1、第十一章第十一章 含氮化合物代謝含氮化合物代謝 生物體內(nèi)含氮化合物較多，本章重生物體內(nèi)含氮化合物較多，本章重點(diǎn)學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)和核酸的分解代謝，重點(diǎn)點(diǎn)學(xué)習(xí)蛋白質(zhì)和核酸的分解代謝，重點(diǎn)是氨基酸和核苷酸代謝是氨基酸和核苷酸代謝。 蛋白質(zhì)的分解代謝氨基酸的分解代謝氨基酸的生物合成核酸的分解代謝嘌呤和嘧啶的分解代謝核苷酸的生物合成主要內(nèi)容主要內(nèi)容第 一節(jié)一節(jié) 蛋白質(zhì)的分解代謝蛋白質(zhì)的分解代謝 各種蛋白質(zhì)降解速率有很大的不同，各種蛋白質(zhì)降解速率有很大的不同，它隨生理需要而發(fā)生改變。它隨生理需要而發(fā)生改變。 細(xì)胞中蛋白質(zhì)的降解速率也隨營養(yǎng)狀細(xì)胞中蛋白質(zhì)的降解速率也隨營養(yǎng)狀況和激素水平而異。在營養(yǎng)缺乏的情況下，況

2、和激素水平而異。在營養(yǎng)缺乏的情況下，細(xì)胞提高蛋白質(zhì)的降解速率，以維持必需細(xì)胞提高蛋白質(zhì)的降解速率，以維持必需代謝的進(jìn)行。代謝的進(jìn)行。 細(xì)胞不斷的從氨基酸合成蛋白質(zhì)，同細(xì)胞不斷的從氨基酸合成蛋白質(zhì)，同時又將一些蛋白質(zhì)分解成氨基酸。時又將一些蛋白質(zhì)分解成氨基酸。一、蛋白質(zhì)的消化催化蛋白質(zhì)多肽鏈中肽鍵水解的酶統(tǒng)稱為蛋白酶。催化蛋白質(zhì)多肽鏈中肽鍵水解的酶統(tǒng)稱為蛋白酶。二、蛋白酶二、蛋白酶 蛋白酶可以根據(jù)其分泌特性、來源、性質(zhì)進(jìn)行分類命名。1.按細(xì)胞分泌特性分類：胞內(nèi)蛋白酶、胞外蛋白酶 ；2.按酶的來源分類：胃蛋白酶、蛇毒磷酸酶，木瓜蛋白酶；3.按其作用的pH分類：酸性蛋白酶、堿性蛋白酶、中性蛋白酶；等

3、等 肽鏈內(nèi)切酶：肽鏈內(nèi)切酶：水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵水解蛋白質(zhì)內(nèi)部肽鍵（胃蛋白酶、（胃蛋白酶、 胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶）胰蛋白酶、糜蛋白酶、彈性蛋白酶） 肽鏈外切酶：肽鏈外切酶：從肽鏈兩端開始水解肽鍵從肽鏈兩端開始水解肽鍵 （氨基肽酶、羧基肽酶）（氨基肽酶、羧基肽酶） p282表表 蛋白酶作用特點(diǎn)蛋白酶作用特點(diǎn)三、肽酶三、肽酶據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：據(jù)水解肽鍵部位的不同分為兩類：章首 蛋白質(zhì)蛋白質(zhì) 肽肽 氨基酸氨基酸內(nèi)肽酶內(nèi)肽酶外肽酶外肽酶內(nèi)肽酶內(nèi)肽酶內(nèi)肽酶內(nèi)肽酶氨肽酶羧肽酶第二節(jié)第二節(jié) 氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化氨基酸的分解與轉(zhuǎn)化氨基酸的去向氨基酸的去向1.脫 氨 基 作 用2.脫 羧 基

4、作 用3.氨基酸分解產(chǎn)物去向二、氨基酸的脫氨基作用： 氧化脫氨基作用 轉(zhuǎn)氨基作用 聯(lián)合脫氨基作用 脫酰胺作用L-谷氨酸脫氫酶谷氨酸脫氫酶H2ONH3 -氨基酸氨基酸 氨基酸氧化酶（氨基酸氧化酶（FAD、FMN）-酮酸酮酸 R-CH-COO- NH+3 | R-C-COO-+NH3 O|H2O+O2H2O2（二）轉(zhuǎn)氨基作用章首節(jié)首 沒有游離的氨產(chǎn)生，但改變了氨基酸代謝庫中各種氨基沒有游離的氨產(chǎn)生，但改變了氨基酸代謝庫中各種氨基酸的比例。除蘇氨酸、賴氨酸外，大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨酸的比例。除蘇氨酸、賴氨酸外，大多數(shù)氨基酸可參與轉(zhuǎn)氨基作用，?；饔茫?。 轉(zhuǎn)氨基作用不僅是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式

