生物化学第9章核苷酸代谢

1、生物化学,Biochemistry,扬州大学生物科学与技术学院,第九章 核苷酸代谢,Metabolism of Nucleotides,磷酸,核苷酸,核苷,磷酸-戊糖,碱基,水 解,何处去？,？,分解 合成,核酸的消化与吸收,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,AMP,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),核苷酸的生物功用,本 章 内 容,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,提问：嘌呤碱包括哪几种？,A-腺嘌呤、G-鸟嘌呤,GMP,AMP,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,1.1 嘌呤核苷酸的生物合成,嘌呤核苷酸的合成存在从头合成和补救合成两种途径,利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应过程，合成嘌呤核苷酸。,从头合成途径(de novo synthesis),补救合成途径(salvage pathway),利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及CO2等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸。,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,从头合成途径(de no

2、vo synthesis),肝（主）、小肠和胸腺。而脑、骨髓只能进行补救途径。,哺乳动物合成部位,嘌呤“从头合成”中各原子来源,嘌呤碱,甘氨酸,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,记忆法,甘氨坐中间，谷一站两边； 左手开天门，头顶二氧碳。,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,嘌呤核苷酸合成要点,嘌呤核苷酸的合成不是先合成嘌呤环，合成的起始物质是5-磷酸核糖-1-焦磷酸（PRPP） ； 逐步由谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基团、CO2、及天冬氨酸掺入碳原子或氮原子形成嘌呤核苷酸；,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,嘌呤核苷酸合成要点,从PRPP到嘌呤核苷酸的合成大致经历两个阶段,PRPP 次黄嘌呤核苷酸（IMP）,10步反应,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）,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,转酰胺酶,5-磷酸核糖胺,磷酸核糖焦磷酸,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,5

3、-磷酸核糖胺,甘氨酰胺核苷酸,合成酶,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,甲酰甘氨酰胺核苷酸,甲酰甘氨咪核苷酸,转酰胺酶,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,甲酰甘氨咪核苷酸,5-氨基咪唑核苷酸,合成酶,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,合成酶,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,裂解酶,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,转甲酰基酶,N10-甲酰四氢叶酸,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,环水解酶,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,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,AMP和GMP的生成,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,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特点,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式,以嘌呤碱基为基础,腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phos

4、phoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT),第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,嘌呤核苷酸的补救合成有两种方式,以嘌呤核苷为基础,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,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。,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,1.2 嘌呤核苷酸的分解代谢,核苷酸,核苷,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,1-磷酸核糖,核苷酸酶,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢,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,本 章 内 容,第一节 嘌呤核苷酸的合成与分解代谢 第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,嘧啶核苷酸的结构,提问：嘧啶碱包括哪几种？,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,2.1 嘧啶核苷酸的合成：从头合成与补救合成,嘧啶核苷酸的从头合成比嘌呤核苷酸

5、简单,合成部位,主要是肝细胞胞液,合成原料,谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,天冬氨酸,嘧啶环合成后+磷酸核糖,C(U)MP,嘧啶“从头合成”中各原子来源,嘧啶碱,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,记忆方法,天冬氨酸站右边 臭气直往左上窜 剩余废物二氧化碳,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,2.1.1 嘧啶从头合成途径,嘧啶核苷酸先合成一个嘧啶环骨架，再与PRPP结合形成嘧啶核苷酸，合成分三阶段： 氨基甲酰磷酸合成酶II催化CO2和谷氨酰胺合成氨基甲酰磷酸,嘧啶从头合成途径要点,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,2.1.1 嘧啶从头合成途径,氨基甲酰磷酸和天冬氨酸在天冬氨酸氨甲酰转移酶的作用下合成 氨甲酰天冬氨酸，再经脱水、脱氢形成乳清酸 乳清酸与PRPP的5-磷酸核糖生成乳清酸核苷酸（OMP）, 进一步脱羧生成尿嘧啶核苷酸（UMP）,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,尿嘧啶核苷酸的合成反应,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,UMP,一磷酸核苷激酶,二磷酸核苷激酶,UTP,UDP,ATP ADP,ATP ADP,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢

6、,胞嘧啶核苷酸的合成反应,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,2.1.2 补救途径,在核苷酸焦磷酸化酶作用下,在核苷磷酸化酶作用下,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,2.2 脱氧核糖核苷酸的合成,在核苷二磷酸水平被还原,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,dTTP ?,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,胸腺嘧啶核苷的合成,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,2.3 嘧啶核苷酸的分解代谢,第二节 嘧啶核苷酸的合成与分解代谢,2.3 嘧啶核苷酸的分解代谢,嘌呤1号位N原子来源_ A Gln的酰胺N B Gln的氨基N C Asn的酰胺N D Asp的氨基N 2. dTMP的直接前体_ A dCMP B dAMP C dUMP D Dgmp,D C,3. 下面哪种物质的生物合成不需要PRPP_ A 嘧啶核苷酸 B 嘌呤核苷酸 C NAD(P)+ D FAD 4. 下列哪对物质是合成嘌呤环和嘧啶环都必需的_ A Gln/Asp B Gln/Gly C Gln/Pro D Gly/Asp,D A,5. 体内进行嘌呤核苷酸从头合成途径的最主要组织_ A 胸腺组织 B 小肠粘膜细胞 C 肝细胞 D 骨髓 6. 磷酸戊糖途径为合成核苷酸提供_ A NADPH+H+ B 磷酸赤藓糖 C 磷酸核酮糖 D 磷酸木酮糖,C C,

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