核苷酸代謝1PPT學(xué)習(xí)教案

1、會(huì)計(jì)學(xué)1核苷酸代謝核苷酸代謝1核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。人體內(nèi)的核苷酸主要由機(jī)體細(xì)胞自身合成人體內(nèi)的核苷酸主要由機(jī)體細(xì)胞自身合成。因此，與氨基酸不同，核苷酸不屬于營(yíng)。因此，與氨基酸不同，核苷酸不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)。養(yǎng)必需物質(zhì)。概述概述第1頁(yè)/共46頁(yè)食物核蛋白食物核蛋白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì)核酸核酸(RNA及及DNA)胃酸胃酸核苷酸核苷酸胰核酸酶胰核酸酶核苷核苷磷酸磷酸胰、腸核苷酸酶胰、腸核苷酸酶堿基堿基戊糖戊糖核苷酶核苷酶第2頁(yè)/共46頁(yè)AMP尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+)第3頁(yè)/共46頁(yè)第一節(jié)第一節(jié) 嘌呤核苷酸的合成與分解代謝嘌呤核苷酸的合成與分

2、解代謝 Metabolism of Purine Nucleotides第4頁(yè)/共46頁(yè)GMPAMP第5頁(yè)/共46頁(yè) 利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過(guò)簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸。簡(jiǎn)單的反應(yīng)過(guò)程，合成嘌呤核苷酸。n 從頭合成途徑從頭合成途徑(de novo synthesis)n 補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑(salvage pathway)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)等簡(jiǎn)單物質(zhì)為原料，經(jīng)過(guò)一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸。，合成嘌呤核苷酸。第6頁(yè)/共46頁(yè) 肝肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷

3、酸的主要器是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是官，其次是小腸和胸腺小腸和胸腺，而，而腦、骨髓腦、骨髓則無(wú)法則無(wú)法進(jìn)行此合成途徑。進(jìn)行此合成途徑。（一）嘌呤核苷酸的從頭合成（一）嘌呤核苷酸的從頭合成n 哺乳動(dòng)物合成部位哺乳動(dòng)物合成部位1 1、從頭合成途徑除某些細(xì)菌外，幾乎所有生物體、從頭合成途徑除某些細(xì)菌外，幾乎所有生物體都能合成嘌呤堿。都能合成嘌呤堿。 第7頁(yè)/共46頁(yè)n 嘌呤堿合成的元素來(lái)源嘌呤堿合成的元素來(lái)源CO2天冬氨酸天冬氨酸甲?；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬└拾彼岣拾彼峒柞；柞；ㄒ惶紗挝唬ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０饭劝滨０罚０坊０坊┑?頁(yè)/共46頁(yè)n 合成過(guò)程合成過(guò)程

4、 IMP的合成的合成 AMP和和GMP的生成的生成第9頁(yè)/共46頁(yè)R-5-P（5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶合成酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下天冬氨酸的逐步參與下IMP AMP GMPH2N-1-R-5 -P（5 -磷酸核糖胺）磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶第10頁(yè)/共46頁(yè) IMP的合成過(guò)程的合成過(guò)程 磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶 GAR合成酶合成酶 轉(zhuǎn)甲酰基酶轉(zhuǎn)甲?；?FGAM合成酶合成酶 AIR合合成成

5、酶酶第11頁(yè)/共46頁(yè)第12頁(yè)/共46頁(yè)IMP生成總反應(yīng)過(guò)程生成總反應(yīng)過(guò)程第13頁(yè)/共46頁(yè)腺苷酸代琥珀酸合成酶腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶脫氫酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶合成酶第14頁(yè)/共46頁(yè)AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶第15頁(yè)/共46頁(yè)第16頁(yè)/共46頁(yè)2 2、從頭合成的調(diào)節(jié)、從頭合成的調(diào)節(jié)R-5-PATPPRPP合成酶合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸AMP ADPATPXMPGMPGDP GTP+_IMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀

6、酸琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP_+調(diào)節(jié)方式：調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)反饋調(diào)節(jié)和和交叉調(diào)節(jié)交叉調(diào)節(jié)第17頁(yè)/共46頁(yè)腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adenine phosphoribosyl transferase, APRT)次黃嘌呤次黃嘌呤- -鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT)腺苷激酶腺苷激酶(adenosine kinase)n 參與補(bǔ)救合成的酶參與補(bǔ)救合成的酶第18頁(yè)/共46頁(yè)腺嘌呤腺嘌呤 + PRPPAMP + PPiAPRT次

7、黃嘌呤次黃嘌呤 + PRPPIMP + PPiHGPRT鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤 + PRPPHGPRTGMP + PPin 合成過(guò)程合成過(guò)程腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷腺苷激酶腺苷激酶ATPADPAMP第19頁(yè)/共46頁(yè)第20頁(yè)/共46頁(yè)IMPAMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶腺苷酸脫氨酶鳥(niǎo)苷酸還原酶鳥(niǎo)苷酸還原酶NADPH+H+ NADP+NH3第21頁(yè)/共46頁(yè)在核苷二磷酸水平上進(jìn)行在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表代表A、G、U、C等堿基）等堿基）第22頁(yè)/共46頁(yè)dNDP + ATP 激酶激酶dNTP + ADP二磷酸脫氧核苷二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷二磷酸核糖核

