bk第9章核苷酸代謝

1、LOGO 核苷酸代謝核苷酸代謝 （ Nucleotide MetabolismNucleotide Metabolism ）食食物物核核蛋蛋白白胃酸蛋白質(zhì)核核酸酸（R RN NA A, ,D DN NA A) )胰核酸酶核糖核酸酶脫氧核糖核酸酶（磷酸二酯酶）單單核核苷苷酸酸胰腸核苷酸酶（磷酸單酯酶）磷磷酸酸核核苷苷堿堿基基戊戊糖糖核苷酶氨基酸（磷酸戊糖）n nu uc cl le ei ic c a ac ci id dn nu uc cl le eo ot ti id de ep ph ho os sp ph ha at te eb ba as se ep pu ur ri in ne ep

2、 py yr ri im mi id di in ne es su ug ga ar rr ri ib bo os se ed de eo ox xy yr ri ib bo os se e導(dǎo)言導(dǎo)言何處去？何處去？進(jìn)入磷酸戊糖途徑進(jìn)入磷酸戊糖途徑或或重新合成核酸重新合成核酸分解分解合成合成或蛋白酶合成核酸原料合成核酸原料是多種生物合成的活性中間物是多種生物合成的活性中間物 糖原合成、糖原合成、UDP-GlcUDP-Glc、磷脂合成、磷脂合成、CDP-CDP-乙醇胺、乙醇胺、CDP-CDP-二脂酰甘油。二脂酰甘油。生物能量的載體生物能量的載體 ATPATP、GTPGTP、 腺苷酸是三種重要腺苷酸

3、是三種重要輔酶的組分輔酶的組分 NADNAD、FADFAD、CoACoA信號分子：信號分子：cAMPcAMP、cGMPcGMP（參與代謝和生理調(diào)節(jié)）（參與代謝和生理調(diào)節(jié)）第一節(jié) 核酸的酶促降解1、外切酶作用5GAATTC33CTTAAG55GAATTC33CTTAAG55GAATTC33CTTAAG5識別位點一般識別位點一般為為4-84-8個堿基對個堿基對第二節(jié)第二節(jié) 核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝嘌呤嘌呤/嘧啶如何去路嘧啶如何去路 核苷酸分解代謝一覽圖核苷酸分解代謝一覽圖H2OH2O嘌呤核苷酸的分解代謝嘌呤核苷酸的分解代謝(PNP)正常正常：26mg%痛風(fēng)癥：超過痛風(fēng)癥：超過8mg%4 4

4、、嘌呤核苷酸的抑制、嘌呤核苷酸的抑制別別嘌嘌呤呤醇醇N NN NC CN NN NO O H HN NN NN NC CN NO O H H次次黃黃嘌嘌呤呤黃黃嘌嘌呤呤尿尿酸酸黃黃嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶黃黃嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶鳥鳥嘌嘌呤呤( (- -) )( (- -) )（后面）二、嘧啶的分解代謝二、嘧啶的分解代謝15 所有生物體和組織都有能力合成嘌呤和嘧啶所有生物體和組織都有能力合成嘌呤和嘧啶核苷酸，核苷酸生物合成存在著兩條途徑，核苷酸，核苷酸生物合成存在著兩條途徑，從頭從頭合成途徑合成途徑和和補救途徑補救途徑。 從頭合成從頭合成: :途徑是利用簡單的前體分子（例如途徑是利用簡單的前體分子（

5、例如氨基酸、氨基酸、COCO2 2和和NHNH3 3等分子）生物合成核苷酸的雜等分子）生物合成核苷酸的雜環(huán)堿基的途徑。環(huán)堿基的途徑。 補救途徑補救途徑: :是直接利用核苷酸降解生成的完整是直接利用核苷酸降解生成的完整的嘌呤和嘧啶堿基重新形成核苷酸的過程。的嘌呤和嘧啶堿基重新形成核苷酸的過程。尿嘧啶核苷酸次黃嘌呤核苷酸二、嘌呤核苷酸的合成二、嘌呤核苷酸的合成部分組織如腦、骨髓中只能通過此途徑合成核苷酸。（主要合成途徑，肝組織（主要合成途徑，肝組織進(jìn)行此途徑）進(jìn)行此途徑）n原料原料：磷酸核糖，：磷酸核糖，Gly，Gln，Asp，CO2, N5-N10-CH=FH4， N10-CHO-FH4, AT

