核酸與核苷酸代謝

關(guān)于核酸與核苷酸代謝核酸核苷酸磷酸（P）核苷戊糖（R）堿基（B）復(fù)習(xí)：第2頁,共51頁，2024年2月25日，星期天

核糖脫氧核糖254321HOHHHHOCHHOHOOH2OOHHHOCHHOHH12345HH戊糖：第3頁,共51頁，2024年2月25日，星期天嘌呤：嘧啶：腺嘌呤（A）鳥嘌呤（G）胞嘧啶（C）尿嘧啶（U）

胸腺嘧啶（T）第4頁,共51頁，2024年2月25日，星期天核苷酸：ONNNH2OOCH2POOHHOOHH1'1磷酸脫氧胞苷（dCMP）由磷酸、戊糖和堿基三種成分構(gòu)成的化合物第5頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第一節(jié)核酸的消化和吸收第6頁,共51頁，2024年2月25日，星期天食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸（RNA及DNA）胃酸單核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶磷酸戊糖磷酸酶磷酸戊糖含氮堿（嘌呤或嘧啶）核苷磷酸化酶H3PO4食物中核酸的消化第7頁,共51頁，2024年2月25日，星期天核苷酸(nucleotide)是構(gòu)成核酸(nucleicacid)的基本單位，人體所需的核苷酸都是由機(jī)體自身合成的。食物中的核酸或核苷酸類物質(zhì)基本上不能被人體利用。在核酸類物質(zhì)的水解產(chǎn)物中，只有磷酸和戊糖可被吸收利用。第8頁,共51頁，2024年2月25日，星期天①吸收單核苷酸、核苷、P、R、B均可在小腸吸收。單核苷酸、核苷吸收進(jìn)入腸粘膜細(xì)胞后可再繼續(xù)水解。

②吸收后的去向

P、R可被機(jī)體利用

B很少利用、分解后排出。吸收及吸收后的去向第9頁,共51頁，2024年2月25日，星期天核苷酸類物質(zhì)在人體具有多方面的生理功用：

①作為合成核酸的原料：如ATP，GTP，CTP，UTP用于合成RNA，dATP，dGTP，dCTP，dTTP用于合成DNA。

②作為能量的貯存和供應(yīng)形式：除ATP之外，還有GTP，UTP，CTP等。

③參與代謝或生理活動的調(diào)節(jié)：如環(huán)核苷酸cAMP和cGMP作為激素的第二信使。核苷酸類物質(zhì)的生理功用第10頁,共51頁，2024年2月25日，星期天④參與構(gòu)成酶的輔酶或輔基：如在NAD+，NADP+，F(xiàn)AD，F(xiàn)MN，CoA中均含有核苷酸的成分。

⑤

作為代謝中間物的載體：如用UDP攜帶糖基，用CDP攜帶膽堿，乙醇胺或甘油二酯，用腺苷攜帶蛋氨酸（形成SAM）等。第11頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第二節(jié)核酸的分解代謝第12頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一、核酸的分解核酸酶：能使核酸水解的磷酸二酯酶RNA酶：水解RNA的酶DNA酶：水解DNA的酶核酸內(nèi)切酶：能水解核酸分子內(nèi)部磷酸二酯鍵的酶核酸外切酶：能切割末端單核苷酸的酶。第13頁,共51頁，2024年2月25日，星期天核苷酸核苷核苷酸酶Pi核苷磷酸化酶堿基1-磷酸核糖二、單核苷酸的分解第14頁,共51頁，2024年2月25日，星期天三、嘌呤的分解嘌呤核苷酸的分解首先是在核苷酸酶的催化下，脫去磷酸生成嘌呤核苷，然后再在核苷磷酸化酶的催化下分解生成嘌呤堿，最后在黃嘌呤氧化酶的作用下氧化生成尿酸(uricacid)，再經(jīng)尿液排出體外。第15頁,共51頁，2024年2月25日，星期天嘌呤核苷酸的分解黃嘌呤氧化酶尿酸核苷酸酶AMP腺苷H2OPi核苷酸酶GMP鳥苷H2OPi腺嘌呤核苷脫氨酶次黃苷H2ONH3鳥嘌呤脫氨酶黃嘌呤H2ONH3核苷磷酸化酶次黃嘌呤PiR-1-P核苷磷酸化酶鳥嘌呤PiR-1-P第16頁,共51頁，2024年2月25日，星期天尿酸是嘌呤核苷酸在人體內(nèi)分解代謝的終產(chǎn)物。正常人血漿中尿酸含量約為0.12~0.36mmol/L

