《生物化學(xué)：第10章 核苷酸代謝(2)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物化學(xué)：第10章 核苷酸代謝(2)（76頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第 十十 章章核核 苷苷 酸酸 代代 謝謝Metabolism of Nucleotides核苷酸的生理功能 作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料-最主要的功能最主要的功能 在物質(zhì)代謝中作為能量載體（能量的貯在物質(zhì)代謝中作為能量載體（能量的貯存、轉(zhuǎn)移和利用）存、轉(zhuǎn)移和利用）參與代謝與生理調(diào)節(jié)參與代謝與生理調(diào)節(jié)-cAMP, cGMP組成輔酶組成輔酶-NAD+,FAD, HSCoA活化中間代謝物活化中間代謝物-UDPG, CDP-DG, SAM ATP-主要形式；主要形式；GTP-蛋白質(zhì)合成蛋白質(zhì)合成 UTP-糖原合成；糖原合成；CTP-磷脂合成磷脂合成核苷酸庫(kù)核苷酸庫(kù)核酸的降解核酸的降解核苷酸
2、的合成核苷酸的合成核酸的合成核酸的合成核苷酸的降解核苷酸的降解核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位，它不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)它不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)第一節(jié)第一節(jié)核酸的酶促降解核酸的酶促降解食物核蛋白食物核蛋白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸(RNA與與DNA)胰核酸酶胰核酸酶RNA酶酶DNA酶酶(磷酸二酯酶磷酸二酯酶)單核苷酸單核苷酸胰、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶(磷酸單酯酶磷酸單酯酶)核苷核苷磷酸磷酸核苷酶核苷酶(水解或磷酸解水解或磷酸解)戊糖或磷酸戊糖戊糖或磷酸戊糖堿基堿基核酸的消化核酸的消化排出排出戊糖戊糖磷酸磷酸第二節(jié)第二節(jié) 嘌呤核苷酸的代謝嘌呤核苷酸的代謝Metabolism of Pu
3、rine Nucleotidesl嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP123456798一、嘌呤核苷酸的合成代謝一、嘌呤核苷酸的合成代謝l從頭合成途徑從頭合成途徑( (de novo synthesis pathway) )l補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑( (salvage synthesis pathway) ) 從頭合成途徑從頭合成途徑 用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的途徑促反應(yīng)合成嘌呤核苷酸的途徑.補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑 利用體內(nèi)游離的嘌呤堿或嘌呤核苷利用體內(nèi)游離的嘌
4、呤堿或嘌呤核苷經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程,合成嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸。合成部位合成部位（一）嘌呤核苷酸的從頭合成（一）嘌呤核苷酸的從頭合成肝肝為主要器官，其次是為主要器官，其次是小腸小腸和和胸腺胸腺，而而腦、骨髓腦、骨髓則無(wú)法進(jìn)行此合成途徑。則無(wú)法進(jìn)行此合成途徑。亞細(xì)胞部位：亞細(xì)胞部位：胞液胞液CO2、甲?；?、氨基酸、甲酰基、氨基酸（甘氨酸、谷（甘氨酸、谷氨酰胺、天冬氨酸）、氨酰胺、天冬氨酸）、5-磷酸核糖磷酸核糖合成原料合成原料N1C2N3C4C5C6N97NC8 甲?；柞；?一碳單位一碳單位)甘氨酸甘氨酸CO2Asp甲酰基甲?；?一碳單位一碳單位)Gln(酰胺基酰胺基)甘氨當(dāng)
5、中站甘氨當(dāng)中站, 谷氮兩底坐谷氮兩底坐, 一碳兩腰蹲一碳兩腰蹲左上天冬氨左上天冬氨, 頭頂頭頂CO2合成的合成的過(guò)程過(guò)程: 兩個(gè)階段兩個(gè)階段1. 次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)的合成的合成 2. 腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸(AMP)和鳥(niǎo)嘌呤核苷酸和鳥(niǎo)嘌呤核苷酸(GMP)的合成的合成從頭合成途徑的反應(yīng)過(guò)程從頭合成途徑的反應(yīng)過(guò)程(1) IMP的合成的合成(11步反應(yīng)步反應(yīng))AMPPRPP激酶或激酶或PRPP合成酶合成酶ATPR-5-P5-磷酸核糖磷酸核糖 PP-1-R-5-P磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸 （PRPP）5-磷酸核糖的活化磷酸核糖的活化PP-1-R-5-PH2N-1-R-5-P5
