生物化学 核苷酸代谢.ppt

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1、生物化学 核苷酸代谢现在学习的是第1页，共51页l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现在学习的是第2页，共51页核苷酸的生物学功用核苷酸的生物学功用l作为核酸合成的原料作为核酸合成的原料l体内能量的利用形式体内能量的利用形式l参与代谢和生理调节参与代谢和生理调节l组成辅酶组成辅酶l活化中间代谢物活化中间代谢物现在学习的是第3页，共51页核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢l从头合成途径从头合成途径(de novo synthesis

2、pathway)是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成核苷酸的途径。酸的途径。l补救合成途径补救合成途径(salvage synthesis pathway)利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应过程，合成核苷酸的途径。应过程，合成核苷酸的途径。现在学习的是第4页，共51页核苷酸的从头合成概况核苷酸的从头合成概况5-磷酸核糖磷酸核糖PRPPAspCO2+Gln氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸乳清酸乳清酸UMPdTMPUTPCTPGTPA

3、TPAMPGMPIMPGlnGlyGln一碳单位一碳单位一碳单位一碳单位CO2Asp现在学习的是第5页，共51页第一节第一节 嘌呤核苷酸代谢嘌呤核苷酸代谢Metabolism of Purine Nucleotides现在学习的是第6页，共51页 肝肝、小肠和胸腺的胞液。、小肠和胸腺的胞液。（一）嘌呤核苷酸的从头合成（一）嘌呤核苷酸的从头合成合成部位合成部位一、嘌呤核苷酸的合成代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢现在学习的是第7页，共51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（

4、酰胺基）（酰胺基）现在学习的是第8页，共51页(1)IMP的合成的合成1.从头合成途径从头合成途径现在学习的是第9页，共51页现在学习的是第10页，共51页现在学习的是第11页，共51页现在学习的是第12页，共51页N10-CHOFH4N10-CHOFH4现在学习的是第13页，共51页(2)AMP和和GMP的生成的生成 现在学习的是第14页，共51页AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶现在学习的是第15页，共51页l嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。l先合成先合成 IM

5、P，再转变成，再转变成 AMP或或GMP。lPRPP是是5-磷酸核糖的活性供体。磷酸核糖的活性供体。嘌呤核苷酸从头合成特点嘌呤核苷酸从头合成特点现在学习的是第16页，共51页2.从头合成的调节从头合成的调节调节方式：反馈调节和交叉调节调节方式：反馈调节和交叉调节现在学习的是第17页，共51页l既满足需要，又不致于浪费。既满足需要，又不致于浪费。l维持维持ATP与与GTP浓度的平衡。浓度的平衡。调节的意义调节的意义现在学习的是第18页，共51页（二）嘌呤核苷酸的补救合成（二）嘌呤核苷酸的补救合成腺嘌呤磷酸核糖转移酶腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adenine phosphoribosyl transfe

6、rase,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现在学习的是第19页，共51页补救合成过程补救合成过程现在学习的是第20页，共51页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一些氨基酸补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。的消耗。l体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。合成。现在学习的是

7、第21页，共51页（三）嘌呤核苷酸的相互转变（三）嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+NADP+NH3现在学习的是第22页，共51页（四）（四）脱氧核糖核苷酸的生成脱氧核糖核苷酸的生成n体内脱氧核糖核苷酸是通过相应的核糖核苷酸体内脱氧核糖核苷酸是通过相应的核糖核苷酸还还原原生成的。生成的。n这种还原反应是由这种还原反应是由核糖核苷酸还原酶核糖核苷酸还原酶催化，在催化，在二二磷酸核苷（磷酸核苷（NDP）水平）水平上进行的。上进行的。现在学习的是第23页，共51页 脱氧核糖核苷酸的生成过程脱氧

8、核糖核苷酸的生成过程现在学习的是第24页，共51页 核糖核苷酸还原酶的调节核糖核苷酸还原酶的调节 现在学习的是第25页，共51页（五）（五）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、氨基酸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。或叶酸等的类似物。主要以竞争性抑制干扰或阻断嘌呤核苷酸的主要以竞争性抑制干扰或阻断嘌呤核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。的生物合成。现在学习的是第26页，共51页次黄嘌呤次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6-MP)嘌呤类似物：主要有嘌呤类似物：主要有6-巯基嘌呤

9、巯基嘌呤(6-Mercaptopurine，6-MP)现在学习的是第27页，共51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-n6-MP 核苷酸是核苷酸是 IMP的类似物的类似物现在学习的是第28页，共51页氨基酸类似物：氨基酸类似物：n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29页，共51页叶酸类似物：叶酸类似物：n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30页，共51页现在学习的是第31页，共51页甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸

10、（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（AICAR）=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MTXMTX现在学习的是第32页，共51页二、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33页，

11、共51页嘌呤碱的最终代谢产物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氧化酶黄嘌呤氧化酶现在学习的是第34页，共51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别嘌呤醇别嘌呤醇次黄嘌呤次黄嘌呤现在学习的是第35页，共51页第二节第二节嘧啶核苷酸的代谢嘧啶核苷酸的代谢Metabolism of Pyrimidine Nucleotides现在学习的是第36页，共51页（一）嘧啶核苷酸的从头合成（一）嘧啶核苷酸的从头合成主要是肝细胞胞液主要是肝细胞

12、胞液合成部位合成部位一、嘧啶核苷酸的合成代谢一、嘧啶核苷酸的合成代谢先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。先合成先合成UMP，再转变成，再转变成dTMP和和CTP。特点特点现在学习的是第37页，共51页嘧啶合成的元素来源嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸现在学习的是第38页，共51页1.从头合成途径从头合成途径（1）尿嘧啶核苷酸的合成）尿嘧啶核苷酸的合成现在学习的是第39页，共51页CPS CPS 分布 线粒体(肝)胞液(所有细胞)氮源 NH3 Gln 变构激活剂 AGA 无 变构抑制剂无UMP功能 尿素合成 嘧啶合成 氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶和和 的

13、区别的区别 现在学习的是第40页，共51页 现在学习的是第41页，共51页（2）CTP的合成的合成 是在三磷酸水平上进行的。是在三磷酸水平上进行的。现在学习的是第42页，共51页（3）dTMP或或TMP的生成的生成是在一磷酸水平上进行的。是在一磷酸水平上进行的。现在学习的是第43页，共51页2.从头合成的调节从头合成的调节现在学习的是第44页，共51页（二）（二）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+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T

14、MP+ADP现在学习的是第45页，共51页（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物（三）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5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)是胸腺嘧啶的类似物。是胸腺嘧啶的类似物。现在学习的是第46页，共51页5-FU5-FdUMP5-FUTPdUMPdTMP合成合成RNA破坏破坏 RNA的结构的结构现在学习的是第47页，共51页 氨基酸类似物氨基酸类似物如氮杂丝氨酸抑制如氮杂丝氨酸抑制 CTP的合成。的合成。如甲氨喋呤抑制如甲氨喋呤抑制 dTMP的合成。的合成。叶酸类似物叶酸类似物现在学习的是第48页，共51页核苷类似物核苷类似物阿糖胞苷阿糖胞苷胞嘧啶胞嘧啶现在学习的是第49页，共51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氮杂丝氨酸氮杂丝氨酸现在学习的是第50页，共51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PPi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶现在学习的是第51页，共51页