核苷酸代謝專業(yè)知識ppt核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第1頁第九章核苷酸代謝第一節(jié)核苷酸代謝概述第二節(jié)嘌呤核苷酸代謝第三節(jié)嘧啶核苷酸代謝核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第2頁第一節(jié)核苷酸代謝概述一、核苷酸生理功效二、核酸消化三、核酸消化產(chǎn)物吸收四、核苷酸代謝概況五、核酸酶對核酸解聚作用核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第3頁一、核苷酸生理功效

作為核酸合成原料體內(nèi)能量利用形式參加代謝和生理調(diào)整組成輔酶活化中間代謝物核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第4頁作為核酸合成原料dATP、dGTP、dCTP、dTTP可作為DNA合成原料；ATP、GTP、CTP、UTP可作為RNA合成原料核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第5頁參加代謝和生理調(diào)整如cAMP是第二信使，也作為效應(yīng)劑參加調(diào)整。AMP、ADP、ATP均可作為效應(yīng)劑。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第6頁組成輔酶腺苷酸可參加組成NAD＋、FAD、輔酶A等核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第7頁活化中間代謝物如UDPG、CDP－膽堿等、SAM、PAPS等核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第8頁二、核酸消化核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第9頁三、核酸消化產(chǎn)物吸收核酸消化產(chǎn)物——核苷酸及核苷都能被吸收進入體內(nèi)。動物體并不一定需要依靠食物供給核苷酸，這是因為體內(nèi)可由其它物質(zhì)合成核苷酸。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第10頁四、核苷酸代謝概況

分解代謝分解代謝主要分為嘌呤核苷酸分解代謝和嘧啶核苷酸代謝

合成代謝核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第11頁

合成代謝從頭合成路徑：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位和CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成核苷酸路徑。這是主要合成路徑。主要在肝臟進行。補救合成路徑：利用游離堿基或核苷，經(jīng)過簡單反應(yīng)過程，合成核苷酸路徑。腦、骨髓等只能進行此路徑。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第12頁五、核酸酶對核酸核酸解聚作用核酸核酸酶DNA酶RNA酶核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第13頁核酸核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第14頁核酸酶核酸酶催化水解連接核苷酸之間磷酸二酯鍵，其最終產(chǎn)物是各種核苷酸1．外切酶能連續(xù)水解多核苷酸鏈末端磷酯鍵，它們是非特異性磷酸二酯酶①蛇毒磷酸二酯酶從DNA或RNA3′-羥基末端開始，逐一地水解下5′-核苷酸②牛脾磷酸二酯酶從DNA或RNA5′-磷酸末端逐一地水解下3′-核苷酸2．內(nèi)切酶能特異地切斷多核苷酸鏈內(nèi)部磷酸二酯鍵，特異性很強。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第15頁核酸酶切割方式蛇毒磷酸二酯酶牛脾磷酸二酯酶

