10.第十章核苷酸代谢概论.ppt

核 苷 酸 代 谢 Metabolism of Nucleotides (二) 补救合成途径 5.从头合成的调节 (二)嘧啶核苷酸的补救合成 (三)嘧啶核苷酸的抗代谢物 1. 嘧啶类似物 胸腺嘧啶(T) 5-氟尿嘧啶(5-FU) 2.某些改变了核糖结构的核苷类似物 O HN N O CH3 O HN N O F N N O NH2 HO-CH2 H O HO H H H OH 阿糖胞苷 N N O NH2 HO-CH2 H O H H H OH OH 胞苷 环胞苷 N N NH HO-CH2 H O O H H H OH HCl * * 第 十 章 (Metabolism of Nucleotides) 核苷酸功能 组成核酸及储存能量。 组成辅酶(辅基)，参与代谢及调节。 食物核蛋白 蛋白质 核酸 胃酸 核苷酸 核酸酶 核苷 磷酸 核苷酸酶 碱基 戊糖 核苷酶 (Metabolism of Purine Nucleotides) 第一节 嘌呤核苷酸的代谢 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 (一) 从头合成途径 1.定义 从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等为原料，合成嘌呤核苷酸的途径。 2. 部位 肝是主要合成器官，其次是小肠和胸腺；而脑、骨髓则很难进行此途径。 体外实验资料： 1909~1934年，美国生物化学家Owen证明，核酸的分解单位是核苷酸。 1961年，美国生化学家Juan Oro模拟大气放电，在有氰化氢参加的反应体系中发现有氨基酸和腺嘌呤生成。 1963年，Ponnamperuma在类似的实验中也得到了腺嘌呤。后来，他又与Ruth Mariner、Carl Sagan将腺嘌呤与核糖连接成为腺苷；再连接磷酸，得到了腺苷三磷酸(ATP)。 体内实验资料： 早在演绎核苷酸生物合成前，生物化学家就已经发现动物会排泄3种不同的含氮废物，即NH3、尿素和尿酸。尿酸就是嘌呤化合物的代谢产物。 在1950年间，John M. Buchanan和G. Robert Greenberg采用同位素示踪结合嘌呤核苷酸降解物——尿酸分析证明，嘌呤分子的原子N1来自门冬氨酸，N3和N9来自谷氨酰胺等，完成了嘌呤生物合成过程的演绎。更为重要的是，他们还发现嘌呤不是以游离含氮碱，而是以核苷酸形式在体内合成的。 这些发现促进了对核苷酸代谢相关疾病的认识 1964年，科学家确定Lesch-Nyhan综合征与次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）缺陷有关。至今已发现，核苷酸的合成和分解代谢障碍与很多遗传性、代谢性疾病有关。 模拟核苷酸组成成分，如取代碱基、核苷和核苷酸的类似物已发展为在临床上常用、有效的抗代谢药物。 3.嘌呤碱合成的元素来源 CO2 天冬氨酸 甲酰基 (一碳单位) 甘氨酸 甲酰基 (一碳单位) 谷氨酰胺 (酰胺基) C6 C5 C4 C2 N1 N3 N7 C8 N9 4.合成过程 R-5-P (5-磷酸核糖) ATP AMP PRPP合成酶 PP-1-R-5-P (磷酸核糖焦磷酸) 在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下 IMP AMP GMP H2N-1-R-5′-P (5′-磷酸核糖胺) 谷氨酰胺 谷氨酸 酰胺转移酶 PRPP合成酶和酰胺转移酶是关键酶。 (1)IMP生成过程 5-磷酸核糖 P O-CH2 H O H H H OH OH OH P O-CH2 H O H H H O OH OH P P ATP AMP PRPP合成酶 5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP) Gln Glu 酰胺转移酶 5-磷酸核糖胺 P O-CH2 H O H H NH2 OH OH OH Gly Mg2+ GAR合成酶 ATP ADP Pi H2C-NH2 O=C-NH R 5/ P 甘氨酰胺核苷酸(GAR) N5,N10-CH=FH4 FH4 转甲酰基酶 H2C-NH-CHO O=C-NH R 5/ P 甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR) Gln Glu 合成酶 H2C-NH-CHO HN=C-NH R 5/ P Mg2+ 甲酰甘氨咪核苷酸(FGAM) ATP ADP AIR合成酶 Pi Mg2+ R 5/ P N HC C H2N N CH 5-氨基咪唑核苷酸(AIR) CO2 羧化酶 R 5/ P N C H2N N CH HO-C O 5-氨基咪唑-4-羧基核苷酸(CAIR) Asp Mg2+ 合成酶 ADP Pi ATP R 5/ P N C H2N N CH HC-HN-C O HOOC CH2 HOOC 5-氨基咪唑-4-(N-琥珀酸)甲酰胺核苷酸(SAICAR) 裂解酶 延胡索酸 R 5/ P N C H2N N CH H2N-C O 5-氨基咪唑-4