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核苷酸的合成代谢-介绍核苷酸合成代谢特别是碱基的合成代谢 嘌呤核糖核苷酸的合成5-磷酸核糖焦磷酸开始逐步合成次黄嘌呤核苷酸转变为腺嘌呤核糖核苷酸和鸟嘌呤核糖核苷酸 次黄嘌呤核苷酸合成甲酸盐天冬氨酸甘氨酸甲酸盐谷氨酰胺从头合成途径首先合成IMP AMPGMPIMP5-氨基咪唑核苷酸的合成5-磷酸核糖焦磷酸5-磷酸核糖胺甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨眯核苷酸5-氨基咪唑核苷酸磷酸核糖焦磷酸转酰氨酶甘氨酰胺核苷酸合成酶转甲酰基酶甲酰甘氨眯核苷酸合成酶氨基咪唑核苷酸合成酶形成次黄嘌呤核苷酸5-氨基咪唑核苷酸5-氨基咪唑-4-羧酸核苷酸5-氨基咪唑-4-(N-琥珀基)甲酰胺核苷酸5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰胺基咪唑-4-氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸氨基咪唑核苷酸羧化酶氨基咪唑琥珀基氨甲酰核苷酸合成酶腺苷酸琥珀酸裂解酶氨基咪唑氨甲酰核苷酸转甲酰基酶次黄嘌呤核苷酸合酶叶酸和四氢叶酸 来源：叶酸的分布较广，绿叶、肝、肾、菜花、酵母中含量较多，其次为牛肉、麦粒。成人（18-）膳食推荐量400ug/d 结构：叶酸分子是蝶啶、对氨基苯甲酸与L-谷氨酸连接而成：2-氨基氨基-4羟基羟基-6-甲基蝶啶甲基蝶啶对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸谷氨酸谷氨酸蝶酸蝶酸叶酸叶酸 功能叶酸是除CO2以外所有氧化水平碳原子一碳单位载体，重要供体和受体。四氢叶酸（THF）是其活性形式。主要携带甲醛，甲酸。缺乏症巨幼红细胞贫血孕妇缺乏引起胎儿异常和先天疾病引起高通行半胱氨酸症叶酸和四氢叶酸 腺嘌呤和鸟嘌呤核糖核苷酸的合成腺苷酸琥珀酸裂解酶鸟嘌呤核苷酸合成酶 生物体内除以简单前体物质“从头合成”核苷酸外，可由碱基或核苷合成核苷酸，“补救途径”主要的补救途径：嘌呤碱与5-磷酸核糖焦磷酸在磷酸核糖转移酶催化作用下形成嘌呤核苷酸 嘌呤碱和核苷合成核糖核苷酸Pu嘌呤核苷嘌呤核苷嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷磷酸激酶核苷磷酸激酶R-1-PPiATPADPAPRTAPRTAMP+PPiAMP+PPi腺嘌呤+PRPP腺嘌呤+PRPP腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶IMP+PPiIMP+PPi次黄嘌呤+PRPP次黄嘌呤+PRPP次黄嘌呤-鸟嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)磷酸核糖转移酶(HGPRT)次黄嘌呤-鸟嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT)磷酸核糖转移酶(HGPRT)鸟嘌呤+PRPP鸟嘌呤+PRPPGMP+PPiGMP+PPi(adenine phosohoribosyl transferase)(hypoxanthine-guanine phosohoribosyl transferase)人类该途径具重要的作用，大脑中腺嘌呤和次黄嘌呤核苷酸合成主要依赖该途径嘌呤核苷酸补救合成的生理意义 节约能量和一些氨基酸的消耗。有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。HGPRT完全缺失的患儿，表现为自毁容貌综合症。嘌呤核糖核苷酸生物合成的调节 AMP，GMP，IMP反馈抑制磷酸核糖焦磷酸转酰氨酶活性 AMP，GMP分别反馈抑制从IMP开始的分支部位的酶 嘧啶核糖核苷酸的合成 与嘌呤核苷酸合成的 显著不同处：先合成嘧啶环，然后再和PRPP作用形成核苷酸。相同处：都有从头合成途径和补救途径。