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第十章　核苷酸代谢

第十章　核苷酸代谢. 第一节　核苷酸分解代谢. 核酸. 核酸酶. 核苷酸. 核苷酸酶. 核苷 磷酸化酶. 磷酸 + 核苷. 碱基 + 戊糖 -1- 磷酸. 核苷 水解 酶. 碱基 + 核糖. 一、嘌呤核苷酸的分解代谢. 嘌呤碱的分解代谢. 二、嘧啶核苷酸的分解代谢过程. 从头合成. 嘧啶合成. 一、 核苷酸生物 合成基本途径. 补救合成. 嘌呤合成. 从头合成. 补救合成. 第二节　核苷酸的合成代谢. ( 脑和骨髓 ). “ 补救” 途径. “ 从头合成” 途径 （通常情况下占 95% ）.

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第十章　核苷酸代谢

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Presentation Transcript

  1. 第十章　核苷酸代谢

  2. 第一节　核苷酸分解代谢 核酸 核酸酶 核苷酸 核苷酸酶 核苷磷酸化酶 磷酸+核苷 碱基 + 戊糖-1-磷酸 核苷水解酶 碱基 + 核糖

  3. 一、嘌呤核苷酸的分解代谢

  4. 嘌呤碱的分解代谢

  5. 二、嘧啶核苷酸的分解代谢过程

  6. 从头合成 嘧啶合成 一、 核苷酸生物 合成基本途径 补救合成 嘌呤合成 从头合成 补救合成 第二节　核苷酸的合成代谢

  7. (脑和骨髓) “补救”途径 “从头合成”途径（通常情况下占95%） 核糖、氨基酸、CO2、NH3、Pi 辅酶 主要发生在肝脏，常因各种抑制物甚至生理紧张导致其中的某些酶缺乏，影响细胞生长。 内外源核酸分解 核苷 核糖核苷酸 碱基、Pi RNA 脱氧核苷 脱氧核糖核苷酸 核酸类补品原理所在 可提高康复速度 DNA

  8. 二、　嘌呤核苷酸的合成 （一）从头合成途径 1.概念： 通过利用一些简单的前体物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳单位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的过程称为从头合成途径(de novo synthesis)。 这一途径主要见于肝脏，其次为小肠和胸腺，脑及骨髓无法利用此途径合成核苷酸

  9. 2.嘌呤环上各原子的来源★

  10. 3.从头合成途径的特点 ①参与从头合成途径的酶均在胞液中 ②以磷酸戊糖途径中合成的5’-磷酸核糖（5’-PR）为原料，经11步反应生成次黄嘌呤核苷酸（IMP）。 ③在合成IMP的过程中，由氨基酸，CO2，一碳单位逐步提供元素或基团，在5’-磷酸核糖分子上完成嘌呤碱基的合成 ④从IMP出发再合成AMP和GMP。

  11. 4.合成过程 (1) 5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）合成 磷酸核糖焦磷酸合成酶/激酶 6-P-G 5-磷酸核糖+ ATP 5`-PRPP + AMP

  12. (2).次黄嘌呤核苷酸（IMP）的合成

  13. 5-磷酸核糖胺 IMP的 生物合成 5-磷酸核糖焦磷酸 甘氨酸 甲酰THFA 甲酰甘氨咪核苷酸 甲酰甘氨酰胺核苷酸 甘氨酰胺核苷酸 5-氨基咪唑-4-琥珀基-甲酰胺核苷酸 5-氨基咪唑核苷酸 5-氨基咪唑-4-羧核苷酸 次黄嘌呤核苷酸（IMP） 5-氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸 5-甲酰氨基咪唑-4-氨甲酰核苷酸

  14. (3) IMP转变为GMP和AMP

  15. 正性调节表现为前后两端调节 前端正性调节-----两个关键酶的促进作用。 PRPPK和GPAT/PPAT，底物ATP、5’-磷酸核糖促进其活性，增加IMP的合成。 后端正性调节----- 由ATP促进GMP合成酶 由GTP促进腺苷酸代琥珀酸合成酶 增加GTP和ATP的合成。

  16. 2）负性调节主要为合成产物反馈抑制性调节 6个长反馈调节:由AMP，GMP和IMP分别反馈抑制PRPPK和GPAT这两关键酶的活性。 2个短反馈调节:由AMP反馈抑制ASS，由GMP反馈抑制IMPD的活性所进行的反馈抑制来调节嘌呤核苷酸的从头合成。

  17. 　　　　嘌呤从头合成 合成原料：Asp Gly Gln CO2一碳单位 重要中间产物：PRPP 关键酶： PRPP合成/激酶　酰胺转移酶　 阻断剂：氨基酸或一碳单位结构类似物 过程：在磷酸核糖的分子上逐步合成

