08 第八章 核苷酸代谢.pptx

第1页：核苷酸代谢

核苷酸代谢

Chapter8核苷酸代谢NucleotideMetabolism

第2页：核苷酸合成的两条途径

核苷酸合成的两条途径

MajorObject[教学时数]3学时[掌握内容]：核苷酸的生理功能，核苷酸合成的两条途径：从头合成和补救合成。嘌呤核苷酸从头合成的原料、能源、合成的反应阶段，IMP的生成与转变成AMP和GMP。嘧啶核苷酸从头合成的原料、关键酶，UMP生成及转变成CMP，脱氧核苷酸生成，TMP生成。核苷酸分解代谢，尿酸与痛风症。[熟悉内容]：核苷酸补救合成的过程，补救合成的生理意义。嘧啶核苷酸分解代谢。[了解内容]：抗代谢物及其作用。[自学内容]：食物核酸的消化吸收。嘌核苷酸、嘧啶核苷酸从头合成的调节。

第3页：食物核蛋白胃酸碱基戊糖核苷酶

食物核蛋白胃酸碱基戊糖核苷酶

3胰、肠核苷酸酶（磷酸单酯酶）核苷磷酸胰核酸酶（磷酸二酯酶）单核苷酸(嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸)食物核蛋白胃酸碱基戊糖核苷酶（水解或磷酸解）图8-1核酸的消化蛋白质核酸(DNA和RNA)核酸的消化与吸收概述

第4页：参与代谢和生理调节

参与代谢和生理调节

核苷酸的生物功用作为核酸合成的原料：NTP、dNTP；体内能量的利用形式：主要是ATP；参与代谢和生理调节：cAMP、cGMP；组成辅酶：NAD+、FAD等；活化中间代谢物：UDPG、CDP-胆碱等。

第5页：

第6页：第一节嘌呤核苷酸的代谢一

第一节嘌呤核苷酸的代谢一、嘌呤核苷酸的合成代谢二、嘌呤核苷酸的分解代谢第二节嘧啶核苷酸的代谢一、嘧啶核苷酸的合成代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢

第7页：第一节嘌呤核苷酸的代谢

第一节嘌呤核苷酸的代谢MetabolismofPurineNucleotides

第8页：嘌呤核苷酸的结构

嘌呤核苷酸的结构GMPAMP

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第9页：嘌呤核苷酸的从头合成（主要）1

嘌呤核苷酸的从头合成（主要）1

（一）嘌呤核苷酸的从头合成（主要）1、从头合成途径 定义：机体利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等为原料，经一系列复杂的酶促反应合成嘌呤核苷酸的过程。合成途径从头合成途径（denovosynthesis）补救合成途径（salvagepathway）一、嘌呤核苷酸的合成代谢

第10页：嘌呤碱合成的元素来源

嘌呤碱合成的元素来源

10 嘌呤碱合成的元素来源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳单位）甘氨酸甲酰基（一碳单位）谷氨酰胺（酰胺基）图8-2嘌呤碱合成的元素来源

第11页：脑、骨髓无法进行此合成途径

脑、骨髓无法进行此合成途径

• 一碳单位、5-磷酸核糖（R-5´-P） 过程
• 次黄嘌呤核苷酸（IMP）的生成
• AMP及GMP的生成首先合成的嘌呤核苷酸：次黄嘌呤核苷酸（inosinemonophosphate，IMP） 原料两个阶段

第12页：磷酸核糖焦磷酸

磷酸核糖焦磷酸

R-5´-P（5-磷酸核糖）AMPATPPRPP合成酶PP-1´-R-5´-P（磷酸核糖焦磷酸）AMPIMPGMP谷氨 转移酶谷氨酸H2N-1´-R-5´-P（5´-磷酸核糖胺）

第13页：磷酸核糖

磷酸核糖

（1）IMP的合成PRPPPRPP合成酶Mg2+5-磷酸核糖（R-5-P）5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP）OHOHOH5 P-O-CH21 OR-5-PATPAMPOHOH5 P-O-CH21 O—P—PO

第14页：次黄嘌呤核苷酸的合成

次黄嘌呤核苷酸的合成

GluH2N—1´—R—5´—PC-4,C-5,N-7GlyC-8-N10-CHO-FH4GlnN-3N-1C-6CO2AspC-2-N10-CHO-FH4N-9PRPP酰胺转移酶PRPPGlnR-5´-PATPATPATPATPATP图8-3次黄嘌呤核苷酸的合成OR-5´-P次黄嘌呤核苷酸(IMP)3N246HN15N789N

