第八章 核苷酸代谢.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,第 八 章,核苷酸代谢,概 述,核酸的消化吸收,食物核蛋白,核酸,（,RNA,、,DNA,）,蛋白质,胃酸,胰核酸酶,DNase,RNase,单核苷酸,胰、肠核苷酸酶,磷酸,核苷,核苷酶,碱基,戊糖,概 述,作为核酸合成的原料,体内能量的利用形式,参与代谢和生理调节,组成辅酶,活化中间代谢物,核苷酸的生物功能,第一节,嘌呤核苷酸的代谢,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,从头合成途径 （,de novo synthesis pathway,）,利用,简单的小分子物质,经过复杂的反应过程,合成嘌呤核苷酸,的过程。,补救合成途径,（,salvage synthesis pathway,）,利用游离的嘌呤或嘌呤核苷,，经过简单的反应过程,合成嘌呤核苷酸,的过程。,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径,1.,定义：,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,合成嘌呤核苷酸,的过程。,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,2.,合成部位：,肝、小肠、胸腺；,脑、骨髓不能经此途径合成嘌呤核苷酸。,（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径,3.,嘌呤碱的元素来源：,甘氨酸,N,C,N,N,C,N,C,C,C,1,8,3,7,6,5,4,2,9,谷氨酰胺（酰胺基）,甲酰基,（一碳单位）,CO,2,天冬氨酸,甲酰基,（一碳单位）,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,（一）嘌呤核苷酸的从头合成途径,4.,合成过程：,（,1,）,IMP,的合成,（,2,）,AMP,和,GMP,的生成,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,（,1,）,IMP,的合成,R-5-P,（,5-,磷酸核糖）,PRPP,合成酶,ATP,ADP,P-5-R-1-PP,（,磷酸核糖焦磷酸,）,酰胺转移酶,谷氨酰胺,谷氨酸,P-5-R-1-NH,2,（,5-,磷酸核糖胺,）,IMP,GMP,AMP,谷氨酰胺、甘氨酸、,一碳单位、二氧化碳、天冬氨酸逐步参与,关键酶：,PRPP,合成酶,PRPP,酰胺转移酶,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,（,2,）,AMP,和,GMP,的生成,IMP,Asp,GTP,GDP+Pi,腺苷酸代琥珀酸,腺苷酸代琥珀酸,合成酶,腺苷酸代琥珀酸,裂解酶,延胡索酸,AMP,谷氨酰胺,谷氨酸,IMP,脱氢酶,黄嘌呤核苷酸,NAD,+,NADH+H,+,H,2,O,GMP,合成酶,GMP,ATP,AMP+Pi,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,（,3,）,ATP,和,GTP,的生成,AMP,ADP,ATP,激酶,ATP,ADP,激酶,ATP,ADP,GMP,GDP,GTP,激酶,ATP,ADP,激酶,ATP,ADP,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,（,4,）嘌呤核苷酸从头合成的特点,嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步加上原料分子而合成；,IMP,的合成消耗,5,个,ATP,，,6,个高能磷酸键；,AMP,或,GMP,的合成均消耗,1,个,ATP,。,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,1.,定 义,（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径,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。