生物化学含氮化合物代谢.ppt

生物体内含氮化合物较多，本生物体内含氮化合物较多，本章章重重点学习蛋白质和核酸的分解代谢，重点点学习蛋白质和核酸的分解代谢，重点是氨基酸和核苷酸代谢是氨基酸和核苷酸代谢。蛋白质的分解代谢氨基酸的分解代谢氨基酸的生物合成核酸的分解代谢嘌呤和嘧啶的分解代谢核苷酸的生物合成主要内容主要内容第 一节一节 蛋白质的分解代谢蛋白质的分解代谢各种蛋白质降解速率有很大的不同，它各种蛋白质降解速率有很大的不同，它随生理需要而发生改变。随生理需要而发生改变。细胞中蛋白质的降解速率也随营养状细胞中蛋白质的降解速率也随营养状况和激素水平而异。在营养缺乏的情况下，况和激素水平而异。在营养缺乏的情况下，细胞提高蛋白质的降解速率，以维持必需细胞提高蛋白质的降解速率，以维持必需代谢的进行。代谢的进行。细胞不断的从氨基酸合成蛋白质，同细胞不断的从氨基酸合成蛋白质，同时又将一些蛋白质分解成氨基酸。时又将一些蛋白质分解成氨基酸。一、蛋白质的消化催化蛋白质多肽链中肽键水解的酶统称为蛋白酶。催化蛋白质多肽链中肽键水解的酶统称为蛋白酶。二、蛋白酶二、蛋白酶 蛋白酶可以根据其分泌特性、来源、性质进行分类命名。1.按细胞分泌特性分类：胞内蛋白酶、胞外蛋白酶；2.按酶的来源分类：胃蛋白酶、蛇毒磷酸酶，木瓜蛋白酶；3.按其作用的pH分类：酸性蛋白酶、碱性蛋白酶、中性蛋白酶；等等 肽链内切酶：肽链内切酶：水解蛋白质内部肽键水解蛋白质内部肽键（胃蛋白酶、（胃蛋白酶、胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶）胰蛋白酶、糜蛋白酶、弹性蛋白酶）肽链外切酶：肽链外切酶：从肽链两端开始水解肽键从肽链两端开始水解肽键（氨基肽酶、羧基肽酶）（氨基肽酶、羧基肽酶）p282表表蛋白酶作用特点蛋白酶作用特点三、肽酶三、肽酶据水解肽键部位的不同分为两类：据水解肽键部位的不同分为两类：章首蛋白质蛋白质 肽肽 氨基酸氨基酸内肽酶内肽酶外肽酶外肽酶内肽酶内肽酶内肽酶内肽酶氨肽酶羧肽酶第二节第二节氨基酸的分解与转化氨基酸的分解与转化氨基酸的去向氨基酸的去向1.脱 氨 基 作 用2.脱 羧 基 作 用3.氨基酸分解产物去向二、氨基酸的脱氨基作用：氧化脱氨基作用 转氨基作用 联合脱氨基作用 脱酰胺作用（一）氧化脱氨基作用 氨基酸在酶的催化下脱去氨基生成相应的-酮酸的过程称为氧化脱氨基作用。主要有以下两种类型：L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶谷氨酸谷氨酸谷氨酸谷氨酸+H2O -酮酮酮酮戊二戊二戊二戊二 酸酸酸酸+NH3NADNAD（P P）+NADNAD（P P）HH-氨基酸氨基酸 氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸酮酸 R-CH-COO-NH+3|R-C-COO-+NH3O|H2O+O2H2O2（二）转氨基作用 在转氨酶的催化下，在转氨酶的催化下，在转氨酶的催化下，在转氨酶的催化下，-氨基酸的氨基转氨基酸的氨基转氨基酸的氨基转氨基酸的氨基转移到移到移到移到-酮酸的酮基碳原子上，使原来的酮酸的酮基碳原子上，使原来的酮酸的酮基碳原子上，使原来的酮酸的酮基碳原子上，使原来的-氨氨氨氨基酸生成相应的基酸生成相应的基酸生成相应的基酸生成相应的-酮酸，而原来的酮酸，而原来的酮酸，而原来的酮酸，而原来的-酮酸则酮酸则酮酸则酮酸则形成了相应的形成了相应的形成了相应的形成了相应的-氨基酸，这种作用称为转氨氨基酸，这种作用称为转氨氨基酸，这种作用称为转氨氨基酸，这种作用称为转氨基作用或氨基移换作用。基作用或氨基移换作用。基作用或氨基移换作用。基作用或氨基移换作用。章首节首没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代谢库中各种氨基没有游离的氨产生，但改变了氨基酸代谢库中各种氨基酸的比例。除苏氨酸、赖氨酸外，大多数氨基酸可参与转氨酸的比例。除苏氨酸、赖氨酸外，大多数氨基酸可参与转氨基作用，。基作用，。转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也转氨基作用不仅是体内多数氨基酸脱氨基的重要方式，也是机体合成非必需氨基酸的重要途径。是机体合成非必需氨基酸的重要途径。