核酸代谢精选课件.ppt

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1、关于核酸代谢第一页，本课件共有45页目的要求目的要求1.掌握掌握 核苷酸合成代谢方式、关键酶；脱氧核糖核苷酸核苷酸合成代谢方式、关键酶；脱氧核糖核苷酸生成。生成。2.熟悉熟悉 嘌呤碱、嘧啶碱分解的终产物及意义。嘌呤碱、嘧啶碱分解的终产物及意义。3.了解了解 核苷酸的抗代谢物。核苷酸的抗代谢物。第二页，本课件共有45页概述概述核酸的消化与吸收核酸的消化与吸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三页，本课件共有45页一、核苷酸的生物功能一、核苷酸的生物功能作为核酸

2、合成的原料：作为核酸合成的原料：NTPRNA，dNTP-DNA体内能量的利用形式体内能量的利用形式参与代谢和生理调节：参与代谢和生理调节：cAMP,cGMP组成辅酶组成辅酶:NAD+，NADP+，FAD活化中间代谢物：活化中间代谢物：UDPG，CDP-胆碱，胆碱，SAM第四页，本课件共有45页二、核苷酸的分解代谢二、核苷酸的分解代谢单核苷酸单核苷酸核苷酸酶核苷酸酶核苷核苷 磷酸磷酸嘌呤碱（嘧啶碱）嘌呤碱（嘧啶碱）磷酸戊糖磷酸戊糖核苷酸磷酸化酶核苷酸磷酸化酶嘌呤碱（嘧啶碱）嘌呤碱（嘧啶碱）戊糖戊糖发布广泛发布广泛植物植物微生物微生物核苷水解酶核苷水解酶第五页，本课件共有45页 尿酸尿酸 （终产物

3、）（终产物）尿尿 +H2O嘌呤核嘌呤核苷酸苷酸磷酸磷酸能量代谢；钙、磷代谢能量代谢；钙、磷代谢戊糖戊糖戊糖磷酸的途径戊糖磷酸的途径嘌呤碱：嘌呤碱：1.嘌呤核苷酸的分解代谢嘌呤核苷酸的分解代谢第六页，本课件共有45页嘌呤碱的最终嘌呤碱的最终代谢产物代谢产物AMPGMPH（次黄嘌呤）（次黄嘌呤）GX（黄嘌呤）（黄嘌呤）黄嘌呤氧化酶黄嘌呤氧化酶黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶第七页，本课件共有45页嘌呤代谢的终产物嘌呤代谢的终产物尿酸尿酸人，灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、软体动人，灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、软体动物、海鞘类、昆虫物、海鞘类、昆虫尿囊素尿囊素哺乳动物（灵长类除外）、腹足类哺乳动物（灵长类除

4、外）、腹足类尿囊酸尿囊酸硬骨鱼硬骨鱼尿素尿素大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类氨氨 甲壳类、咸水瓣鳃类甲壳类、咸水瓣鳃类鸟嘌呤鸟嘌呤/黄嘌呤黄嘌呤蜘蛛、猪蜘蛛、猪第八页，本课件共有45页痛风症的治疗机制痛风症的治疗机制鸟嘌呤鸟嘌呤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别嘌呤醇别嘌呤醇第九页，本课件共有45页2.嘧啶核苷酸的分解代谢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PPi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶 动物组织内嘧啶的分解过程与嘌呤的分解不动物组织内嘧啶的分解过程与嘌

5、呤的分解不同，它的环可以打开，最后可分解成同，它的环可以打开，最后可分解成NH3、H2O及及CO2。第十页，本课件共有45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-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糖异生糖异生第十一页，本课件共有45页二、核苷酸的合成代谢二、核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢嘌呤核苷酸的合成代谢嘧啶核苷酸的合成代谢嘧啶核苷酸的合成代谢第十二页，本课件共有45页从头合成从头合成从最简单

