《生物化學(xué)》教學(xué)課件-第十二章 核苷酸代謝

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1、概述概述一、核苷酸的功能一、核苷酸的功能二、核酸的消化二、核酸的消化一、核苷酸的功能一、核苷酸的功能1.dNTP是合成是合成DNA的原料的原料2.NTP是合成是合成RNA的原料的原料3.UTP、CTP、GTP分別參與分別參與Gn、磷脂和磷脂和Pr合成合成4.ATP直接供能者直接供能者5.AMP參與合成多種輔酶：參與合成多種輔酶：CoA、FAD、NAD+、NADP+6.cAMP、cGMP作為激素的第二信使作為激素的第二信使二、核酸的消化二、核酸的消化 膳膳 食食 核核 蛋蛋 白白蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 核酸核酸DNADNA、RNARNA單核苷酸單核苷酸磷酸磷酸 核苷核苷戊糖戊糖 堿基堿基核糖核糖 脫氧核糖

2、脫氧核糖（R R）（dRdR）嘌呤堿嘌呤堿 嘧啶堿嘧啶堿(A A、G)(CG)(C、U U、T)T)第一節(jié)第一節(jié) 核苷酸的分解代謝核苷酸的分解代謝一、嘌呤核苷酸的分解代謝一、嘌呤核苷酸的分解代謝GMPAMP鳥嘌呤鳥嘌呤黃嘌呤黃嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤 Pi Pi NH3尿酸尿酸黃嘌呤黃嘌呤氧化酶氧化酶 NH3別別嘌嘌呤呤醇醇（-）痛風(fēng)癥痛風(fēng)癥次次 黃黃 嘌嘌 呤呤別別 嘌嘌 呤呤 醇醇別嘌呤醇別嘌呤醇通過競通過競爭性抑制爭性抑制黃嘌呤黃嘌呤氧化酶氧化酶而抑制尿而抑制尿酸的生成酸的生成次黃嘌呤和別嘌呤醇次黃嘌呤和別嘌呤醇二、嘧啶核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的分解代謝尿嘧啶尿嘧啶胞嘧啶胞嘧啶 胸腺嘧

3、啶胸腺嘧啶-脲基丙酸脲基丙酸 -脲基異丁酸脲基異丁酸-丙氨酸丙氨酸 -氨基異丁酸氨基異丁酸NH3第二節(jié)第二節(jié) 核苷酸的合成代謝核苷酸的合成代謝1.從頭合成途徑（肝、胸腺）：從頭合成途徑（肝、胸腺）：R-5-PR-5-P核苷酸核苷酸2.補(bǔ)救合成途徑（腦、骨髓）：補(bǔ)救合成途徑（腦、骨髓）：嘌呤或嘧啶堿嘌呤或嘧啶堿+核苷酸核苷酸磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸(PRPP)PRPP)AAAA“-C”“-C”COCO2 2（一系列酶促反應(yīng)）（一系列酶促反應(yīng)）兩條合成途徑兩條合成途徑R-5-PR-5-P一、嘌呤核苷酸的從頭合成一、嘌呤核苷酸的從頭合成合成特點(diǎn)：合成特點(diǎn)：R-5-P PRPP一碳單位、一碳單位、

4、CO2、谷氨酰谷氨酰胺、甘氨酸、天冬氨酸胺、甘氨酸、天冬氨酸IMP在在PRPP的基礎(chǔ)上各原料逐步合成嘌呤核苷酸的基礎(chǔ)上各原料逐步合成嘌呤核苷酸嘌呤環(huán)嘌呤環(huán)的原料的原料嘌呤核苷酸合成的基本過程嘌呤核苷酸合成的基本過程R-5-P PRPP IMPAMPGMP 各種嘌呤環(huán)原料各種嘌呤環(huán)原料*二、嘧啶核苷酸的從頭合成二、嘧啶核苷酸的從頭合成天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺CO2合成特點(diǎn)：合成特點(diǎn)：嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)PRPPUMP先合成嘧啶環(huán)，再與先合成嘧啶環(huán)，再與PRPP作用生成作用生成UMP嘧啶環(huán)合成的原料嘧啶環(huán)合成的原料谷氨酰胺谷氨酰胺CO2天天冬冬氨氨酸酸氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸嘧啶核苷酸合成的基本過