磷酸吡哆醛磷酸吡哆醛的的作用机理作用机理特点：特点：生理意义：生理意义：接受氨基的主要酮酸有：接受氨基的主要酮酸有：*只有氨基的转移，没有氨的生成只有氨基的转移，没有氨的生成*催化的反应可逆催化的反应可逆*其辅酶都是磷酸吡哆醛其辅酶都是磷酸吡哆醛 是体内合成非必氨基酸的重要途径，也是联系是体内合成非必氨基酸的重要途径，也是联系糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。糖代谢与氨基酸代谢的桥梁。丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸转氨基作用特点及意义章首节首谷丙转氨酶谷丙转氨酶（GPT）临床意义：急性肝炎患者血清临床意义：急性肝炎患者血清GPT升高升高谷草转氨酶谷草转氨酶(GOT)临床意义：心肌梗死患者血清临床意义：心肌梗死患者血清GOT升高升高GPT谷氨酸谷氨酸+丙酮酸丙酮酸-酮戊二酸酮戊二酸+丙氨酸丙氨酸GOT谷氨酸谷氨酸+草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸+天冬氨酸天冬氨酸重要的转氨酶转氨基作用转氨基作用谷丙转氨谷丙转氨酶酶（GPT）谷草转氨酶谷草转氨酶(GOT)（三）联合脱氨基作用（1 1）概念）概念（2 2）类型）类型a a、转氨酶转氨酶与与L-L-谷氨酸脱氢酶作用相偶联谷氨酸脱氢酶作用相偶联b b、转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联转氨基作用与嘌呤核苷酸循环相偶联转氨基作用和转氨基作用和转氨基作用和氧化脱氨基作氧化脱氨基作氧化脱氨基作用联合进行的用联合进行的用联合进行的脱氨基作用方脱氨基作用方脱氨基作用方式。式。式。转氨偶联氧化脱氨转氨酶转氨酶L-L-谷氨酸脱氢酶谷氨酸脱氢酶H H2 20+NAD0+NAD+NHNH3 3+NADH+NADH-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸章首节首转氨基偶联嘌呤核苷酸循环转氨基偶联嘌呤核苷酸循环苹果酸苹果酸腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黄嘌呤次黄嘌呤核苷酸核苷酸(IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊二酸二酸氨氨基基酸酸谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸转转氨氨酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸转转氨氨酶酶 2此种方式主要在肌肉组织进行。此种方式主要在肌肉组织进行。腺苷酸腺苷酸脱氢酶脱氢酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)三、氨基酸的脱羧基作用三、氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧反应普遍存在于动物、植物氨基酸的脱羧反应普遍存在于动物、植物及微生物体内，催化氨基酸脱羧反应的酶称为及微生物体内，催化氨基酸脱羧反应的酶称为脱羧酶，这类酶有以下特点：脱羧酶，这类酶有以下特点：（3 3）AAAA在脱羧酶作用下生成在脱羧酶作用下生成COCO2 2和相应的胺。和相应的胺。（1 1）脱羧酶具有高度专一性。）脱羧酶具有高度专一性。（2 2）脱羧酶需磷酸吡哆醛作辅酶（组氨酸脱羧酶除外）。）脱羧酶需磷酸吡哆醛作辅酶（组氨酸脱羧酶除外）。(一一)氨基酸的脱羧基作用氨基酸的脱羧基作用氨基酸脱羧酶的辅酶是氨基酸脱羧酶的辅酶是磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛。氨基酸脱羧酶一般是具有绝对专一性的酶。氨基酸脱羧酶一般是具有绝对专一性的酶。1.直接脱氨基作用直接脱氨基作用-氨基丁酸（氨基丁酸（GABA）2.羟化脱羧基作用羟化脱羧基作用多胺多胺是由鸟氨酸和是由鸟氨酸和Met参与生成的。参与生成的。胺的代谢氨基酸脱羧形成的胺可在胺氧化酶的催化下氨基酸脱羧形成的胺可在胺氧化酶的催化下生成醛。醛在醛脱氢酶的催化下，加水脱氢生成醛。醛在醛脱氢酶的催化下，加水脱氢生成有机酸。生成有机酸。有机酸再经有机酸再经氧化生成乙酰氧化生成乙酰CoACoA。乙酰。乙酰CoACoA进入三羧酸进入三羧酸循环，最后被氧化成循环，最后被氧化成CO2CO2和和H2OH2O。