5、，也轉(zhuǎn)氨基作用不僅是體內(nèi)多數(shù)氨基酸脫氨基的重要方式，也是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑。是機(jī)體合成非必需氨基酸的重要途徑。特點(diǎn)：特點(diǎn)：生理意義：生理意義：接受氨基的主要酮酸有：接受氨基的主要酮酸有：* * 只有氨基的轉(zhuǎn)移，沒有氨的生成只有氨基的轉(zhuǎn)移，沒有氨的生成 * * 催化的反應(yīng)可逆催化的反應(yīng)可逆* * 其輔酶都是磷酸吡哆醛其輔酶都是磷酸吡哆醛 是體內(nèi)合成非必氨基酸的重要途徑，也是聯(lián)是體內(nèi)合成非必氨基酸的重要途徑，也是聯(lián)系糖代謝與氨基酸代謝的橋梁。系糖代謝與氨基酸代謝的橋梁。 丙酮酸丙酮酸 - -酮戊二酸酮戊二酸 草酰乙酸草酰乙酸轉(zhuǎn)氨基作用特點(diǎn)及意義章首節(jié)首谷丙轉(zhuǎn)氨酶谷丙轉(zhuǎn)氨酶（GPT）臨床

6、意義：急性肝炎患者血清臨床意義：急性肝炎患者血清GPT升高升高 谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)臨床意義：心肌梗死患者血清臨床意義：心肌梗死患者血清GOT升高升高GPT谷氨酸谷氨酸 + 丙酮酸丙酮酸 -酮戊二酸酮戊二酸 + 丙氨酸丙氨酸GOT谷氨酸谷氨酸 + 草酰乙酸草酰乙酸 -酮戊二酸酮戊二酸 +天冬氨酸天冬氨酸重要的轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨基作用轉(zhuǎn)氨基作用谷丙轉(zhuǎn)氨谷丙轉(zhuǎn)氨酶（酶（GPT）谷草轉(zhuǎn)氨酶谷草轉(zhuǎn)氨酶(GOT)a a、轉(zhuǎn)氨酶與轉(zhuǎn)氨酶與L-L-谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)谷氨酸脫氫酶作用相偶聯(lián)b b、轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨基作用與嘌呤核苷酸循環(huán)相偶聯(lián)轉(zhuǎn)氨偶聯(lián)氧化脫氨轉(zhuǎn)氨酶轉(zhuǎn)氨酶L-L-谷氨酸脫

7、氫酶谷氨酸脫氫酶-酮酸酮酸-氨基酸氨基酸-酮戊二酸酮戊二酸L-L-谷氨酸谷氨酸章首節(jié)首 轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)轉(zhuǎn)氨基偶聯(lián)嘌呤核苷酸循環(huán)蘋果酸蘋果酸 腺苷酸腺苷酸代琥珀酸代琥珀酸次黃嘌呤次黃嘌呤 核苷酸核苷酸 (IMP)腺苷酸代琥腺苷酸代琥珀酸合成酶珀酸合成酶-酮戊酮戊 二酸二酸氨氨基基酸酸 谷氨酸谷氨酸-酮酸酮酸 轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨氨酶酶 1草酰乙酸草酰乙酸天冬氨酸天冬氨酸轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)氨氨酶酶 2此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。此種方式主要在肌肉組織進(jìn)行。腺苷酸腺苷酸脫氫酶脫氫酶H2ONH3延胡索酸延胡索酸腺嘌呤腺嘌呤核苷酸核苷酸(AMP)三、氨基酸的脫羧基作用三、氨基酸的脫羧基作用 氨基酸的脫羧反應(yīng)普遍存在于動物

