生物化学-核苷酸代谢PPT课件.ppt

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） 合成原料：天冬氨酸、谷氨酰胺、甘氨酸、一碳基团、CO2、磷酸核糖。 合成特点：磷酸核糖为起始物，逐步加原料合成嘌呤环，形成重要中间产物 IMP（次黄嘌呤核苷酸），再由它转变为AMP和GMP。 R-5-P （5-磷酸核糖） ATP AMP PRPP合成酶 PRPP （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 H2N-1-R-5′-P （5-磷酸核糖胺PRA） 谷氨酰胺 谷氨酸 酰胺转移酶 IMP的合成 过程复杂，同一类型反应多次出现。 IMP的合成过程 ① 磷酸核糖酰胺转移酶 ② GAR合成酶 ③ 转甲酰基酶 ④ FGAM合成酶 ⑤ AIR合成酶 IMP生成总反应过程 IMP生成反应过程要点 ①嘌呤核苷酸的合成并不是先形成游离的嘌呤，然后生成核苷酸，而是直接形成次黄嘌呤核苷酸(IMP，也叫肌苷酸)，以后才转变为其他嘌呤核苷酸。 ②IMP的合成是从5-磷酸核糖开始的。由5-磷酸核糖与ATP反应，生成5-磷酸核糖-1-焦磷酸(PRPP)。 ③嘌呤的各个原子是在PRPP的C1位置上逐渐加上去的。先由谷氨酰胺提供N元素，生成5-磷酸核糖胺。注意在此反应中，核糖的C1发生构型变化，由PRPP的α-构型变为5-磷酸核糖胺的β-构型 ④以后，由甘氨酸和甲酰四氢叶酸先后提供C和N原子，并闭合成咪唑环。 ⑤再后，由CO2、天冬氨酸、甲酰四氢叶酸先后提供其他原子，最后形成次黄嘌呤核苷酸。 上述一系列反应的总反应式如下： 2NH3+2甲酸+CO2+甘氨酸+天冬氨酸+5-磷酸核糖 IMP+延胡索酸+9H2O IMP生成反应过程要点 ①腺苷酸代琥珀酸合成酶 ③IMP脱氢酶 ②腺苷酸代琥珀酸裂解酶 ④GMP合成酶 AMP和GMP的生成 AMP ADP ATP ADP ATP 激酶 ADP ATP 激酶 GMP GDP GTP ADP ATP 激酶 ADP ATP 激酶 嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。 先合成IMP再转化生成AMP、GMP。 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。 嘌呤核苷酸从头合成特点 从头合成的调节 R-5-P ATP PRPP合成酶 PRPP 酰胺转移酶 PRA IMP 腺苷酸代 琥珀酸 AMP ADP ATP XMP GMP GDP GTP + + _ _ _ _ _ IMP 腺苷酸代 琥珀酸 XMP AMP ADP ATP GMP GDP GTP ATP GTP _ _ + + 调节方式：反馈调节和交叉调节 交叉调节意义 交叉调节意义 1、即满足机体需要，又不至于浪费。 2、维持ATP与GTP浓度的平衡。 利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。 （二）嘌呤核苷酸的补救合成途径 定义： 腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase) 参与补救合成的酶 腺嘌呤 +PRPP AMP + PPi APRT 次黄嘌呤+PRPP IMP + PPi HGPRT 鸟嘌呤+PRPP HGPRT GMP + PPi 合成过程 腺嘌呤核苷 腺苷激酶 ATP ADP AMP 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。 自毁容貌症Lesch-Nyhan综合症 一种X-连锁隐性遗传缺陷疾病，见于男性。由于遗传缺陷导致次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT）缺失所致。患者表现为尿酸增高及神经异常。如脑发育不全、智力低下、攻击和破坏性行为、常咬伤自己的嘴唇、手和足趾，故称自毁容貌症。 （三）嘌呤核苷酸的相互转变 IMP AMP 腺苷酸代 琥珀酸 XMP GMP NH3 腺苷酸脱氨酶 鸟苷酸还原酶 NADPH+H+ NADP+ NH3 （四） 脱氧核糖核苷酸的生成 在二磷酸核苷水平上进行 （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 （F