（二）氨基酸脱羧基的生理意义P288表（胺类的功能）2.2.组氨酸的脱羧基生成组胺组氨酸的脱羧基生成组胺1 1、谷氨酸脱羧生成、谷氨酸脱羧生成-氨基丁酸（氨基丁酸（GABAGABA）3 3、色氨酸脱羧基生成、色氨酸脱羧基生成5-5-羟色胺（羟色胺（5-HT5-HT）4.4.酪氨酸脱羧生成儿茶酚胺酪氨酸脱羧生成儿茶酚胺四、氨基酸分解产物的去向氨基酸氨基酸胺胺CO2脱羧基作用脱羧基作用脱氨基作用脱氨基作用酮酸酮酸NH4生理活性物质生理活性物质释放或重新利用释放或重新利用尿素和嘧啶等尿素和嘧啶等进一步氧化或转进一步氧化或转变为糖、脂肪变为糖、脂肪2.NH2.NH2 2的去路的去路a.a.再合成再合成AAAAb.b.成酰胺成酰胺c.c.生成氨甲酰磷酸（合成碱基的原料）生成氨甲酰磷酸（合成碱基的原料）d.d.生成尿素排泄（鸟氨酸（尿素）循环）生成尿素排泄（鸟氨酸（尿素）循环）5.合成尿素节首章首（NH3）CO2的代谢 1 1、氨基酸脱羧后形成的、氨基酸脱羧后形成的COCO2 2大部分直接大部分直接排出细胞外排出细胞外 2 2、小部分可通过丙酮酸羧化支路被固、小部分可通过丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或苹果酸。定，生成草酰乙酸或苹果酸。章首节首（二）（二）a-a-酮酸的代谢酮酸的代谢氨氨基基酸酸碳碳骨骨架架的的代代谢谢琥珀酰琥珀酰CoA延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸柠檬酸柠檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸色氨酸色氨酸异亮氨酸异亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸异亮氨酸异亮氨酸蛋氨酸蛋氨酸丝氨酸丝氨酸苏氨酸苏氨酸缬氨酸缬氨酸酮体酮体亮氨酸亮氨酸赖氨酸赖氨酸酪氨酸酪氨酸色氨酸色氨酸苯丙氨酸苯丙氨酸谷氨酸谷氨酸精氨酸精氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺组氨酸组氨酸缬氨酸缬氨酸CO2CO2氨氨基基酸酸、糖糖及及脂脂肪肪代代谢谢的的联联系系T A C第三节第三节 氮源与氨基酸的生物合成氮源与氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成四、氨的同化四、氨的同化四、氨的同化四、氨的同化四、氨的同化途径四、氨的同化途径谷氨酸（一）（一）（二）（二）五、氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成 除除苏苏氨酸和赖氨酸外，其它氨酸和赖氨酸外，其它18种氨基酸均种氨基酸均可用这种方式合成。可用这种方式合成。各种氨基酸的合成参看p294-298 直 接 合 成谷氨酰谷氨酰胺胺H+NADPH谷氨酸谷氨酸NADP+-酮戊二酸酮戊二酸L-谷氨酸谷氨酸NH4NADPH+H+NADP+H2O谷氨酸合成酶谷氨酸脱氢酶第四节 核酸的分解代谢核核酸酸酶酶核酸酶的分类核酸酶的分类：v根据对底物的根据对底物的 专一性分为专一性分为v根据切割位点分为根据切割位点分为核糖核酸酶核糖核酸酶(RNaseRNase)脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶(DNaseDNase)非特异性核酸酶非特异性核酸酶（S1S1）核酸内切酶核酸内切酶核酸外切酶核酸外切酶（水解单链（水解单链DNA或或RNA）一、核酸外切酶一、核酸外切酶5 p p p pOHB p p p p3BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（55端外切端外切5 5得得3 3）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（33端外切端外切3 3得得5 5）非特异性：对非特异性：对RNADNA都起作用都起作用二、核酸内切酶二、核酸内切酶5 p p p pOHPyPuPyPy p p pGCAU p p pPuA3RNaseI3内切内切RNaseA5内切内切RNaseT1枯草杆菌枯草杆菌RNasePuPu ：嘌呤嘌呤 PyPy：嘧啶嘧啶RNaseT2三、限制性核酸内切酶三、限制性核酸内切酶限制性核酸内切酶：是一类能识别双链限制性核酸内切酶：是一类能识别双链DNA分子特分子特异性核酸序列的异性核酸序列的DNA水解酶。