8、、植物氨基酸的脫羧反應(yīng)普遍存在于動物、植物及微生物體內(nèi)，催化氨基酸脫羧反應(yīng)的酶稱為及微生物體內(nèi)，催化氨基酸脫羧反應(yīng)的酶稱為脫羧酶，這類酶有以下特點(diǎn)：脫羧酶，這類酶有以下特點(diǎn)：（3 3） AAAA在脫羧酶作用下生成在脫羧酶作用下生成COCO2 2和相應(yīng)的胺。和相應(yīng)的胺。（1 1）脫羧酶具有高度專一性。）脫羧酶具有高度專一性。（2 2）脫羧酶需磷酸吡哆醛作輔酶（組氨酸脫羧酶除外）。）脫羧酶需磷酸吡哆醛作輔酶（組氨酸脫羧酶除外）。(一一) 氨基酸的脫羧基作用氨基酸的脫羧基作用氨基酸脫羧酶的輔酶是氨基酸脫羧酶的輔酶是磷酸吡哆醛。磷酸吡哆醛。氨基酸脫羧酶一般是具有絕對專一性的酶。氨基酸脫羧酶一般是具有絕

9、對專一性的酶。R CH COOHNH2CO2RCH2NH2氨基酸胺氨基酸脫羧酶 COOHCH2CH2CH2NH21 . 直接脫氨基作用直接脫氨基作用 -氨基丁酸（氨基丁酸（GABA）2.羥化脫羧基作用羥化脫羧基作用多胺多胺是由鳥氨酸和是由鳥氨酸和Met參與生成的。參與生成的。NH2(CH2)3CH NH2COOHNH2(CH2)4NH2CO2SAMCO2NH2(CH2)3NH(CH2)4NH2NH2(CH2)3NH(CH2)4NH(CH2)3NH2腐胺鳥氨酸丙胺轉(zhuǎn)移酶CH3-S-腺苷精胺同前精脒鳥氨酸脫羧酶胺的代謝氨基酸脫羧形成的胺可在胺氧化酶的催化下氨基酸脫羧形成的胺可在胺氧化酶的催化下生成

10、醛。醛在醛脫氫酶的催化下，加水脫氫生成醛。醛在醛脫氫酶的催化下，加水脫氫生成有機(jī)酸。生成有機(jī)酸。R CH2NH2胺R CHO醛胺氧化酶R COOH酸醛氧化酶有機(jī)酸再經(jīng)有機(jī)酸再經(jīng)氧化生成乙酰氧化生成乙酰CoACoA。乙酰。乙酰CoACoA進(jìn)入三羧進(jìn)入三羧酸循環(huán)，最后被氧化成酸循環(huán)，最后被氧化成CO2CO2和和H2OH2O。（二）氨基酸脫羧基的生理意義P288表（胺類的功能）2. 2. 組氨酸的脫羧基生成組胺組氨酸的脫羧基生成組胺1 1、谷氨酸脫羧生成、谷氨酸脫羧生成 - -氨基丁酸（氨基丁酸（GABAGABA）3 3、色氨酸脫羧基生成、色氨酸脫羧基生成5-5-羥色胺（羥色胺（5-HT5-HT）4

11、. 4. 酪氨酸脫羧生成兒茶酚胺酪氨酸脫羧生成兒茶酚胺四、氨基酸分解產(chǎn)物的去向氨基酸氨基酸胺胺CO2脫羧基作用脫羧基作用脫氨基作用脫氨基作用酮酸酮酸NH4 生理活性物質(zhì)生理活性物質(zhì)釋放或重新利用釋放或重新利用尿素和嘧啶等尿素和嘧啶等進(jìn)一步氧化或轉(zhuǎn)進(jìn)一步氧化或轉(zhuǎn)變?yōu)樘?、脂肪變?yōu)樘?、脂?.NH2.NH2 2的去路的去路a. a. 再合成再合成AAAAb. b. 成酰胺成酰胺c. c. 生成氨甲酰磷酸（合成堿基的原料）生成氨甲酰磷酸（合成堿基的原料）d. d. 生成尿素排泄（鳥氨酸（尿素）循環(huán)）生成尿素排泄（鳥氨酸（尿素）循環(huán)）5.合成尿素節(jié)首章首（NH3 ）CO2的代謝 1 1、氨基酸脫羧后形成