8、苷NADP+NADPH + H+核糖核苷酸還原酶，核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原型硫氧化還原蛋白還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧氧化型硫氧化還原蛋白化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)第23頁(yè)/共46頁(yè)（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。酸或葉酸等的類似物。嘌呤類似物嘌呤類似物氨基酸類似物氨基酸類似物葉酸類似物葉酸類似物6- 6-巰基嘌呤巰基嘌呤6- 6-巰基鳥(niǎo)嘌呤巰基鳥(niǎo)嘌呤8- 8-氮雜鳥(niǎo)嘌呤等氮雜鳥(niǎo)嘌呤等氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸等等氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶

9、呤氨甲蝶呤等等第24頁(yè)/共46頁(yè)次黃嘌呤次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤巰基嘌呤(6-MP) 6-巰基嘌呤巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)第25頁(yè)/共46頁(yè)甲酰甘氨酰甲酰甘氨酰胺核苷酸胺核苷酸（FGAR）PRPP谷氨酰胺谷氨酰胺（Gln）=PRA甘氨酰胺甘氨酰胺核苷酸核苷酸（GAR）=甲酰甘氨甲酰甘氨脒核苷酸脒核苷酸（FGAM）5-氨基異咪唑氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤次黃嘌呤（H）PRPPPPi=AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（腺嘌呤（A）GMP=PRPPPPi鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤(G)6-MP6-MP

10、6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸MTXMTX目目 錄錄第26頁(yè)/共46頁(yè)核苷酸核苷酸核苷核苷核苷酸酶核苷酸酶Pi Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基1- 1-磷酸核糖磷酸核糖第27頁(yè)/共46頁(yè)嘌呤堿的最終嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）（黃嘌呤）黃嘌呤氧化黃嘌呤氧化酶酶黃嘌呤黃嘌呤氧化酶氧化酶第28頁(yè)/共46頁(yè)n 痛風(fēng)癥的治療機(jī)制痛風(fēng)癥的治療機(jī)制鳥(niǎo)嘌呤鳥(niǎo)嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇別嘌呤醇第29頁(yè)/共46頁(yè)第二節(jié)第二節(jié)

11、嘧啶核苷酸的合成與分解代謝嘧啶核苷酸的合成與分解代謝Metabolism of Pyrimidine Nucleotides第30頁(yè)/共46頁(yè)第31頁(yè)/共46頁(yè)一、嘧啶核苷酸的合成同樣有從頭合成一、嘧啶核苷酸的合成同樣有從頭合成與補(bǔ)救合成兩條途徑與補(bǔ)救合成兩條途徑( (一一) )嘧啶核苷酸的從頭合成比嘌呤核苷酸簡(jiǎn)單嘧啶核苷酸的從頭合成比嘌呤核苷酸簡(jiǎn)單n 合成部位合成部位主要是肝細(xì)胞胞液主要是肝細(xì)胞胞液n 合成原料合成原料谷氨酰胺、谷氨酰胺、CO2和天冬氨酸和天冬氨酸 第32頁(yè)/共46頁(yè)n 嘧啶合成的元素來(lái)源嘧啶合成的元素來(lái)源氨基甲氨基甲酰磷酸酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸第33頁(yè)/共46頁(yè)n 合成過(guò)程

12、合成過(guò)程 尿嘧啶核苷酸的合成尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺谷氨酰胺 + + HCO3-氨基甲酰磷氨基甲酰磷酸合成酶酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸谷氨酸 + + 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸第34頁(yè)/共46頁(yè)CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中肝細(xì)胞線粒體中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有細(xì)胞）胞液（所有細(xì)胞）谷氨酰胺谷氨酰胺無(wú)無(wú)分布分布氮源氮源變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑功能功能尿素合成尿素合成嘧啶嘧啶 合成合成CPS-ICPS-II肝細(xì)胞線粒體中肝細(xì)胞線粒體中氨氨N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸胞液（所有細(xì)胞）胞液（所有細(xì)胞）谷氨酰胺谷氨酰胺無(wú)無(wú)分布分布氮源氮源變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑功能功能尿素合成尿

13、素合成嘧啶嘧啶 合成合成氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶 I、II 的區(qū)別的區(qū)別第35頁(yè)/共46頁(yè)第36頁(yè)/共46頁(yè) 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激酶尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺ATP谷氨酸谷氨酸ADP+Pi第37頁(yè)/共46頁(yè) dTMP或或TMP的生成的生成TMP合酶合酶N5, N10-甲烯甲烯FH4FH2FH2還原酶還原酶FH4NADP+NADPH+H+dUMP脫氧胸苷一磷酸脫氧胸苷一磷酸dTMPUDP脫氧核苷酸還原酶脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMP第38頁(yè)/共46頁(yè)- -A

14、TP + CO2+ + 谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸ATP + 5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸PRPP-第39頁(yè)/共46頁(yè)嘧啶嘧啶 + + PRPP磷酸嘧啶核苷磷酸嘧啶核苷 + + PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷尿嘧啶核苷 + + ATP尿苷激酶尿苷激酶UMP +ADP胸腺嘧啶核苷胸腺嘧啶核苷 + + ATP胸苷激酶胸苷激酶TMP +ADP第40頁(yè)/共46頁(yè)n嘧啶類似物嘧啶類似物胸腺嘧啶胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶氟尿嘧啶(5-FU)第41頁(yè)/共46頁(yè)n某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物第42頁(yè)/共46頁(yè)UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸阿糖胞苷阿糖胞苷氨甲碟呤氨甲碟呤氮雜絲氨酸氮雜