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第 28 章 核苷酸代谢

第 28 章 核苷酸代谢. 一 核酸的酶促降解. 二 嘌呤和嘧啶的分解. 三 核苷酸的生物合成. 核苷酸是核酸的基本单位： 1. 核酸生物合成的前体 2. 生物大分子合成时的活性中间物 如 UDPG 合成葡萄糖， CDP 二脂酰甘油合成磷脂 3.ATP 能量货币 4.cAMP ， cGMP 胞内信使 5. 组成辅酶 6. 酶活性共价修饰基团. 核酸内切酶. 核酸酶. 核酸外切酶 蛇毒，牛脾. 一 核酸的酶促降解. 核酸酶. 磷酸单脂酶. 核酸. 单核苷酸. 核苷. 核苷磷酸化酶. 核苷酶. 嘧啶（嘌呤）. 嘧啶（嘌呤）.

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第 28 章 核苷酸代谢

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Presentation Transcript

  1. 第28章 核苷酸代谢 一 核酸的酶促降解 二 嘌呤和嘧啶的分解 三 核苷酸的生物合成

  2. 核苷酸是核酸的基本单位： 1.核酸生物合成的前体 2.生物大分子合成时的活性中间物 如UDPG合成葡萄糖，CDP二脂酰甘油合成磷脂 3.ATP能量货币 4.cAMP，cGMP胞内信使 5.组成辅酶 6.酶活性共价修饰基团

  3. 核酸内切酶 核酸酶 核酸外切酶 蛇毒，牛脾 一 核酸的酶促降解 核酸酶 磷酸单脂酶 核酸 单核苷酸 核苷 核苷磷酸化酶 核苷酶 嘧啶（嘌呤） 嘧啶（嘌呤） 核糖（脱氧核糖） 核糖-1-磷酸 核糖-5-磷酸 磷酸戊糖途径 乙醛 脱氧核糖-1-磷酸 醛缩酶 甘油醛-3-磷酸

  4. 二 嘌呤和嘧啶的分解 （一）嘌呤的分解 嘌呤代谢的终产物 灵长类，短毛狗，鸟类、爬虫类、软体动物、海鞘类、昆虫 尿酸 尿囊素 哺乳动物（灵长类除外）、腹足类 尿囊酸 硬骨鱼 尿素 大多数鱼类、两栖类、淡水瓣鳃类 氨 甲壳类、咸水瓣鳃类

  5. 嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脱去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷酶的催化下分解生成嘌呤碱，最后经氧化生成尿酸(uric acid)，经尿液排出体外。 尿酸是嘌呤核苷酸在人体内分解代谢的终产物,但在鸟类，尿酸则可继续分解产生尿囊素。 痛风症患者由于体内嘌呤核苷酸分解代谢异常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸钠晶体沉积于软骨、关节、软组织及肾脏，临床上表现为皮下结节，关节疼痛等。

  6. 鸟嘌呤脱氨酶催化X的生成 黄嘌呤氧化酶的产物是过氧化氢

  7. ADA I X

  8. 别嘌呤醇对黄嘌呤氧化酶的抑制 可治疗痛风，避免尿酸的积累 尿酸在某些动物中可进一步分解 尿酸氧化酶 ：——尿囊素 尿囊素酶：——尿囊酸 尿囊酸酶：——尿素 脲酶：——NH3+CO2

  9. 嘌呤核苷酸的抑制 血中尿酸含量：正常：2～6mg%；痛风症：超过8mg%

  10. （二）嘧啶（胞嘧啶和尿嘧啶）的降解：

  11. 嘧啶（胸腺嘧啶）的降解：

  12. 三 核苷酸的生物合成 （一）嘌呤核苷酸的从头合成

  13. 从头合成途径： 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。

  14. 原料：磷酸核糖，Gly，Gln，Asp，CO2, N5-N10-CH=FH4，N10-CHO-FH4, ATP • 合成部位：Cytosol • 合成过程： • IMP(inosine monophosphate)的合成 • AMP GMP的合成 • AMP ADP ATP • GMP GDP GTP

  15. 甘氨坐中间，谷氮站两边， 左手开天门，头顶二氧碳。

  16. 1．合成步骤： 可分为三个阶段： ⑴ 次黄嘌呤核苷酸的合成： 首先在磷酸核糖焦磷酸合成酶的催化下，消耗ATP，由5-磷酸核糖合成PRPP(5-磷酸核糖-1-焦磷酸)。然后再经过大约10步反应，合成第一个嘌呤核苷酸——次黄苷酸（IMP）。 磷酸核糖焦磷酸合成酶 5-磷酸核糖 PRPP→→→→IMP ATP