6、-磷酸核糖胺磷酸核糖胺(PRA)經(jīng)過(guò)連續(xù)的酶催化反應(yīng)合成經(jīng)過(guò)連續(xù)的酶催化反應(yīng)合成IMP限速酶限速酶!GlnGlu谷氨酰胺谷氨酰胺-PRPP-酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶PPi酶酶3: 甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸合成酶H2N-1-R-5-PH2C-NH2O=C-OHGly酶酶3 ATP, Mg2+H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸（GAR）PRA轉(zhuǎn)甲?；皋D(zhuǎn)甲酰基酶FH4H2C-NH2O=CNHR-5-P甘氨酰胺核苷酸甘氨酰胺核苷酸(GAR)N10-甲甲酰酰-FH4H2CO=CNHR-5-PNHCHOH2CCNHR-5-PNHCHOHN=Glu甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘
7、氨酰胺核苷酸(FGAR)甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)GlnATP,Mg2+FGAR酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶H2CCNHR-5-PNHCHOHN=AIR合成酶合成酶ATP,Mg2+,K+H2OCH2N-HCNR-5-PNCH甲酰甘氨咪核苷酸甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM)5-氨基咪唑核苷酸氨基咪唑核苷酸(AIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOCO2羧化酶羧化酶5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧基核苷酸核苷酸(CAIR)R-5-PCH2NCNNCHCOHOR-5-PCH2NCNNCHCONHHCH2CHOOCHOOCNHHHCH2CHOOCHOOCAsp5-氨基咪唑氨基咪唑-4-羧基羧
8、基核苷酸核苷酸(CAIR)5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(SAICAR)ATP,Mg2+合成酶合成酶R-5-PCH2NCNNCHCONHHOOCHCH2CHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-(N-琥珀酸琥珀酸)-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(SAICAR)R-5-PCH2NCNNCHCOH2NCOOHCHHCHOOC5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)裂解酶裂解酶延胡索酸延胡索酸R-5-PCH2NCNNCHCOH2N5-氨基咪唑氨基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸
9、核苷酸(FAICAR)N10甲酰甲酰FH4FH4轉(zhuǎn)甲酰酶轉(zhuǎn)甲酰酶K+R-5-PC NCNNCHCOH2NHCOHR-5-PCNCNNCHCOHHNHCOHR-5-PC NCNNCHCOHNHC5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺甲酰胺核苷酸核苷酸(FAICAR)H2O次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸(IMP)環(huán)水解酶環(huán)水解酶11(2) 腺苷酸和鳥(niǎo)苷酸的合成腺苷酸和鳥(niǎo)苷酸的合成R-5-PC NCNNCHCOHNHCIMPR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOH腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶AMPSAsp, Mg2+,GTPR-5-PC NCNNCHCOHNHCI
