核酸与核苷酸代谢 (2)讲稿.ppt
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1、关于核酸与核苷酸代谢(2)第一页,讲稿共六十四页哦 核苷酸是核酸的基本结构单位。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人体内的核苷酸主要由机体细胞自身合成。因此,与氨基酸不同,核苷酸不属成。因此,与氨基酸不同,核苷酸不属于营养必需物质。于营养必需物质。概概 述述第二页,讲稿共六十四页哦核酸的分子组成核酸的分子组成 碱基碱基(base)(base):嘌呤碱,嘧啶碱:嘌呤碱,嘧啶碱 戊糖戊糖(ribose)(ribose):核糖,脱氧核糖:核糖,脱氧核糖 磷酸磷酸(phosphate)(phosphate)第三页,讲稿共六十四页哦嘌呤嘌呤(purine)(purine)碱碱
2、 基基HNNCCN NH HCHN NOH2N鸟嘌呤鸟嘌呤NHCNCCN NH HCHN NNH2腺嘌呤腺嘌呤NHCNCCHCN NH HCHN N123456789第四页,讲稿共六十四页哦嘧啶嘧啶(pyrimidine)(pyrimidine)NN123456NNHNH2O胞胞嘧嘧啶啶HNNHOO尿尿嘧嘧啶啶HNNHOOCH3胸胸腺腺嘧嘧啶啶第五页,讲稿共六十四页哦戊戊 糖糖(构成(构成RNARNA)1 12 23 34 45 5OHOCH2OHOHOH核糖核糖(ribose)(ribose)(构成(构成DNADNA)OHOCH2OHOH脱氧核糖脱氧核糖(deoxyribose)(deoxy
3、ribose)第六页,讲稿共六十四页哦核苷:核苷:AR,GR,UR,CRAR,GR,UR,CR脱氧核苷:脱氧核苷:dAR,dGR,dTR,dCRdAR,dGR,dTR,dCR一、核苷酸的结构一、核苷酸的结构1.1.核苷核苷(ribonucleoside)(ribonucleoside)的形成的形成碱基和核糖(脱氧核糖)通过碱基和核糖(脱氧核糖)通过糖苷键糖苷键连接形成核苷(脱氧核苷)连接形成核苷(脱氧核苷)。OHOCH2OHOHNNNH2O1 11 1第七页,讲稿共六十四页哦POOOHOHOCH2OHOHNNNH2OOHOCH2OHOHNNNH2O核苷酸:核苷酸:AMP,GMP,UMP,CMP
4、AMP,GMP,UMP,CMP脱氧核苷酸:脱氧核苷酸:dAMP,dGMP,dTMP,dCMP dAMP,dGMP,dTMP,dCMP 2.2.核苷酸核苷酸(ribonucleotide)(ribonucleotide)的结构与命名的结构与命名核苷核苷(脱氧核苷)和磷酸以脱氧核苷)和磷酸以磷酸酯键磷酸酯键连连接形成核苷酸(脱氧核苷酸)。接形成核苷酸(脱氧核苷酸)。第八页,讲稿共六十四页哦5 端端3 端端3.3.核苷酸的连接核苷酸的连接 核苷酸之间以核苷酸之间以磷酸二酯键磷酸二酯键连接形连接形成多核苷酸链,即成多核苷酸链,即核酸。核酸。CGA第九页,讲稿共六十四页哦l核酸的消化与吸收核酸的消化与吸
5、收食物核蛋白食物核蛋白蛋白质蛋白质核酸核酸(RNA及及DNA)胃酸胃酸核苷酸核苷酸胰核酸酶胰核酸酶核苷核苷磷酸磷酸胰、肠核苷酸酶胰、肠核苷酸酶碱基碱基戊糖戊糖核苷酶核苷酶第十页,讲稿共六十四页哦n核苷酸的生理功用作为核酸合成的原料作为核酸合成的原料-最主要的功能最主要的功能 体内能量的利用形式体内能量的利用形式参与代谢与生理调节参与代谢与生理调节-cAMP,cGMP 组成辅酶组成辅酶-NAD,FAD,CoA 活化中间代谢物活化中间代谢物-UDPG,CDP-DG,SAM ATP-主要形式;主要形式;GTP-蛋白质合成蛋白质合成 UTP-糖原合成;糖原合成;CTP-磷脂合成磷脂合成利用本章知识,评
6、价利用本章知识,评价“珍奥核酸珍奥核酸”的功能的功能第十一页,讲稿共六十四页哦第二节第二节 核苷酸的生物合成与分解核苷酸的生物合成与分解Metabolism of Purine Nucleotides第十二页,讲稿共六十四页哦l嘌呤核苷酸的结构嘌呤核苷酸的结构GMPAMP1嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成第十三页,讲稿共六十四页哦一、嘌呤核苷酸的合成途径一、嘌呤核苷酸的合成途径 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过利用体内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。简单的反应过程,合成嘌呤核苷酸。n 从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis)n 补救合成途径补救
7、合成途径(salvage pathway)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及COCO2 2等简单物质为原料,经过一系列酶促反应等简单物质为原料,经过一系列酶促反应,合成嘌呤核苷酸。,合成嘌呤核苷酸。第十四页,讲稿共六十四页哦 肝肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官,其次是,其次是小肠和胸腺小肠和胸腺,而,而脑、骨髓脑、骨髓则无法进则无法进行此合成途径。行此合成途径。(一)嘌呤核苷酸的从头合成(一)嘌呤核苷酸的从头合成n 哺乳动物合成部位哺乳动物合成部位1 1、从头合成途径除某些细菌外,几乎所有生物体、从头合成途径除某些细菌外,几乎
