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1、第 十一 章,核 苷 酸 代 谢,概述,核酸的消化与吸收,核糖核酸酶 脱氧核糖核酸酶,（磷酸二脂酶）,（磷酸单脂酶）,（水解或磷酸解）,核酸酶有内切酶和外切酶，脱氧与非脱氧之分，水解产物多为5单核苷酸,核苷酶的作用： 核苷磷酸化酶 核苷+磷酸 碱基+ 戊糖-1-磷酸 核苷水解酶 核苷+H2O 碱基+ 戊糖,作用位点,第一节 核苷酸合成代谢,从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway),核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、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，合成核苷酸的途径
2、。,肝是体内从头合成核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。,定义,合成部位,利用体内游离的碱基或核苷，经过简单的反应，合成核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。,定义,一、嘌呤核苷酸的从头合成途径,GMP,AMP,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）,过程,1. IMP的合成,2. AMP和GMP的生成,John Buchanan using isotopic tracer experiments in birds The detailed pathway of purine bi
3、osynthesis was worked out primarily by Buchanan and G. Robert Greenberg in the 1950s.,R-5-P （5-磷酸核糖）,PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸）,在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下,IMP,H2N-1-R-5-P （5-磷酸核糖胺）,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,2、AMP和GMP的生成, 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成又需1个ATP。,嘌呤核苷酸从头合成
4、特点,嘧啶核苷酸的结构,二、嘧啶核苷酸的从头合成途径,嘧啶合成的元素来源,谷氨酰胺,二氧化碳,氨基甲酰磷酸,合成过程,1. 尿嘧啶核苷酸的合成,2. 胞嘧啶核苷酸的合成,UDP,UTP,3. dTMP的生成,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,脱氨基,腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase),参与嘌呤补救合成的酶,三、核苷酸的补救合成途径,
5、合成过程,嘧啶核苷酸的补救合成,胞嘧啶不能由此合成核苷酸,胞嘧啶可由此合成核苷酸,ATP,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。,五、 脱氧核糖核苷酸的生成,四、三磷酸核苷的合成,核苷酸激酶催化进行,第二节 核苷酸的分解代谢,一、嘌呤核苷酸的分解代谢,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,1-磷酸核糖,腺嘌呤,次黄嘌呤,鸟嘌呤,黄嘌呤,尿酸,腺嘌呤脱氨酶,鸟嘌呤脱氨酶,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,嘌呤碱的最终 代谢产物,AMP,GMP,I （次黄嘌呤）,G,X （黄嘌呤）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,鸟
6、嘌呤脱氨酶,O,痛风症的治疗机制,鸟嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤,尿酸,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,别嘌呤醇,腺嘌呤,二、嘧啶核苷酸的分解代谢,胞嘧啶,NH3,尿嘧啶,二氢尿嘧啶,H2O,CO2 + NH3,-丙氨酸,胸腺嘧啶,-脲基异丁酸,-氨基异丁酸,H2O,丙二酸单酰CoA,乙酰CoA,TAC,肝,尿素,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,TAC,糖异生,第三节 核苷酸的抗代谢物,氨基酸类似物 叶酸类似物 碱基类似物 核苷类似物,抗代谢物：是正常代谢物的结构类似物，能竞争性 拮抗正常代谢物的代谢，从而抑制或减 少其正常利用。,一、嘌呤核苷酸的抗代谢物,嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。,次黄嘌呤 (H),6-巯基嘌呤 (6-MP),6-巯基嘌呤的结构,R=CH3时为甲氨蝶呤（MTX）,谷氨酰胺 6-重氮-5-氧正亮氨酸 氮杂丝氨酸,天冬氨酸,羽田杀菌素,二、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),其活性形式:FdUMP和FUTP,某些改变了核糖结构的核苷类似物,氮杂丝氨酸,阿糖胞苷,氨甲碟呤,5FU,核苷酸的生物合成,酸,小结,一、核苷酸从头合成途径的概念 二、核苷酸补救途径的概念；脱氧核苷酸的生成。 三、分解终产物。 四、抗代谢物的医学应用,