《生物化學和分子生物學：第8章 核苷酸代謝》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《生物化學和分子生物學：第8章 核苷酸代謝（72頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、第第 八八 章章核核 苷苷 酸酸 代代 謝謝Metabolism of NucleotidesThe Department of Biochemistry and Molecular Biology,CMU核苷酸核苷酸l核酸的基本結(jié)構(gòu)單位；核酸的基本結(jié)構(gòu)單位；l不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)；不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)；l細胞中主要以細胞中主要以5-核苷酸形式存在；核苷酸形式存在；l具有多種生物學功能。具有多種生物學功能。l核酸的消化與吸收核酸的消化與吸收概概 述述食物核蛋白食物核蛋白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)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、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶堿基堿基
2、戊糖戊糖核苷酶核苷酶l核酸的分解代謝產(chǎn)物核苷酸、核苷、堿基、戊核酸的分解代謝產(chǎn)物核苷酸、核苷、堿基、戊糖和磷酸既可以參加合成代謝，也可以進一步糖和磷酸既可以參加合成代謝，也可以進一步分解。分解。l細胞中的細胞中的DNA代謝相對穩(wěn)定，而代謝相對穩(wěn)定，而RNA代謝活躍。代謝活躍。核苷酸的生理功能核苷酸的生理功能 l作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料:dATP,dGTP,dCTP,dTTPDNA的合成原的合成原料；料；ATP,GTP,CTP,UTP RNA的合成原料。的合成原料。l體內(nèi)能量的利用形式：體內(nèi)能量的利用形式：ATP、GTP（蛋白質(zhì)合（蛋白質(zhì)合成）、成）、UTP（糖原合成）、（糖原合成）
3、、CTP（磷脂合成）（磷脂合成）l參與代謝和生理調(diào)節(jié)：如參與代謝和生理調(diào)節(jié)：如cAMP是第二信使，是第二信使，也作為效應劑參與調(diào)節(jié)。也作為效應劑參與調(diào)節(jié)。AMP、ADP、ATP均均可作為效應劑。可作為效應劑。l構(gòu)成輔酶：腺苷酸可參與組成構(gòu)成輔酶：腺苷酸可參與組成NAD、FAD、輔酶輔酶A等。等。l活化中間代謝物：如活化中間代謝物：如UDPG、CDP膽堿等、膽堿等、SAM、PAPS等。等。核苷酸代謝概況核苷酸代謝概況l 合成代謝合成代謝從頭合成途徑從頭合成途徑(de novo synthesis pathway)補救合成途徑補救合成途徑(salvage synthesis pathway)l 分
4、解代謝分解代謝從頭合成途徑從頭合成途徑l概念：概念：l利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位和利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位和CO2 等簡等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成核單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成核苷酸的途徑。苷酸的途徑。l這是這是主要主要合成途徑。合成途徑。l主要在主要在肝臟肝臟進行。進行。補救合成途徑補救合成途徑l概念：概念：l利用游離的堿基或核苷，經(jīng)過簡單的反應過程，利用游離的堿基或核苷，經(jīng)過簡單的反應過程，合成核苷酸的途徑。合成核苷酸的途徑。l這是次要合成途徑。這是次要合成途徑。l腦、骨髓腦、骨髓等只能進行此途徑。等只能進行此途徑。第一節(jié)第一節(jié) 嘌呤核苷酸的代謝嘌呤核苷
5、酸的代謝Metabolism of Purine Nucleotides嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP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l(de novo synthesis pathway)l補救合成途徑補救合成途徑l(salvage synthesis pathway)（一）嘌呤核苷酸的從頭合成（一）嘌呤核苷酸的從頭合成l概念概念l嘌呤核苷酸的嘌呤核苷酸的從頭合成途徑從頭合成途徑是指利用磷酸核糖、是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成嘌呤核苷酸的料，經(jīng)過一系列酶促反
6、應，合成嘌呤核苷酸的途徑。途徑。l合成部位合成部位l 肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸和胸腺，而次是小腸和胸腺，而腦、骨髓腦、骨髓則無法進行此合則無法進行此合成途徑。成途徑。CO2天冬氨酸天冬氨酸甲?；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬└拾彼岣拾彼峒柞；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０饭劝滨０罚０坊０坊┼堰蕢A合成的元素來源嘌呤堿合成的元素來源過程過程l1.IMP的合成的合成l2.AMP和和GMP的生成的生成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,
