核酸與核苷酸代謝

Nucleicacid

&NucleotideMetabolism1上節(jié)課內(nèi)容：α-酮酸的去路：①氨基化生成非必需氨基酸（如丙氨酸、谷氨酸和天冬氨酸由一步轉(zhuǎn)氨反應(yīng)合成，其它的也是通過短的，不太耗能的途徑合成）；②轉(zhuǎn)變成糖和脂肪；③氧化供能

生糖氨基酸生酮氨基酸

一碳單位

概念：甲基、亞甲基（-CH2-）、次甲基（-CH=）、甲?；?、亞胺甲基（-CH=NH）等，稱為一碳單位。一碳單位主要來源于絲氨酸、甘氨酸、組氨酸及色氨酸的代謝。碳單位不能游離存在，必須與載體四氫葉酸（FH4或THFA）結(jié)合轉(zhuǎn)運和參與代謝。

S-腺苷甲硫氨酸（SAM）

甲硫氨酸循環(huán)

主要是作為合成嘌呤和嘧啶核苷酸的原料。是將氨基酸和核苷酸代謝聯(lián)系起來，與細(xì)胞的增殖、生長和機(jī)體發(fā)育過程有密切關(guān)系。

2氨基酸的脫羧作用γ-氨基丁酸（GABA），是一種抑制性神經(jīng)遞質(zhì)組胺可控制血管收縮以及胃分泌胃酸

5-羥色胺（5-HT），也是一種神經(jīng)遞質(zhì)

?；撬?/p>

疾病：苯丙氨酸和酪氨酸是兩種重要的芳香族氨基酸。苯丙氨酸經(jīng)羥化作用生成酪氨酸。后者參與兒茶酚胺、黑色素等代謝。苯酮酸尿癥、白化病等遺傳病與它們代謝異常有關(guān)?；前奉愃幬锏臋C(jī)理包括TMP目錄Section1.

總覽Section2.核酸的消化，吸收及分解Section3.核苷酸的分解核苷酸的分解嘌呤的分解嘧啶的分解Section

4.核苷酸的合成嘧啶合成嘌呤的合成核糖核苷酸及脫氧核糖核苷酸的合成34堿基：嘌呤(Purine)&嘧啶(Pyrimidine)Section1.總覽

5糖：核糖(Ribose)&脫氧核糖(Deoxyribose)6核苷：糖

+堿基腺苷(Adenosine)：核糖+腺嘌呤NamingReview78Section2.

核酸的消化，吸收及分解

食物核蛋白蛋白質(zhì)核酸(RNA及DNA)胃酸核苷酸胰核酸酶核苷磷酸胰、腸核苷酸酶堿基戊糖核苷磷酸化酶Section3.

PurineCatabolism9黃嘌呤

次黃嘌呤

10痛風(fēng)（Gout）：11別嘌呤醇

次黃嘌呤

Section3.

PyrimidineCatabolism121314Section

4.核苷酸的合成分為兩種途徑：?

補救合成途徑（Salvage

Pathway）：嘌呤和活化核糖?

從頭合成途徑（De

Novo

Pathway）：氨基酸，ATP，二氧化碳和活化核糖嘌呤和嘧啶環(huán)上原子的來源：從頭合成途徑所需的底物來源。補救合成途徑不需要對應(yīng)的底物。氨基甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸谷氨酰胺N10-甲?；?四氫葉酸甘氨酸二氧化碳15165-磷酸核糖焦磷酸（PRPP）的合成：?

PRPP的用途：嘧啶，嘌呤核苷的從頭合成；嘧啶，嘌呤核苷的補救合成；組氨酸，色氨酸的合成?

由5-磷酸核糖（R-5-P）和ATP為原料?

PRPPsynthetase被產(chǎn)物AMP，及GMP，IMP等抑制17Section4.1嘧啶的從頭合成：先合成尿嘧啶核苷酸再轉(zhuǎn)化為胞嘧啶核苷酸。分別轉(zhuǎn)化為脫氧胸腺嘧啶核苷酸和脫氧胞嘧啶核苷酸18第一步：合成氨基甲酰磷酸?

總共需要兩分子ATP?

需要氨基甲酰磷酸合成酶（Carbamoyl-PsynthetaseII）1920第二，三，四步：合成乳清酸AsparatetranscarbamoylaseDihydroorotaseDihydroorotasedehydrogenase21第五步：合成乳清酸核苷酸?