  18. 嘌呤核苷酸合成的总结：

  19. 1.原子来源★ (三)嘧啶核苷酸的从头合成

  20. 2. 合成部位：主要在肝细胞胞液中进行, 3. 合成特点： （1）先合成嘧啶环，再与PRPP连接； （2）先合成UMP，再转变成其他嘧啶核苷酸。

  21. （2）嘧啶核苷酸从头合成的特点 ①合成所需要的酶系大多在胞液内，但 二氢乳清酸脱氢酶位于线粒体内 ②合成从CO2和谷氨酰胺开始，经6步反 应先合成出尿嘧啶核苷酸（UMP）。 ③由UMP出发再合成其它的嘧啶核苷酸。

  22. 4. 尿嘧啶核苷酸的合成过程 （1）UMP的合成 （2）CTP的合成 （3）dTMP的合成

  23. 氨基甲酰磷酸合成酶I、II的区别★

  24. 5. 嘧啶核苷酸从头合成的调节 (1)正性调节:ATP---磷酸核糖焦磷酸激酶 PRPP---乳清酸磷酸核糖转移酶 嘌呤和嘧啶核苷酸从头合成途径有共同的正性调节。保证嘌呤和嘧啶核苷酸合成速度的同步化，以便合成出等量的嘌呤和嘧啶核苷酸。

  25. (2）嘧啶核苷酸负性调节 ---合成产物的反馈抑制进行调节。主要集中在对4个关键酶的反馈抑制上 A:氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ（CPSⅡ） 由UMP反馈抑制。 B:天冬氨酸转氨基甲酰酶(CAT) 由UMP和CTP反馈抑制。 C:乳清酸磷酸核糖转移酶（OPRT） 由ADP和GDP反馈抑制。 D:CTP合成酶(CTPS)，由CTP反馈抑制。 CTP对天冬氨酸转氨酶的反馈调节为变构调节,CTP浓度升高时，CTP与调节亚基结合使调节亚基和催化亚基变构，酶由活性态转为无活性态，实现反馈抑制调节。

  26. 嘧啶核苷酸从头合成的调节

  27. (四)脱氧核糖核苷酸的合成 脱氢一般通过核糖核苷酸还原酶★实现 多在二磷酸核苷★的水平上发生　有些原核生物在三磷酸核苷水平进行

  28. NADP+ NADPH+H+ 硫氧还蛋白还原酶 SH FAD S 硫氧还蛋白（还原型） 硫氧还蛋白（氧化型） SH S ATP 、Mg2+ P-P-CH2 P-P-CH2 N N O O + H2O OH OH OH H 核糖核苷二磷酸 NDP 脱氧核糖核苷二磷酸 d NDP 核糖核苷酸的还原反应 核糖核苷酸还原酶

  29. 硫/谷氧还蛋白 硫氧还蛋白/谷胱甘肽还原酶 核糖核酸还原酶系 核糖核苷酸还原酶

  30. P-P-CH2 N P-P-CH2 O N O OH OH OH H SH SH S S 谷氧还蛋白 硫氧还蛋白 谷氧还蛋白 硫氧还蛋白 SH SH S S + H2O 核糖核苷酸的还原反应 核糖核苷二磷酸 脱氧核糖核苷二磷酸 ATP 、Mg2+ 核糖核苷酸还原酶 硫氧还蛋白还原酶 谷氧还蛋白还原酶 FAD FADH2 GSSG 2GSH 谷胱甘肽还原酶 NADPH+H+ NADP+

  31. 核糖核苷酸还原酶示意图 底物特异性调节位点 酶 活 性调节位点 R1亚基 R2亚基 活性位点

  32. 激酶 激酶 A/U/GMP A/U/GDP A/U/GTP ATP ADP ATP ADP + NADPH+H 核糖核苷酸还原酶 + NADP +H O 2 激酶 dA/T/GDP dA/T/GTP ATP ADP (五)三磷酸核苷酸的合成　

  33. TMP 的合成

  34. 1.CTP 在尿嘧啶三磷酸★水平合成 尿嘧啶核苷酸激酶／Mg2+ UMP + ATP UDP + ADP 核苷二磷酸激酶／Mg2+ UDP + ATP UTP + ADP CTP合成酶 UTP + Gln（NH4+）+ ATP + H2O CTP + Glu +ADP+ Pi

  35. dTMP的合成： 是在核苷一磷酸水平上进行的

  36. H(G)PRT 次黄嘌呤(鸟嘌呤) + 5-PRPP IMP(GMP) + PPi 尿苷激酶 尿苷+ ATP UMP+ ADP (六)核苷酸补救合成途径

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