7、PRPP）在谷氨酰胺、甘氨酸、在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下天冬氨酸的逐步參與下IMP AMP GMPH2N-1-R-5-P（5-磷酸核糖胺磷酸核糖胺,PRA）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶1.IMP的合成過程的合成過程 磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶 GAR合成酶合成酶 轉(zhuǎn)甲?；皋D(zhuǎn)甲?；?FGAM合成酶合成酶 AIR合成酶合成酶IMP生成總反應過程生成總反應過程IMP的合成要點的合成要點：l在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)；在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤環(huán)；lPRPP是重要的中間代謝物，它不僅參與嘌呤是重要的中間代謝物
8、，它不僅參與嘌呤核苷酸的從頭合成，而且參與嘧啶核苷酸的從核苷酸的從頭合成，而且參與嘧啶核苷酸的從頭合成及兩類核苷酸的補救合成。頭合成及兩類核苷酸的補救合成。是是5-磷酸核磷酸核糖的活性供體糖的活性供體；lPRPP合成酶合成酶和和酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶為關(guān)鍵酶。為關(guān)鍵酶。2、AMP和和GMP的生成的生成腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶脫氫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AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶嘌呤核苷酸從頭合成特點嘌呤核苷酸從頭合成特點l嘌呤核苷酸是在磷酸
9、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。lIMP的合成需的合成需5個個ATP，6個高能磷酸鍵。個高能磷酸鍵。lAMP或或GMP的合成又需的合成又需1個個GTP或或1個個ATP。R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸AMP ADPATPXMPGMPGDP GTP+_IMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)從頭合成調(diào)節(jié)的意義：從頭合成調(diào)節(jié)的意義：l既滿足需要，又不至于浪費；既滿
10、足需要，又不至于浪費；l交叉調(diào)節(jié)維持交叉調(diào)節(jié)維持ATP與與GTP的平衡。的平衡。（二）嘌呤核苷酸的補救合成途徑（二）嘌呤核苷酸的補救合成途徑l概念概念l利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為反應，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補救合成補救合成（或重新利用）途徑。（或重新利用）途徑。參與補救合成的酶參與補救合成的酶l腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶l(adenine phosphoribosyl transferase,APRT)l次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-g
11、uanine phosphoribosyl transferase,HGPRT)l腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)腺嘌呤腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤鳥嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP合成過程合成過程補救合成的生理意義補救合成的生理意義l補救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸補救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。的消耗。l體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補救合成。救合成。lHGPRT基因缺失導致
12、基因缺失導致自毀容貌綜合癥自毀容貌綜合癥。HGPRT缺陷引起缺陷引起Lesch Nyhan 綜合征綜合征l次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）基因缺陷引起嘌呤核苷酸補救合成途徑障礙，基因缺陷引起嘌呤核苷酸補救合成途徑障礙，腦合成嘌呤核苷酸能力低下，造成中樞神經(jīng)系腦合成嘌呤核苷酸能力低下，造成中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育不良。統(tǒng)發(fā)育不良。l此綜合征以高尿酸血癥（此綜合征以高尿酸血癥（hyperuricemia）及）及神經(jīng)系統(tǒng)癥狀為特征，又稱自毀容貌癥。神經(jīng)系統(tǒng)癥狀為特征，又稱自毀容貌癥。（三）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPGMPNH3