6、Pn合成部位合成部位：sytosol 胞液（胞液（肝小腸粘膜及胸腺）n合成過程合成過程：uIMP的合成的合成uAMP、GMP的合成的合成 AMP ADP ATP GMP GDP GTP-即合成原料竹竿竹竿”（Gly）立中央，）立中央，“谷子谷子”(Gln)下面長，下面長，二氧化碳二氧化碳“天天”(Asp)上飄，上飄，“假仙假仙”（甲酰甲酰）在兩旁）在兩旁或谷氨酰胺-PRPP轉(zhuǎn)酰胺酶甘氨酰胺核苷酸合成酶甘氨酰胺核苷酸轉(zhuǎn)甲?；讣柞８拾彪吆塑账岷铣擅赴被溥蚝塑账岷铣擅赴被溥蚝塑账狒然赴被溥蚣柞：塑账岷铣擅赶佘甄晁崃呀饷赴被溥虬奔柞：塑账徂D(zhuǎn)甲?；窱MP環(huán)化水解酶得嘌呤N9C4、C5和N

7、7C8N3C6N1C2延胡索酸FH410-甲酰四氫葉酸XMP23IMPIMP脫氫酶脫氫酶鳥嘌呤核苷酸合成酶ATP和GTP的生成AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶原則原則1：滿足需求，防止供過于求：滿足需求，防止供過于求原則原則2：相互調(diào)整，比例平衡：相互調(diào)整，比例平衡細(xì)胞利用分解核酸產(chǎn)生的游離堿基或核苷重新合成相應(yīng)核苷酸的過程稱為補救合成補救合成(saluagepathway)。與從頭合成不同，補救合成過程較簡單，消耗能量亦較少。在低濃度的PRPP條件下，補救途徑反應(yīng)比從頭合成途徑反應(yīng)優(yōu)先發(fā)生。由二種特異性不同的

8、酶參與嘌呤核苷酸的補救合成：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶、腺苷激酶2 2、嘌呤核苷酸、嘌呤核苷酸補救合成補救合成兩種酶催化兩種酶催化嘌呤合成嘌呤核苷酸嘌呤合成嘌呤核苷酸：腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）次黃嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）1 1）節(jié)約節(jié)約能量和一些氨基酸的消耗。能量和一些氨基酸的消耗。2 2）有些組織合成嘌呤核苷酸唯一途徑）有些組織合成嘌呤核苷酸唯一途徑 （如人的（如人的白細(xì)胞白細(xì)胞、血小板血小板、腦腦、骨髓骨髓、脾脾等，）等，） 。2 2、2 2 補救合成途徑的意義補救合成途徑的意義303、（1 1） Seseh-NyhanS

9、eseh-Nyhan綜合征綜合征（萊（萊- -拉綜合癥）拉綜合癥） 補救合成途徑障礙補救合成途徑障礙（2 2）痛風(fēng)痛風(fēng) 次黃嘌呤次黃嘌呤- -鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶活性的部分缺陷鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶活性的部分缺陷 嘌呤生物合成調(diào)控的缺陷引起的。嘌呤生物合成調(diào)控的缺陷引起的。31（1 1） Seseh-NyhanSeseh-Nyhan綜合征綜合征 （萊（萊- -拉綜合癥）拉綜合癥）32痛風(fēng)痛風(fēng)x片片痛風(fēng)關(guān)節(jié)外觀痛風(fēng)關(guān)節(jié)外觀（2）痛風(fēng)痛風(fēng)4 4、嘌呤核苷酸合成的、嘌呤核苷酸合成的藥物抑制藥物抑制132HGPRTHGPRT三、嘧啶核苷酸的合成嘧啶核苷酸合成也有兩條途徑：即從頭合成和補救合成。本節(jié)主要論