10、MPONAD+H2ONADH+H+XMP黃嘌呤核苷酸黃嘌呤核苷酸IMP脫氫酶脫氫酶R-5-PC NCNNCHCOHNCHR-5-PC NCNNCHCNHCNHHOOCCH2CHCOOHR-5-PC NCNNCHCNHCNH2COOHCHHCHOOC腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸(AMPS)腺苷酸腺苷酸(AMP)延胡索酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸腺苷酸代琥珀酸裂解酶裂解酶H2NR-5-PC NCNNCHCOHNCR-5-PC NCNNCHCOHNCOGlnGluGMP合成酶合成酶Mg2+, ATPXMPGMP腺苷酸和鳥(niǎo)苷酸的相互轉(zhuǎn)變腺苷酸和鳥(niǎo)苷酸的相互轉(zhuǎn)變AMPGMPXMPAMPSIMPNH3腺苷酸脫
11、氨酶腺苷酸脫氨酶NADP+NH3NADPH鳥(niǎo)苷酸還原酶鳥(niǎo)苷酸還原酶AMP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ADPATPADPATPADP腺苷酸激酶腺苷酸激酶ATPGMP鳥(niǎo)苷酸激酶鳥(niǎo)苷酸激酶GDPATPADPATPADP鳥(niǎo)苷酸激酶鳥(niǎo)苷酸激酶GTP 嘌呤核苷酸是在嘌呤核苷酸是在磷酸核糖磷酸核糖分子分子（1位）位）上逐步合成嘌呤環(huán)的。上逐步合成嘌呤環(huán)的。 IMP的合成需消耗的合成需消耗6分子高能磷酸鍵分子高能磷酸鍵 。 在在IMP基礎(chǔ)上合成基礎(chǔ)上合成AMP、GMP又又各需各需消耗消耗1分子分子GTP、2分子分子ATP。嘌呤核苷酸從頭合成嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)特點(diǎn)2. 嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)
12、節(jié)ATPGTPR-5-PATPPRPP激酶激酶PRPP酰胺酰胺轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶PRAIMPAMPSAMPADPXMPGMPGDP主要通過(guò)主要通過(guò)產(chǎn)物產(chǎn)物(IMP,AMP,GMP)的的負(fù)反饋調(diào)節(jié)負(fù)反饋調(diào)節(jié);及及底物底物R-5-P和和PRPP的的正調(diào)節(jié)正調(diào)節(jié)2個(gè)長(zhǎng)反饋個(gè)長(zhǎng)反饋IMPAMPSXMPAMPADPGMPGDPGTPATPATPGTP其次是：其次是：分支點(diǎn)相互調(diào)節(jié)分支點(diǎn)相互調(diào)節(jié)(2個(gè)短反饋個(gè)短反饋)AMP的過(guò)量反饋抑制自身合成的過(guò)量反饋抑制自身合成,ATP促進(jìn)促進(jìn)GMP的合成的合成GMP的過(guò)量反饋抑制自身合成的過(guò)量反饋抑制自身合成,GTP促進(jìn)促進(jìn)AMP的合成的合成(1) 嘌呤堿與嘌呤堿與PRP
13、P直接合成嘌呤核苷酸直接合成嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤核苷酸鳥(niǎo)嘌呤核苷酸次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)PRPPPPi腺嘌呤腺嘌呤腺嘌呤核苷酸腺嘌呤核苷酸腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）HGPRT活性高活性高APRT活性低活性低90%嘌呤堿嘌呤堿（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑有兩條合成途徑有兩條合成途徑腺嘌呤腺嘌呤+1-磷酸核糖磷酸核糖腺苷腺苷+Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶(2) 腺嘌呤與腺嘌呤與1-磷酸核糖生成腺苷磷酸核糖生成腺苷, 再生成腺再生成腺嘌呤核苷
14、酸嘌呤核苷酸腺苷腺苷+ATP腺苷激酶腺苷激酶腺苷酸腺苷酸+ADP 補(bǔ)救合成的生理意義補(bǔ)救合成的生理意義l補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時(shí)的補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時(shí)的能量和一些氨基酸的消耗。能量和一些氨基酸的消耗。l體內(nèi)某些組織器官，如腦、體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。遺傳疾病遺傳疾病Lesch-Nyhan 萊萊-尼綜合癥尼綜合癥,自毀容貌綜合自毀容貌綜合癥癥HGPRT基因缺陷基因缺陷嘌呤生成過(guò)多，明顯的高尿酸血癥，痛風(fēng)伴嘌呤生成過(guò)多，明顯的高尿酸血癥，痛風(fēng)伴-罕見(jiàn)的性染色體罕見(jiàn)的性染色體X連鎖遺傳病連鎖遺傳病疾病生化本質(zhì)疾病生化本質(zhì):行為行為, 有有自毀容貌的傾向
