核苷酸代谢生物化学讲稿.ppt

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1、关于核苷酸代谢生物化学第一页，讲稿共二十七页哦概概 况况核苷酸的功能核苷酸的功能核苷酸的合成核苷酸的合成核苷酸的分解核苷酸的分解研究核苷酸代谢的意义研究核苷酸代谢的意义第二页，讲稿共二十七页哦第一节第一节 嘌呤核苷酸的代谢嘌呤核苷酸的代谢一、合成代谢一、合成代谢（一）嘌呤核苷酸的合成（一）嘌呤核苷酸的合成（二）嘌呤脱氧核苷酸的合成（二）嘌呤脱氧核苷酸的合成二、分解代谢二、分解代谢第三页，讲稿共二十七页哦嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成原料原料合成嘌呤环的原料：合成嘌呤环的原料：合成嘌呤环的原料：合成嘌呤环的原料：天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰天门冬氨酸、甘氨酸、谷氨酰 胺、一碳单位胺、一碳单位合成核苷

2、酸的原料：合成核苷酸的原料：5-5-磷酸核糖磷酸核糖(磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径磷酸戊糖途径)合成途径合成途径（一）从头合成途径（从无到有途径）（一）从头合成途径（从无到有途径）（一）从头合成途径（从无到有途径）（一）从头合成途径（从无到有途径）（二）补救合成途径（二）补救合成途径第四页，讲稿共二十七页哦嘌呤环上各原子的来源嘌呤环上各原子的来源来自谷氨酰胺来自谷氨酰胺来自来自N5-甲酰四氢叶甲酰四氢叶酸酸来自天门冬氨酸来自天门冬氨酸来自甘氨酸来自甘氨酸来自来自CO2来自来自N5,N10-次甲基次甲基四氢叶酸四氢叶酸第五页，讲稿共二十七页哦嘌呤核苷酸的从头合成途径嘌呤核苷酸的从头合成途

3、径合成顺序：合成顺序：1.由由5-磷酸核糖首先与磷酸核糖首先与ATP反应生成反应生成5-磷酸核磷酸核糖焦磷酸（糖焦磷酸（PRPP）；）；2.以以PRPP为基础，由谷氨酰胺、甘氨酸、一碳为基础，由谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、单位、CO2和天门冬氨酸提供碳原子；和天门冬氨酸提供碳原子；3.合成次黄嘌呤核苷酸（合成次黄嘌呤核苷酸（IMP）；）；4.由由IMP沿两条途径转变为腺嘌呤核苷酸（沿两条途径转变为腺嘌呤核苷酸（AMP）和鸟嘌呤核苷酸（）和鸟嘌呤核苷酸（GMP）。）。第六页，讲稿共二十七页哦5-5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸5-5-磷酸磷酸核糖胺核糖胺甘氨酸甘氨酸甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸甲

4、酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸5-5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-羧核苷酸羧核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-琥珀基琥珀基-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸5-5-氨基咪唑氨基咪唑-4-4-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸5-5-甲酰氨基咪唑甲酰氨基咪唑-4-4-氨甲酰核苷酸氨甲酰核苷酸次黄嘌呤核苷酸次黄嘌呤核苷酸（IMPIMP）甲酰甲酰THFATHFAIMP的的生生物物合合成成第七页，讲稿共二十七页哦IMP转变为转变为GMP和和AMP第八页，讲稿共二十七页哦初步生成的一磷酸核苷可在核苷酸激酶的催化初步生成的一磷酸核苷可在核苷酸激酶的

5、催化下转变为二磷酸核苷，二磷酸核苷可在二磷酸下转变为二磷酸核苷，二磷酸核苷可在二磷酸核苷激酶的催化下生成三磷酸核苷。核苷激酶的催化下生成三磷酸核苷。AMP+ATP 2ADPGMP+ATP GDP+ADPGDP+ATP GTP+ADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶鸟苷酸激酶鸟苷酸激酶二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶第九页，讲稿共二十七页哦嘌呤核苷酸合成补救途径嘌呤核苷酸合成补救途径 磷酸核糖转移酶磷酸核糖转移酶嘌呤嘌呤+PRPPA(G)MP+PPi嘌呤嘌呤+1-P-核糖核糖嘌呤核苷嘌呤核苷+Pi A(G)MPATP ADP 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核核苷苷磷磷酸酸激激酶酶第十页，讲稿共二十七页哦嘌呤脱氧核苷酸