,2.,参与补救合成途径的酶,腺嘌呤磷酸核糖转移酶（,APRT,）,次黄嘌呤,-,鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（,HGPRT,）,腺苷激酶,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,3.,合成过程,腺嘌呤,+PRPP,AMP+PPi,APRT,HGPRT,次腺嘌呤,+PRPP,IMP+PPi,HGPRT,鸟嘌呤,+PRPP,GMP+PPi,腺嘌呤核苷,+ATP,AMP+PPi,腺苷激酶,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,4.,补救合成生理意义,补救合成（比从头合成）节省能量和一些氨,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。,（三）嘌呤核苷酸的相互转变,IMP,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,GMP,AMP,XMP,腺苷酸,代琥珀酸,鸟苷酸还原酶,NADPH+H,+,NADP,+,NH,3,腺苷酸脱氨酶,NH,3,（四）脱氧（核糖）核苷酸的生成,一,.,嘌呤核苷酸的合成代谢,OH,OH,碱基,O,CH,2,H,H,NDP,硫氧化,还原蛋白,NADPH+H,+,核糖核苷酸还原酶,NADP,+,H,OH,碱基,O,CH,2,H,H,dNDP,在核苷二磷酸水平上进行（,N,代表,A,、,U,、,G,、,C,等碱基）,dNDP,+,ATP,dNTP,+ADP,激酶,二,.,嘌呤核苷酸的分解代谢,次黄嘌呤,AMP,GMP,鸟嘌呤,黄嘌呤氧化酶,尿 酸,N,C,N,N,C,N,C,C,C,OH,I,HO,OH,1,、嘌呤碱代谢的最终产物,尿酸,的生成,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤,尿酸,是人体,嘌呤碱分解代谢的终产物,。,正常人血浆中尿酸含量约为,0.120.36,mmol,/L,（,或,26mg%,）。,2.,痛风症与血尿酸,因尿酸的水溶性较差，当患者血中尿酸含量,升高（,8mg%,）,时，尿酸盐晶体便沉积于,关节、,软组织、软骨及肾,等处，,而导致关节炎、尿路结,石及肾疾病,。,临床上称为,痛风症（,gout,）。,2.,痛风症与血尿酸,3.,痛风症,的病因及治疗机制,病,因,嘌呤核苷酸代谢酶的缺陷,进食富含嘌呤饮食,体内核酸大量分解（肿瘤）,肾脏疾病（尿酸排泄障碍）,血尿酸,增高,痛风,3.,痛风症,的病因及治疗机制,鸟嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤,黄嘌呤氧化酶,尿酸,别嘌呤醇,H,别嘌呤醇,C,N,N,N,C,N,C,C,C,OH,I,H,H,H,次黄嘌呤,N,C,N,N,C,N,C,C,C,OH,I,H,H,治,疗,第二节,嘧啶核苷酸的代谢,一、嘧啶核苷酸的合成代谢,从头合成途径 （,de novo synthesis pathway,）,利用,简单的小分子物质,经过复杂的反应过程,合成嘧啶核苷酸,的过程。,一、嘧啶核苷酸的合成代谢,补救合成途径,（,salvage synthesis pathway,）,利用游离的嘧啶或嘧啶核苷,，经过简单的反应过程,合成嘧啶核苷酸,的过程。,二,.,嘧啶核苷酸的合成代谢,（一）嘧啶核苷酸的从头合成途径,1.,定义：,利用磷酸核糖、氨基酸、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,的过程。,二,.,嘧啶核苷酸的合成代谢,（一）嘧啶核苷酸的从头合成途径,2.,合成部位：,肝细胞胞液；,（一）嘧啶核苷酸的从头合成途径,3.,嘧啶碱的元素来源：,N,C,N,C,C,C,1,3,6,5,4,2,谷氨酰胺,（酰胺基）,CO,2,天冬氨酸,氨,基,甲,酰,磷,酸,（一）嘧啶核苷酸的从头合成途径,4.,合成过程：,由谷氨酰胺和,CO,2,合成,氨基甲酰磷酸,；,氨基甲酰磷酸与天冬氨酸结合并转化为,乳清酸,乳清酸与,PRPP,结合并转变为,尿嘧啶核苷酸,。