15、。自毀容貌的傾向。大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征大腦癱瘓、智力減退、舞蹈手足綜合征,身體身體和精神發(fā)育遲緩和精神發(fā)育遲緩, 有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘萊萊-尼綜合癥尼綜合癥 一則關(guān)于自毀容貌綜合癥的報(bào)道一則關(guān)于自毀容貌綜合癥的報(bào)道 來(lái)自加爾各答的一名十歲男孩，名叫蘇巴赫來(lái)自加爾各答的一名十歲男孩，名叫蘇巴赫戴戴伊，被診斷出患有自毀容貌綜合癥。他將自己的嘴伊，被診斷出患有自毀容貌綜合癥。他將自己的嘴唇咬食掉，并且咬食了自己的手指?，F(xiàn)在，戴伊已唇咬食掉，并且咬食了自己的手指?，F(xiàn)在，戴伊已經(jīng)沒(méi)有嘴唇了，有幾個(gè)手指已經(jīng)露出了骨頭，現(xiàn)在經(jīng)沒(méi)有嘴唇了，有幾個(gè)手指已經(jīng)露出了骨頭，現(xiàn)在他
16、的手指纏滿了繃帶以防他繼續(xù)咬食它們。戴伊的他的手指纏滿了繃帶以防他繼續(xù)咬食它們。戴伊的媽媽說(shuō)，這個(gè)孩子已經(jīng)這樣生活了十年，在他媽媽說(shuō)，這個(gè)孩子已經(jīng)這樣生活了十年，在他3個(gè)月個(gè)月時(shí)就開(kāi)始出現(xiàn)這樣的病癥。醫(yī)生目前只能給戴伊服時(shí)就開(kāi)始出現(xiàn)這樣的病癥。醫(yī)生目前只能給戴伊服用幫助精神放松的藥物，多數(shù)時(shí)間，戴伊德手上會(huì)用幫助精神放松的藥物，多數(shù)時(shí)間，戴伊德手上會(huì)用鐵板綁住，這樣他就不能把手放到嘴里了。用鐵板綁住，這樣他就不能把手放到嘴里了。治治 療療u患者大多死于兒童時(shí)代患者大多死于兒童時(shí)代,很少活到很少活到20歲以后歲以后u現(xiàn)有的醫(yī)療技術(shù)對(duì)此無(wú)計(jì)可施現(xiàn)有的醫(yī)療技術(shù)對(duì)此無(wú)計(jì)可施,而只能寄希而只能寄希望于基
17、因治療望于基因治療u產(chǎn)前檢查一旦發(fā)現(xiàn)尚在母腹中的嬰兒患有產(chǎn)前檢查一旦發(fā)現(xiàn)尚在母腹中的嬰兒患有遺傳性疾病遺傳性疾病, 馬上就可施行基因手術(shù)馬上就可施行基因手術(shù) (三三) 脫氧核糖核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸的合成在在核苷二磷酸水平核苷二磷酸水平被還原而成被還原而成OHOPOOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHOOHOPOHH堿基堿基HOHHHOOOHOPHONADPH+H+NADP+ +H2O核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶dNDPNDPNDPdNDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶ADPdADP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶GDPdGDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶UDPdUDP核糖核苷
18、酸還原酶核糖核苷酸還原酶CDPdCDP核糖核苷酸還原酶核糖核苷酸還原酶TDPdTDP?dNDP+ATPdNTP+ADP激酶激酶激酶激酶dCDP+ATPdCTP+ADPdUDP+ATPdUTP+ADP激酶激酶dGDP+ATPdGTP+ADP激酶激酶dADP+ATPdATP +ADP激酶激酶dTTP?dNDPdNMP+Pi磷酸酶磷酸酶核苷酸核苷酸核苷核苷PiPi1-磷酸核糖磷酸核糖堿基堿基補(bǔ)救途徑補(bǔ)救途徑分解代謝分解代謝5-磷酸核糖磷酸核糖PRPP終末產(chǎn)物經(jīng)尿排終末產(chǎn)物經(jīng)尿排出出核苷酸酶核苷酸酶磷酸核糖磷酸核糖磷酸化酶磷酸化酶（PNP）1-磷酸核糖磷酸核糖變位酶變位酶二、嘌呤核苷酸的分解代謝二、嘌
19、呤核苷酸的分解代謝AMPIGMPGX黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸尿酸嘌呤堿的最終嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物三、嘌呤核苷酸代謝異常及抗代謝物三、嘌呤核苷酸代謝異常及抗代謝物（一）痛風(fēng)癥（一）痛風(fēng)癥 正常：正常： 血漿尿酸含量正常參考范圍：血漿尿酸含量正常參考范圍： 0.120.36mmol/L 男性平均：男性平均：0.27mmol/L 女性平均：女性平均：0.21mmol/L 血漿尿酸含量血漿尿酸含量0.48mm/L 析出結(jié)晶析出結(jié)晶沉積在關(guān)節(jié)、軟組織、沉積在關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎臟等組織軟骨及腎臟等組織 痛風(fēng)癥痛風(fēng)癥（gout)異常異常:案例案例10-1案例案例10-
