生化核苷酸代謝

第十章核苷酸代謝MetabolismofNucleotides27六月20231本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第1頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分

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。核苷酸不屬于營(yíng)養(yǎng)必需物質(zhì)。概述27六月20232本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第2頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分

食物中的核酸多數(shù)與蛋白質(zhì)組成核蛋白。核蛋白在胃酸的作用下，被分開(kāi)為核酸和蛋白質(zhì)兩部分，各自進(jìn)行自己的代謝。核酸在各種核酸酶的作用下被逐步分解，糖和磷酸可被利用。而堿基在腸粘膜細(xì)胞內(nèi)分解后直接排出體外。因此，核酸不是人體的必需營(yíng)養(yǎng)物。27六月20233本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第3頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分

核酸的消化與吸收食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸（RNA及DNA）胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷酶27六月20234本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第4頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分

核苷酸的生物學(xué)功用：作為核酸合成的原料體內(nèi)能量的利用形式參與代謝和生理調(diào)節(jié)組成輔酶活化中間代謝物27六月20235本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第5頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分第一節(jié)

嘌呤核苷酸的合成與分解代謝

MetabolismofPurineNucleotides

27六月20236本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第6頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分

嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)：GMPAMP27六月20237本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第7頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分一、嘌呤核苷酸的合成存在從頭合成和補(bǔ)救合成兩種途徑

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。

從頭合成途徑(denovosynthesis)

補(bǔ)救合成途徑(salvagepathway)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)，合成嘌呤核苷酸。27六月20238本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第8頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分嘌呤堿合成的元素來(lái)源CO2天冬氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬└拾彼峒柞；ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊ㄒ唬┼堰屎塑账岬膹念^合成1.從頭合成途徑27六月20239本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第9頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分

合成過(guò)程（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的生成27六月202310本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第10頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分（1）IMP的合成在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下27六月202311本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第11頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分R-5-P+ATPPRPP+AMP

PRPP合成酶PRPP的分子結(jié)構(gòu)27六月202312本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第12頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202313酰胺轉(zhuǎn)移酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第13頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202314甘氨酰胺核苷酸合成酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第14頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202315轉(zhuǎn)甲酰基酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第15頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202316酰胺轉(zhuǎn)移酶甲酰甘氨咪核苷酸本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第16頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月2023175－氨基咪唑核苷酸合成酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第17頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202318羧化酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第18頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202319本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第19頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202320本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第20頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202321本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第21頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202322本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第22頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202323本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第23頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202324本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第24頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分IMP生成總反應(yīng)過(guò)程脒27六月202325本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第25頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶（2）AMP和GMP的生成27六月202326本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第26頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶27六月202327本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第27頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸黏膜和胸腺。

IMP的合成需5個(gè)ATP，6個(gè)高能磷酸鍵。AMP或GMP的合成又需1個(gè)ATP。嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)：27六月202328本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第28頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分2.從頭合成的調(diào)節(jié)PRPP合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTPIMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)R-5-PATP27六月202329本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第29頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202330(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成有兩種方式

腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)

次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)

腺苷激酶(adenosinekinase)參與補(bǔ)救合成的酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第30頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月2023311.利用嘌呤堿基合成嘌呤核苷酸，參與的酶主要有兩種補(bǔ)救合成：細(xì)胞利用現(xiàn)成嘌呤堿或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸的過(guò)程，稱為補(bǔ)救合成途徑。

腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)

次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第31頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202332腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥(niǎo)嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第32頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月2023332.利用嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸，參與的酶主要有腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP腺苷激酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第33頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202334嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義節(jié)約從頭合成時(shí)的能量和一些氨基酸的消耗；體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。自毀容貌癥（Lesch-Nyhan綜合征）：次黃嘌呤-鳥(niǎo)嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)缺失本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第34頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202335（三）體內(nèi)嘌呤核苷酸可以相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥(niǎo)苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第35頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202336（四）脫氧核糖核苷酸的生成在二核苷酸水平進(jìn)行在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表A、G、C、U）NDP（核苷二磷酸還原酶）本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第36頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202337dNDP

+

ATP

激酶dNTP+ADP二磷酸脫氧核苷NDPdNDP二磷酸核糖核苷NADP+NADPH+H+核糖核苷酸還原酶，Mg2+還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2氧化型硫氧化還原蛋白SS硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)脫氧核苷酸的生成本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第37頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202338細(xì)胞可通過(guò)控制核苷酸還原酶的活性調(diào)節(jié)脫氧核苷酸的濃度外。還可以通過(guò)各種三磷酸核苷對(duì)還原酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)不同脫氧核苷酸生成。NDPdNDP