6、的小分子，如从最简单的小分子，如CO2和氨基酸等开始，和氨基酸等开始，经过多步反应，消耗更多的能量，最后生成核苷酸的过程经过多步反应，消耗更多的能量，最后生成核苷酸的过程。补救途径补救途径指核苷酸降解的中间产物（包括核苷和碱基）被指核苷酸降解的中间产物（包括核苷和碱基）被循环利用，重新转变成核苷酸的过程。循环利用，重新转变成核苷酸的过程。补救途径补救途径 从头合成从头合成合成途径合成途径第十三页，本课件共有45页（一）嘌呤核苷酸的合成代谢（一）嘌呤核苷酸的合成代谢（1）定义：利用）定义：利用磷酸核糖磷酸核糖、氨基酸氨基酸、一碳单位一碳单位及及CO2等等简单简单 小分子物质为原料，经过一系列酶促

7、反应，合成小分子物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。嘌呤核苷酸。1.嘌呤核苷酸的从头合成嘌呤核苷酸的从头合成 核酸分子中的核糖来源于磷酸戊糖通路中的核酸分子中的核糖来源于磷酸戊糖通路中的6-磷酸葡磷酸葡萄糖萄糖(6-GP)经降解生成的经降解生成的5-磷酸核糖磷酸核糖(R-5-P)。第十四页，本课件共有45页（2）部位：胞浆（）部位：胞浆（肝脏肝脏、小肠粘膜及胸腺、小肠粘膜及胸腺）而而脑、骨脑、骨髓髓则无法进行此合成途径。则无法进行此合成途径。体内嘌呤核苷酸的合成是体内嘌呤核苷酸的合成是在磷酸核糖的基础上逐步在磷酸核糖的基础上逐步合成嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸（先成糖苷键再成环）。（先

8、成糖苷键再成环）。主要在细胞质中进行，可分为两个阶段：主要在细胞质中进行，可分为两个阶段：1）合成）合成IMP 2）IMP生成生成AMP和和GMP（3）合成过程）合成过程第十五页，本课件共有45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1）IMP的合成过程的合成过程第十六页，

9、本课件共有45页第十七页，本课件共有45页第十八页，本课件共有45页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）第十九页，本课件共有45页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（2）AMP和和GMP的生成的生成第二十页，本课件共有45页1.并非先合成嘌呤碱并非先合成嘌呤碱2.生成重要的中间产物生成重要的中间产物IMP3.PRPP合成酶、磷酸核糖酰胺转移酶是限速酶合成酶、磷酸核糖

10、酰胺转移酶是限速酶4.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，其次是小肠粘膜和胸腺其次是小肠粘膜和胸腺（4）从头合成的特点）从头合成的特点第二十一页，本课件共有45页2.嘌呤核苷酸的补救合成嘌呤核苷酸的补救合成 利利用用体体内内游游离离的的嘌嘌呤呤或或嘌嘌呤呤核核苷苷，经经过过简简单单的的反反应应，合合成成嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸的的过过程程，称称为为补补救合成（或重新利用）途径。救合成（或重新利用）途径。定义定义部位部位：脑：脑、骨髓、红细胞、骨髓、红细胞 原料原料：碱基碱基、PRPP 第二十二页，本课件共有45页次黄嘌呤次黄嘌呤或或鸟嘌呤鸟嘌呤+PRPP I

11、MP =or +PPi GMP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(HGPRT)腺嘌呤腺嘌呤+PRPP=AMP+PPi 腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT)由于某些基因缺陷而导致由于某些基因缺陷而导致HGPRT完全缺失的患儿，表现完全缺失的患儿，表现为为自毁容貌征自毁容貌征或称或称Lesch-Nyhan综合征。综合征。第二十三页，本课件共有45页补救合成的生理意义补救合成的生理意义补救合成节省从头合成时的能量和一些补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。氨基酸的消耗。体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。

12、进行补救合成。第二十四页，本课件共有45页AMP腺苷酸代腺苷酸代 琥珀酸琥珀酸IMPXMPGMP腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶NH3NADPHNH3NADP+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Asp(NH2-)腺腺苷苷酸酸代代琥琥珀珀酸酸裂裂解解酶酶GMP合合成成酶酶Gln酰酰胺胺基基NAD+嘌呤核苷酸的相互转变嘌呤核苷酸的相互转变第二十五页，本课件共有45页3.三磷酸核苷的合成三磷酸核苷的合成一磷酸核苷激酶一磷酸核苷激酶核苷单磷酸激酶对碱基有特异性核苷单磷酸激酶对碱基有特异性AMP+ATP 2ADPGMP+ATP GDP+ADP腺苷酸激酶腺苷酸激