12、的、氨基酸脫羧后形成的COCO2 2大部分直接大部分直接排出細(xì)胞外排出細(xì)胞外 2 2、小部分可通過丙酮酸羧化支路被固、小部分可通過丙酮酸羧化支路被固定，生成草酰乙酸或蘋果酸。定，生成草酰乙酸或蘋果酸。 章首節(jié)首（二）（二）a-a-酮酸的代謝酮酸的代謝檸 檬 酸 循 環(huán)草酰乙 酸異檸 檬 酸酮 戊 二酸琥珀 酰輔 酶A延 胡 索酸乙 酰CoA檸 檬 酸丙酮 酸乙 酰乙 酸纈蛋亮氨酸氨酸氨酸精組脯谷谷氨 酰胺氨酸氨酸氨酸氨酸天 冬酰胺天 冬氨酸天 冬苯 丙酪氨酸氨酸氨酸甘丙絲蘇色氨酸氨酸氨酸氨酸氨酸氨酸半胱氨酸異亮氨酸賴亮氨酸氨酸蘇亮苯 丙賴?yán)野彼岚彼岚彼岚彼嵘彼?葡 萄糖CO2CO2CO2氨基

13、酸碳骨架的代謝氨基酸碳骨架的代謝琥珀酰琥珀酰CoA 延胡索酸延胡索酸草酰乙酸草酰乙酸-酮戊二酸酮戊二酸檸檬酸檸檬酸乙酰乙酰CoA丙酮酸丙酮酸PEP磷酸丙糖磷酸丙糖葡萄糖或糖原葡萄糖或糖原糖糖-磷酸甘油磷酸甘油脂肪酸脂肪酸脂肪脂肪甘油三酯甘油三酯乙酰乙酰乙酰乙酰CoA丙氨酸丙氨酸半胱氨酸半胱氨酸絲氨酸絲氨酸蘇氨酸蘇氨酸色氨酸色氨酸異亮氨酸異亮氨酸亮氨酸亮氨酸色氨酸色氨酸天冬氨酸天冬氨酸天冬酰胺天冬酰胺苯丙氨酸苯丙氨酸酪氨酸酪氨酸異亮氨酸異亮氨酸 蛋氨酸蛋氨酸絲氨酸絲氨酸 蘇氨酸蘇氨酸 纈氨酸纈氨酸酮體酮體亮氨酸亮氨酸 賴氨酸賴氨酸酪氨酸酪氨酸 色氨酸色氨酸 苯丙氨酸苯丙氨酸 谷氨酸谷氨酸精氨酸精

14、氨酸 谷氨酰胺谷氨酰胺組氨酸組氨酸 纈氨酸纈氨酸CO2CO2氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系氨基酸、糖及脂肪代謝的聯(lián)系T A C 第三節(jié)第三節(jié) 氮源與氨基酸的生物合成氮源與氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成四、氨的同化四、氨的同化四、氨的同化四、氨的同化四、氨的同化途徑四、氨的同化途徑谷氨酸（一）（一）（二）（二）五、氨基酸的生物合成五、氨基酸的生物合成 除蘇氨酸和賴氨酸外，其它除蘇氨酸和賴氨酸外，其它18種氨基酸均種氨基酸均可用這種方式合成?？捎眠@種方式合成。各種氨基酸的合成參看p294-298 直 接 合 成谷氨酰胺谷氨酰胺H+NADPH谷氨酸谷氨酸NADP+-酮戊二酸酮戊

15、二酸L-谷氨酸谷氨酸NH4NADPH+H+NADP+H2O谷氨酸合成酶谷氨酸脫氫酶第四節(jié) 核酸的分解代謝核核 酸酸 酶酶核酸酶的分類核酸酶的分類：v根據(jù)對底物的根據(jù)對底物的 專一性分為專一性分為v根據(jù)切割位點(diǎn)分為根據(jù)切割位點(diǎn)分為核糖核酸酶核糖核酸酶(RNase(RNase) )脫氧核糖核酸酶脫氧核糖核酸酶(DNase(DNase)非特異性核酸酶非特異性核酸酶（S1S1）核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶核酸外切酶核酸外切酶（水解單鏈（水解單鏈DNA或或RNA）一、核酸外切酶一、核酸外切酶5 p p p pOHB p p p p3 BBBBBBB牛脾磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶（ 5 5 端外切端外切5 5得得3

