《生物化学》教学课件-第十二章 核苷酸代谢.ppt

第十二章第十二章 核苷酸代谢核苷酸代谢metabolism of nucleotide概述概述一、核苷酸的功能一、核苷酸的功能二、核酸的消化二、核酸的消化一、核苷酸的功能一、核苷酸的功能1. dNTP是合成是合成DNA的原料的原料2. NTP是合成是合成RNA的原料的原料3. UTP、、CTP 、、 GTP分别参与分别参与Gn、、磷脂和磷脂和Pr合成合成4. ATP直接供能者直接供能者5. AMP参与合成多种辅酶：参与合成多种辅酶： CoA、、FAD、、NAD+、、NADP+ 6. cAMP、、cGMP作为激素的第二信使作为激素的第二信使二、核酸的消化二、核酸的消化 膳膳 食食 核核 蛋蛋 白白蛋白质蛋白质 核酸核酸DNADNA、、RNARNA单核苷酸单核苷酸磷酸磷酸 核苷核苷戊糖戊糖 碱基碱基核糖核糖 脱氧核糖脱氧核糖（（R R）） （（dRdR））嘌呤碱嘌呤碱 嘧啶碱嘧啶碱( (A A、、G) (CG) (C、、U U、、T)T)第一节第一节 核苷酸的分解代谢核苷酸的分解代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢一、嘌呤核苷酸的分解代谢GMPAMP鸟嘌呤鸟嘌呤黄嘌呤黄嘌呤次黄嘌呤次黄嘌呤 Pi Pi NH3尿酸尿酸黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶 NH3别别嘌嘌呤呤醇醇（（-））痛风症痛风症次次 黄黄 嘌嘌 呤呤别别 嘌嘌 呤呤 醇醇别嘌呤醇别嘌呤醇通过竞通过竞争性抑制争性抑制黄嘌呤黄嘌呤氧化酶氧化酶而抑制尿而抑制尿酸的生成酸的生成次黄嘌呤和别嘌呤醇次黄嘌呤和别嘌呤醇二、嘧啶核苷酸的分解代谢二、嘧啶核苷酸的分解代谢尿嘧啶尿嘧啶←胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧啶胸腺嘧啶β-脲基丙酸脲基丙酸 β-脲基异丁酸脲基异丁酸 β-丙氨酸丙氨酸 β-氨基异丁酸氨基异丁酸NH3第二节第二节 核苷酸的合成代谢核苷酸的合成代谢1.从头合成途径（肝、胸腺）：从头合成途径（肝、胸腺）：R-5-PR-5-P核苷酸核苷酸2 .补救合成途径（脑、骨髓）：补救合成途径（脑、骨髓）：嘌呤或嘧啶碱嘌呤或嘧啶碱 + +核苷酸核苷酸磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸( (PRPP)PRPP)AAAA“-C”“-C”COCO2 2（一系列酶促反应）（一系列酶促反应）两条合成途径两条合成途径R-5-PR-5-P一、嘌呤核苷酸的从头合成一、嘌呤核苷酸的从头合成合成特点：合成特点：R-5-P → PRPP一碳单位、一碳单位、 CO2、、谷氨酰谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸胺、甘氨酸、天冬氨酸IMP在在PRPP的基础上各原料逐步合成嘌呤核苷酸的基础上各原料逐步合成嘌呤核苷酸嘌呤环的嘌呤环的原料原料嘌呤核苷酸合成的基本过程嘌呤核苷酸合成的基本过程R-5-P PRPP IMPAMPGMP 各种嘌呤环原料各种嘌呤环原料*二、嘧啶核苷酸的从头合成二、嘧啶核苷酸的从头合成天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺CO2合成特点：合成特点：嘧啶环嘧啶环PRPPUMP先合成嘧啶环，再与先合成嘧啶环，再与PRPP作用生成作用生成UMP嘧啶环合成的原料嘧啶环合成的原料谷氨酰胺谷氨酰胺CO2天天冬冬氨氨酸酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸嘧啶核苷酸合成的基本过程嘧啶核苷酸合成的基本过程天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺CO2嘧啶环嘧啶环PRPPUMPCTPdTMP①①③③②②UMP——尿苷酸（一磷酸尿苷）尿苷酸（一磷酸尿苷）CTP——三磷酸胞苷三磷酸胞苷dTMP——脱氧胸苷酸（一磷酸脱氧胸苷）脱氧胸苷酸（一磷酸脱氧胸苷）1. UMP的合成的合成谷氨酰胺谷氨酰胺 + CO2 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 + 谷氨酸谷氨酸CPS-Ⅱ2ATP 2ADP+Pi（氨基甲酰磷酸合成酶（氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ））氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸PiPi乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 乳清酸乳清酸 二氢乳清酸二氢乳清酸H H2 2O O尿嘧啶核苷酸（尿嘧啶核苷酸（UMPUMP））COCO2 2OMPOMPPRPPPRPPCOCO2 2+ +谷氨酰胺谷氨酰胺2. CTP的合成的合成UMP UDP ATP ATP CTP谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺UTP3. dTMP的合成的合成 dUDPdUDPdUMPdUMPdTMPdTMPN N5 5，，N N1010- -甲烯基甲烯基 FHFH4 4FH2 UDPUDP UMPUMP还原还原三、核苷酸的补救合成三、核苷酸的补救合成A / G / I + PRPP AMP / GMP / IMP嘧啶碱嘧啶碱 + PRPP 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 嘧啶核苷嘧啶核苷 + ATP 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 + ADP 嘌呤磷酸嘌呤磷酸核糖转移酶核糖转移酶 嘧啶磷酸嘧啶磷酸 核糖转移酶核糖转移酶 嘧啶核苷嘧啶核苷 激酶激酶*正常肝组织胸苷激酶活性很低正常肝组织胸苷激酶活性很低 ATP ATP 作为合成作为合成RNA的原料的原料四、三磷酸核苷的生成四、三磷酸核苷的生成 NM P NDPNTP N：： 代表代表 A、、 G、、C、、U五、脱氧核苷酸的合成五、脱氧核苷酸的合成脱氧核糖核苷酸由核糖核脱氧核糖核苷酸由核糖核苷酸的二磷酸核苷水平上苷酸的二磷酸核苷水平上还原生成还原生成NADPH+H+NADP+ H2ONDPdNDPdNTP（（A、、G、、C））DNA合成原料合成原料dUMPdUMPdTMPdTMPdTTPdTTP第四节第四节 核苷酸的抗代谢物核苷酸的抗代谢物抗代谢物作用原理抗代谢物作用原理酶酶正常代谢物正常代谢物抗代谢物抗代谢物竞争性抑制竞争性抑制阻断核酸、蛋白质合成阻断核酸、蛋白质合成一、嘌呤核苷酸的抗代谢物一、嘌呤核苷酸的抗代谢物1. 嘌呤类似物嘌呤类似物 6-巯基嘌呤巯基嘌呤(6MP)、、8-氮杂鸟嘌呤等氮杂鸟嘌呤等 其中其中6MP结构类似于次黄嘌呤结构类似于次黄嘌呤2. 氨基酸类似物氨基酸类似物 氮杂丝氨酸（氮杂丝氨酸（Azas））等等 Azas结构类似于谷氨酰胺结构类似于谷氨酰胺 6-MP （（-））（（-）） （（-）） PRPP PRPP AzasGln（（-））（从头合成途径）（从头合成途径）（补救合成途径）（补救合成途径）R-5-P PRPP IMPAMP AXMP GMP G*6-MP和和Azas的抑制作用的抑制作用二、嘧啶核苷酸抗代谢物二、嘧啶核苷酸抗代谢物1. 1. 嘧啶类似物嘧啶类似物 5-氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5-FU））2. 2. 叶酸类似物叶酸类似物 氨基喋呤、氨甲喋呤氨基喋呤、氨甲喋呤dUMP dTMP dTMP合成酶合成酶N5, N10-CH2-FH4 FH2 5-FU 5-FdUMP FH2还原酶还原酶 氨基喋呤氨基喋呤 (-)(-)5-FU和氨基喋呤的抑制作用和氨基喋呤的抑制作用CDP dCDP dCTP Ara-C (-)核苷类似物核苷类似物 阿糖胞苷阿糖胞苷(Ara-C)。