核苷酸代谢 (5).ppt

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1、关于核苷酸代谢(5)现在学习的是第1页，共53页第第 9 9 章章核核 苷苷 酸酸 代代 谢谢Metabolism of Nucleotides现在学习的是第2页，共53页 复习：核苷酸的分类复习：核苷酸的分类?本章重点：本章重点：1 1、嘌呤、嘧啶核苷酸的嘌呤、嘧啶核苷酸的合成原料合成原料 2 2、二类核苷酸的大概合成过程及、二类核苷酸的大概合成过程及 合成特点合成特点 3 3、二类核苷酸分解代谢的、二类核苷酸分解代谢的终产物终产物 4 4、相应的临床意义、相应的临床意义现在学习的是第3页，共53页食物核蛋白食物核蛋白胃酸胃酸蛋白质蛋白质核核 酸酸（RNA及及DNA）单核苷酸单核苷酸核酸的消

2、化核酸的消化水解水解3，5-磷酸二酯键磷酸二酯键H2O胰核酸酶胰核酸酶（磷酸二酯酶）（磷酸二酯酶）核糖核酸酶（核糖核酸酶（RNase）脱氧核糖核酸酶脱氧核糖核酸酶(DNase)基本结构单位及连接键?组成成分组成成分?现在学习的是第4页，共53页胰、肠核苷酸酶（胰、肠核苷酸酶（nucleotidase）（磷酸单酯酶）（磷酸单酯酶）H2O磷酸磷酸核苷核苷碱基碱基戊糖（或戊糖戊糖（或戊糖-1-磷酸）磷酸）单核苷酸单核苷酸 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶（nucleoside phosphorylase）核苷酶核苷酶(nucleosidase)（水解或磷酸解）（水解或磷酸解）核苷水解酶核苷水解酶（nucle

3、oside hydrolase）H2OH3PO4(大部分排出大部分排出)(吸收利用吸收利用)结论结论:核苷酸核苷酸不属于营养不属于营养必需物质必需物质现在学习的是第5页，共53页 核酸的合成原料核酸的合成原料*参与能量代谢并且是最直接的供能物质参与能量代谢并且是最直接的供能物质 衍生物是许多生物合成中的活泼中间物质衍生物是许多生物合成中的活泼中间物质 参与细胞的信息传递参与细胞的信息传递 构成辅酶构成辅酶(辅基辅基)的成分的成分现在学习的是第6页，共53页核核苷苷酸酸代代谢谢嘌呤核苷酸代谢嘌呤核苷酸代谢嘧啶核苷酸代谢嘧啶核苷酸代谢合成代谢合成代谢合成代谢合成代谢分解代谢分解代谢:终产物终产物分

4、解代谢分解代谢:终产物终产物从头合成途径从头合成途径:合成原料合成原料补救合成途径补救合成途径补救合成途径补救合成途径从头合成途径从头合成途径:合成原料合成原料现在学习的是第7页，共53页第第 一一 节节 嘌呤核苷酸的代谢嘌呤核苷酸的代谢Metabolism of Puine Nucleotide现在学习的是第8页，共53页l嘌呤核苷酸的结构嘌呤核苷酸的结构GMPAMP现在学习的是第9页，共53页一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢l从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis pathway)l补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis path

5、way)现在学习的是第10页，共53页嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的从从头头合合成成途途径径是是指指利利用用磷磷酸酸核核糖糖、氨氨基基酸酸、一一碳碳单单位位及及二二氧氧化化碳碳等等简简单单物物质质为为原原料料，经经过过一一系系列列酶酶促促反反应应，合合成成嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的途途径。径。肝肝是是体体内内从从头头合合成成嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的主主要要器器官官，其其次次是是小小肠肠和和胸胸腺腺，而而脑脑、骨骨髓髓则则无无法法进进行行此此合合成成途径。途径。（一）嘌呤核苷酸的从头合成（一）嘌呤核苷酸的从头合成1.1.定义定义*2.2.合成部位合成部位*现在学习的是第11页，共53页 PRPP 5-磷

