生物化學(xué)核酸代謝與蛋白質(zhì)生物合成1課件

第十一章 核酸代謝與蛋白質(zhì)生物合成(1)核苷酸代謝核苷酸的消化與吸收概

述

食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸(RNA及DNA)胃酸單核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷磷酸化酶嘌呤核苷酸的代謝

MetabolismofPurineNucleotides嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)GMPAMP一、嘌呤核苷酸的合成代謝從頭合成途徑denovosynthesispathway

補(bǔ)救合成途徑salvagesynthesispathway合成部位

肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦、骨髓則無法進(jìn)行此合成途徑。嘌呤堿合成的元素來源CO2Asp甲?；ㄒ惶紗挝唬〨ly甲炔基（一碳單位）Gln（酰胺基）過程

次黃嘌呤核苷酸(IMP)的合成

AMP和GMP的生成次黃嘌呤核苷酸的合成途徑裂解酶腺苷酸代琥珀酸合成酶IMP脫氫酶GMP合成酶IMP天冬氨酸延胡索酸腺苷酸代琥珀酸AMPXMPGMPAMP和GMP的生成谷氨酰胺谷氨酸AMPADPATP激酶激酶GMPGDPGTP激酶激酶ADPATPADPATPADPATPADPATP嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)主要通過產(chǎn)物的負(fù)反饋調(diào)節(jié)2個長反饋R-5-PATPPRPP合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMPAMPS→AMP→ADP→ATPXMP→GMP→GDP→GTP－－－－－IMP腺苷酸代琥珀酸XMP GMP GDPGTPAMPADP ATPATPGTP2個短反饋(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑定義

利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補(bǔ)救合成(或重新利用)途徑。①②合成過程(1)利用嘌呤堿PRPP嘌呤核苷酸嘌呤嘌呤腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi(2)利用嘌呤核苷腺嘌呤核苷AMP腺苷激酶ATPADP萊－尼綜合征 Lesch-Nyhansyndrome由于HGPRT缺乏所致，特征為身體與精神發(fā)育遲緩、有咬指咬唇的強(qiáng)迫性自殘行為和舞蹈手足徐動癥等。(三)嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADP++NH3NADPH+H+(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、氨基酸或葉酸等的類似物嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤氮雜絲氨酸氨蝶呤6-巰基鳥嘌呤氨甲蝶呤等8-氮雜鳥嘌呤等次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)6-巰基嘌呤的結(jié)構(gòu)①6-MP②MTX③氮雜絲氨酸AMP=PRPPPPi=腺嘌呤（A）GMP==PRPPPPi鳥嘌呤(G)①①③①5-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸（AICAR）=5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸（FAICAR）IMP次黃嘌呤（H）PRPPPPi=①①②甲酰甘氨酰胺核苷酸PRPP谷氨酰胺=PRA甘氨酰胺核苷酸==甲酰甘氨脒核苷酸②③①③二、嘌呤核苷酸的分解代謝核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸核糖嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH(次黃嘌呤)GX(黃嘌呤)黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶IMP尿酸與痛風(fēng)癥嘌呤核苷酸分解代謝的終產(chǎn)物尿酸經(jīng)腎臟排泄，但尿酸溶解性較差，易形成尿酸鈉晶體(>0.48mmol/L)，沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨甚至腎臟等處，也可形成尿酸的尿路結(jié)石。沉積于關(guān)節(jié)腔的尿酸鈉結(jié)晶被吞噬細(xì)胞吞噬，尿酸鈉通過氫鍵與溶酶體膜作用，破壞溶酶體，釋放的水解酶及蛋白因子使局部生成較多致炎物質(zhì)，引起痛風(fēng)性關(guān)節(jié)炎——痛風(fēng)。痛風(fēng) 原發(fā)性：HGPRT缺陷，補(bǔ)救合成途徑受阻 繼發(fā)性：進(jìn)食高嘌呤膳食 體內(nèi)核酸大量分解(白血病,惡性腫瘤） 腎臟疾病尿酸排泄障次黃嘌呤別嘌呤醇競爭性抑制黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇治療痛風(fēng)的機(jī)制與PRPP結(jié)合生成別嘌呤醇核苷酸，消耗PRPP；別嘌呤醇核苷酸反饋抑制嘌呤核苷酸的從頭合成，從而減少尿酸的生成。尿酸鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇嘧啶核苷酸的代謝MetabolismofPyrimidineNucleotides嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)UMPCMPdTMP一、嘧啶核苷酸的合成代謝從頭合成途徑補(bǔ)救合成途徑(一)嘧啶核苷酸的從頭合成定義嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。合成部位：主要在肝細(xì)胞胞漿嘧啶堿合成的元素來源氨基甲酰磷酸天冬氨酸從頭合成過程1.尿嘧啶核苷酸的合成谷氨酰胺+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATP2ADP+Pi谷氨酸+氨基甲酰磷酸H2N–C–O–P–OHO=O=_O()肝細(xì)胞線粒體中氨乙酰谷氨酸胞液(所有細(xì)胞除腦和骨髓)谷氨酰胺無分布氮源變構(gòu)激活劑功能尿素合成嘧啶合成CPS-ICPS-II分布氮源變構(gòu)激活劑功能氨基甲酰磷酸合成酶I、II的區(qū)別CPS-II2ATP2ADP+Pi谷氨酸CO2

+谷氨酰胺天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸+天冬氨酸氨基甲?；D(zhuǎn)移酶Pi二氫乳清酸酶H2O二氫乳清酸脫氫酶NADH+H+NAD+NADH+H+磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶PRPPPPiCO2脫羧酶尿嘧啶核苷酸(UMP)氨基甲酰磷酸乳清酸核苷酸乳清酸胞嘧啶核苷酸的合成UMPUDPUTPCTP二磷酸核苷激酶CTP合成酶尿苷酸激酶ATPADPATPADP谷氨酰胺谷氨酸ATPADP3.dTMP的生成UDP脫氧核苷酸還原酶dUDPCTPCDPdCDPdCMPdUMPTMP合成酶N5,N10-CH2-FH4FH2dTMPFH4FH2還原酶NADPH+H+NADP+Ser Gly+H2OdUTP從頭合成的調(diào)節(jié)-ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP(二)嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶尿嘧啶核苷+ATP尿苷激酶UMP+ADP胸腺嘧啶核苷+ATP胸苷激酶TMP+ADPUMP+ADP(三)嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶堿結(jié)構(gòu)類似物胸腺嘧啶(T)5-氟尿嘧啶(5-FU)某些改變了核糖結(jié)構(gòu)的核苷類似物UMPUTPCTPCDPdCDPUDPdUDPdUMPdTMP氮雜絲氨酸阿糖胞苷氨甲碟呤