第15页：次黄嘌呤核苷酸

次黄嘌呤核苷酸(IMP)简化式5 POH3 BP-OH：H3PO4P：H2PO3ON3N246HN15N789OHOHOH5 P-O-CH21 O(酮式)OHNN3246N15N789OHOHOH5 P-O-CH21 O(烯醇式)

第16页：磷酸核糖酰胺转移酶

磷酸核糖酰胺转移酶

IMP的合成过程①磷酸核糖酰胺转移酶②GAR合成酶③转甲酰基酶④FGAM合成酶⑤AIR合成酶

第17页：

第18页：

第19页：Asp延胡索酸Gln腺苷酸代琥珀酸合成酶

Asp延胡索酸Gln腺苷酸代琥珀酸合成酶

（2）AMP和GMP的合成IMP腺苷酸代琥珀酸裂解酶GMP合成酶Asp延胡索酸Gln腺苷酸代琥珀酸合成酶NAD H2ONADH+H+GluMg2+图8-4由IMP合成AMP和GMP腺苷酸代琥珀酸黄嘌呤核苷酸脱氢酶（XMP）GMPNH2N3N26N154N789R-5-PAMPO19R-5-PN3N246HN15N789H2NOR-5’-PIMPN3N246HN15N789Mg2+ATPGTP

第20页：嘌呤核苷酸的代谢要点

激酶

AMPADPATPATPADP激酶GMPGDPGTP激酶ATPADP激酶ATPADPATPADP激酶

第21页：嘌呤核苷酸从头合成特点

嘌呤核苷酸从头合成特点： 嘌呤核苷酸在磷酸核糖分子上逐步合成。 先合成咪唑环，后合成嘧啶环。 首先合成的嘌呤核苷酸—次黄嘌呤核苷酸（IMP），合成1分子IMP需消耗5分子ATP。 AMP或GMP的合成又需1分子ATP(或GTP)，IMP是重要的中间物质，是AMP和GMP的前体。(1#)

第22页：酰胺转移酶腺苷酸代琥珀酸

酰胺转移酶腺苷酸代琥珀酸

222.从头合成的调节ATP酰胺转移酶腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTP R-5-PPRPP合成酶___PRPP__PRAIMP腺苷酸代琥珀酸XMPADPATPATPGTPIMP__+AMP+GMPGDPGTP调节方式：反馈调节和交叉调节图8-5嘌呤核苷酸从头合成的调节

第23页：有活性）（二聚体

有活性）（二聚体

（1）对酶的调节（单体，有活性）（二聚体，无活性）IMP，AMP，GMPPRPPR-5-PATPPRPP合成酶IMPAMPGMP激活反馈抑制变构酶PRPP酰胺转移酶PRPP酰胺转移酶AMP(过量)AMP合成↓腺苷酸代琥珀酸合成酶IMP脱氢酶XMP合成↓GMP(过量)GMP合成↓

第24页：有利于嘌呤核苷酸的生成促进

有利于嘌呤核苷酸的生成促进

（2）能量的调节作用GTP含量↑促进IMPAMP促进PRPP的生成→有利于嘌呤核苷酸的生成促进IMPGMPATP含量↑

第25页：嘌呤核苷酸的补救合成途径

嘌呤核苷酸的补救合成途径

（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 定义：细胞利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。 部位：脑、骨髓、红细胞（胞液）。 参与补救合成的酶：腺嘌呤磷酸核糖转移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)次黄嘌呤—鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)腺苷激酶(adenosinekinase)

第26页：腺嘌呤核苷腺苷激酶

腺嘌呤核苷腺苷激酶

腺嘌呤+PRPPAMP+PPiAPRT次黄嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鸟嘌呤+PRPPHGPRTGMP+PPi 合成过程：腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP

第27页：补救合成的生理意义

补救合成的生理意义

补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。体内某些组织器官（如脑、骨髓等）只能进行补救合成。由于基因缺陷而导致HGPRT完全缺失的患儿，可导致一种遗传代谢疾病，称为Lesch-Nyhan综合症，也叫自毁容貌征。