(2~6mg%)。尿酸水溶性較差，當(dāng)血漿中尿酸含量超過8mg%時(shí)，即可形成尿酸鹽晶體。第17頁,共51頁，2024年2月25日，星期天痛風(fēng)癥患者由于體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝異常，可致血中尿酸水平升高，以尿酸鈉晶體沉積于軟骨、關(guān)節(jié)、軟組織及腎，導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石和腎疾病。臨床上常用別嘌呤醇（allopurinol）治療痛風(fēng)癥。第18頁,共51頁，2024年2月25日，星期天鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤氧化酶黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇痛風(fēng)癥的治療機(jī)制第19頁,共51頁，2024年2月25日，星期天別嘌呤醇的分子結(jié)構(gòu)與次黃嘌呤類似，可競爭性抑制黃嘌呤氧化酶的活性，從而減少體內(nèi)尿酸的生成。同時(shí)，別嘌呤與PRPP(5-磷酸核糖-1-焦磷酸鹽)反應(yīng)生成的別嘌呤核苷酸，可反饋抑制嘌呤核苷酸從頭合成途徑的關(guān)鍵酶。第20頁,共51頁，2024年2月25日，星期天四、嘧啶的分解嘧啶核苷酸可首先在核苷酸酶和核苷磷酸化酶的催化下，除去磷酸和核糖，產(chǎn)生的嘧啶堿可在體內(nèi)進(jìn)一步分解代謝。嘧啶核苷酸嘧啶核苷核苷酸酶PiH2O嘧啶堿1-磷酸核糖核苷磷酸化酶Pi第21頁,共51頁，2024年2月25日，星期天嘧啶堿的降解過程主要在肝細(xì)胞中進(jìn)行。不同類型的嘧啶堿，其分解代謝的途徑和終產(chǎn)物不同。第22頁,共51頁，2024年2月25日，星期天胞嘧啶NH3尿嘧啶二氫尿嘧啶H2OCO2+NH3β-丙氨酸胸腺嘧啶β-脲基異丁酸β-氨基異丁酸H2O丙二酸單酰CoA乙酰CoATCA肝尿素甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰CoATCA還原β-脲基丙酸糖異生第23頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第三節(jié)核苷酸的生物合成第24頁,共51頁，2024年2月25日，星期天一、嘌呤核苷酸的合成從頭合成途徑(denovosynthesispathway)補(bǔ)救合成途徑(salvagepathway)第25頁,共51頁，2024年2月25日，星期天通過利用一些簡單的前體物，如5-磷酸核糖，氨基酸，一碳單位及CO2等，逐步合成嘌呤核苷酸的過程稱為從頭合成途徑(denovosynthesis)。這一途徑主要見于肝，其次為小腸和胸腺。所有合成反應(yīng)在胞液中進(jìn)行。而腦、骨髓則無法進(jìn)行此合成途徑。1、嘌呤核苷酸的從頭合成：第26頁,共51頁，2024年2月25日，星期天嘌呤堿合成的元素來源CO2甲?；∟10-CHOFH4）甲?；∟10-CHOFH4）天冬氨酸谷氨酰胺（酰胺基）甘氨酸第27頁,共51頁，2024年2月25日，星期天從頭合成途徑過程：1.IMP的合成2.AMP和GMP的合成第28頁,共51頁，2024年2月25日，星期天在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的參與下，逐步合成IMPR-5-P（5-磷酸核糖）ATPAMPPRPP合成酶PRPP（1-焦磷酸-5-磷酸核糖）次黃嘌呤核苷酸（IMP）的合成第29頁,共51頁，2024年2月25日，星期天第30頁,共51頁，2024年2月25日，星期天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合成酶腺苷酸（AMP）與鳥苷酸（GMP）的合成第31頁,共51頁，2024年2月25日，星期天?嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。?先合成IMP再轉(zhuǎn)化生成AMP、GMP。嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)第32頁,共51頁，2024年2月25日，星期天腦、骨髓等組織由于缺乏有關(guān)酶類，不能按照“從頭合成”的途徑合成嘌呤核苷酸，必須依靠從肝臟等運(yùn)來的嘌呤和核苷合成嘌呤核苷酸，稱為補(bǔ)救合成途徑。這一途徑可在大多數(shù)組織細(xì)胞中進(jìn)行。2、嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成：第33頁,共51頁，2024年2月25日，星期天腺嘌呤+