它是基因工程中用于体外水解酶。它是基因工程中用于体外剪切基因片段的重要工具酶。剪切基因片段的重要工具酶。第五节 核苷酸的分解代谢核苷酸酶核苷酸酶 （磷酸单脂酶）（磷酸单脂酶）非特异性磷酸单酯酶：能水解磷酸基在戊糖非特异性磷酸单酯酶：能水解磷酸基在戊糖22、33、55的核苷酸。的核苷酸。特异性磷酸单酯酶：特异性磷酸单酯酶：只能水解只能水解33核苷酸核苷酸或或55核苷酸（核苷酸（33核苷酸酶、核苷酸酶、55核苷酸酶）核苷酸酶）v核苷水解酶：核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只主要存在于植物、微生物中，只水解核苷，不可逆。水解核苷，不可逆。一、核苷的分解一、核苷的分解v 核苷磷酸化酶：核苷磷酸化酶：广泛存在，反应可逆广泛存在，反应可逆。核苷核苷+磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基+戊糖戊糖-1-1-磷酸磷酸核苷核苷 +H2O核苷水解酶核苷水解酶碱基碱基 +核糖核糖次黄嘌呤尿素NH3+CO2GRNH2（微生物）黄嘌呤 尿酸（醇式）二、嘌呤的分解二、嘌呤的分解H2NOCNCCNNCHOOHOCNH2CCNH2NNCHOOOH腺嘌呤腺嘌呤鸟嘌呤鸟嘌呤乙醛酸尿素乙醛酸尿素4NH3CO2A脱氨酶G脱氨酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶尿囊素尿囊素尿囊酸尿囊酸尿酸尿酸次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤脲酶嘌呤分解途径嘌呤分解途径不同生物分解嘌呤碱的终产物不同生物分解嘌呤碱的终产物 排排尿酸尿酸动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类动物：灵长类、鸟类、昆虫、排尿酸爬虫类 排排尿囊素尿囊素动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类动物：哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 排排尿囊酸尿囊酸动物：硬骨鱼类动物：硬骨鱼类 排排尿素尿素动物：大多数鱼类、两栖类动物：大多数鱼类、两栖类 排排NHNH3 3和和COCO2 2 ：某些低等动物：某些低等动物 植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间植物分解嘌呤的途径与动物相似，产生各种中间产物（产物（尿囊素、尿囊酸、尿素、尿囊素、尿囊酸、尿素、NHNH3 3）。微生物分解嘌呤类物质，生成微生物分解嘌呤类物质，生成NHNH3 3、COCO2 2及有机酸及有机酸（甲酸、乙酸、乳酸甲酸、乙酸、乳酸等）。等）。痛风症：痛风症：血中尿酸正常值为血中尿酸正常值为2 26mg%6mg%，含量超过，含量超过8mg%8mg%时，尿酸盐结晶沉积于软组织、软骨及关节等时，尿酸盐结晶沉积于软组织、软骨及关节等处处,而导致关节炎、尿路结石及肾脏疾病。而导致关节炎、尿路结石及肾脏疾病。原因：原因：先天性代谢疾病，嘌呤合成过量。为原发性痛风先天性代谢疾病，嘌呤合成过量。为原发性痛风肾脏疾病引起的肾功能衰退，尿酸排泄减少。肾脏疾病引起的肾功能衰退，尿酸排泄减少。血液及肿瘤病人体内核酸大量分解。血液及肿瘤病人体内核酸大量分解。长期大量摄入富含核酸的食物。长期大量摄入富含核酸的食物。嘌呤核苷酸代谢紊乱嘌呤核苷酸代谢紊乱痛风症的治疗机制痛风症的治疗机制NNCNNO OH HNNNCNOH次黄嘌呤次黄嘌呤黄嘌呤黄嘌呤尿酸尿酸黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶鸟嘌呤鸟嘌呤腺嘌呤腺嘌呤机制：机制：别嘌呤醇别嘌呤醇与与次黄嘌呤结构相似，是黄嘌次黄嘌呤结构相似，是黄嘌呤氧化酶的竞争性抑制剂，其氧化产物别黄嘌呤呤氧化酶的竞争性抑制剂，其氧化产物别黄嘌呤可以牢固地结合在黄嘌呤氧化酶的活性中心上，可以牢固地结合在黄嘌呤氧化酶的活性中心上，抑制酶的活性，从而减少尿酸的产生，达到治疗抑制酶的活性，从而减少尿酸的产生，达到治疗痛风的目的。二者又叫痛风的目的。二者又叫“自杀作用物自杀作用物”。