6、的合成嘌呤脱氧核苷酸的合成合成顺序：合成顺序：1.在二磷酸核苷水平上，经二磷酸核苷还原在二磷酸核苷水平上，经二磷酸核苷还原酶催化，以硫氧还原蛋白作还原剂，脱氧酶催化，以硫氧还原蛋白作还原剂，脱氧还原生成二磷酸脱氧核苷。还原生成二磷酸脱氧核苷。2.生成的氧化型硫氧还原蛋白在硫氧还原蛋白生成的氧化型硫氧还原蛋白在硫氧还原蛋白还原酶的催化下，再变为还原型。还原酶的催化下，再变为还原型。3.生成的二磷酸脱氧核苷可在激酶催化下转变为生成的二磷酸脱氧核苷可在激酶催化下转变为三磷酸脱氧核苷。三磷酸脱氧核苷。第十一页，讲稿共二十七页哦核糖核苷酸的还原反应核糖核苷酸的还原反应硫氧还蛋白硫氧还蛋白核糖核酸还原酶系

7、核糖核酸还原酶系硫氧还蛋白还原酶硫氧还蛋白还原酶核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶二磷酸核苷还原酶二磷酸核苷还原酶NADP+NADPH+H+硫氧还蛋白硫氧还蛋白还原酶还原酶FADATP、Mg2+硫氧还蛋白硫氧还蛋白（还原型）（还原型）SHSH硫氧还蛋白硫氧还蛋白（氧化型）（氧化型）SSOP-P-CH2NOHOH核糖核苷二磷酸核糖核苷二磷酸OP-P-CH2NOHH+H2O脱氧核糖核苷二磷酸脱氧核糖核苷二磷酸第十二页，讲稿共二十七页哦核酸的降解核酸的降解 核苷酸酶核苷酸酶 核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷酸核苷酸 核苷核苷 碱基碱基+戊糖戊糖-1-P磷酸磷酸核酸核酸核核酸酸酶酶核苷酶核苷酶碱基碱基+戊糖

8、戊糖第十三页，讲稿共二十七页哦嘌嘌呤呤的的分分解解第十四页，讲稿共二十七页哦第二节第二节 嘧啶核苷酸代谢嘧啶核苷酸代谢一、合成代谢一、合成代谢（一）嘧啶核苷酸的合成（一）嘧啶核苷酸的合成（二）嘧啶脱氧核苷酸的合成（二）嘧啶脱氧核苷酸的合成二、分解代谢二、分解代谢第十五页，讲稿共二十七页哦嘧啶核苷酸合成嘧啶核苷酸合成原料原料合成嘧啶环的原料：合成嘧啶环的原料：氨基甲酰磷酸、天门冬氨酸氨基甲酰磷酸、天门冬氨酸氨基甲酰磷酸、天门冬氨酸氨基甲酰磷酸、天门冬氨酸合成核苷酸的原料：合成核苷酸的原料：合成核苷酸的原料：合成核苷酸的原料：5-磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖磷酸核糖合成途径合成途径（一）从头合成途径（

9、一）从头合成途径（一）从头合成途径（一）从头合成途径（二）补救合成途径（二）补救合成途径第十六页，讲稿共二十七页哦嘧啶环上各原子的来源嘧啶环上各原子的来源 NNCCCC654321天门冬氨酸天门冬氨酸CO2NH3H2N-CO-P氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸N1C5C4C6N3C2ATP氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶第十七页，讲稿共二十七页哦嘧啶核苷酸从头合成途径b、UMP转变为CTPCTPCTP合成酶合成酶 ATP GlnH2OUMPUDPUTP a、UMP的从头合成合成顺序：合成顺序：合成顺序：合成顺序：首先合成嘧啶环，然后再与首先合成嘧啶环，然后再与首先合成嘧啶环，然后再与首先合成嘧啶环