20、1 患者，患者，男男，40歲，兩年來(lái)歲，兩年來(lái)因因全身關(guān)節(jié)疼痛伴低熱反全身關(guān)節(jié)疼痛伴低熱反復(fù)就診，復(fù)就診，均被診斷為均被診斷為“風(fēng)風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎濕性關(guān)節(jié)炎”。經(jīng)抗風(fēng)濕。經(jīng)抗風(fēng)濕和激素后，疼痛現(xiàn)象稍有和激素后，疼痛現(xiàn)象稍有好轉(zhuǎn)。兩月前，因疼痛加好轉(zhuǎn)。兩月前，因疼痛加重，經(jīng)抗風(fēng)濕治療不明顯重，經(jīng)抗風(fēng)濕治療不明顯前來(lái)就診。查體：體溫前來(lái)就診。查體：體溫37.5,雙足第一跖趾關(guān)節(jié)雙足第一跖趾關(guān)節(jié)紅腫，壓痛，雙踝關(guān)節(jié)腫紅腫，壓痛，雙踝關(guān)節(jié)腫脹脹，左側(cè)較明顯，局部皮，左側(cè)較明顯，局部皮膚有脫屑和瘙癢現(xiàn)象，雙膚有脫屑和瘙癢現(xiàn)象，雙側(cè)耳廓觸及綠豆大的結(jié)節(jié)側(cè)耳廓觸及綠豆大的結(jié)節(jié)數(shù)個(gè)。數(shù)個(gè)。進(jìn)食高嘌呤食物進(jìn)食高嘌呤
21、食物體內(nèi)核酸大量分解體內(nèi)核酸大量分解腎臟疾病尿酸排泄障礙腎臟疾病尿酸排泄障礙血中尿酸血中尿酸：痛風(fēng)癥禁忌食物痛風(fēng)癥禁忌食物l動(dòng)物內(nèi)臟：肝、腸、腎、腦動(dòng)物內(nèi)臟：肝、腸、腎、腦l海產(chǎn)：鮑魚(yú)、蟹、龍蝦、叁文魚(yú)、沙甸海產(chǎn)：鮑魚(yú)、蟹、龍蝦、叁文魚(yú)、沙甸魚(yú)、吞拿魚(yú)、鯉魚(yú)、鱸魚(yú)、鱒魚(yú)、鱈魚(yú)魚(yú)、吞拿魚(yú)、鯉魚(yú)、鱸魚(yú)、鱒魚(yú)、鱈魚(yú)l貝殼食物貝殼食物l肉類：牛、羊、鴨、鵝、鴿肉類：牛、羊、鴨、鵝、鴿l黃豆食物、扁豆、菠菜、椰菜花、蘆筍黃豆食物、扁豆、菠菜、椰菜花、蘆筍、蘑菇、濃湯、麥皮、蘑菇、濃湯、麥皮l啤酒：使血乳酸濃度升高，抑制腎臟對(duì)啤酒：使血乳酸濃度升高，抑制腎臟對(duì)尿酸的排泄尿酸的排泄別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的作用機(jī)
22、制別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的作用機(jī)制C OHNNNHHNN OHNNNHCH次黃嘌呤次黃嘌呤別嘌呤醇別嘌呤醇PRPP別嘌呤醇核苷酸別嘌呤醇核苷酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸從頭合成的酶從頭合成的酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶嘌呤核苷酸合成嘌呤核苷酸合成反饋反饋尿酸的生成尿酸的生成1. 1. 嘌呤類似物嘌呤類似物: :8-氮雜鳥(niǎo)嘌呤氮雜鳥(niǎo)嘌呤N OHNNNHNN SHNNNHH2N6-巰基鳥(niǎo)嘌巰基鳥(niǎo)嘌呤呤N OHNNNH次黃嘌呤次黃嘌呤N SHNNNH6-巰基嘌呤巰基嘌呤（6-MP）(二二) 嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物H2N2. 氨基酸類似物氨基酸類似物 抑制有谷氨酰胺參與的反應(yīng)抑制有谷氨酰胺參與的
23、反應(yīng)H2NCCH2CH2CHCOOHONH2谷氨酰胺谷氨酰胺N+ NCH2COCH2CHCOOHONH2氮雜絲氨酸（重氮乙酰絲氨酸）氮雜絲氨酸（重氮乙酰絲氨酸）N+ NCH2CCH2CH2CHCOOHONH26-重氮重氮-5-氧正亮氨酸氧正亮氨酸抑制抑制N-甲酰甘甲酰甘氨咪核氨咪核苷酸合苷酸合成酶和成酶和PRPP酰胺轉(zhuǎn)酰胺轉(zhuǎn)移酶移酶3. 葉酸類似物葉酸類似物 抑制二氫葉酸還原酶抑制二氫葉酸還原酶R=H，氨喋呤，氨喋呤R=CH3，氨甲喋呤氨甲喋呤N NH2NNNHH2NCH2NRCNCHOCH2CH2COOHCOOHHNNCHCH2NHCNCHOCH2CH2COOHCOOHHH2NNOHNH5,
24、6,7,8四氫葉酸四氫葉酸第三節(jié)第三節(jié)嘧啶核苷酸的代謝嘧啶核苷酸的代謝Metabolism of Pyrimidine Nucleotides一、嘧啶核苷酸的合成代謝一、嘧啶核苷酸的合成代謝l從頭合成途徑從頭合成途徑( (de novo synthesis pathway) )l補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑( (salvage synthesis pathway) )（一）嘧啶核苷酸的從頭合成（一）嘧啶核苷酸的從頭合成主要是肝細(xì)胞胞液主要是肝細(xì)胞胞液嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核磷酸核糖、氨基酸（谷氨酰胺、天冬氨酸）、一碳糖、氨基酸（谷氨酰胺、天冬氨酸）、一碳單位及