10、述其從頭合成途徑。1 1、 嘧啶核苷酸從頭合成嘧啶核苷酸從頭合成合成前體合成前體：氨甲酰磷酸、氨甲酰磷酸、AspAsp1 1、1 1 嘧啶環(huán)合嘧啶環(huán)合成的來源成的來源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無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無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 合成合成氨基甲酰磷酸合成酶

11、氨基甲酰磷酸合成酶 I、II的區(qū)別的區(qū)別反映肝細(xì)胞的分化程度反映肝細(xì)胞的分化程度反映細(xì)胞增殖程度反映細(xì)胞增殖程度酶活性的意義酶活性的意義胞嘧啶核苷酸胞嘧啶核苷酸（CTP）的的 胞嘧啶核苷酸的合成胞嘧啶核苷酸的合成ATPADP尿苷酸激尿苷酸激酶酶UDP二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶合成酶谷氨酸ADP+Pi谷氨酰胺ATP2 2、嘧啶核苷酸的補救途徑、嘧啶核苷酸的補救途徑（1 1） 磷酸核糖轉(zhuǎn)磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶途徑移酶途徑（胞嘧啶不行）（2 2） 嘧啶核苷激嘧啶核苷激酶途徑（酶途徑（重要途徑重要途徑） 嘧啶堿與嘧啶堿與1-磷磷酸核糖生成嘧啶核酸核糖生成嘧啶核苷，然后由尿苷激苷

12、，然后由尿苷激酶催化尿苷和胞苷酶催化尿苷和胞苷形成形成UMP和和CMP。嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶可催化U、T、O合成相應(yīng)核苷酸。尿尿嘧嘧啶啶阿阿糖糖胞胞苷苷C CN NC C H HC C H HC CO ON N H H2 2N NH HO OO O H HO O H HC C H H2 2O O H H5 5- -F FU UC CN NC C H HC C H HC CO OO OH HN NH HC CN NC C H HC CC CO OO OH HN NH HF FF Fd dU UM MP PF FU UT TP P( (與與 d dU UM MP P 相相似似) )

13、( (與與 T TT TP P 相相似似) )5FU5FUMTXMTX阿糖胞苷阿糖胞苷氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸dTMPdTMPdUMPdUMPdUDPdUDPUDPUDPdCDPdCDPCDPCDPCTPCTPUTPUTPUMPUMP3 3、嘧啶核苷酸合成的藥物抑制、嘧啶核苷酸合成的藥物抑制1 1、脫氧核苷酸的生成、脫氧核苷酸的生成脫氧核苷酸的生成脫氧核苷酸的生成ONCH2OOHOHONCH2OOHHSHSH硫氧化還原蛋白硫氧化還原蛋白SSNADPHNADP核糖核苷酸還原酶硫氧化還原蛋白還原酶P-PP-PNDPdNDP22 2、dTMPdTMP的合成的合成（胸苷酸的合成）T TM MP P合合成成

14、酶酶F FH H4 4N NA AD DP P+ +N NA AD DP PH HF FH H2 2N N5 5, ,N N1 10 0- -C CH H2 2- -F FH H4 4C CN NC CH HC CC CO OO Od dR RN NH H5 5P PC CH H3 3C CN NC CH HC CH HC CO OO Od dR RN NH H5 5P Pd dU UM MP PT TM MP P氨氨基基酸酸dser3、由、由dNDP轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)閐NTP五、其他重要核苷酸的生物合成輔酶核苷酸NAD、NADP、FMN、FAD、CoA一、 煙酰胺核苷酸的合成（NAD 、NADP） NAD、NADP是脫氫輔酶，在生物氧化還原系統(tǒng)中傳遞氫。合成途徑：（1）煙酸單核苷酸焦磷酸化酶（2）脫酰胺-NAD 焦磷酸化酶（3）NAD合成酶NADP的合成：NAD激酶催化NAD