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

PRPPHGPRTGMP+PPi腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP腺嘌呤+1-磷酸核糖嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成過程第34頁,共51頁，2024年2月25日，星期天3、ATP和GTP的生成：

AMP/GMPADP/GDP核苷單磷酸激酶ATPADPATP/GTP核苷二磷酸激酶ATPADPdATP/dGTP核苷二磷酸激酶ATPADPdADP/dGDPNADPH+H+NADP++H2O核糖核苷酸還原酶合成RNA合成DNA第35頁,共51頁，2024年2月25日，星期天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NADPH+H+NADP+NH3第36頁,共51頁，2024年2月25日，星期天二、嘧啶核苷酸的合成從頭合成途徑(denovosynthesispathway)補(bǔ)救合成途徑(salvagepathway)第37頁,共51頁，2024年2月25日，星期天嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位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。

該合成過程主要在肝細(xì)胞的胞液中進(jìn)行。

（一）嘧啶核苷酸的從頭合成：第38頁,共51頁，2024年2月25日，星期天嘧啶合成的元素來源氨基甲酰磷酸Gln→CO2→←AspC5C4N3C2C6N1‖|

第39頁,共51頁，2024年2月25日，星期天⑴尿苷酸的合成：在氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ的催化下，以Gln，CO2，ATP為原料合成氨基甲酰磷酸。1.從頭合成途徑的反應(yīng)過程：Gln+CO2

氨基甲酰磷酸+Glu氨基甲酰磷酸合成酶Ⅱ2ATP2ADP+Pi第40頁,共51頁，2024年2月25日，星期天兩種氨基甲酰磷酸合成酶的比較第41頁,共51頁，2024年2月25日，星期天UMP的合成過程第42頁,共51頁，2024年2月25日，星期天⑵胞苷酸的合成：

CTPGln+ATPGlu+ADP+PiCTP合成酶UMPUDPATPADP核苷單磷酸激酶UTPATPADP核苷二磷酸激酶合成RNA第43頁,共51頁，2024年2月25日，星期天嘧啶核苷酸從頭合成特點(diǎn)

先合成嘧啶環(huán)，后與R-5-P結(jié)合。先合成UMP、再轉(zhuǎn)化生成CTP、dTMP等第44頁,共51頁，2024年2月25日，星期天尿嘧啶+

PRPPUMP+PPi尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶ATP尿苷激酶Mg2+UMP尿嘧啶+1-磷酸核糖尿苷磷酸化酶尿嘧啶核苷+Pi（2）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成：第45頁,共51頁，2024年2月25日，星期天三、脫氧核糖核苷酸的合成第46頁,共51頁，2024年2月25日，星期天核糖核苷酸的還原硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)NADPH+H+NADP+dNDP

+

ATP

激酶dNTP+ADP氧化型硫氧化還原蛋白SS核糖核苷酸還原酶SHSH還原型硫氧化還原蛋白NDPdNDP+H2O二磷酸核糖核苷二磷酸脫氧核苷(ADP/GDP/CDP)(dADP/dGDP/dCDP)第