6、酸核糖磷酸核糖-1-焦磷酸焦磷酸OO-OHOHPO CH2PPOOHOHOHPO CH2 R5 P 5-磷酸核糖磷酸核糖 （来源途径（来源途径?）活化过程活化过程ATPAMP3 3、原料、原料*：磷酸戊糖磷酸戊糖-来自来自PRPPPRPP现在学习的是第12页，共53页嘌呤碱合成的原料来源嘌呤碱合成的原料来源*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）甘氨中间坐甘氨中间坐,甲酰排两边甲酰排两边,头顶二氧碳头顶二氧碳,足踩谷氨酰足踩谷氨酰,左上天左上天.现在学习的是第13页，共53页机体利用机体利用

7、氨基酸、二氧化碳、一碳单位及氨基酸、二氧化碳、一碳单位及磷酸核糖磷酸核糖等小分子物质为原料，经一系列等小分子物质为原料，经一系列酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程。酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程。IMP甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、一甘氨酸、天冬氨酸、谷氨酰胺、一碳单位、碳单位、CO2、5-磷酸核糖磷酸核糖AMPGMPGTPATP4.4.大概过程大概过程(了解了解)PRPP10步酶促反应步酶促反应第一阶段第一阶段第二阶段第二阶段第三阶段第三阶段ATP现在学习的是第14页，共53页IMP生成总反应过程生成总反应过程现在学习的是第15页，共53页AMPAMP、GMPGMP的生成的生成现在学习的是第16页，共

8、53页R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）磷酸核糖焦磷酸）在在Gln 、Gly 、一碳单位、一碳单位、CO2及及Asp的逐步参与下的逐步参与下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（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酰胺转移酶现在学习的是第17页，共53页5.5.限速酶限速酶:PRPPPRPP合成酶合成酶 PRPP PRPP酰胺转移酶酰胺转移酶*6.6.合成特点合成特点*：嘌呤环以嘌呤环以CO2、AA及一碳单位及一碳单位 为原料合成为原料合成 磷酸戊糖由磷酸戊糖由PRPP提供提供 嘌呤环

9、是在磷酸核糖分子上逐嘌呤环是在磷酸核糖分子上逐 步形成的步形成的 首先合成首先合成IMP现在学习的是第18页，共53页AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶7.7.二磷酸核苷、三磷酸核苷的生成二磷酸核苷、三磷酸核苷的生成现在学习的是第19页，共53页8.从头合成的调节从头合成的调节R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺转移酶酰胺转移酶PRAIMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸AMP ADPATPXMPGMPGDP GTP+_IMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGT

10、P_+调节方式：调节方式：反馈调节反馈调节和和交叉调节交叉调节现在学习的是第20页，共53页红细胞、脑红细胞、脑、骨髓、脾脏等组织不能从头合成骨髓、脾脏等组织不能从头合成嘌呤核苷酸，嘌呤核苷酸，只能利用现成的嘌呤碱或只能利用现成的嘌呤碱或嘌呤核苷嘌呤核苷来合成来合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸。腺苷腺苷 +ATP AMP +ADP腺苷激酶腺苷激酶腺嘌呤磷酸腺嘌呤磷酸核糖转移酶核糖转移酶（APRT）腺嘌呤腺嘌呤+PRPP AMP +PPiIGIMP GMP+PRPP+PPiHGPRT次黄嘌呤次黄嘌呤-鸟嘌呤鸟嘌呤 磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶（二）（二）嘌呤核苷酸补救合成途径嘌呤核苷酸补救合成途径定义

11、定义:细胞利用游离碱基或核苷重新合成相应细胞利用游离碱基或核苷重新合成相应核苷酸的过程称核苷酸的过程称“补救合成途径补救合成途径”。现在学习的是第21页，共53页嘌呤核苷酸补救合成的生理意义嘌呤核苷酸补救合成的生理意义 节约能源与原料节约能源与原料 某些组织的唯一途径某些组织的唯一途径如脑、骨髓等如脑、骨髓等vHGPRT基因基因缺陷缺陷 (自毁容貌综合征自毁容貌综合征)v性染色体性染色体X连锁遗传病连锁遗传病发生于男性发生于男性v临床特征表现临床特征表现:高尿酸血症高尿酸血症痉挛痉挛发育迟缓发育迟缓强迫性自残强迫性自残现在学习的是第22页，共53页(三三)腺苷酸和鸟苷酸的相互转变腺苷酸和鸟苷酸