13、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二十六页，本课件共有45页（二）嘧啶核苷酸的合成代谢（二）嘧啶核苷酸的合成代谢l嘧啶核苷酸的结构嘧啶核苷酸的结构第二十七页，本课件共有45页嘧啶合成的元素来源嘧啶合成的元素来源氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸合成前体：合成前体：Gln；CO2；Asp；需要；需要 ATP1.嘧啶核苷酸的从头合成嘧啶核苷酸的从头合成第二十八页，本课件共有45页嘧啶环先独立合成，然后转移到嘧啶环先独立合成，然后转移到PRPP（先成环在（先成环在合成糖苷键）合成糖苷键）先合成先合成UMP合成特点：合成特点：合成部位：肝细胞细胞液合成部位：肝细胞细胞液第二十九

14、页，本课件共有45页合成过程合成过程（1）尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺谷氨酰胺+HCO3-氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸合成酶合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸第三十页，本课件共有45页第三十一页，本课件共有45页第三十二页，本课件共有45页（2）胞嘧啶核苷酸的合成）胞嘧啶核苷酸的合成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+Pi第三十三页，本课件共有45页2.嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷+PP

15、i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第三十四页，本课件共有45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氧化型硫氧化氧化型硫氧化还原蛋白还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）（四）脱氧核苷的代谢（四）脱氧核苷的代谢第三十五页，本课件共有45页脱氧核苷酸的合成脱氧核苷酸的合成第三十六页，本课件共有45页dTTP的合成的合成

16、（难题）（难题）胸苷酸胸苷酸合酶合酶甲基供体为甲基供体为N5,N10-亚甲基四氢叶酸。亚甲基四氢叶酸。N5,N10-亚甲基四氢叶酸供出亚甲基以后而转变为二氢叶酸，二亚甲基四氢叶酸供出亚甲基以后而转变为二氢叶酸，二氢叶酸被氢叶酸被NADPH还原成四氢叶酸，四氢叶酸则在丝氨酸转羟还原成四氢叶酸，四氢叶酸则在丝氨酸转羟甲基酶的催化下，与丝氨酸反应重新转变为甲基酶的催化下，与丝氨酸反应重新转变为N5,N10-亚甲基四亚甲基四氢叶酸。氢叶酸。CH3第三十七页，本课件共有45页RNADNAATPGTPCTPUTPdATPdGTPdCTPdTTPIMPADPAMPGMPGDPXMPUMPUDPCDPCMPd

17、ADPdGDPdUDPdCDPdUMPdTMPdTDP从头合成从头合成 补救合成：次黄嘌呤、次黄嘌呤核苷补救合成：次黄嘌呤、次黄嘌呤核苷黄嘌呤黄嘌呤胞嘧啶胞嘧啶胞苷胞苷从头合成从头合成补救合成：尿嘧啶、尿苷补救合成：尿嘧啶、尿苷腺嘌呤腺嘌呤腺苷腺苷脱氧胸苷脱氧胸苷第三十八页，本课件共有45页三、核苷酸抗代谢物三、核苷酸抗代谢物（一）（一）嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物（二）嘧啶核苷酸的抗代谢物（二）嘧啶核苷酸的抗代谢物第三十九页，本课件共有45页（一）（一）嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、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。

18、氨基酸或叶酸等的类似物。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第四十页，本课件共有45页次黄嘌呤次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6-MP)6-巯基嘌呤巯基嘌呤的结构的结构第四十一页，本课件共有45页甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪唑氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（A

19、ICAR）=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黄嘌呤次黄嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鸟嘌呤鸟嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸第四十二页，本课件共有45页（二）嘧啶核苷酸的抗代谢物（二）嘧啶核苷酸的抗代谢物嘧啶类似物嘧啶类似物胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)第四十三页，本课件共有45页某些改变了核糖结构的核苷类似物某些改变了核糖结构的核苷类似物第四十四页，本课件共有45页感感谢谢大大家家观观看看第四十五页，本课件共有45页