别嘌呤醇别嘌呤醇三三、嘧嘧啶啶的的分分解解是是一一个个还还原原降降解解过过程程胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶 H H2 2O OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基异丁酸脲基异丁酸-氨基异丁酸氨基异丁酸H H2 2O O丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoATCA肝肝尿素尿素甲基丙二酸单酰甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATCA糖异生糖异生第六节第六节核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢核糖、氨基酸、核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸核糖核苷酸脱氧核苷酸脱氧核苷酸辅酶辅酶RNA核苷核苷碱基碱基脱氧核苷脱氧核苷DNA补救途径补救途径补救途径补救途径 从头合成从头合成从头合成从头合成从头合成途径：从头合成途径：用氨基酸、一碳单位、二氧化碳和磷酸核糖等简单物质原料，用氨基酸、一碳单位、二氧化碳和磷酸核糖等简单物质原料，经一系列酶促反应，合成嘌呤或嘧啶核苷酸的途径。经一系列酶促反应，合成嘌呤或嘧啶核苷酸的途径。补救途径补救途径 :主要以核苷酸降解的中间物为原料。主要以核苷酸降解的中间物为原料。一一 嘌呤核苷酸的生物合成嘌呤核苷酸的生物合成 从5-磷酸核糖开始 IMP生成 AMP GMP嘌呤核苷酸从头合成途经嘌呤核苷酸从头合成途经 先合成次黄嘌呤核苷酸先合成次黄嘌呤核苷酸(IMP),(IMP),IMPIMP再转化变成腺嘌呤核苷酸再转化变成腺嘌呤核苷酸(AMP)(AMP)与鸟嘌呤核苷酸与鸟嘌呤核苷酸(GMP)(GMP)。R-5-P（5-5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMP磷酸核糖焦磷酸激酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、一在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下氨酸的逐步参与下IMPAMPGMPH2N-1-R-5-P（5 5-磷酸核糖胺）磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺转移酶磷酸核糖酰胺转移酶磷酸核糖酰胺转移酶GAR合成酶合成酶转甲酰基酶转甲酰基酶FGAM合成酶合成酶AIR合合成成酶酶1.2.IMP的合成要点：的合成要点：1 1、在磷酸核糖分子上、在磷酸核糖分子上逐步合成逐步合成嘌呤环。嘌呤环。2 2、PRPPPRPP是重要的中间代谢物，是是重要的中间代谢物，是5-5-磷酸核磷酸核糖的活性供体。它不仅参与两类核苷酸糖的活性供体。它不仅参与两类核苷酸的从头合成，而且还参与补救合成。的从头合成，而且还参与补救合成。3 3、PRPPPRPP合成酶和酰胺转移酶为合成酶和酰胺转移酶为关键酶关键酶。AMPS合成酶合成酶IMP脱氢酶脱氢酶AMPS裂解酶裂解酶GMP合成酶合成酶AMP和和GMP的生成的生成（AMPS）3.AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶ATP和和GTP的生成的生成(二）嘌呤核苷酸的补救合成二）嘌呤核苷酸的补救合成嘌呤核苷嘌呤核苷+Pi嘌呤嘌呤+R-1-P核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷酸核苷酸+ADP嘌呤核苷嘌呤核苷+ATP核苷磷酸激酶核苷磷酸激酶磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶嘌呤嘌呤+PRPP嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸+PPiATPADPAMP腺苷激酶腺苷激酶腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷l补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。l体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。