12、的相互转变(了解了解)AMPGMPXMPAMPSIMPNH3腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶NADP+NH3NADPH鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶现在学习的是第23页，共53页 （三（三）脱氧核苷酸的生成脱氧核苷酸的生成 在在二磷酸核苷二磷酸核苷的水平上产生的水平上产生*现在学习的是第24页，共53页dNDP+ATP 激酶激酶dNTP+ADP二磷酸脱氧核苷二磷酸脱氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，核糖核苷酸还原酶，Mg2+还原型硫氧化还原还原型硫氧化还原蛋白蛋白-(SH)2氧化型硫氧氧化型硫氧化还原蛋白化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶硫氧化还原蛋

13、白还原酶（FAD）脱下的氧原子哪脱下的氧原子哪去了去了?H2O现在学习的是第25页，共53页（四）（四）嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤类似物嘌呤类似物氨基酸类似物氨基酸类似物叶酸类似物叶酸类似物6-6-巯基嘌呤巯基嘌呤6-6-巯基鸟嘌呤巯基鸟嘌呤8-8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸等等氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤氨甲蝶呤等等次黄嘌呤次黄嘌呤(I)6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6-MP)现在学习的是第26页，共53页 6-MP6-MP核苷酸核苷酸从头合成途径从头合成途径补救合成途径补救合成途径HGPRTPRPP酰胺转移酶酰胺转移酶IMPAMP 和和 GMP-6-MP 核苷酸是核苷酸

14、是 IMP的类似物的类似物现在学习的是第27页，共53页氨基酸类似物：氨基酸类似物：v氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸(AS)是是 Gln的类似物的类似物.现在学习的是第28页，共53页叶酸类似物：叶酸类似物：v氨蝶呤氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤和甲氨蝶呤(MTX)现在学习的是第29页，共53页现在学习的是第30页，共53页NNNNR-5-P嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸竞争抑制 以假乱真 正常：四氢叶酸提供正常：四氢叶酸提供一碳单位一碳单位药物：药物：氨碟呤氨碟呤 氨甲喋呤氨甲喋呤6-巯基嘌呤与巯基嘌呤与IMP相似，所相似，所以作用于以作用于嘌呤核苷酸抗代谢物作用位点嘌呤核苷酸抗代谢物作用位点正常：谷氨酰胺提供正常：

15、谷氨酰胺提供N药物：药物：氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸现在学习的是第31页，共53页嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸核苷核苷核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶嘌呤碱嘌呤碱1-1-磷酸核糖磷酸核糖二、嘌呤核苷酸的分解代谢二、嘌呤核苷酸的分解代谢现在学习的是第32页，共53页 （一）分解代谢的大概过程及终产物图（一）分解代谢的大概过程及终产物图 （二）痛风症及其治疗（二）痛风症及其治疗 痛风症：痛风症：关节炎关节炎 尿酸尿酸尿酸盐结晶尿酸盐结晶沉积沉积 尿路结石尿路结石 肾疾患肾疾患 治疗：别嘌呤醇治疗：别嘌呤醇现在学习的是第33页，共53页返回尿酸尿酸现在学习的是第34页，共53页鸟嘌呤鸟嘌呤次黄嘌呤次黄

16、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别嘌呤醇别嘌呤醇痛风症的治疗机制痛风症的治疗机制现在学习的是第35页，共53页第第 二二 节节 嘧嘧 啶啶 核核 苷苷 酸酸 代代 谢谢Metabolism of Pyrimidine Nucleotide现在学习的是第36页，共53页嘧啶核糖核苷酸嘧啶核糖核苷酸现在学习的是第37页，共53页 一、一、嘧啶核苷酸合成代谢嘧啶核苷酸合成代谢 （一）（一）嘧啶核苷酸的嘧啶核苷酸的从头合成从头合成 1 1、部位、部位：（肝）胞液：（肝）胞液 2 2、原料：、原料：PRPP(PRPP(同嘌呤核苷酸合成同嘌呤核苷酸合成)嘧啶碱合成原