16、 3）蛇毒磷酸二酯酶蛇毒磷酸二酯酶（ 3 3 端外切端外切3 3得得5 5）非特異性：對非特異性：對RNA DNA都起作用都起作用二、核酸內(nèi)切酶二、核酸內(nèi)切酶5 p p p pOHPyPuPyPy p p pGCAU p p pPuA3 RNaseI3 內(nèi)切內(nèi)切RNaseA5內(nèi)切內(nèi)切RNaseT1枯草桿菌枯草桿菌RNase PuPu ：嘌呤：嘌呤 PyPy：嘧啶：嘧啶 RNaseT2三、限制性核酸內(nèi)切酶三、限制性核酸內(nèi)切酶 限制性核酸內(nèi)切酶：是一類能識別雙鏈限制性核酸內(nèi)切酶：是一類能識別雙鏈DNA分子分子特異性核酸序列的特異性核酸序列的DNA水解酶。它是基因工程中用于水解酶。它是基因工程中用于

17、體外剪切基因片段的重要工具酶。體外剪切基因片段的重要工具酶。第五節(jié) 核苷酸的分解代謝 核苷酸酶核苷酸酶 （磷酸單脂酶）（磷酸單脂酶） 非特異性磷酸單酯酶：能水解磷酸基在戊糖非特異性磷酸單酯酶：能水解磷酸基在戊糖22、33、55的核苷酸。的核苷酸。 特異性磷酸單酯酶：特異性磷酸單酯酶： 只能水解只能水解33核苷酸核苷酸或或55核苷酸（核苷酸（33核苷酸酶、核苷酸酶、55核苷酸酶）核苷酸酶）v核苷水解酶：核苷水解酶：主要存在于植物、微生物中，只主要存在于植物、微生物中，只水解核苷，不可逆。水解核苷，不可逆。 一、核苷的分解一、核苷的分解v 核苷磷酸化酶：核苷磷酸化酶：廣泛存在，反應(yīng)可逆廣泛存在，反

18、應(yīng)可逆。核苷核苷+ +磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶堿基堿基+ +戊糖戊糖-1-1-磷酸磷酸核苷核苷 + + H2O核苷水解酶核苷水解酶堿基堿基 + + 核糖核糖NNNHNNH2次黃嘌呤尿素NH3 + CO2GRNH2（微生物） 黃嘌呤 尿酸（醇式） 二、嘌呤的分解二、嘌呤的分解NNNHNOHNNNHNOHHONNNHNOHHOOHH2N OCNCCNNCHOOHOCNH2CCNH2NNCHOOOH腺嘌呤腺嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤乙醛酸尿素乙醛酸尿素4NH3CO2A脫氨酶G脫氨酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶尿酸氧化酶尿囊素酶尿囊酸酶尿囊素尿囊素尿囊酸尿囊酸尿酸尿酸次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤脲酶嘌呤分解

19、途徑嘌呤分解途徑 不同生物分解嘌呤堿的終產(chǎn)物不同生物分解嘌呤堿的終產(chǎn)物 排排尿酸尿酸動物：靈長類、鳥類、昆蟲、排尿酸爬蟲類動物：靈長類、鳥類、昆蟲、排尿酸爬蟲類 排排尿囊素尿囊素動物：哺乳動物（靈長類除外）、腹足類動物：哺乳動物（靈長類除外）、腹足類 排排尿囊酸尿囊酸動物：硬骨魚類動物：硬骨魚類 排排尿素尿素動物：大多數(shù)魚類、兩棲類動物：大多數(shù)魚類、兩棲類 排排NHNH3 3和和COCO2 2 ：某些低等動物：某些低等動物 植物分解嘌呤的途徑與動物相似，產(chǎn)生各種中間植物分解嘌呤的途徑與動物相似，產(chǎn)生各種中間產(chǎn)物（產(chǎn)物（尿囊素、尿囊酸、尿素、尿囊素、尿囊酸、尿素、NHNH3 3）。 微生物分解嘌

20、呤類物質(zhì)，生成微生物分解嘌呤類物質(zhì)，生成NHNH3 3、COCO2 2及有機(jī)酸及有機(jī)酸（甲酸、乙酸、乳酸甲酸、乙酸、乳酸等）。等）。 痛風(fēng)癥：痛風(fēng)癥：血中尿酸正常值為血中尿酸正常值為2 26mg% 6mg% ，含量超過，含量超過8mg%8mg%時，尿酸鹽結(jié)晶沉積于軟組織、軟骨及關(guān)節(jié)時，尿酸鹽結(jié)晶沉積于軟組織、軟骨及關(guān)節(jié)等處等處, ,而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎臟疾病。而導(dǎo)致關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎臟疾病。原因：原因：先天性代謝疾病，嘌呤合成過量。為原發(fā)性痛風(fēng)先天性代謝疾病，嘌呤合成過量。為原發(fā)性痛風(fēng)腎臟疾病引起的腎功能衰退，尿酸排泄減少。腎臟疾病引起的腎功能衰退，尿酸排泄減少。血液及腫瘤病人體內(nèi)核酸