因此对于这些组织，补救合成具有重要的意义。如因此对于这些组织，补救合成具有重要的意义。如Lesch-NyhanLesch-Nyhan综合症综合症（自毁容貌综合症）。自毁容貌综合症）。补救合成的生理意义补救合成的生理意义利用体内游离的碱基利用体内游离的碱基(嘌呤、嘧啶嘌呤、嘧啶)或核苷作原料，或核苷作原料，经过简单反应过程，合成核苷酸的途径。经过简单反应过程，合成核苷酸的途径。嘌呤核苷酸的相互转变酶嘌呤核苷酸合成的总结：嘌呤核苷酸合成的总结：特点嘌呤碱的合成一开始就沿着合成核苷酸的途径进行，即在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸，而不是首先单独合成嘌呤碱后再与磷酸核糖结合的。这是嘌呤核苷酸从头合成的一个重要特点。肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠粘膜和胸腺。嘌呤核苷酸的抗代谢抑制物嘌呤核苷酸的抗代谢抑制物嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。它们主要以竞基酸或叶酸等的类似物。它们主要以竞争性抑制或争性抑制或“以假乱真以假乱真”等方式干扰或等方式干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成代谢，从而进一阻断嘌呤核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。嘌呤的类似物：嘌呤的类似物：6-6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6MP)(6MP)、6-6-巯基鸟嘌呤、巯基鸟嘌呤、8-8-氮杂鸟嘌呤。氮杂鸟嘌呤。氨基酸类似物：氮杂丝氨酸及氨基酸类似物：氮杂丝氨酸及6-6-重氮重氮-5-5-氧正亮氨酸，结构与谷氨酰胺类似。氧正亮氨酸，结构与谷氨酰胺类似。二、嘧啶核苷酸的合成代谢二、嘧啶核苷酸的合成代谢（一）嘧啶碱的从头合成途径（一）嘧啶碱的从头合成途径合成过程：首先合成合成过程：首先合成UMPUMP，由，由UTPUTP合成合成CTPCTP，UMPUMP转变为转变为 dUMPdUMP后，再合成后，再合成dTMPdTMP。H NNOOCOOHH NNHOOCOOHH NCNHCHCH2COOCOOHNH2CNHCHCH2COOCOOHHONH2CH2NCHCH2COOCOOHHOOP氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸H2O二氢乳清酸二氢乳清酸NADNADHH二氢乳清酸二氢乳清酸 脱氢酶脱氢酶乳清酸乳清酸PRPPPPi乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸（OMP）CO2脱羧酶脱羧酶尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸（UMP）PiR-5-PH NNOOR-5-P天冬氨酸天冬氨酸转氨甲酰酶转氨甲酰酶二氢乳二氢乳清酸酶清酸酶磷酸核糖磷酸核糖 转移酶转移酶嘧啶核苷酸从头合成途径嘧啶核苷酸从头合成途径 氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I I、IIII的区别的区别CPSCPS分布分布 线粒体（肝脏线粒体（肝脏)胞液胞液(所有细胞所有细胞)氮源氮源 NHNH3 3 GlnGln 别构激活剂别构激活剂 N-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸 无无 反馈抑制剂反馈抑制剂 无无 UMP(UMP(哺乳类动物哺乳类动物)功能功能 尿素合成尿素合成 嘧啶合成嘧啶合成 嘧啶核苷酸合成特点：嘧啶核苷酸合成特点：先合成先合成嘧啶环嘧啶环，再与，再与PRPP连接；连接；先合成先合成UMP，再转变成其他嘧啶核苷酸。再转变成其他嘧啶核苷酸。真核生物中，合成途径的前三个酶和后两个真核生物中，合成途径的前三个酶和后两个酶各为一个酶各为一个多功能酶多功能酶，更有利于以均匀的速，更有利于以均匀的速度合成度合成UMP。原核生物各原核生物各酶独立存在酶独立存在。