PRPP與乳清酸反應(yīng)生成乳清酸核苷酸（OMP）22第六步：乳清酸核苷酸脫羧合成尿嘧啶核苷酸OMP

decarboxylase23CTPsynthetase胞嘧啶核苷酸的合成24Section4.2嘌呤的從頭合成：先合成次黃嘌呤核苷酸（IMP）再轉(zhuǎn)化為腺嘌呤核苷酸（AMP）和鳥嘌呤核苷酸（GMP）。分別轉(zhuǎn)化為脫氧腺嘌呤核苷酸（dATP）和脫氧鳥嘌呤核苷酸（dGTP）次黃嘌呤核苷酸（IMP）252627RegulationPyrimidineSynthesisRegulationPurineSynthesis28Deoxyibonucleotides29RibonucleotideReductaseAtetramer:R12R22orα2β230RibonucleotideReductaseRNRisanα2β2tetramer: anα2dimer,R1(86kD)associatedwitha

β2dimer,R2(43.5kD).A=anactivitysiteoneachα(anon-offswitch)S=aspecificitysiteoneachα(indicates substratestobeusedatC)C=acatalyticsiteateachαβinterface31TheR2subunitEachβsubunitofR2containsandFe+3andTyr122.Radicalformationbyironinitiatesthereaction:Fe+3(inR2)+122Tyr-OH(inR2)–>Fe+2+122Tyr-O?TheradicalthentransferstoCys:122Tyr-O?+439Cys-SH(inR1)–>122Tyr-OH+439Cys-S?

32Step1etransferfromCysonR1toTyronR2:122Tyr-O?+439Cys-SH(inR1)–>122Tyr-OH+439Cys-S?

33Step2H·transferfromC3'intheribosylgrouptothethiolradicalleavesaCradicalat3'34Step3AcarbonylformsatC3',theradicalmovestoC2'andeliminatesOH-whichformswater.225Cys-SH&262Cys-SH(R1)----> 225Cys-S-

262Cys-SH35Step4DisulfideformationmovesH:toC2'andtheradicalgoesbacktoC3'36Step5C3'radicalregainsH·leavingthethiolradical37Step6etransferbackfromTyrinR2andagainofaprotoncompletesthecycle.38DisulfideReductionMechanismRegenerationoftheCysthiolsfromthedisulfideinR1usesthioredoxinandthioredoxinreductase.225Cys-S-S262Cys SHSH S-S ThioredoxinThioredoxinFADH2 NADP+ Reductase

225Cys-SH262Cys-SH S-S SHSH

ThioredoxinThioredoxinFADNADPH Reductase39ThymidylateSynthesisThepathwayfordTMPsynthesis.dUTPaseisveryactiveandconvertsdUTP-->dUMPassoonasitisformedsothatthereisnochanceforittobeincorporatedintoDNA.40ThymidylateSynthase41DihydrofolateReductaseRegenerationofTHF42SerineHydroxymethyl

TransferaseRegenerationofmethylene-THFusebyforthymidylatesynthase.43RegulationofRibonucleotideReductaseArepresentationofthe

α2dimershowingtheactivitysite,thespecificitysiteandthecatalyticsite.44RegulationofRNR

Bound Bound SubstrateatA atS acceptedatCATP(on) ATPordATP CDPorUDPATP(on) dTTP GDPfavored CDP,UDPinhibitedATP(on) dGTP ADPfavored CDP,UDP,GDPinhibited--------------------------------------------------------------------------dATP(off) Any Noreaction4546NucleotideSalvagePathways

補救合成PURINES:

Adenine+PRPP------>AMP+PPi phosphoribosyl transferase

Guanine+PRPP------>GMP+PPi hypoxanthine-guanine phosphoribosyl transferaseHypoxanthine+PRPP------>IMP+PPiUsingPRPP47Lesch-NyhanSyndromeAbsenceofHGPRTaseX-linked(GeneonX)OccursprimarilyinmalesCharacterizedby:IncreaseduricacidSpasticityNeurologicaldefectsAggressivebehaviorSelf-mutilationPYRIMIDINES:Uracil+PRPP------>UMP+PPi phosphoribosyl transferase

Orotate orotateUracil+PRPP------>