第28页：嘌呤核苷酸的相互转变

嘌呤核苷酸的相互转变

（三）嘌呤核苷酸的相互转变IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脱氨酶鸟苷酸还原酶NADPH+H+NADP+NH3

第29页：具体反应过程如下

具体反应过程如下

脱氧核苷酸是通过相应的核糖核苷酸直接还原生成，还原作用在二磷酸核苷（NDP）水平上进行。具体反应过程如下：ADPGDPCDPUDP二磷酸核苷dADPdGDPdCDPdUDP二磷酸脱氧核苷NADP+Mg+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶NDPdNDP+H2O（四）脱氧核糖核苷酸的生成29

第30页：在核苷二磷酸水平上进行

在核苷二磷酸水平上进行

NDP核糖核苷酸还原酶Mg+NADPH+H+NADP H2OOHO2 OHBP-P-O-CH2dNDPHOOHB2 P-P-O-CH2在核苷二磷酸水平上进行（N代表A、G、U、C等碱基）

第31页：二磷酸核糖核苷还原型硫氧化还原蛋白

二磷酸核糖核苷还原型硫氧化还原蛋白

dNDP+ATP激酶dNTP+ADP二磷酸脱氧核苷NDPdNDPNADP+NADPH+H+核糖核苷酸还原酶，Mg2+二磷酸核糖核苷还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化还原蛋白SS硫氧化还原蛋白还原酶（FAD）图8-6脱氧核糖核苷酸的生成

第32页：嘌呤核苷酸的

嘌呤核苷酸的

（五）嘌呤核苷酸的 定义：指结构上分别与嘌呤、嘧啶、氨基酸或叶酸类似的化合物，主要以竞争性抑制或“以假乱真”等方式干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸以及蛋白质的生物合成。叶酸类似物氨基酸类似物嘌呤类似物氨蝶呤氨甲蝶呤等氮杂丝氨酸等6-巯基嘌呤6-巯基鸟嘌呤8-氮杂鸟嘌呤等

第33页：巯基嘌呤的结构

巯基嘌呤的结构

次黄嘌呤(H)6-巯基嘌呤(6-MP) 6-巯基嘌呤的结构

第34页：嘌呤核苷酸抗代谢物的作用

嘌呤核苷酸抗代谢物的作用

PRPP谷氨酰胺（Gln）=甘氨酰胺核苷酸（GAR） 甲酰甘氨脒核苷酸（FGAM）5-氨基异咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP PPiPRPP鸟嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MPPRPPPPi次黄嘌呤IMP（H）6-MP6-MPPRA 氮杂丝氨酸MTX甲酰甘氨酰胺核苷酸（FGAR）MTX图8-7嘌呤核苷酸抗代谢物的作用

第35页：嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸

嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸

二、嘌呤核苷酸的分解代谢核苷酸 酸酶Pi核苷磷酸化酶1-磷酸核糖碱基

第36页：此酶在肝、小肠及肾中活性较强

此酶在肝、小肠及肾中活性较强

• 黄嘌呤是重要的中间物
• 嘌呤环不被破坏
• 嘌呤碱在人体内分解代谢的终产物是尿酸（uricacid）。
• 催化尿酸生成的酶是黄嘌呤氧化酶。此酶在肝、小肠及肾中活性较强。图8-8嘌呤核苷酸的分解代谢62黄嘌呤

第37页：可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶

可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶

痛风症的治疗机制鸟嘌呤次 尿酸 尿酸盐晶体可导致关节炎、尿路结石及肾病。痛风症（Gout）可能与嘌呤核苷酸代谢缺陷有关，临床上用别嘌呤醇治疗。别嘌呤醇的结构与次黄嘌呤相似，可竞争性抑制黄嘌呤氧化酶，从而抑制尿酸的生成。别嘌呤醇

第38页：次黄嘌呤别嘌呤醇

次黄嘌呤别嘌呤醇(2#)OHNN243786N15HN9OH3N78N9HN9N61

第39页：第二节嘧啶核苷酸的代谢

第二节嘧啶核苷酸的代谢MetabolismofPyrimidineNucleotides

第40页：嘧啶核苷酸的结构

嘧啶核苷酸的结构

本页源文件提取到的文字较少（多为结构式或图示页），建议对照原课件图片补充要点说明。

第41页：嘧啶核苷酸的从头合成定义

嘧啶核苷酸的从头合成定义

一、嘧啶核苷酸的合成代谢从头合成途径补救合成途径（一）嘧啶核苷酸的从头合成定义：嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。