25、二氧化碳單位及二氧化碳等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。 定義定義合成部位合成部位:嘧啶合成的元素來(lái)源嘧啶合成的元素來(lái)源氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸占右半，天冬氨酸占右半，左上谷酰氮，左下左上谷酰氮，左下CO2NCNCCCAspCO2Gln1234561. 從頭合成途徑的過(guò)程從頭合成途徑的過(guò)程(1) 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成-6步反應(yīng)步反應(yīng)CO2+Gln+H2O2ATPGlu2ADP+Pi氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II（CPS-II）NH2O=CO氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 P_關(guān)鍵酶
26、關(guān)鍵酶兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶I氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶II分布分布線粒體線粒體(肝肝)胞液胞液(各種細(xì)胞各種細(xì)胞)氮源氮源氨氨谷氨酰胺谷氨酰胺變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸無(wú)無(wú)變構(gòu)抑制劑變構(gòu)抑制劑無(wú)無(wú)UMP(哺乳動(dòng)物哺乳動(dòng)物)功能功能尿素合成尿素合成嘧啶合成嘧啶合成(CPS-I)(CPS-II)天冬氨酸氨基天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶甲酰轉(zhuǎn)移酶NH2O=CO P氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸HOOCCH2CHCOOHH2N+AspCOH2NCCH2CHCOOHNHOHOPi氨氨甲甲酰天冬氨酸酰天冬氨酸COHNC
27、CHCCOOHNHO乳清酸乳清酸OCOHNCCHHCHCOOHNH二氫乳清酸二氫乳清酸H2ONAD+NADH+H+脫氫酶脫氫酶二氫乳清酸酶二氫乳清酸酶關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5-PPRPPPPi磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸(OMP)COHNCCHCHNOR-5-PCO2尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸(UMP)脫羧酶脫羧酶(2)胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸(CTP)的合成的合成 ATPCOHNCCHCHNOR-5-P尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDPUMPADP二磷酸二磷酸 核苷激酶核苷激酶UTPATPADPCONCCHCHNN
28、H2R-5-P-P-PGln, ATP Glu, ADP+Pi CTPCTP合成酶合成酶一磷酸尿一磷酸尿苷激酶苷激酶COHNCCHCHNOdR-5-PdCMPdUDPPiNH3dUMPCOHNCC-CH3CHNOdR-5-PdTMP合酶合酶FH2N5,N10-甲烯甲烯-FH4dTMPATP一磷酸胸苷一磷酸胸苷激酶激酶dTDPADPdTTPATPADPdTMP(3) 脫氧胸腺嘧啶核苷酸脫氧胸腺嘧啶核苷酸(dTMP)的合成的合成二磷酸胸苷二磷酸胸苷激酶激酶主主2. 從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)ATP+CO2+GlnPRPP氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸PRPPATP+ 5-磷