,UMP,转变为,UTP,、,CTP,、,dTMP,或,TMP,（,1,）,UMP,的合成,CO,2,+,谷氨酰胺,CPS-,ATP,ADP,AGA,氨基甲酰磷酸,天冬氨酸氨基,甲酰转移酶,Asp,氨基甲酰,天冬氨酸,二氢乳清酸酶,二氢乳清酸,脱氢酶,乳清酸,PRPP,乳清酸磷酸,核糖转移酶,乳清酸核苷酸,CO,2,尿嘧啶核苷酸,（,UMP,）,乳清酸核,苷酸脱羧酶,COOH,N,C,N,C,C,C,H,O,H,O,N,C,N,C,C,C,O,H,O,R-5-P,关键酶：,细菌：,天冬氨酸氨基甲酰转移酶,哺乳动物：,氨基甲酰磷酸合成酶,（,1,）,UMP,的合成,（,2,）,CTP,、,dTMP,或,TMP,的合成,UMP,激酶,ATP,ADP,UDP,激酶,ATP,ADP,UTP,CTP,CTP,合成酶,谷氨酰胺,ATP,谷氨酸,ADP,dUDP,还原酶,dUMP,dCMP,TMP,合成酶,dTMP,N,5,N,10,-,甲烯,FH,4,FH,2,二氢叶酸,还原酶,NADPH+H,+,NADP,+,UMP,、,CTP,及,dTMP,的结构,UMP,N,C,N,C,C,C,O,H,O,I,R-5-P,N,C,N,C,C,C,I,NH,2,O,I,R-5-PPP,CTP,N,C,N,C,C,C,O,H,O,I,dR-5-P,CH,3,dTMP,NH,2,还原,R,、,-CH,2,-,5.,嘧啶核苷酸从头合成的特点,嘧啶核苷酸是在,氨基甲酰磷酸,分子上逐步加 上原料分子而合成；,UMP,的合成消耗,2,个,ATP,；,UTP,转变为,CTP,时消耗,1,个,ATP,；,dTMP,或,TMP,的生成不消耗,ATP,。,（一）嘧啶核苷酸的从头合成途径,（二）嘧啶核苷酸的补救合成,嘧啶磷酸核糖转移酶,嘧啶,+PRPP,嘧啶核苷酸,+,PPi,尿苷激酶,尿嘧啶核苷,+ATP UMP+ADP,胸苷激酶,胸腺嘧啶核苷,+ATP TMP+ADP,二,.,嘧啶核苷酸的分解代谢,1,、,嘧啶核苷酸分解产生嘧啶碱,嘧啶核苷酸,核苷,核苷酸酶,PPi,核苷磷酸化酶,嘧啶碱,1-P-R,H,2,O,H,2,O,CO,2,+NH,3,尿素,肝,2,、,嘧啶碱分解为,NH3,、,CO2,、,-,丙氨酸,和,-,氨基异丁酸,胞嘧啶,胸腺嘧啶,-,脲基丙酸,-,脲基异丁酸,尿嘧啶,NH,3,-,丙氨酸,-,氨基异丁酸,丙酸单酰,CoA,甲基丙二酸单酰,CoA,乙酰,CoA,TAC,琥珀酰,CoA,糖异生,第三节 核苷酸的抗代谢物,一,.,抗代谢物的种类,嘧啶类似物：,5-FU,氨基酸类似物：氮杂丝氨酸等,叶酸类似物：氨甲喋呤、氨喋呤,核苷类似物：阿糖胞苷、环胞苷等,嘌呤类似物：,6-,巯基嘌呤（,6-MP,）,6-,巯基嘌呤（,6-MP),N,C,N,N,C,N,C,C,C,SH,I,次黄嘌呤（,H,）,N,C,N,N,C,N,C,C,C,OH,I,1,、,6-MP,N,C,N,C,C,C,O,H,O,F,5-,氟尿嘧啶,（,5-FU,）,N,C,N,C,C,C,O,H,O,CH,3,胸腺嘧啶,2,、嘧啶类似物,5-FU,3,、,氮杂丝氨酸,N,+,N,CH,2,C,O,CH,2,CH,COOH,氮杂丝氨酸,O,NH,2,I,NH,2,C,CH,2,CH,2,CH,COOH,谷氨酰胺,O,NH,2,I,H,2,N,C,C,N,C,C,N,/,/,C,CH,N,N,/,/,/,/,CH,2,N,C,N,CH,CH,2,CH,2,COOH,O,H,COOH,OH,3,8,7,6,5,10,9,叶酸,H,2,N,I,N,C,C,C,N,C,/,/,C,CH,N,N,/,/,/,/,CH,2,N,C,N,CH,CH,2,CH,2,COOH,O,H,COOH,3,8,7,6,5,10,9,R,I,NH,2,I,氨甲喋呤,4,、,MTX,以竞争性抑制或“以假乱真”等方式干扰或阻,断嘌呤核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸,及蛋白质的生物合成。临床上常用它们作为抗肿,瘤药和免疫抑制剂，以治疗白血病等恶性肿瘤等,疾病。,二,.,抗代谢物的作用机制及临床应用,小结：,1,、掌握核苷酸的生理功能。,2,、掌握核苷酸（嘌呤、嘧啶）从头合成定义、部位、主要步骤、关键酶。,3,、掌握核苷酸（嘌呤、嘧啶）补救合成定义及生理意义。,4,、掌握脱氧核苷酸的合成方式。,5,、掌握核苷酸代谢抗代谢物的种类及作用机制。,6,、熟悉嘌呤及嘧啶核苷酸分解代谢的途径及产物。,