第42页：嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸

嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸

42 嘧啶合成的元素来源氨基甲酰磷酸天冬氨酸324561图8-9嘧啶碱合成的元素来源Gln、CO

第43页：尿嘧啶核苷酸（UMP）原料三个阶段

尿嘧啶核苷酸（UMP）原料三个阶段

• 尿嘧啶核苷酸（UMP）的生成
• CTP的合成
• dTMP的合成首先合成的嘧啶核苷酸：尿嘧啶核苷酸（UMP） 原料三个阶段

第44页：尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺

尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺

、从头合成途径（1）尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+HCO3-2ATP氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸

第45页：乙酰谷氨酸尿素合成变构激活剂功能氨基甲酰

乙酰谷氨酸尿素合成变构激活剂功能氨基甲酰

CPS-IICPS-I胞液（所有细胞）谷氨酰胺分布肝细胞线粒体中氮源氨无嘧啶合成N-乙酰谷氨酸尿素合成变构激活剂功能氨基甲酰磷酸合成酶I、II的区别

第46页：

第47页：尿苷酸激酶

尿苷酸激酶ATPADPUDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶谷氨酰胺ATP谷氨酸ADP+Pi（2）CTP的合成

第48页：脱氧核苷酸还原酶

脱氧核苷酸还原酶

TMP合酶FH2N5-CH2-N10-FH4FH2还原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脱氧胸苷一磷酸（dTMP）UDPdUDP脱氧核苷酸还原酶CTPCDPdCDPdCMP（3）dTMP的合成

第49页：嘧啶核苷酸从头合成特点

嘧啶核苷酸从头合成特点： 首先合成嘧啶环，再与PRPP作用生成嘧啶核苷酸。 乳清酸是重要的中间产物，乳清酸核苷酸是尿嘧啶核苷酸（UMP）的前体。 首先合成的嘧啶核苷酸是UMP。

第50页：ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UM

ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP 2、从头合成的调节氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ天冬氨酸氨基甲酰转移酶

第51页：嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷

嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷

（二）嘧啶核苷酸的补救合成嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖转移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADP

第52页：嘧啶核苷酸的抗代谢物

嘧啶核苷酸的抗代谢物

（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物 嘧啶类似物：胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)嘧啶类似物：5-氟尿嘧啶（5-FU）氨基酸类似物叶酸类似物核苷类似物：阿糖胞苷和环胞苷5

第53页：

第54页：氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤

氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤

UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮杂丝氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤5-FU

第55页：嘧啶核苷酸的分解代谢核苷酸酶嘧啶核苷酸核

嘧啶核苷酸的分解代谢核苷酸酶嘧啶核苷酸核

二、嘧啶核苷酸的分解代谢核苷酸酶嘧啶核苷酸核苷Pi核苷磷酸化酶1-磷酸核糖嘧啶碱胞嘧啶脱氨尿嘧啶胸腺嘧啶CO2+NH3+-氨基异丁酸CO2+NH3+-丙氨酸

第56页：并水解开环

并水解开环

• NH3和-氨基酸。
• 胞嘧啶脱氨基转变成尿嘧啶。
• 尿嘧啶还原成二氢尿嘧啶，并水解开环。最终生成NH
• CO2及-丙氨酸。
• 胸腺嘧啶降解成NH
• CO2及-氨基异丁酸。

第57页：肝尿素甲基丙二酸单酰

肝尿素甲基丙二酸单酰

胞嘧啶NH3尿嘧啶二氢尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基异丁酸β-氨基异丁酸H2O丙二酸单酰CoA乙酰CoATAC肝尿素甲基丙二酸单酰CoA琥珀酰CoATAC糖异生

第58页：嘌呤及嘧啶在人体内分解代谢的终产物

嘌呤及嘧啶在人体内分解代谢的终产物

• 嘌呤核苷酸从头合成特点。
• 体内脱氧核糖核苷酸的生成方式。
• 核苷酸补救合成途径的定义。
• 抗代谢物定义。
• 嘌呤及嘧啶在人体内分解代谢的终产物。
• 体内首先合成的嘧啶核苷酸。
• 体内胞嘧啶核苷酸的合成。KeyPoints