29、酸核糖磷酸核糖OMPUMPUTPCTP嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸由合成產(chǎn)物對(duì)由合成產(chǎn)物對(duì)3個(gè)關(guān)鍵酶?jìng)€(gè)關(guān)鍵酶酶酶1：CPS-II酶酶2：天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶：天冬氨酸氨甲酰轉(zhuǎn)移酶酶酶3：PRPP合成酶（激酶）合成酶（激酶）Asp的的負(fù)反饋負(fù)反饋調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。調(diào)節(jié)來(lái)實(shí)現(xiàn)。(二二) 嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶嘧啶+PRPP尿嘧啶尿嘧啶胸腺嘧啶胸腺嘧啶乳清酸乳清酸胞嘧啶胞嘧啶嘧啶核苷嘧啶核苷+ATP嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+ADP核苷激酶核苷激酶胸苷激酶（胸苷激酶（TK）在惡）在惡性腫瘤中明顯升高性腫瘤中明顯升高
30、脫氧胸苷脫氧胸苷+ATP胸苷激酶胸苷激酶dTMP+ADP嘌啶核苷酸與嘧啶核苷酸合成的比較嘌啶核苷酸與嘧啶核苷酸合成的比較相同點(diǎn)相同點(diǎn)1. 合成原料基本相同合成原料基本相同嘌啶核苷酸嘌啶核苷酸嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸2. 合成部位對(duì)高等動(dòng)物來(lái)說(shuō)合成部位對(duì)高等動(dòng)物來(lái)說(shuō),主要在肝臟主要在肝臟3. 都有都有2種合成途徑種合成途徑 4. 都是先合成一個(gè)與之有關(guān)的核苷酸都是先合成一個(gè)與之有關(guān)的核苷酸,然后在然后在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步合成核苷酸此基礎(chǔ)上進(jìn)一步合成核苷酸不同點(diǎn)不同點(diǎn)1. 在在5-P -R基礎(chǔ)上合成基礎(chǔ)上合成嘌呤環(huán)嘌呤環(huán)2. 最先合成的核苷酸是最先合成的核苷酸是 IMP3. 在在IMP基礎(chǔ)上完成基礎(chǔ)上完成
31、AMP和和GMP的合成的合成1. 先合成嘧啶環(huán)再與先合成嘧啶環(huán)再與 5-P-R結(jié)合結(jié)合2. 先合成先合成UMP3. 以以UMP為基礎(chǔ)為基礎(chǔ), 完完成成CTP, dTMP的合成的合成 總結(jié)總結(jié)5-P-RPRPPIMPdAMPGMPdGMPAMPdADPGDPdGDPADPdATPGTPdGTPATPUMPCMPdUMPUDPCDPdUDPUTPCTPdUTPdTMPdCMPdTDPdCDPdTTPdCTPCO2+GlnH2N-CO-P（氨基甲酰磷酸）（氨基甲酰磷酸）OMP嘌呤和嘧啶核苷酸的從頭合成過(guò)程總結(jié)嘌呤和嘧啶核苷酸的從頭合成過(guò)程總結(jié)dUDPdCMPdUMP二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核
32、苷酸的分解代謝嘧啶堿嘧啶堿嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸嘧啶核苷嘧啶核苷 核苷酸酶核苷酸酶H3PO41-磷酸核糖磷酸核糖核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶H3PO4二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的分解代謝CONCCHCHNNH2HCOHNCCHCHNOHNH3COHNCCH2CH2NOHNADPH+H+NADP+H2OCOH2NCCH2CH2NOHHOH2OCO2+NH3H2N-CH2-CH2-COOH-丙氨酸丙氨酸胞嘧啶胞嘧啶尿嘧啶尿嘧啶COHNCC-CH3CHNOHNADPH+H+NADP+COHNCCH-CH3CH2NOHCOH2NCCH-CH3CH2NOHHOH2OCO2+NH3-氨基異丁氨基異丁
33、酸酸H2N-CH2-CH-COOHCH3-脲脲基異丁基異丁酸酸H2O胸腺嘧啶胸腺嘧啶二氫胸腺嘧啶二氫胸腺嘧啶 嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸分解代嘧啶核苷酸與嘌呤核苷酸分解代謝最大的不同謝最大的不同: 嘧啶環(huán)的裂解，最后嘧啶環(huán)的裂解，最后生成生成-氨基酸氨基酸, 參與參與TAC徹底氧化分徹底氧化分解。解。 嘧啶堿的降解產(chǎn)物嘧啶堿的降解產(chǎn)物易溶于水易溶于水，故嘧啶代謝異常的疾病較少。故嘧啶代謝異常的疾病較少。小結(jié)小結(jié)三、嘧啶核苷酸的代謝異常及抗嘧啶核苷酸的代謝異常及抗代謝物代謝物( (一一) )乳清酸尿癥乳清酸尿癥 缺乏嘧啶從頭合成途徑酶所致的缺乏嘧啶從頭合成途徑酶所致的原發(fā)性遺傳病。原發(fā)性遺傳病。 類
