中国医科大学《生物化学》课件-第10章 核酸与核苷酸代谢.pptVIP

第十章 核酸与核苷酸代谢 本章内容 核酸的消化与吸收 核酸的分解代谢 嘌呤的分解 嘧啶的分解 核苷酸的生物合成 嘌呤核苷酸合成 嘧啶核苷酸合成 脱氧核糖核苷酸的合成 第一节：核酸的消化与吸收 核酸的消化与吸收 核苷酸的生物功用 作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式 参与代谢和生理调节 组成辅酶 活化中间代谢物 第二节：核苷酸的分解代谢 一、嘌呤核苷酸的结构 四、嘧啶核苷酸的结构 五、嘧啶核苷酸的分解代谢 第二节：核苷酸的生物合成 一、嘌呤核苷酸的合成代谢 从IMP合成AMP和GMP 嘌呤核苷酸从头合成特点 ? 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 ? IMP的合成需5个ATP，6个高能磷酸键。 AMP或GMP的合成又需1个ATP。 （二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 补救合成的生理意义 补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。 （一）嘧啶核苷酸的从头合成 嘧啶核苷酸的从头合成 嘧啶环先独立合成，然后转移到PRPP（类似于补救途径） 先合成UMP 从头合成的调节 （二） 嘧啶核苷酸的补救合成 （一）特殊的激酶催化NMP转变成NDP 核苷单磷酸激酶对碱基有特异性，但对戊糖没有特异性 （二）核苷三磷酸（NTP）的合成 四、脱氧核苷酸的合成 五. dTMP的生成 本章小结 嘌呤分解为尿酸 嘧啶分解乙酰CoA和琥珀酰CoA 进入TCA 嘌呤核苷酸和嘧啶核苷酸的合成 从头合成 补救途径 脱氧核糖核苷酸的合成 二磷酸核苷水平 (ADP,GDP,CDP dADP,dGDP,dCDP) dTMP 由dUMP甲基化 嘧啶核苷酸的抗代谢物 从头合成途径 补救合成途径 二、嘧啶核苷酸的合成代谢 主要是肝细胞胞液 嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。 定义 合成部位 合成前体： Gln CO2 Asp 需要 ATP 尿嘧啶 胞嘧啶 嘧啶合成的元素来源 氨基甲 酰磷酸 天冬氨酸 CO2 谷氨酰胺 1.UMP的从头合成 2. 胞嘧啶核苷酸的合成 ATP ADP 尿苷酸激酶 UDP 二磷酸核苷激酶 ATP ADP UTP CTP合成酶 谷氨酰胺 ATP 谷氨酸 ADP+Pi - - - ATP + CO2+ 谷氨酰胺 氨基甲酰磷酸 UMP 氨基甲酸天冬氨酸 UTP CTP 天冬氨酸 嘌呤核苷酸 ATP + 5-磷酸核糖 嘧啶核苷酸 PRPP - 嘧啶 + PRPP 磷酸嘧啶核苷 + PPi 嘧啶磷酸核糖转移酶 尿嘧啶核苷 + ATP 尿苷激酶 UMP +ADP 胸腺嘧啶核苷 + ATP 胸苷激酶 TMP +ADP 核苷单磷酸激酶 AMP + ATP 2ADP GMP + ATP GDP + ADP 腺苷酸激酶 鸟苷酸激酶 三、核苷二磷酸和核苷三磷酸的合成 核苷二磷酸激酶 ATP:底物水平磷酸化、氧化磷酸化和光合磷酸化 GTP:底物水平磷酸化 其他NTP: 核苷二磷酸激酶对碱基和戊糖均无特异性 在有氧条件下，细胞内ATP浓度远高于其他几种NTP ATP是磷酸的主要供体 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ 1′ 2′ 3′ 4′ 5′ 碱基 碱基 脱氧核苷酸 核苷酸 如何除去2′-位的氧？ 核苷酸还原酶 脱氧核苷酸的合成 在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基） dNDP + ATP 激酶 dNTP + ADP 二磷酸脱氧核苷 NDP dNDP 二磷酸核糖核苷 NADP+ NADPH + H+ 核糖核苷酸还原酶，Mg2+ 还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2 氧化型硫氧化还原蛋白 S S 硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD） NDP的还原 脱氧嘧啶核苷酸的形成 * * 食物核蛋白 蛋白质 核酸（RNA及DNA） 胃酸 核苷酸 胰核酸酶 核苷 磷酸 胰、肠核苷酸酶 碱基 戊糖 核苷酶 GMP AMP 二、嘌呤核苷酸的分解代谢 核苷酸 核苷 核苷酸酶 Pi 核苷磷酸化酶 碱基 1-磷酸核糖 嘌呤碱的最终 代谢产物 AMP GMP H （次黄嘌呤） G X （黄嘌呤） 黄嘌呤氧化酶 黄嘌呤氧化酶 三、别嘌呤醇治疗痛风的机理 嘧啶碱 1-磷酸核糖 嘧啶核苷酸 核苷 核苷酸酶 PPi 核苷磷酸化酶 胞嘧啶 NH3 尿嘧啶 二氢尿嘧啶 H2O CO2 + NH3 β-丙氨酸 胸腺嘧啶 β-脲基异丁酸 β-氨基异丁酸 H2O 丙二酸单酰CoA 乙酰CoA TAC 肝 尿素 甲基丙二酸单酰CoA 琥珀酰CoA TAC 糖异生 从头合成途径 (de novo synthesis pathway)