5、程嘧啶核苷酸合成的基本過程天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺谷氨酰胺CO2嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)PRPPUMPCTPdTMPUMP尿苷酸（一磷酸尿苷）尿苷酸（一磷酸尿苷）CTP三磷酸胞苷三磷酸胞苷dTMP脫氧胸苷酸（一磷酸脫氧胸苷）脫氧胸苷酸（一磷酸脫氧胸苷）1.UMP的合成的合成谷氨酰胺谷氨酰胺 +CO2 氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸 +谷氨酸谷氨酸CPS-2ATP 2ADP+Pi（氨基甲酰磷酸合成酶（氨基甲酰磷酸合成酶）氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸氨甲酰天冬氨酸PiPi乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 乳清酸乳清酸 二氫乳清酸二氫乳清酸H H2 2O O尿嘧啶核苷酸（尿嘧啶核苷酸（UMPUMP）

6、COCO2 2OMPOMPPRPPPRPPCOCO2 2+谷氨酰胺谷氨酰胺2.CTP的合成的合成UMP UDP ATP ATP CTP谷氨酸谷氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺UTP3.dTMP的合成的合成 dUDPdUDPdUMPdUMPdTMPdTMPN N5 5，N N1010-甲烯基甲烯基 FHFH4 4FH2 UDPUDP UMPUMP還原還原三、核苷酸的補(bǔ)救合成三、核苷酸的補(bǔ)救合成A/G/I+PRPP AMP/GMP/IMP嘧啶堿嘧啶堿+PRPP 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸 嘧啶核苷嘧啶核苷+ATP 嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸+ADP 嘌呤磷酸嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶核糖轉(zhuǎn)移酶 嘧啶磷酸嘧啶磷酸 核糖轉(zhuǎn)移酶核糖

7、轉(zhuǎn)移酶 嘧啶核苷嘧啶核苷 激酶激酶*正常肝組織胸苷激酶活性很低正常肝組織胸苷激酶活性很低 ATP ATP 作為合成作為合成RNA的原料的原料四、三磷酸核苷的生成四、三磷酸核苷的生成 NM P NDPNTP N：代表代表 A、G、C、U五、脫氧核苷酸的合成五、脫氧核苷酸的合成脫氧核糖核苷酸由核糖核脫氧核糖核苷酸由核糖核苷酸的二磷酸核苷水平上苷酸的二磷酸核苷水平上還原生成還原生成NADPH+H+NADP+H2ONDPdNDPdNTP（A、G、C）DNA合成原料合成原料dUMPdUMPdTMPdTMPdTTPdTTP第四節(jié)第四節(jié) 核苷酸的抗代謝物核苷酸的抗代謝物抗代謝物作用原理抗代謝物作用原理酶酶正

8、常代謝物正常代謝物抗代謝物抗代謝物競爭性抑制競爭性抑制阻斷核酸、蛋白質(zhì)合成阻斷核酸、蛋白質(zhì)合成一、嘌呤核苷酸的抗代謝物一、嘌呤核苷酸的抗代謝物1.嘌呤類似物嘌呤類似物 6-巰基嘌呤巰基嘌呤(6MP)、8-氮雜鳥嘌呤等氮雜鳥嘌呤等 其中其中6MP結(jié)構(gòu)類似于次黃嘌呤結(jié)構(gòu)類似于次黃嘌呤2.氨基酸類似物氨基酸類似物 氮雜絲氨酸（氮雜絲氨酸（Azas）等等 Azas結(jié)構(gòu)類似于谷氨酰胺結(jié)構(gòu)類似于谷氨酰胺 6-MP（-）（-）（-）PRPP PRPP AzasGln（-）（從頭合成途徑）（從頭合成途徑）（補(bǔ)救合成途徑）（補(bǔ)救合成途徑）R-5-P PRPP IMPAMP AXMP GMP G*6-MP和和Azas的抑制作用的抑制作用二、嘧啶核苷酸抗代謝物二、嘧啶核苷酸抗代謝物1.1.嘧啶類似物嘧啶類似物 5-氟尿嘧啶（氟尿嘧啶（5-FU）2.2.葉酸類似物葉酸類似物 氨基喋呤、氨甲喋呤氨基喋呤、氨甲喋呤dUMP dTMP dTMP合成酶合成酶N5,N10-CH2-FH4 FH2 5-FU 5-FdUMP FH2還原酶還原酶 氨基喋呤氨基喋呤 (-)(-)5-FU和氨基喋呤的抑制作用和氨基喋呤的抑制作用CDP dCDP dCTP Ara-C (-)核苷類似物核苷類似物 阿糖胞苷阿糖胞苷(Ara-C)