13、腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3（四）脫氧核糖核苷酸的生成在核苷二磷酸水平上進行在核苷二磷酸水平上進行（N代表代表A、G、U、C等堿基）等堿基）dNDP+ATP 激酶激酶dNTP+ADP二磷酸脫氧核苷二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸還原酶，核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原型硫氧化還原蛋白還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧氧化型硫氧化還原蛋白化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶硫氧化還原蛋白還原酶（FAD）脫氧核苷酸的生成脫氧核苷酸的生成l核糖核苷酸還原酶是一種變構(gòu)酶，包括核糖核苷酸還
14、原酶是一種變構(gòu)酶，包括R1、R2兩個亞基。只有兩個亞基。只有R1與與R2結(jié)合時才具有活性。在結(jié)合時才具有活性。在DNA合成旺盛、分裂速度較快的細胞中，核糖合成旺盛、分裂速度較快的細胞中，核糖核苷酸還原酶體系活性較強。核苷酸還原酶體系活性較強。l為了使合成為了使合成DNA的的4種脫氧核苷酸得到適當?shù)姆N脫氧核苷酸得到適當?shù)谋壤?，還可通過各種三磷酸核苷對還原酶的變比例，還可通過各種三磷酸核苷對還原酶的變構(gòu)作用，來調(diào)節(jié)不同脫氧核苷酸的生成。構(gòu)作用，來調(diào)節(jié)不同脫氧核苷酸的生成。（五）（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物l嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨
15、基酸或葉酸等的類似物。葉酸等的類似物。嘌呤類似物嘌呤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6-巰基嘌呤巰基嘌呤6-巰基鳥嘌呤巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥嘌呤等氮雜鳥嘌呤等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次黃嘌呤次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤巰基嘌呤(6-MP)6-巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)l6-MP可在體內(nèi)經(jīng)磷酸核糖化生成可在體內(nèi)經(jīng)磷酸核糖化生成6MP核苷酸，核苷酸，并以這種形式抑制并以這種形式抑制IMP轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳MP及及GMP的反的反應；應；l直接通過競爭性抑制，影響次黃嘌呤直接通過競爭性抑制，影響次黃嘌呤-鳥嘌呤磷鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)
16、，使，使PRPP分子中的磷酸分子中的磷酸核糖不能向鳥嘌呤及次黃嘌呤轉(zhuǎn)移，阻止了補救核糖不能向鳥嘌呤及次黃嘌呤轉(zhuǎn)移，阻止了補救合成途徑。合成途徑。l反饋抑制反饋抑制PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶，阻止從頭合成途徑。酰胺轉(zhuǎn)移酶，阻止從頭合成途徑。氮雜乙酰絲氨酸氮雜乙酰絲氨酸（azaserine，ASE）N+NCH2COOCH2CHNH2COOH谷氨酰胺（谷氨酰胺（glutamine）NH2COCH2CH2CHNH2COOH6-重氮重氮-5-氧正亮氨酸氧正亮氨酸（diazonorleucine，DAL）NCH2COCH2CH2CHNH2COOHN+氨基酸類似物氨基酸類似物l主要有主要有氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸等；等
17、；l化學結(jié)構(gòu)與化學結(jié)構(gòu)與Gln相似；相似；l可干擾可干擾Gln在嘌呤核苷酸合成中的作用，從而抑在嘌呤核苷酸合成中的作用，從而抑制嘌呤核苷酸的合成。制嘌呤核苷酸的合成。NNNNNH2NH2CH2NRCNHCOOHCHCH2CH2COOHOR HR CH3氨蝶呤氨蝶呤Aminopterin,APMethotrexate,MTX氨甲蝶呤氨甲蝶呤葉酸類似物葉酸類似物l主要有主要有氨蝶呤氨蝶呤和和氨甲蝶呤（氨甲蝶呤（MTX）等。等。l能競爭性抑制能競爭性抑制二氫葉酸還原酶二氫葉酸還原酶，使葉酸不能還，使葉酸不能還原成原成FH2和和FH4。由此嘌呤合成原料一碳單位得。由此嘌呤合成原料一碳單位得不到供應（不