核酸內(nèi)切酶5′-核苷酸3′-核苷酸核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第16頁DNA酶①DNA酶I(牛胰)作用于DNA分子內(nèi)部3′—磷酯鍵，取得平均由四個核苷酸組成以3′-羥核苷酸為3′-末端核苷酸片段及殘留個別②DNA酶II(脾、胸腺、各種細菌)作用于DNA分子內(nèi)部5′-磷酯鍵，產(chǎn)生以5′-羥核苷酸為5′-末端核苷酸片斷及殘留個別。③DNA限制性內(nèi)切酶是在特定核苷酸次序處切開核苷酸之間磷酯鍵，使DNA產(chǎn)生雙鏈裂口。假如這個識別次序中堿基被修飾，限制性內(nèi)切酶就不再作用。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第17頁RNA酶①RNA酶T1(霉菌)作用于RNA分子內(nèi)部5′-磷酯鍵，要求其3′-磷酯鍵與鳥苷酸相連，產(chǎn)物是以G-3′-P為3′-末端核苷酸片段及殘留個別。②RNA酶I(牛胰)作用于RNA分子內(nèi)部5′-磷酯鍵，要求其3′-磷酯鍵與嘧啶核苷酸相連，取得以嘧啶核苷3′-P為3′-末端核苷酸片段及殘留個別。③RNA酶T2作用RNA分子內(nèi)部5′磷酯鍵，產(chǎn)物以腺苷-3′-P為3′-末端核苷酸片段及殘留個別。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第18頁第二節(jié)嘌呤核苷酸代謝一、嘌呤核苷酸合成代謝二、嘌呤核苷酸分解代謝核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第19頁一、嘌呤核苷酸合成（一）從頭合成路徑（二）補救合成路徑（三）從頭合成路徑調(diào)整（四）嘌呤核苷酸相互轉(zhuǎn)換（五）嘌呤核苷酸抗代謝物核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第20頁嘌呤核苷酸從頭合成路徑１．嘌呤堿合成元素起源２．合成部位：在胞液中進行，肝臟是從頭合成主要器官，其次是小腸和胸腺，而腦和骨髓不能合成３．合成過程：（1）IMP合成（2）AMP和GMP合成核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第21頁嘌呤堿合成元素起源

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第22頁IMP合成5-磷酸核糖（PRPP）合成5-磷酸核糖胺合成經(jīng)過９步反應(yīng)合成次黃核苷酸核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第23頁5-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）合成

PRPP是主要中間代謝物，它不但參加嘌呤核苷酸從頭合成，而且參加嘧啶核苷酸從頭合成及兩類核苷酸補救合成，是5-磷酸核糖活性供體。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第24頁5-磷酸核糖胺合成

PRPP合成酶和酰胺轉(zhuǎn)移酶為關(guān)鍵酶，受到各種原因調(diào)整。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第25頁

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第26頁AMP和GMP合成AMP和GMP能夠合成ADP、ATP、GDP、GTP核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第27頁ATP和GTP生成：

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第28頁嘌呤核苷酸補救合成腺苷酸磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（APRT）次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶（HGPRT）該路徑有主要生理意義。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第29頁補救合成生理意義：節(jié)約能量及原料；體內(nèi)一些組織器官（如腦、骨髓等）只能進行補救合成。所以對于這些組織，補救合成含有主要意義。如Lesch-Nyhan綜合征（自毀容貌綜合征）。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第30頁從頭合成調(diào)整反饋調(diào)整，即由產(chǎn)物調(diào)整器前面酶活性調(diào)整意義：①即滿足機體需要，又不至于浪費；②維持ATP與GTP濃度平衡。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第31頁嘌呤核苷酸相互轉(zhuǎn)變

經(jīng)過相互轉(zhuǎn)變，以保持彼此平衡。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第32頁嘌呤核苷酸抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸等類似物。主要以競爭性抑制阻斷嘌呤核苷酸合成代謝，從而深入阻止核酸以及蛋白質(zhì)生物合成。腫瘤細胞核酸及蛋白質(zhì)合成十分旺盛，由此，這些抗代謝物含有抗腫瘤作用。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第33頁

嘌呤類似物主要有6-巰基嘌呤（6－mercapto－purine,6MP）等。6－MP 6－MP核苷酸作用：抑制從頭合成 抑制補救合成(抑制HGPRT)核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第34頁氨基酸類似物主要有氮雜絲氨酸等。化學結(jié)構(gòu)與Gln相同。可干擾Gln在嘌呤核苷酸合成中作用，從而抑制嘌呤核苷酸合成。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第35頁

