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1、第 八 章,核 苷 酸 代 谢,Metabolism of Nucleotides,核酸的消化与吸收,概 述,核苷酸的生物功用,作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节 组成辅酶 活化中间代谢物,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),AMP,第一节 嘌呤核苷酸的代谢,Metabolism of Purine Nucleotides,嘌呤核苷酸的结构,GMP,AMP,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,从头合成途径 (de novo synthesis pathway) 补救合成途径 (salvage synthesis pathway),嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、
2、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，合成嘌呤核苷酸的途径。,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。,（一）嘌呤核苷酸的从头合成,定义,合成部位,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,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）,1. IMP的合成过程, 磷酸核
3、糖酰胺转移酶 GAR合成酶 转甲酰基酶 FGAM合成酶 AIR合成酶,目 录,IMP生成总反应过程,目 录,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,目 录, 嘌呤核苷酸是以磷酸戊糖和氨基酸为主要原料，在磷酸核糖分子上逐步合成的。 胞浆中合成，肝中最旺， IMP的合成及AMP或GMP的合成需ATP供能。 .关键酶：4个。分别是主干上的PRPP合成酶和酰胺转移酶，分支上的腺苷酸代琥珀酸合成酶和IMP脱氢酶。 .Gly完整整合于嘌呤环上，,嘌呤核苷酸从头合成小结：,由IMP合成AMP和GMP的比较以及ATP和GTP 的生成,从头合成的调节,P
4、RPP,PRA,GTP,+,+,调节方式：反馈调节和交叉调节,目 录,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。,（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径,定义,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),参与补救合成的酶,合成过程,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
5、消耗。 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。,HGPRT缺陷引起血中尿酸升高的原因,进食高嘌呤饮食、疾病（如白血病、恶性肿瘤等）所致体内核酸大量分解，HGPRT缺陷或肾脏疾病而尿酸排泄受阻等。,LeschNyhan综合征是由于HGPRT的严重遗传缺陷所致。此种疾病是一种性连锁遗传缺陷，仅见于男性。患者表现为尿酸增高及神经异常。如脑发育不全、智力低下、攻击和破坏性行为、常咬伤自己的嘴唇、手和足趾，故亦称自毁容貌症。,（三）嘌呤核苷酸的相互转变,（四） 脱氧核糖核苷酸的生成,二磷酸脱氧核苷,NDP,dNDP,二磷酸核糖核苷,NADP+,NADPH + H+,核糖核苷酸还原酶，Mg2+,
6、还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2,氧化型硫氧化还原蛋白,硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD）,脱氧核苷酸的生成,（五） 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,目 录,二、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,嘌呤碱的最终 代谢产物,AMP,GMP,H （次黄嘌呤）,G,X （黄嘌呤）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,人、猿、鸟和爬行动物体内缺乏打开嘌呤环的酶，故嘌呤核苷酸在人和这些动物体内的分解的终产物是保留有嘌呤环的尿酸。尿酸水溶性较差，易于结晶
7、沉积在体温较低的部位形成结石或痛风石。,血尿酸升高 血管少、粘多糖含量高的组织尿酸升高,（结缔组织、软骨、关节腔）,局部pH 降低,运动、饮酒 应急 局部损伤,尿酸盐析出,吸咐IgG,诱发多核白细胞吞嗜作用,白细胞破裂释放炎症介质,局部组织炎症反应,痛风的发病机理,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,第二节 嘧啶核苷酸的代谢,Metabolism of Pyrimidine Nucleotides,嘧啶核苷酸的结构,从头合成途径 补救合成途径,一、嘧啶核苷酸的合成代谢,（一）嘧啶核苷酸的从头合成,主要是肝细胞胞液,嘧啶核苷酸的从头合成是指利用
8、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。,定义,合成部位,嘧啶合成的元素来源,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或TMP的生成,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,特点与意义 特点： Asp整合于嘧啶环环中，PRPP中间加入才定向合成核苷酸，UMP从头合成是嘧啶核苷酸从头合成的共同途径，UMP是合成其他嘧啶核苷酸的共同前体，尿嘧啶核苷酸在脱氧一磷酸水平下合成胸嘧啶核苷酸，在三磷酸水平上合成胞嘧啶核苷酸，UMP从头合成的前三个酶和后两个酶均属胞液中的多功能酶，中间的二氢乳清酸脱氢酶是
9、嵌在线粒体内膜上的酶,从头合成的调节,ATP + CO2+ 谷氨酰胺,氨基甲酰磷酸,UMP,氨基甲酸天冬氨酸,UTP,CTP,天冬氨酸,嘌呤核苷酸,ATP + 5-磷酸核糖,嘧啶核苷酸,PRPP,（二） 嘧啶核苷酸的补救合成,（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),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,氮杂丝氨酸,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,两种核苷酸代谢的总结,