17、料嘧啶碱合成原料：CO CO2 2、AspAsp、GlnGln l从头合成途径从头合成途径l补救合成途径补救合成途径现在学习的是第38页，共53页Gln Gln COCO2 2 思考：嘌呤与嘧啶基本母环原子的共同来源是哪些？思考：嘌呤与嘧啶基本母环原子的共同来源是哪些？天冬氨酸天冬氨酸现在学习的是第39页，共53页3 3、特点、特点*：先合成嘧啶环，再与磷酸核糖反应生成先合成嘧啶环，再与磷酸核糖反应生成 尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸4 4、大概过程：、大概过程：（1 1）氨基甲酰磷酸的生成）氨基甲酰磷酸的生成 （2 2）尿嘧啶核苷酸的生成）尿嘧啶核苷酸的生成 （3 3）胞嘧啶核苷酸的生成）胞嘧啶核

18、苷酸的生成 （4 4）胸腺嘧啶核苷酸的生成）胸腺嘧啶核苷酸的生成?现在学习的是第40页，共53页（1）氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸的生成的生成谷氨酰胺谷氨酰胺+HCO3-氨基甲酰氨基甲酰磷酸合成磷酸合成酶酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸与与氨基甲酰磷氨基甲酰磷酸合成酶酸合成酶I I催催化的反应有化的反应有何不同何不同?现在学习的是第41页，共53页两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较两种氨基甲酰磷酸合成酶的比较氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II分布分布线粒体线粒体(肝肝)胞液胞液(各种细胞各种细胞)氮源氮源氨氨谷氨酰胺谷氨酰胺变

19、构激活剂变构激活剂N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸无无变构抑制剂变构抑制剂无无UMP(哺乳动物哺乳动物)功能功能尿素合成尿素合成嘧啶合成嘧啶合成(CPS-I)(CPS-II)现在学习的是第42页，共53页 （2 2）尿嘧啶核苷酸的生成）尿嘧啶核苷酸的生成 现在学习的是第43页，共53页（3 3）胞嘧啶核苷酸的生成）胞嘧啶核苷酸的生成 （在三磷酸尿苷水平生成）（在三磷酸尿苷水平生成）ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+PiCMPCDP现在学习的是第44页，共53页（4 4）dTMPdTMP的生成的

20、生成 （在一磷酸核苷水平上进行在一磷酸核苷水平上进行）胸苷酸合成酶胸苷酸合成酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2还原酶还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMPdTMPUDP脱氧核苷酸还原酶脱氧核苷酸还原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP脱氨基脱氨基现在学习的是第45页，共53页从头合成的调节从头合成的调节现在学习的是第46页，共53页（二）嘧啶核苷酸的补救（二）嘧啶核苷酸的补救合成合成嘧啶嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP+ADP 胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶胸苷激酶d

21、TMP+ADP现在学习的是第47页，共53页胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物现在学习的是第48页，共53页UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷氨甲碟呤氨甲碟呤5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶现在学习的是第49页，共53页二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢嘧啶碱嘧啶碱1-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸核苷核苷 核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶现在学习的是第50页，共53页胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氢尿嘧啶二氢尿嘧啶 H2OCO2+NH3

22、-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H2O丙二酸单酰丙二酸单酰CoA乙酰乙酰CoATAC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CoATAC糖异生糖异生现在学习的是第51页，共53页核苷酸酶核苷酸酶核苷核苷磷酸磷酸核苷核苷磷酸化酶磷酸化酶1-磷酸磷酸核糖核糖 碱基碱基核苷酸的合成在脑、红细胞和骨髓中核苷酸的合成在脑、红细胞和骨髓中只能通过只能通过“补救途径补救途径”。从头合成从头合成1补救途径补救途径2重要中间物重要中间物核糖核苷酸核糖核苷酸基本原料基本原料（AA，CO2，一碳单位，一碳单位，5-磷酸核糖等小分子物质）磷酸核糖等小分子物质）PRPP（核苷，碱基）（核苷，碱基）嘌呤嘌呤 尿酸尿酸嘧啶嘧啶 -氨基酸氨基酸 脱氧脱氧核糖核苷酸核糖核苷酸还原酶还原酶NDP合合成成分解分解核苷酸代谢框架核苷酸代谢框架现在学习的是第52页，共53页感感谢谢大大家家观观看看现在学习的是第53页，共53页