葉酸類似物主要有氨蝶呤和氨甲蝶呤（MTX）等。能競爭性抑制二氫葉酸還原酶，使葉酸不能還原成FH2和FH4。由此嘌呤合成原料一碳單位得不到供給，從而抑制嘌呤核苷酸合成。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第36頁二、嘌呤核苷酸分解代謝（一）部位：體內(nèi)嘌呤核苷酸分解代謝主要在肝臟、小腸及腎臟中進行（二）不一樣動物嘌呤核苷酸代謝產(chǎn)物不一樣（三）嘌呤核苷酸分解代謝過程核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第37頁不一樣動物嘌呤核苷酸代謝產(chǎn)物不一樣1．尿酸是鳥類、爬行動物和靈長類動物(包含人類)體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物，鳥類、爬行動物氨基酸代謝也能夠生成尿酸。2．尿囊素是大多數(shù)哺乳動物(不包含人及猿)中嘌呤降解主要終產(chǎn)物。3．尿囊酸作為硬骨魚類體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物排泄。4．尿素是多數(shù)魚類、兩棲類動物以及淡水軟體動物體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物5．氨是植物、海洋甲殼類動物和一些海洋無脊椎動物體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第38頁嘌呤核苷酸分解代謝過程AMPGMP黃嘌呤尿囊素尿酸尿囊酸尿素氨①②③④⑤⑥⑦核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第39頁AMP轉(zhuǎn)化為黃嘌呤①AMP形成次黃嘌呤核苷。②次黃嘌呤核苷經(jīng)磷酸解形成次黃嘌呤③

次黃嘌呤深入被氧化成黃嘌呤核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第40頁AMP形成次黃嘌呤核苷AMP經(jīng)5′-核苷酸酶水解除去磷酸形成腺苷，腺苷經(jīng)腺苷脫氨酶催化脫氨形成次黃嘌呤核苷AMP也能夠在AMP脫氨酶作用下脫氨生成IMP，IMP能夠被水解成次黃嘌呤核苷核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第41頁次黃嘌呤核苷形成次黃嘌呤磷酸解反應(yīng)(以及幾個脫氧核苷磷酸解)都是由嘌呤核苷磷酸化酶催化，生成核糖-1-磷酸(或脫氧核糖-1-磷酸)和堿基，這個反應(yīng)是可逆，但腺苷不是哺乳動物嘌呤核苷磷酸化酶底物。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第42頁次黃嘌呤被氧化成黃嘌呤核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第43頁GMP轉(zhuǎn)化為黃嘌呤缺乏鳥嘌呤酶動物排泄鳥嘌呤，比如，豬排泄鳥嘌呤核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第44頁黃嘌呤被氧化成尿酸尿酸是鳥類、爬行動物和靈長類動物(包含人類)體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物，鳥類、爬行動物氨基酸代謝也能夠生成尿酸，尿酸過多會引發(fā)疾病。嘌呤核苷酸代謝中主要酶核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第45頁氧化黃嘌呤兩種酶在黃嘌呤氧化酶催化反應(yīng)中，電子是轉(zhuǎn)移給O2，形成H202；在黃嘌呤脫氫酶催化反應(yīng)中，電子轉(zhuǎn)移給NAD+形成NADH，這兩個酶活性部位含有復(fù)雜電子轉(zhuǎn)移系統(tǒng)，其中包含一個鐵—硫中心、一個鉬蝶呤和FAD。其中，鉬原子經(jīng)過正4價與正6價相互轉(zhuǎn)變而起電子傳遞作用核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第46頁尿酸與痛風病痛風是因為尿酸生成過量（超出8mg%

）或尿酸排泄不充分，造成堆積，它鈉鹽可沉積于關(guān)節(jié)、軟組織、軟骨及腎等處，而造成關(guān)節(jié)炎、尿路結(jié)石及腎疾病，引發(fā)疼痛一個疾病。別嘌呤醇與次黃嘌呤結(jié)構(gòu)非常類似，在細胞內(nèi)別嘌呤醇被轉(zhuǎn)換為別黃嘌呤，別黃嘌呤是黃嘌呤氧化酶一個很強抑制劑，它與正4價鉬牢靠結(jié)合從而妨礙了鉬原子轉(zhuǎn)變?yōu)檎?價，致使酶喪失催化活性。這種經(jīng)酶作用后成為酶滅活劑底物類似物，稱為自殺作用物。所以，臨床上用別嘌呤醇治療通風癥。次黃嘌呤和黃嘌呤溶解度比尿酸鈉和尿酸大得多，假如它們不能經(jīng)過補救路徑被重新利用也可經(jīng)腎臟排泄掉。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第47頁別嘌呤醇

