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1、第十一章 核酸的降解和核苷酸代谢,导 学,掌握核苷酸分解的特点和终产物。了解嘌呤核苷酸与痛风症的关系及治疗的一般方法。 掌握核苷酸从头合成途径的嘌呤环、嘧啶环的原子来源、合成特点（嘌呤和嘧啶合成异同点）。 掌握脱氧核苷酸生成的特点。 掌握嘌呤抗代谢物和嘧啶抗代谢物的作用机理，了解主要类型。,12.1 核酸的酶促降解 12.2 核苷酸的分解代谢 12.3 核苷酸的合成代谢,12.1 核酸的酶促降解,核酸酶：作用于核酸的磷酸二酯键的酶。,核酸,核酸酶,单核苷酸,细胞外核酸的消化,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,（脱氧）核糖-1-磷酸,12.2 核苷酸的分解代谢,尿酸 人类嘌呤碱的
2、 最终 代谢产物,AMP,GMP,I,G,X （黄嘌呤）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,（次黄嘌呤）,鸟嘌呤脱氨酶,鸟嘌呤脱氨酶,12.2.1 嘌呤核苷酸的分解代谢,特点：氧化降解，环不打破； 终产物：尿酸。,嘌呤代谢紊乱：痛风病,血中尿酸超过正常值。,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,痛风症的治疗机制,竞争性抑制。,12.2.2 嘧啶核苷酸的分解代谢,嘧啶核苷酸分解代谢特点 还原降解，环被打破； 终产物：NH3 、CO2、-丙氨酸、-氨基异丁酸,CO2 + NH3,-氨基异丁酸,丙二酸单酰CoA,乙酰CoA,TCA,肝,尿素,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰Co
3、A,TCA,糖异生,-丙氨酸,胞嘧啶,胸腺嘧啶,12.3 核苷酸的生物合成,12.3.1 核苷酸生物合成的基本途径 12.3.2 嘌呤核苷酸的合成 12.3.3 嘧啶核苷酸的合成 12.3.4 核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成 12.3.5 脱氧(核糖)核苷酸的合成 12.3.6 核苷酸的抗代谢物,12.3.1 核苷酸生物合成的基本途径,从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 以核糖磷酸、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经一系列酶促反应合成核苷酸的过程； 补救合成途径 (salvage synthesis pathway) 利用体内游离的碱基或核苷，经过简单
4、的反应过程合成核苷酸的途径。,12.3.2 嘌呤核苷酸的合成 一、嘌呤核苷酸的从头合成,合成场所 器官： 肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径； 亚细胞定位：胞液。,嘌呤环上原子的来源,过程,1. IMP的合成,2. AMP和GMP的生成,关键酶：PRPP合成酶、PRPP酰胺转移酶,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,AMP,GMP,5-磷酸核糖焦磷酸,从头合成的特点： 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的； 先合成 IMP，再转变成 AMP或GMP； PRPP是5-磷酸核糖的活性供体； 关键酶：PRPP合成酶、PR
5、PP酰胺转移酶； 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。,从头合成的调节： 反馈方式：反馈调节和交叉调节,调节的意义： 既满足需要，又不致于浪费；维持ATP与GTP浓度的平衡。,PRPP,PRA,二、嘌呤核苷酸的补救合成,HGPRT：次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase) APRT：腺嘌呤磷酸核糖转移酶（adenine phosphoribosyl transferase） 核苷激酶,补救合成过程及调节,核苷激酶,补救合成的生理意义 补救合成节省从头合成时的能量和
6、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。,先天缺乏HGPRT自毁容貌症,三、嘌呤核苷酸的相互转变,合成部位：肝细胞的胞液,12.3.3 嘧啶核苷酸的合成 一、嘧啶核苷酸的从头合成,嘧啶合成的元素来源,过程,尿嘧啶核苷酸的合成,氨甲磷酸合成酶I与II的异同点,胞嘧啶核苷酸的合成：在三磷酸水平上进行,动物,细菌,dTMP或TMP的生成：在一磷酸水平上进行,TMP合成酶,从头合成的特点,先合成嘧啶环，再与磷酸核糖相连。 先合成UMP，再转变成dTMP和CTP。,从头合成的调节,二、嘧啶核苷酸的补救合成,嘌啶核苷酸与嘧啶核苷酸合成的比较,相同点,1. 合成原料基本相同,嘌啶
7、核苷酸,嘧啶核苷酸,2. 合成部位对高等动物来说,主要在肝脏,3. 都有2种合成途径(从头和补救途径),4. 都是先合成一个与之有关的核苷酸,然后在此基础上进一步合成核苷酸,不同点,1. 在5-P -R基础上合成嘌呤环,2. 最先合成的核苷酸是 IMP,3. 在IMP基础上完成AMP和GMP的合成,1. 先合成嘧啶环再与5-P-R结合,2. 先合成UMP,3. 以UMP为基础, 完成CTP, TMP的合成,12.3.4 核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成,12.4 脱氧(核糖)核苷酸的合成,特点： 生物体内的脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸还原而成； 通常，核糖核苷酸在核苷二磷酸水平上被还原生成脱氧核糖核
8、苷酸。,过程：,对核糖核苷酸还原酶的调节,12.5 核苷酸的抗代谢物,定义： 嘌呤或嘧啶、氨基酸或叶酸等的类似物。 原理： 主要以竞争性抑制干扰或阻断核苷酸的合成代谢，从而进一步阻止核酸及蛋白质的生物合成。,氨基酸类似物： 氮杂丝氨酸（AS）是Gln的类似物,碱基类似物： 6-巯基嘌呤（6-Mercaptopurine，6-MP),5-氟尿嘧啶（5-FU）,叶酸类似物： 氨基蝶呤（AP）和甲氨基蝶呤（MTX）,核苷类似物,阿糖胞苷,胞嘧啶,核苷酸的合成及相互关系,核酸的酶促降解：细胞外的消化； 核苷酸的分解：特点和终产物； 核苷酸的合成：核苷酸的从头合成：原子的来源、特点、IMP的合成（前两步反应及关键酶）、AMP和GMP的生成、UMP的生成；核苷酸的补救合成；脱氧核苷酸的合成、核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成。,