UMPCMPdTMP 尿嘧啶核糖核苷酸的生物合成 氨甲酰磷酸的形成 细胞溶胶内，氨甲酰磷酸合成酶Gln+2ATP+HCO3-氨甲酰磷酸+2ADP+Pi+Glu氨甲酰磷酸天冬氨酸转氨甲酰酶氨甲酰天冬氨酸二氢乳清酸酶二氢乳清酸二氢乳清酸乳清苷酸尿嘧啶核苷酸二氢乳清酸脱氢酶乳清酸焦磷酸化酶乳清苷酸脱羧酶 胞嘧啶核糖核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸转变为胞嘧啶核苷酸在尿嘧啶核苷三磷酸水平上进行尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷二磷酸尿嘧啶核苷三磷酸尿嘧啶核苷酸激酶核苷二磷酸激酶尿嘧啶核苷三磷酸胞嘧啶核苷三磷酸胞嘧啶核苷三磷酸合成酶细菌直接利用氨合成胞嘧啶核苷三磷酸 嘧啶碱和核苷合成核糖核苷酸补救途径:生物体利用外源或分解代谢中产生的嘧啶碱，核苷或嘧啶核苷合成嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸：UMP磷酸核糖转移酶催化生成尿嘧啶核苷酸U+5-磷酸核糖焦磷酸尿嘧啶核苷酸+PPi尿苷磷酸化酶和尿苷激酶催化形成尿嘧啶核苷酸U+1-磷酸核糖尿嘧啶核苷+Pi尿嘧啶核苷+ATP 尿嘧啶核苷酸+ADP尿苷磷酸化酶尿苷磷酸化酶UraR-1-PPiU（尿苷）（尿苷）尿苷激酶尿苷激酶UMPATPADP尿嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶磷酸核糖转移酶UraPRPPPPi胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷+ATP 胞嘧啶核苷酸+ADP胞苷激酶CMPCATPADP(胞苷)嘧啶核糖核苷酸合成的调节反馈抑制氨甲酰磷酸合成酶天冬氨酸转氨甲酰酶CTP合酶AGI补救合成补救合成补救合成CO2一碳单位天冬氨酸甘氨酸谷氨酸AMPIMPGMPPRPP从头合成补救合成UC补救合成氨甲酰磷酸dTMP天冬氨酸嘧啶环（乳清酸）从头合成UMPCMPPRPP 脱氧核糖核苷酸的合成 核糖核苷酸还原核苷一磷酸激酶 核糖核苷酸还原酶I：大肠杆菌，双核铁中心II：微生物，5-脱氧腺苷钴胺酸III：厌氧环境，铁硫聚簇，核苷三磷酸为底物IV：某些微生物，双核锰中心底物特异性调节位点底物特异性调节位点酶活性性调节位点酶活性性调节位点酶活性位点酶活性位点R1亚基亚基R2亚基亚基ATP/dTTP/dGTP/dATPCDP/UDP/GDP/ADPUMPdTMP要解决二个问题:糖基的脱氧 碱基的甲基化，先脱氧后甲基化，高等动物中在DP水平上脱氧，在MP水平上甲基化UMP UDP dUDP dUMPdTMP-(O)+CH3 胸腺嘧啶脱氧核苷酸（dTMP）合成胸腺嘧啶核苷酸合酶胸腺嘧啶核苷酸合酶四氢叶酸二氢叶酸N5，N10亚甲基四氢叶酸丝氨酸羟甲基转移酶丝氨酸羟甲基转移酶二氢叶酸还原酶二氢叶酸还原酶丝氨酸丝氨酸甘氨酸甘氨酸氨基蝶呤氨甲喋呤FdUMPDNADNA复制复制一碳单位一碳单位四氢叶酸四氢叶酸FHFH4 4FHFH4 4嘌呤、嘧啶嘌呤、嘧啶细胞分裂细胞分裂人人叶酸叶酸对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸对氨基苯磺酰胺对氨基苯磺酰胺FHFH2 2合成酶合成酶蝶呤蝶呤对氨基苯甲酸对氨基苯甲酸GluGlu二氢叶酸二氢叶酸FHFH2 2细菌细菌 利用已有碱基和戊糖合成碱基与脱氧核糖-1-磷酸经核苷磷酸化酶催化合成脱氧核糖核苷碱基间互换合成新的脱氧核苷脱氧核糖核苷经特异脱氧核糖核苷激酶催化合成脱氧核糖核苷酸核苷酸代谢与糖、脂、氨基酸的关系核苷酸不是重要的碳源、氮源和能源。各种氨基酸,如Gly、Asp、Gln是核苷酸的合成前体。丝、甘、组、色等氨基酸可转变为一碳单位参与核苷酸的合成。有些核苷酸在物质代谢中也有重要作用ATP：供能及磷酸基团UTP：参与单糖转变成多糖（活化单糖）。CTP：参与卵磷脂合成GTP：为蛋白质合成供能。如何认识核酸的营养功能？