑制IMP转变为AMP及GMP的反应抑制PRPP酰胺转移酶阻断嘌呤核苷酸的从头合成竞争性抑制HGPR阻断嘌呤核苷酸补救合成途径嘌呤类似物——主菜单目录各种抗代谢药物的作用机制5-Fu阻断TMP合成本身无生物学活性，转变为一磷酸脱氧核糖氟尿嘧啶核苷（FdUMP），抑制TMP合酶破坏RNA的结构与功能转变为三磷酸氟尿嘧啶核苷（FUTP）参入RNA分子嘧啶类似物——返回主菜单目录各种抗代谢药物的作用机制氮杂丝氨酸6-重氮-5-氧正亮氨酸氨基酸类似物——与谷氨酰胺结构相似，干扰谷氨酰胺在核苷酸合成中的作用阿糖胞苷抑制CDP还原成dCDP，影响DNA的合成核苷类似物——返回主菜单目录各种抗代谢药物的作用机制氨蝶呤及MTX竞争性抑制二氢叶酸还原酶，使叶酸不能形成FH2及FH+，嘌呤中来自一碳单位的C8及C2得不到供应，抑制嘌呤核苷酸合成；使dUMP不能生成dTMP，影响DNA合成。叶酸类似物——返回主菜单目录小结核苷酸的生理功用嘌呤核苷酸的从头合成、补救合成途径。合成原料、主要步骤、反馈调节、生理意义嘧啶核苷酸的从头合成、补救合成途径。脱氧核糖核苷酸的生成－NDP还原。嘌呤分解产物－尿酸，痛风症嘧啶分解产物－b氨基酸抗代谢物的机制