10、，然后再与5-5-磷酸核糖连接磷酸核糖连接磷酸核糖连接磷酸核糖连接第十八页，讲稿共二十七页哦尿嘧啶核苷酸合成途径尿嘧啶核苷酸合成途径第十九页，讲稿共二十七页哦嘧啶核苷酸补救合成途径嘧啶核苷酸补救合成途径尿嘧啶尿嘧啶+PRPP尿嘧啶尿嘧啶+1-P-核糖核糖尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+ATPUMP+PPi尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷+PiUMP+ADP尿苷激酶第二十页，讲稿共二十七页哦脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成脱氧胸腺嘧啶核苷酸的合成 胸腺嘧啶核苷酸合成酶胸腺嘧啶核苷酸合成酶NADPH+H+SerNADP+Gly N5、N10CH2 FH4 FH2二氢叶酸二氢叶酸还原酶还原酶Ser羟甲基羟甲基转移酶转移酶ONHN

11、OdR-PCH3ONHNOdR-P第二十一页，讲稿共二十七页哦嘧嘧啶啶的的分分解解第二十二页，讲稿共二十七页哦第三节第三节 核苷酸的抗代谢物核苷酸的抗代谢物 某些化学结构与核苷酸合成代谢中间产物类似、可抑制核苷酸合成的物质，称之为核苷酸的“抗代谢物抗代谢物”。一、嘌呤和嘧啶类似物二、叶酸类似物三、氨基酸类似物第二十三页，讲稿共二十七页哦嘌呤和嘧啶类似物嘌呤和嘧啶类似物嘌呤类似物：嘌呤类似物：6-巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、巯基嘌呤、硫鸟嘌呤、2,6-二氨基嘌呤、二氨基嘌呤、8-氮鸟嘌呤氮鸟嘌呤嘧啶类似物：嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶、氟尿嘧啶、6-氮尿嘌呤氮尿嘌呤工作原理：工作原理：这些碱基类似物的化学结

12、构与正常这些碱基类似物的化学结构与正常碱基类似，可竞争性地抑制核苷酸合成代谢有碱基类似，可竞争性地抑制核苷酸合成代谢有关的酶类，干扰核苷酸的合成，或作为异常碱关的酶类，干扰核苷酸的合成，或作为异常碱基掺入到基掺入到DNA或或RNA中，干扰核酸的正常结构中，干扰核酸的正常结构和功能。和功能。第二十四页，讲稿共二十七页哦叶酸类似物叶酸类似物四氢叶酸在核苷酸代谢中的生理功能：四氢叶酸在核苷酸代谢中的生理功能：1.1.1.1.提供嘌呤核苷酸合成所需的一碳单位；提供嘌呤核苷酸合成所需的一碳单位；提供嘌呤核苷酸合成所需的一碳单位；提供嘌呤核苷酸合成所需的一碳单位；2.2.2.2.提供提供提供提供dTMPd

13、TMPdTMPdTMP合成中合成中合成中合成中dUMPdUMPdUMPdUMP甲基化所需的甲基；甲基化所需的甲基；甲基化所需的甲基；甲基化所需的甲基；3.3.3.3.叶酸类似物：叶酸类似物：叶酸类似物：叶酸类似物：氨基蝶呤和氨甲喋呤氨基蝶呤和氨甲喋呤4.4.工作原理：工作原理：可竞争性地抑制二氢叶酸还原酶，阻断可竞争性地抑制二氢叶酸还原酶，阻断可竞争性地抑制二氢叶酸还原酶，阻断可竞争性地抑制二氢叶酸还原酶，阻断FHFHFHFH4 4 4 4的的的的生成生成生成生成第二十五页，讲稿共二十七页哦氨基酸类似物氨基酸类似物谷氨酰胺是合成嘌呤核苷酸的重要原料谷氨酰胺是合成嘌呤核苷酸的重要原料谷氨酰胺类似物：谷氨酰胺类似物：重氮乙酰丝氨酸重氮乙酰丝氨酸 6-重氮重氮-5-氧氧-正亮氨酸正亮氨酸工作原理：工作原理：可干扰谷氨酰胺参与嘌呤环的合可干扰谷氨酰胺参与嘌呤环的合成。成。第二十六页，讲稿共二十七页哦感谢大家观看第二十七页，讲稿共二十七页哦