（二）嘧啶核苷酸的补救合成（二）嘧啶核苷酸的补救合成尿嘧啶尿嘧啶 +PRPPUMP+PPi尿嘧啶磷酸尿嘧啶磷酸核糖转移酶核糖转移酶尿苷尿苷(胞苷胞苷)+)+ATP尿苷激酶尿苷激酶嘧啶核苷嘧啶核苷+Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶UMP(CMP)+ADP嘧啶嘧啶1-1-磷酸核糖磷酸核糖v胞嘧啶不能直接与胞嘧啶不能直接与PRPPPRPP反应生成核苷酸反应生成核苷酸从头合成的调节从头合成的调节ATP+CO2+谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸ATP+5-ATP+5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸PRPPPRPPCTP的合成：的合成：在在核苷三磷酸核苷三磷酸水平上进行：水平上进行：UMPUDPUTPCTPNH3（大肠杆菌）大肠杆菌）Gln（哺乳动物）哺乳动物）GluATPCTP合合成成酶酶NNNH2OR5 P P P二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATP嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶氨基酸类似物、叶酸类似物三、脱氧核糖核苷酸的合成三、脱氧核糖核苷酸的合成SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白硫氧还蛋白硫氧还蛋白SSNADPHNADP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶ONCH2OHOHOP-PNDPdNDP硫氧化还原蛋白还原酶NOHHOCH2OP-P三、脱氧核糖核苷酸的合成三、脱氧核糖核苷酸的合成NADPHHNADPNDPdNDP核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶硫氧还蛋白硫氧还蛋白硫氧还蛋白硫氧还蛋白谷氧还蛋白谷氧还蛋白谷氧还蛋白谷氧还蛋白FADFADH2GSSG2GSH谷胱甘肽还原酶谷胱甘肽还原酶硫氧还蛋白还原酶硫氧还蛋白还原酶谷氧还蛋白还原酶谷氧还蛋白还原酶SHSHSHSHSSSSdTMP的合成：的合成：在在核苷一磷酸核苷一磷酸水平上进行水平上进行dUMPdUDPdCMPdTMPN5,N10-CH2-FH4FH2H2OPiH2ONH3FH4NADPHHNADPTMP合成酶合成酶HNNOOR5PdCH3FH2还原酶还原酶CTP的合成：的合成：在在核苷三磷酸核苷三磷酸水平上进行：水平上进行：UMPUDPUTPCTPNH3（大肠杆菌）大肠杆菌）Gln（哺乳动物）哺乳动物）GluATPCTP合合成成酶酶NNNH2OR5 P P P二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATP dTTP的生成：的生成：UDPdUDPdUMPdTMPdTDPdTTPdCMPH2H2OPi甲基化甲基化脱氨基脱氨基（主要）（主要）N5，N10-甲烯四氢叶酸甲烯四氢叶酸体内脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成体内脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成在在NDPNDP（核苷二磷酸）水平上：核苷二磷酸）水平上：ADPdADPdATPGDPdGDPdGTPCDPdCDPdCTPH2H2OATPADP酶酶1酶酶2酶酶1：核糖核苷酸还原酶：核糖核苷酸还原酶酶酶2：激酶：激酶蛋白质的分解代谢氨基酸的分解代谢氨基酸的生物合成核酸的分解代谢嘌呤和嘧啶的分解代谢核苷酸的生物合成 本章主要内容本章主要内容脱氧核苷酸的补救途径脱氧核苷酸的补救途径（脱氧核苷激酶途径）（脱氧核苷激酶途径）脱氧核苷酸也能利用已有的碱基或核苷进脱氧核苷酸也能利用已有的碱基或核苷进行合成（补救途径），但只有脱氧核苷激酶途行合成（补救途径），但只有脱氧核苷激酶途径，不存在类似的磷酸核糖转移酶途径。径，不存在类似的磷酸核糖转移酶途径。核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶碱基碱基+脱氧核糖脱氧核糖-1-磷酸磷酸脱氧核苷脱氧核苷+磷酸磷酸脱氧核苷激酶脱氧核苷激酶脱氧核苷脱氧核苷ATP脱氧核苷酸脱氧核苷酸+ADP 4.核苷酸合成的补救途径嘌呤核苷酸补救途径嘌呤核苷酸补救途径嘧啶核苷酸补救途径嘧啶核苷酸补救途径