21、大量分解。血液及腫瘤病人體內(nèi)核酸大量分解。長期大量攝入富含核酸的食物。長期大量攝入富含核酸的食物。嘌呤核苷酸代謝紊亂嘌呤核苷酸代謝紊亂痛風(fēng)癥的治療機(jī)制痛風(fēng)癥的治療機(jī)制NNCNNO OH HNNNCNOH次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤尿酸尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶鳥嘌呤鳥嘌呤腺嘌呤腺嘌呤機(jī)制：機(jī)制：別嘌呤醇別嘌呤醇與與次黃嘌呤結(jié)構(gòu)相似，是黃嘌次黃嘌呤結(jié)構(gòu)相似，是黃嘌呤氧化酶的競爭性抑制劑，其氧化產(chǎn)物別黃嘌呤呤氧化酶的競爭性抑制劑，其氧化產(chǎn)物別黃嘌呤可以牢固地結(jié)合在黃嘌呤氧化酶的活性中心上，可以牢固地結(jié)合在黃嘌呤氧化酶的活性中心上，抑制酶的活性，從而減少尿酸的產(chǎn)生，達(dá)到治療

22、抑制酶的活性，從而減少尿酸的產(chǎn)生，達(dá)到治療痛風(fēng)的目的。二者又叫痛風(fēng)的目的。二者又叫“自殺作用物自殺作用物”。別嘌呤醇別嘌呤醇三三 、嘧啶的分解、嘧啶的分解是一個還原降解過程是一個還原降解過程胞嘧啶胞嘧啶NH3尿嘧啶尿嘧啶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 H H2 2O OCO2 + NH3-丙氨酸丙氨酸胸腺嘧啶胸腺嘧啶- -脲基異丁酸脲基異丁酸-氨基異丁酸氨基異丁酸H H2 2O O丙二酸單酰丙二酸單酰CoA乙酰乙酰CoATCA肝肝尿素尿素甲基丙二酸單酰甲基丙二酸單酰CoA琥珀酰琥珀酰CoATCA糖異生糖異生第六節(jié)第六節(jié) 核苷酸的合成代謝核苷酸的合成代謝核糖、氨基酸、核糖、氨基酸、CO2、NH3核糖核苷酸

23、核糖核苷酸脫氧核苷酸脫氧核苷酸輔酶輔酶RNA核苷核苷堿基堿基脫氧核苷脫氧核苷DNA從頭合成途徑：從頭合成途徑： 用氨基酸、一碳單位、二氧化碳和磷酸核糖等簡單物質(zhì)原料，用氨基酸、一碳單位、二氧化碳和磷酸核糖等簡單物質(zhì)原料，經(jīng)一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤或嘧啶核苷酸的途徑。經(jīng)一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤或嘧啶核苷酸的途徑。補(bǔ)救途徑補(bǔ)救途徑 : :主要以核苷酸降解的中間物為原料。主要以核苷酸降解的中間物為原料。一嘌呤核苷酸的生物合成一嘌呤核苷酸的生物合成 從5-磷酸核糖開始 IMP生成 AMP GMP嘌呤核苷酸從頭合成途經(jīng)嘌呤核苷酸從頭合成途經(jīng) 先合成次黃嘌呤核苷酸先合成次黃嘌呤核苷酸(IMP),IMP(I

24、MP),IMP再轉(zhuǎn)化變成腺嘌呤核苷酸再轉(zhuǎn)化變成腺嘌呤核苷酸(AMP)(AMP)與鳥嘌呤核苷酸與鳥嘌呤核苷酸(GMP)(GMP)。R-5-P（5-5-磷酸核糖）磷酸核糖）ATPAMP磷酸核糖焦磷酸激酶PP-1-R-5-P（磷酸核糖焦磷酸）（磷酸核糖焦磷酸）在谷氨酰胺、甘氨酸、在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下天冬氨酸的逐步參與下IMP AMP GMPH2N-1-R-5 -P（5 5 - -磷酸核糖胺）磷酸核糖胺）谷氨酰胺谷氨酰胺谷氨酸谷氨酸酰胺轉(zhuǎn)移酶 磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶 GAR合成酶合成酶 轉(zhuǎn)甲?；皋D(zhuǎn)甲?；?FGAM合成酶合成酶