——黃嘌呤氧化酶自殺性底物核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第48頁嘌呤核苷酸抑制血中尿酸含量：正常：2～6mg%；痛風癥：超出8mg%核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第49頁尿酸氧化成尿囊素尿囊素是大多數(shù)哺乳動物(不包含人和猿)中嘌呤降解主要終產(chǎn)物。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第50頁尿囊素生成尿囊酸尿囊酸作為硬骨魚類體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物排泄。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第51頁尿囊酸生成兩分子尿素尿素是多數(shù)魚類、兩棲類動物以及淡水軟體動物體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物。

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第52頁尿素水解生成CO2和NH3氨是植物、海洋甲殼類動物和一些海洋無脊椎動物體內(nèi)嘌呤降解終產(chǎn)物核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第53頁第三節(jié)嘧啶核苷酸代謝一、嘧啶核苷酸合成代謝二、嘧啶核苷酸分解代謝核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第54頁一、嘧啶核苷酸合成（一）從頭合成路徑（二）從頭合成路徑調(diào)整（三）補救合成路徑（四）嘧啶核苷酸合成抗代謝物（五）脫氧核糖核苷酸合成（六）核苷酸合成總結(jié)（七）環(huán)核苷酸代謝核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第55頁（一）嘧啶核苷酸從頭合成路徑１．嘧啶堿合成元素起源２．合成部位：主要在肝細胞胞液中進行３．合成特點（１）先合成嘧啶環(huán)，再與PRPP連接（２）先合成UMP，再轉(zhuǎn)變成其它嘧啶核苷酸４．合成過程： （１）UMP合成 （２）CTP合成核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第56頁嘧啶堿合成元素起源

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第57頁

UMP合成氨甲酰磷酸合成由氨甲酰磷酸經(jīng)五步合成UMP核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第58頁

氨基甲酰磷酸合成酶I、II區(qū)分CPSⅠ

CPSⅡ

分布

線粒體（肝臟)

胞液(全部細胞)氮源

NH3

Gln

別構(gòu)激活劑

N-乙酰谷氨酸

無

反饋抑制劑

無

UMP(哺乳類動物)

功效尿素合成

嘧啶合成

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第59頁

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第60頁CTP合成：CTP合成是在核苷三磷酸水平上進行核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第61頁（二）從頭合成調(diào)整：

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第62頁（三）嘧啶核苷酸補救合成

核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第63頁（四）嘧啶核苷酸抗代謝物是一些嘧啶、氨基酸或核苷、葉酸類似物。對代謝影響及抗腫瘤作用類似于嘌呤核苷酸抗代謝物。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第64頁

嘧啶類似物：主要有5-氟尿嘧啶（5-FU）氨基酸類似物：

氮雜絲氨酸能抑制CTP生成。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第65頁

葉酸類似物： 氨蝶呤、氨甲蝶呤使dUMP不能利用一碳單位甲基化成dTMP。核苷類似物： 阿糖胞苷等抑制CDP還原成dCDP，而影響DNA合成。核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第66頁（五）脫氧核糖核苷酸合成

體內(nèi)脫氧核糖核苷酸（包含嘧啶核苷酸）是由核糖核苷酸還原生成，還原反應(yīng)是在核苷二磷酸（NDP）水平上進行。其反應(yīng)機制比較復(fù)雜。dTMP合成核苷酸代謝專業(yè)知識ppt第67頁

核糖核苷酸還原酶是一個變構(gòu)酶，包含B1、B2兩個亞基。只有B1與B2結(jié)合時才含有活性。在DNA合成旺盛、分裂速度較快細胞中，核糖核苷酸還原酶體系活性較強。核苷酸代謝