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1、第十章第十章核苷酸代謝核苷酸代謝METABOLISM OF NUCLEOTIDES吳山力吳山力白求恩醫(yī)學院生物化學教研室白求恩醫(yī)學院生物化學教研室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。人體內(nèi)的核苷酸主要由機體細人體內(nèi)的核苷酸主要由機體細胞自身合成。因此，胞自身合成。因此，核苷酸不核苷酸不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)。屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)。概述概述核酸的消化與吸收核酸的消化與吸收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（嘌呤，嘧啶嘌呤，嘧啶）堿基堿基戊糖戊糖核苷酶核苷酶n 核苷酸的生物功用核苷
2、酸的生物功用AMP尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)COASH作為核酸合成的原料作為核酸合成的原料- -主要功能主要功能體內(nèi)能量的利用形式體內(nèi)能量的利用形式-ATP,GTP-ATP,GTP參與代謝和生理調(diào)節(jié)參與代謝和生理調(diào)節(jié)-CAMP,CGMP-CAMP,CGMP組成輔酶組成輔酶-NAD,FMN,COASH活化中間代謝物活化中間代謝物-UDP糖原、糖原、SAM第一節(jié)第一節(jié) 嘌呤核苷酸的合成與分解代謝嘌呤核苷酸的合成與分解代謝 METABOLISM OF PURINE NUCLEOTIDES一、嘌呤核苷酸的合成一、嘌呤核苷酸的合成 利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，利用體內(nèi)游離
3、的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應過程，合成嘌呤核苷酸。經(jīng)過簡單的反應過程，合成嘌呤核苷酸。n 從頭合成途徑從頭合成途徑(DE NOVO SYNTHESIS)n 補救合成途徑補救合成途徑(SALVAGE PATHWAY)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應，合成嘌呤核苷酸。酶促反應，合成嘌呤核苷酸。主要器官是主要器官是肝，肝，其次是其次是小腸小腸和和胸腺。胸腺。l合成部位合成部位從從IMP再合成再合成AMP和和GMP。l合成過程合成過程l合成終產(chǎn)物合成終產(chǎn)物在在5-磷酸核糖的磷酸核糖的C-1上逐步合
4、成嘌呤堿，上逐步合成嘌呤堿，產(chǎn)物是次黃嘌呤核苷酸產(chǎn)物是次黃嘌呤核苷酸(IMP)。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成（一）嘌呤核苷酸的從頭合成l 嘌呤堿合成的元素來源嘌呤堿合成的元素來源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﹍ 合成過程合成過程 IMP的合成的合成 AMP和和GMP的生成的生成AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶l 從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶
5、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_+調(diào)節(jié)方式：調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)和和交叉調(diào)節(jié)交叉調(diào)節(jié)( (二二) )嘌呤核苷酸的補救合成有兩嘌呤核苷酸的補救合成有兩種方式種方式腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(ADENINE PHOSPHORIBOSYL TRANSFERASE, APRT)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- GUANINE PHOSPHORIBOSYL TRANSFERASE,
6、 HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(ADENOSINE KINASE, AK)l 參與補救合成的酶參與補救合成的酶腺嘌呤腺嘌呤 + PRPPAMP + PPIAPRT次黃嘌呤次黃嘌呤 + PRPPIMP + PPIHGPRT鳥嘌呤鳥嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPIl 合成過程合成過程腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMPl 補救合成的生理意義補救合成的生理意義 補救合成節(jié)省從頭合成時的能量和補救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。一些氨基酸的消耗。 體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進行補救合成。只能進行補救合成。（三）嘌呤核苷酸
7、的相互轉(zhuǎn)變（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（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+還原型硫氧化還還原型硫氧化還原蛋白原蛋白-(SH)2氧化型硫氧氧化型硫氧化還原蛋白化還原蛋白
8、SS硫氧化還原蛋白還原酶硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。它們主要以競爭性基酸或葉酸等的類似物。它們主要以競爭性抑制或抑制或“以假亂真以假亂真”等方式干擾核酸代謝。等方式干擾核酸代謝。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- 6-巰基嘌呤巰基嘌呤6- 6-巰基鳥嘌呤巰基鳥嘌呤8- 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)l 6-巰基
9、嘌呤巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)6巰基嘌呤巰基嘌呤6MP核苷酸核苷酸磷酸核糖磷酸核糖I MPAMPGMP取代競爭HGPRT補救合成補救合成反饋抑制酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶從頭合成從頭合成氨基酸類似物的結(jié)構(gòu)葉酸類似物的結(jié)構(gòu)葉酸類似物的結(jié)構(gòu)5氨甲喋呤二、嘌呤核苷酸的分解代謝二、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PIPI核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基1- 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AMPGMPH（次黃嘌呤）（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）（黃嘌呤）黃嘌呤氧化黃嘌呤氧化酶酶黃嘌呤黃嘌呤氧化酶氧化酶n 痛風癥的治療機制痛風癥的治療機制2. 消耗消耗PRPP反饋抑制
10、從頭合成反饋抑制從頭合成嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸1. 抑制抑制XO第二節(jié)第二節(jié)嘧啶核苷酸的合成與分解代謝嘧啶核苷酸的合成與分解代謝METABOLISM OF PYRIMIDINE NUCLEOTIDESn 嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)一、嘧啶核苷酸的合成同樣有從頭合成一、嘧啶核苷酸的合成同樣有從頭合成與補救合成兩條途徑與補救合成兩條途徑( (一一) )嘧啶核苷酸的從頭合成比嘌呤核苷酸簡單嘧啶核苷酸的從頭合成比嘌呤核苷酸簡單n 合成部位合成部位主要是肝細胞胞液主要是肝細胞胞液n 合成原料合成原料先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖相連先合成嘧啶環(huán)，然后再與磷酸核糖相連n 合成特點合成特點谷氨酰胺、谷氨
11、酰胺、CO2和天冬氨酸和天冬氨酸 UMP的合成的合成 CTP的合成的合成 TMP的合成的合成（反饋調(diào)節(jié)）（反饋調(diào)節(jié)）n 合成過程合成過程n 從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)（二）嘧啶核苷酸的補救合成（二）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 + + ATP胸苷激酶胸苷激酶 TMP +ADP（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物（三）嘧啶核苷酸的抗代謝物n嘧啶類似物嘧啶類似物胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)n某些改
12、變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物1. 1. PY類似物類似物UMPUDPUTPCTPGLNDUDPDUMP一碳單位一碳單位DTMPDCDP5FUFDUMPTMP合酶合酶 氮雜氮雜絲氨酸絲氨酸氨甲喋呤氨甲喋呤CDP阿糖胞苷阿糖胞苷（5FU）2. 2. AA,葉酸類似物葉酸類似物3. 3. 核苷類似物核苷類似物（阿糖胞苷）（阿糖胞苷）FUTP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糖異糖異生生
生物化學：第十章 核苷酸代謝