25、 AIR合合成成酶酶1.2.IMP的合成要點(diǎn)：的合成要點(diǎn)：1 1、在磷酸核糖分子上、在磷酸核糖分子上逐步合成逐步合成嘌呤環(huán)。嘌呤環(huán)。2 2、PRPPPRPP是重要的中間代謝物，是是重要的中間代謝物，是5-5-磷酸核磷酸核糖的活性供體。它不僅參與兩類核苷酸糖的活性供體。它不僅參與兩類核苷酸的從頭合成，而且還參與補(bǔ)救合成。的從頭合成，而且還參與補(bǔ)救合成。3 3、PRPPPRPP合成酶和酰胺轉(zhuǎn)移酶為合成酶和酰胺轉(zhuǎn)移酶為關(guān)鍵酶關(guān)鍵酶。AMPS合成酶合成酶 IMP脫氫酶脫氫酶AMPS裂解酶裂解酶 GMP合成酶合成酶AMP和和GMP的生成的生成（AMPS）3.AMPADPATPADPATP激酶激酶ADPA

26、TP激酶激酶GMPGDPGTPADPATP激酶激酶ADPATP激酶激酶ATP和和GTP的生成的生成( (二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成嘌呤核苷嘌呤核苷+Pi嘌呤嘌呤+R-1-P核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷酸核苷酸+ADP嘌呤核苷嘌呤核苷+ATP核苷磷酸激酶核苷磷酸激酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶嘌呤嘌呤+PRPP嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸+PPiATP ADPAMP腺苷激酶腺苷激酶腺嘌呤核苷腺嘌呤核苷l補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。補(bǔ)救合成節(jié)省從頭合成時的能量和一些氨基酸的消耗。l體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)

27、行補(bǔ)救合成。因此對于這些組織，補(bǔ)救合成具有重要的意義。如因此對于這些組織，補(bǔ)救合成具有重要的意義。如Lesch-NyhanLesch-Nyhan綜合癥（自毀容貌綜合癥）。綜合癥（自毀容貌綜合癥）。補(bǔ)救合成的生理意義補(bǔ)救合成的生理意義利用體內(nèi)游離的堿基利用體內(nèi)游離的堿基(嘌呤、嘧啶嘌呤、嘧啶)或核苷作原料，或核苷作原料，經(jīng)過簡單反應(yīng)過程，合成核苷酸的途徑。經(jīng)過簡單反應(yīng)過程，合成核苷酸的途徑。嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變AMP GMP 腺苷酸脫氫 鳥苷酸還原酶腺苷酸代琥珀酸 IMP XMP酶嘌呤核苷酸合成的總結(jié)：嘌呤核苷酸合成的總結(jié)：IMPAMPGMPADPGDPATPGTPdADPdGDPdATPdGT

28、P特點(diǎn)嘌呤堿的合成一開始就沿著合成核苷酸的途徑進(jìn)行，即在磷酸核糖分子上逐步合成嘌呤核苷酸，而不是首先單獨(dú)合成嘌呤堿后再與磷酸核糖結(jié)合的。這是嘌呤核苷酸從頭合成的一個重要特點(diǎn)。肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸粘膜和胸腺。嘌呤核苷酸的抗代謝抑制物嘌呤核苷酸的抗代謝抑制物嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等的類似物。它們主要以競基酸或葉酸等的類似物。它們主要以競爭性抑制或爭性抑制或“以假亂真以假亂真”等方式干擾或等方式干擾或阻斷嘌呤核苷酸的合成代謝，從而進(jìn)一阻斷嘌呤核苷酸的合成代謝，從而進(jìn)一步阻止核酸以及蛋白質(zhì)的生物合成。步阻止核酸以及蛋白

29、質(zhì)的生物合成。嘌呤的類似物：嘌呤的類似物：6-6-巰基嘌呤巰基嘌呤(6MP)(6MP)、 6-6-巰基鳥嘌呤、巰基鳥嘌呤、8-8-氮雜鳥嘌呤。氮雜鳥嘌呤。氨基酸類似物：氮雜絲氨酸及氨基酸類似物：氮雜絲氨酸及6-6-重氮重氮-5-5-氧正亮氨酸，結(jié)構(gòu)與谷氨酰胺類似。氧正亮氨酸，結(jié)構(gòu)與谷氨酰胺類似。二、嘧啶核苷酸的合成代謝二、嘧啶核苷酸的合成代謝（一）嘧啶堿的從頭合成途徑（一）嘧啶堿的從頭合成途徑合成過程：首先合成合成過程：首先合成UMPUMP，由，由UTPUTP合成合成CTPCTP， UMPUMP轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)?dUMPdUMP后，再合成后，再合成dTMPdTMP。H NNOOCOOHH NNHO