  17. 嘌呤核苷酸的合成过程

  18. AMP-S Asp AMP 裂解 IMP XMP GMP NAD+ Gln ⑵ 腺苷酸及鸟苷酸的合成： IMP在腺苷酸代琥珀酸合成酶的催化下，由天冬氨酸提供氨基合成腺苷酸代琥珀酸（AMP-S），然后裂解产生AMP； IMP也可在IMP脱氢酶的催化下，以NAD+为受氢体，脱氢氧化为黄苷酸（XMP），后者再在鸟苷酸合成酶催化下，由谷氨酰胺提供氨基合成鸟苷酸（GMP）。

  19. ADP ATP GDP GTP

  20. ⑶ 三磷酸嘌呤核苷的合成：

  21. 嘌呤核苷酸从头合成的调节

  22. （二）补救合成途径：对应从头开始 又称再利用合成途径(salvage pathway)。指利用分解代谢产生的自由嘌呤碱合成嘌呤核苷酸的过程。这一途径可在大多数组织细胞中进行。其反应为： 腺嘌呤磷酸核糖转移酶(APRT) A + PRPP AMP + PPi 次黄嘌呤鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(HGPRT) I/G+PRPP IMP/GMP+PPi

  23. 嘌呤核苷酸补救合成的生理意义 • 节约能量和一些氨基酸的消耗。 • 有些组织（如脑、骨髓）不能从头合成嘌呤核苷酸，只能进行嘌呤核苷酸的补救合成。 • HGPRT完全缺失的患儿，表现为自毁容貌征。

  24. 脱氧核苷酸的生成 三种酶系： 硫氧还蛋白 硫氧还蛋白还原酶 核糖核苷酸还原酶

  25. 嘌呤核苷酸合成总结 IMP AMP GMP dADP ADP GDP dGDP dATP ATP GTP dGTP

  26. （三）抗代谢药物对嘌呤核苷酸合成的抑制： 能够抑制嘌呤核苷酸合成的一些抗代谢药物，通常是属于嘌呤、氨基酸或叶酸的类似物，主要通过对代谢酶的竞争性抑制作用，来干扰或抑制嘌呤核苷酸的合成，因而具有抗肿瘤治疗作用。 在临床上应用较多的嘌呤核苷酸类似物主要是6-巯基嘌呤（6-MP）。6-MP的化学结构与次黄嘌呤类似，因而可以抑制IMP转变为AMP或GMP，从而干扰嘌呤核苷酸的合成。

  27. 1. 嘌呤类似物 2. Gln类似物 重氮丝氨酸：N-=N+=CH-CO-O-CH2-CHNH2-COOH Gln ： H2N-CO-CH2-CH2-CHNH2COOH 3. 叶酸类似物 氨基蝶呤、氨甲基蝶呤

  28. 嘌呤核苷酸的抗代谢物

  29. 嘌呤核苷酸的抗代谢物

  30. 腺苷脱氨酶(adenosine deaminase,ADA)是造成缺陷与重度联合免疫缺陷症(severe combined immunodeficiency,SCID)的重要原因之一

  31. 嘧啶核苷酸的合成：先合成嘧啶环 氨甲酰磷酸 天冬氨酸 嘌呤的合成？ 从糖开始先合成核苷酸

  32. （一）从头合成途径： 从头合成途径（de novo synthesis)是指利用一些简单的前体物逐步合成嘧啶核苷酸的过程。该过程主要在肝脏的胞液中进行。

  33. 嘧啶核苷酸的主要合成步骤为： 1．尿苷酸（uridine monophosphate)的合成： 在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln，CO2，ATP为原料合成氨基甲酰磷酸。后者在天冬氨酸转氨甲酰酶的催化下，转移一分子天冬氨酸，从而合成氨甲酰天冬氨酸，然后再经脱氢、脱羧、环化等反应，合成第一个嘧啶核苷酸，即UMP。 Gln+CO2+2ATP 氨基甲酰磷酸 氨甲酰天冬氨酸 乳清酸 UMP

  34. 氨基甲酰磷酸合成酶的比较 氨基甲酰磷酸合成酶-Ⅰ基甲酰磷酸合成酶-Ⅱ 分 布 粒体（肝）胞液（所有细胞） 氮 源 氨谷氨酰胺 变构激活剂 N- 乙酰谷氨酸无 功 能 尿素合成嘧啶的合成 嘧啶核苷酸的合成

  35. 嘧啶核苷酸的合成过程

  36. 2．胞苷酸的合成：

  37. CTP和TTP的合成

  38. 胸苷酸的合成

  39. 3．脱氧嘧啶核苷酸的合成： 先形成脱氧尿嘧啶 转移甲基，四氢叶酸起作用，氨基蝶呤、氨甲蝶呤抑制二氢叶酸还原酶

  40. TMP的合成

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