18、到供應（C2和和C8），從而抑制嘌呤核苷酸的），從而抑制嘌呤核苷酸的合成。合成。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-氨基異咪唑氨基異咪唑-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次黃嘌呤次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鳥嘌呤鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲
19、氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTXIMPAMPGMPADPGDPATPGTPdADPdATPdGDPdGTP嘌呤核苷酸合成小結(jié)嘌呤核苷酸合成小結(jié)二、嘌呤核苷酸的分解代謝核苷酸核苷酸核苷核苷核苷酸酶核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基1-磷酸核糖磷酸核糖嘌呤堿的最終嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物AMPGMPI（次黃嘌呤）（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶l體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝臟、小腸體內(nèi)嘌呤核苷酸的分解代謝主要在肝臟、小腸及腎臟中進行。及腎臟中進行。l黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶是需氧脫氫酶。是尿酸生成的一是需氧脫氫酶。
20、是尿酸生成的一個主要酶。個主要酶。l血中的尿酸及尿酸鹽統(tǒng)稱尿酸。正常成人血漿血中的尿酸及尿酸鹽統(tǒng)稱尿酸。正常成人血漿尿酸含量約為尿酸含量約為0.120.36mmol/L。腎是尿酸及。腎是尿酸及其鹽的排泄器官。當血中尿酸含量超過其鹽的排泄器官。當血中尿酸含量超過0.64 mmol/L時，尿酸鹽晶體即可沉積于關(guān)節(jié)、軟組時，尿酸鹽晶體即可沉積于關(guān)節(jié)、軟組織及腎等處，而導致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾織及腎等處，而導致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾病。尿酸沉積引起疼痛稱為病。尿酸沉積引起疼痛稱為痛風癥（痛風癥（gout）。痛風癥痛風癥 血中尿酸含量過高血中尿酸含量過高，尿酸鹽晶體沉積，尿酸鹽晶體沉積l痛風癥可能是一
21、種多基因病痛風癥可能是一種多基因病l該病發(fā)病有家族遺傳傾向，可能涉及該病發(fā)病有家族遺傳傾向，可能涉及HGPRT、PRPP激酶、谷氨酰胺激酶、谷氨酰胺PRPP酰胺基轉(zhuǎn)移酶酰胺基轉(zhuǎn)移酶(GPAT)、葡糖、葡糖-6-磷酸酶磷酸酶(G6PC)、黃嘌呤脫氫、黃嘌呤脫氫酶酶(XDH)。發(fā)病機制發(fā)病機制lHGPRT有部分缺陷時，嘌呤核苷酸的補救合成有部分缺陷時，嘌呤核苷酸的補救合成障礙，產(chǎn)生的障礙，產(chǎn)生的IMP、GMP、GDP減少，對嘌呤減少，對嘌呤核苷酸從頭合成途徑中的核苷酸從頭合成途徑中的PPRTK、GPAT抑制抑制減弱，導致嘌呤核苷酸從頭合成增多。減弱，導致嘌呤核苷酸從頭合成增多。l葡糖葡糖-6-磷酸
22、酶缺陷時，磷酸酶缺陷時，G-6-P轉(zhuǎn)化成葡萄糖過轉(zhuǎn)化成葡萄糖過程受阻，程受阻，G-6-P轉(zhuǎn)向磷酸戊糖途徑生成過多的轉(zhuǎn)向磷酸戊糖途徑生成過多的5-磷酸核糖，它是生成磷酸核糖，它是生成PRPP的原料。的原料。l大部分病人的高尿酸血癥是腎尿酸排泄減少所大部分病人的高尿酸血癥是腎尿酸排泄減少所至，只有至，只有10%的患者是尿酸生成過多。的患者是尿酸生成過多。痛風癥的誘因痛風癥的誘因l高嘌呤食物，如動物內(nèi)臟、沙丁魚、鳳尾魚、高嘌呤食物，如動物內(nèi)臟、沙丁魚、鳳尾魚、鯖魚、小蝦、扁豆、黃豆、濃肉湯，及菌藻類鯖魚、小蝦、扁豆、黃豆、濃肉湯，及菌藻類等；等；l酒；酒；l高蛋白、高脂飲食。高蛋白、高脂飲食。鳥嘌呤
23、鳥嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇痛風癥的治療痛風癥的治療別嘌呤醇別嘌呤醇第二節(jié)第二節(jié)嘧啶核苷酸的代謝嘧啶核苷酸的代謝Metabolism of Pyrimidine Nucleotides嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)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l補救合成途徑補救合成途徑（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主要是肝細胞胞液肝細胞胞液嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、二氧化碳及一碳單位等簡單物糖、氨基酸、二氧
24、化碳及一碳單位等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成嘧啶質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成嘧啶核苷酸的途徑。核苷酸的途徑。概念概念合成部位合成部位天冬氨酸天冬氨酸GlnCO2嘧啶合成的元素來源嘧啶合成的元素來源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-氨基甲酰磷氨基甲酰磷酸合成酶酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸+氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸合成過程合成過程CPS-ICPS-II肝細胞線粒體中肝細胞線粒體中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有細胞）胞液（所有細胞）谷氨酰胺谷氨酰胺無無分布分布氮源氮源變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合