30、OCOOHH NCNHCHCH2COOCOOHNH2CNHCHCH2COOCOOHHONH2CH2NCHCH2COOCOOHHOOP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H2O二氫乳清酸二氫乳清酸NADNADHH二氫乳清酸二氫乳清酸 脫氫酶脫氫酶乳清酸乳清酸PRPPPPi乳清酸核苷酸乳清酸核苷酸 （OMP） CO2脫羧酶脫羧酶尿嘧啶核苷酸尿嘧啶核苷酸 （UMP） PiR-5-PH NNOOR-5-P 天冬氨酸天冬氨酸轉(zhuǎn)氨甲酰酶轉(zhuǎn)氨甲酰酶二氫乳二氫乳清酸酶清酸酶磷酸核糖磷酸核糖 轉(zhuǎn)移酶轉(zhuǎn)移酶嘧啶核苷酸從頭合成途徑嘧啶核苷酸從頭合成途徑 氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸

31、合成酶I I、IIII的區(qū)別的區(qū)別CPS CPS 分布分布 線粒體（肝臟線粒體（肝臟) ) 胞液胞液( (所有細(xì)胞所有細(xì)胞) ) 氮源氮源 NHNH3 3 GlnGln 別構(gòu)激活劑別構(gòu)激活劑 N-N-乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸 無無 反饋抑制劑反饋抑制劑 無無 UMP(UMP(哺乳類動物哺乳類動物) ) 功能功能 尿素合成尿素合成 嘧啶合成嘧啶合成 嘧啶核苷酸合成特點(diǎn)：嘧啶核苷酸合成特點(diǎn)：先合成先合成嘧啶環(huán)嘧啶環(huán)，再與，再與PRPP連接；連接；先合成先合成UMP，再轉(zhuǎn)變成其他嘧啶核苷酸。，再轉(zhuǎn)變成其他嘧啶核苷酸。真核生物中，合成途徑的前三個酶和后兩個真核生物中，合成途徑的前三個酶和后兩個酶各為一個酶

32、各為一個多功能酶多功能酶，更有利于以均勻的速，更有利于以均勻的速度合成度合成UMP。原核生物各原核生物各酶獨(dú)立存在酶獨(dú)立存在。（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成尿嘧啶尿嘧啶 + + PRPPUMP + + PPi尿嘧啶磷酸尿嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶核糖轉(zhuǎn)移酶尿苷尿苷( (胞苷胞苷)+)+ATP尿苷激酶尿苷激酶嘧啶核苷嘧啶核苷 + Pi核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶UMP(CMP) +ADP嘧啶嘧啶1-1-磷酸核糖磷酸核糖v胞嘧啶不能直接與胞嘧啶不能直接與PRPPPRPP反應(yīng)生成核苷酸反應(yīng)生成核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)從頭合成的調(diào)節(jié)ATP + CO2+ + 谷氨酰胺谷氨酰胺氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷

33、酸UMP氨基甲酸天冬氨酸氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸天冬氨酸嘌呤核苷酸嘌呤核苷酸ATP + 5-ATP + 5-磷酸核糖磷酸核糖嘧啶核苷酸嘧啶核苷酸PRPPPRPPCTP的合成：的合成：在在核苷三磷酸核苷三磷酸水平上進(jìn)行：水平上進(jìn)行：UMPUDPUTPCTPNH3（大腸桿菌）（大腸桿菌）Gln（哺乳動物）（哺乳動物）GluATPCTP合合成成酶酶NNNH2OR5 P P P二磷酸核苷激酶二磷酸核苷激酶尿苷酸激酶尿苷酸激酶ATPATP嘧啶核苷酸的抗代謝物嘧啶類似物：5-氟尿嘧啶氨基酸類似物、葉酸類似物三、脫氧核糖核苷酸的合成三、脫氧核糖核苷酸的合成SHSH硫氧還蛋白硫氧還蛋白硫氧還蛋白硫氧還蛋白SSNAD