34、型：類型： 缺乏乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶和乳清酸缺乏乳清酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶和乳清酸核苷酸脫羧酶核苷酸脫羧酶 只缺乏乳清酸核苷酸脫羧酶只缺乏乳清酸核苷酸脫羧酶 COHNCCHCCOOHNHO乳清酸乳清酸COHNCCHCCOOHNOR-5-PPRPPPPi磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸COHNCCHCHNOR-5-PCO2尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸脫羧酶脫羧酶用尿苷可治療本病用尿苷可治療本病機(jī)制機(jī)制：通過(guò)補(bǔ)救途徑合成：通過(guò)補(bǔ)救途徑合成UMP和和UTP，反饋抑制乳清酸合成反饋抑制乳清酸合成 嘧啶嘧啶核苷酸抗代謝物主要是一些核苷酸抗代謝物主要是一些嘧啶嘧啶、氨基酸或葉酸等的類似物氨基酸或
35、葉酸等的類似物（二）嘧啶核苷酸的抗代謝物（二）嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶或嘧啶核苷嘧啶或嘧啶核苷酸類似物酸類似物氨基酸類似物氨基酸類似物葉酸類似物葉酸類似物5-5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶阿糖胞苷阿糖胞苷環(huán)胞苷環(huán)胞苷氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸等等 氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤氨甲蝶呤等等 嘧啶、嘧啶核苷類似物嘧啶、嘧啶核苷類似物:5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶（5FU）阿糖胞苷阿糖胞苷環(huán)胞苷環(huán)胞苷NNHOOFHHOH2CHHHOOHHHOCCCNNCONH2HOH2CHHOHHHOCCCNNCNHHClO氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸(Gln類似物類似物)阿糖胞苷阿糖胞苷UMPUDPUTPdUDPdUMPdTMPCTPCDPdCDP氨基
36、蝶呤氨基蝶呤5FU本章學(xué)習(xí)要求本章學(xué)習(xí)要求 熟悉核苷酸的生理功用。熟悉核苷酸的生理功用。 掌握嘌呤核苷酸從頭合成途徑概念、元素來(lái)源、原料、掌握嘌呤核苷酸從頭合成途徑概念、元素來(lái)源、原料、重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。熟悉基本過(guò)程。熟悉基本過(guò)程。 掌握脫氧核苷酸的生成。掌握脫氧核苷酸的生成。熟悉嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成途熟悉嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成途徑、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變。徑、嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變。 掌握嘌呤核苷酸分解代謝終產(chǎn)物；掌握嘌呤核苷酸分解代謝終產(chǎn)物；熟悉嘌呤核苷酸抗熟悉嘌呤核苷酸抗代謝物作用，痛風(fēng)癥的原因及治療原則。代謝物作用，痛風(fēng)癥的原因及治療原則。 掌握嘧啶核苷酸從頭合成途徑的概念、元素來(lái)源、原掌握嘧啶核苷酸從頭合成途徑的概念、元素來(lái)源、原料、重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。掌握脫氧胸腺嘧啶核苷料、重要中間產(chǎn)物和關(guān)鍵酶。掌握脫氧胸腺嘧啶核苷酸的生成。酸的生成。 熟悉嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑。熟悉嘧啶核苷酸補(bǔ)救合成途徑。思考題思考題1.比較比較CPS-I和和CPS-II在體內(nèi)合成代謝的異同點(diǎn)在體內(nèi)合成代謝的異同點(diǎn)2.簡(jiǎn)述人體內(nèi)脫氧胸腺嘧啶核苷酸的生成簡(jiǎn)述人體內(nèi)脫氧胸腺嘧啶核苷酸的生成3. 嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成的概念嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成的概念4. 嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成的異同點(diǎn)嘌呤和嘧啶核苷酸從頭合成的異同點(diǎn)?5. 別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的機(jī)理別嘌呤醇治療痛風(fēng)癥的機(jī)理?
生物化學(xué)：第10章 核苷酸代謝(2)