特定NTP其他NTP+核苷酸還原酶核苷酸還原酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)作用物主要促進(jìn)劑主要抑制劑CDPATPdATP、dGTP、dTTPADPdGTPdATP、ATPUDPATPdATP、dGTPGDPdTTPdATP本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第38頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202339（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸類似物嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤6-巰基鳥(niǎo)嘌呤8-氮雜鳥(niǎo)嘌呤等氮雜絲氨酸等氨蝶呤甲氨蝶呤等本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第39頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202340

6-巰基嘌呤(6-Mercaptopurine,6-MP)次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第40頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月2023416-MP核苷酸是IMP的類似物。6-MP6-MP核苷酸補(bǔ)救合成途徑HGPRTIMPAMP和GMP本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第41頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202342

氮雜絲氨酸(AS)是Gln的類似物。本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第42頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202343MTX

氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第43頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202344本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第44頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202345甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)PRPP谷氨酰胺(Gln)=PRA甘氨酰胺核苷酸(GAR)甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)5-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=AMP=PRPPPPi腺嘌呤(A)GMP==PRPPPPi

鳥(niǎo)嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸=氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸=MTX=6-MP=MTX本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第45頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202346二、嘌呤核苷酸的分解代謝終產(chǎn)物是尿酸補(bǔ)救合成途徑本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第46頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202347AMPIMPGMP腺苷次黃苷鳥(niǎo)苷H2ONH3H2OPiH2ONH31-磷酸核糖NH3NADP+NADPH+H+PiH2OH2OPiH2O+O2H2O2NH3H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶次黃嘌呤黃嘌呤鳥(niǎo)嘌呤尿酸Pi1-磷酸核糖PiH2O+O2

H2O2本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第47頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202348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

主要部位：肝、腎、小腸本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第48頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202349

痛風(fēng)癥正常人血尿酸0.12~0.36mmol/L男性平均0.27mmol/L女性平均0.21mmol/L血尿酸>0.48mmol/L

結(jié)晶組織沉積痛風(fēng)(gout)本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第49頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202350本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第50頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202351

痛風(fēng)癥的治療機(jī)制別嘌呤醇次黃嘌呤本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第51頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202352鳥(niǎo)嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第52頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202353第二節(jié)

嘧啶核苷酸的合成與分解代謝

MetabolismofPyrimidineNucleotides本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第53頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202354

嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第54頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202355一、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(一)嘧啶核苷酸的從頭合成比嘌呤核苷酸簡(jiǎn)單

合成部位主要是肝細(xì)胞胞液先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖相連。先合成UMP，再轉(zhuǎn)變成CTP和dTMP。

特點(diǎn)本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第55頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202356

嘧啶合成的元素來(lái)源氨基甲酰磷酸本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第56頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月2023571.從頭合成途徑（1）UMP的合成2ADP+PiGln+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATPGlu+氨基甲酰磷酸本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第57頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202358CPS-Ⅰ

CPS-Ⅱ

分布線粒體（肝）

胞液（所有細(xì)胞）

氮源NH3

Gln

變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸(AGA)

無(wú)

變構(gòu)抑制劑無(wú)UMP功能尿素合成

嘧啶合成

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第58頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202359UMP的合成過(guò)程本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第59頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202360（2）CTP的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶GlnATPGluADP+Pi本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第60頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202361⑶脫氧嘧啶核苷酸的合成：

磷酸酶CTPCDPH2OPi核糖核苷酸還原酶dCDPNADPH+H+NADP++H2ON5,N10-CH2-FH4FH2dTMP胸苷酸合酶dUMPH2ONH3脫氨酶dCMPH2OPi磷酸酶核苷二磷酸激酶dCTPATPADPUDPdUDP磷酸酶核糖核苷酸還原酶核苷單磷酸激酶dTDP合成DNAdTTP核苷二磷酸激酶本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第61頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202362--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-從頭合成的調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物細(xì)菌本文檔共70頁(yè)；當(dāng)前第62頁(yè)；編輯于星期二\2點(diǎn)59分27六月202363（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑與嘌呤核苷酸類似嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核苷+PPi嘧啶磷酸核糖