25、成合成CPS-ICPS-II肝細胞線粒體中肝細胞線粒體中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有細胞）胞液（所有細胞）谷氨酰胺谷氨酰胺無無分布分布氮源氮源變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的區(qū)別的區(qū)別氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶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+Pi2.胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成TMP合酶合酶N5,N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2還原酶還原酶FH4NADP+NADPH+H+dU
26、MP脫氧胸苷一磷酸脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸還原酶脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP3.dTMP或或TMP的生成的生成從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)-ATP+CO2+谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸PRPP-（二）（二）嘧啶核苷酸的補救合成嘧啶核苷酸的補救合成嘧啶嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)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+
27、ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP+ADPCDPdUDPUDPUTPCTPdCDPdCTPdTTPdUMPUMPdCMPdTMPdTDP嘧啶核苷酸合成小結(jié)嘧啶核苷酸合成小結(jié)（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物l 概念概念:l一些嘧啶、氨基酸或葉酸一些嘧啶、氨基酸或葉酸類似物類似物,主要以主要以競爭性競爭性抑制抑制或以假亂真等方式干擾或阻斷嘧啶核苷酸或以假亂真等方式干擾或阻斷嘧啶核苷酸代謝代謝,從而進一步阻止核酸及蛋白質(zhì)的生成從而進一步阻止核酸及蛋白質(zhì)的生成.胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)嘧啶類似物嘧啶類似物核苷類似物核苷類似物UMPUTPCTPCDPdCDPU
28、DPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷氨甲碟呤氨甲碟呤氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸主要的抗嘧啶核苷酸代謝物主要的抗嘧啶核苷酸代謝物二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的分解代謝嘧啶堿嘧啶堿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胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 H2OCO2+NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶-脲基異丁酸脲基異丁酸-氨基異丁酸氨基異丁酸H2O丙二酸單酰丙二酸單酰CoA乙酰乙酰CoATAC肝肝尿素尿素甲基丙二酸單酰甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATAC糖異生糖異生本章重點本章重點
29、l1.概念：從頭合成途徑、補救合成途徑、核苷概念：從頭合成途徑、補救合成途徑、核苷酸的抗代謝物酸的抗代謝物l2.AMP C6、GMP C2及及CTP C4的氨基和的氨基和dTMP C5的甲基供體各是什么？的甲基供體各是什么？l3.試從合成原料及合成程序方面比較嘌呤核苷試從合成原料及合成程序方面比較嘌呤核苷酸與嘧啶核苷酸從頭合成的異同點。酸與嘧啶核苷酸從頭合成的異同點。l4.試述試述PRPP在核苷酸代謝中的重要性。在核苷酸代謝中的重要性。l5.氨甲酰磷酸合成酶（氨甲酰磷酸合成酶（CPS）和和有何區(qū)別？有何區(qū)別？l6.脫氧胸腺嘧啶核苷酸、脫氧核糖核苷酸和胞脫氧胸腺嘧啶核苷酸、脫氧核糖核苷酸和胞嘧啶核苷酸各在幾磷酸水平上合成的？嘧啶核苷酸各在幾磷酸水平上合成的？l7.嘌呤堿、尿嘧啶、胞嘧啶及胸腺嘧啶的代謝嘌呤堿、尿嘧啶、胞嘧啶及胸腺嘧啶的代謝終產(chǎn)物各是什么？終產(chǎn)物各是什么？
生物化學和分子生物學：第8章 核苷酸代謝