8、所有生物体都能合成嘌呤碱。都能合成嘌呤碱。n 亚细胞定位亚细胞定位:胞液胞液第十五页,讲稿共六十四页哦嘌呤碱合成的元素来源嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸天冬氨酸甲酰基甲酰基(一碳单位)(一碳单位)甘氨酸甘氨酸甲酰基甲酰基(一碳单位)(一碳单位)谷氨酰胺谷氨酰胺(酰胺基)(酰胺基)第十六页,讲稿共六十四页哦n 合成过程合成过程 IMP的合成的合成 AMP和和GMP的生成的生成第十七页,讲稿共六十四页哦HHOOOHHHOHCH2OPPOPHHCH2OOOHHHOHOHPAMPATPMg2+PPiOOHHHOHHNH2HCH2OPGln酰胺转移酶5-磷酸核糖 1-焦磷酸 (PRPP)5-磷酸 核
9、糖(R-5-P)PRPP合成酶5-磷 酸核糖胺Glu IMP的合成过程的合成过程1第十八页,讲稿共六十四页哦HOH2NCCCNCHNOR-5-PH2NCHCNCHNR-5-PCH2CNHCHHNR-5-PHNOCH2CNHCHHNR-5-POOCO2H2OATPOOHHHOHHHN HCH2OCOH2CNH2POHCOH2CNH2FH4ATPOOHHHOHHNH2HCH2OPATPGlnGlu5-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PRAN
10、10-CHO FH4FGAM合成酶AIR合成酶23456第十九页,讲稿共六十四页哦HNHCNCCCNCHNOR-5-PH2NHCNHCCCNCHNOR-5-POH2NH2NCCCNCHNOR-5-PH2OFH4NHH2NCCCNCHNOR-5-PHCCH2COOHCOOHHOH2NCCCNCHNOR-5-PH2OATPIMP 5-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-CHO FH45-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78910
11、第二十页,讲稿共六十四页哦腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶脱氢酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶AMPAMP和和GMPGMP的生成的生成目目 录录第二十一页,讲稿共六十四页哦AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶 ADPATP ADPATP ADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶 GDPATP ADPATP ADP鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶GTP第二十二页,讲稿共六十四页哦l 嘌呤核苷酸是在嘌呤核苷酸是在磷酸核糖磷酸核糖分子上逐步合成的。分子上逐步合成的。l 先合成咪唑环,后合成嘧啶环。先合成咪唑环,后合成嘧啶环。l 先合成先合成IMPIMP
12、,合成,合成1 1分子分子IMPIMP需消耗需消耗5 5分子分子ATPATP。l AMPAMP或或GMPGMP的消耗又需要的消耗又需要1 1分子分子ATPATP(或(或GTP)GTP),IMPIMP是是重要的中间物质,是重要的中间物质,是AMPAMP和和GMPGMP的前体的前体 。l PRPPPRPP是是5-5-磷酸核糖的活性供体。磷酸核糖的活性供体。n嘌呤核苷酸从头合成特点嘌呤核苷酸从头合成特点第二十三页,讲稿共六十四页哦 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷,经过简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
13、)途径。成(或重新利用)途径。(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式(二)嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式定义定义第二十四页,讲稿共六十四页哦 腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transferase,APRT)次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase,HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)参与补救合成的酶参与补救合成的酶第二十五页,讲稿共六十四页哦补救合成过程补救合成过程腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷AMPATPA
14、DP腺腺苷苷激激酶酶第二十六页,讲稿共六十四页哦补救合成的生理意义补救合成的生理意义l补救合成节省从头合成时的能量和补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。一些氨基酸的消耗。l体内某些组织器官,如体内某些组织器官,如脑、骨髓脑、骨髓等只能进行补救合成。等只能进行补救合成。第二十七页,讲稿共六十四页哦嘌呤核苷酸从头合成和补救合成比较嘌呤核苷酸从头合成和补救合成比较从头合成从头合成补救合成补救合成原原料料天冬氨酸、谷胺酰天冬氨酸、谷胺酰胺、甘氨酸、胺、甘氨酸、CO2CO2、甲酰基甲酰基游离的嘌呤碱游离的嘌呤碱部部位位肝、肠、胸腺肝、肠、胸腺脑、骨髓、脾脏脑、骨髓、脾脏比比例例主要合成途径,
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