1、第 十 章,核 苷 酸 代 謝,Metabolism of Nucleotides,主要內(nèi)容一、核酸的消化和吸收二、嘌呤核苷酸代謝 1. 合成代謝：原料、部位、途徑、特點及調(diào)節(jié) 2. 分解代謝：尿酸的生成三、嘧啶核苷酸代謝 1. 合成代謝：原料、部位、途徑、特點及調(diào)節(jié) 2. 分解代謝：終產(chǎn)物,核苷酸是核酸的基本結(jié)構(gòu)單位。 人體內(nèi)的核苷酸主要由機(jī)體細(xì)胞自身合成。因此，與氨基酸不同，核苷酸不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)。,概述,核酸的消化與吸收,概 述,核苷酸的生物功能,作為核酸合成的原料 體內(nèi)能量的利用形式(ATP、GTP) 參與代謝和生理調(diào)節(jié)（cAMP、cGMP ） 組成輔酶（NAD+、FAD） 活化中間

2、代謝物（UDPG、CDP-乙醇胺）,第一節(jié) 嘌呤核苷酸代謝,Metabolism of Purine Nucleotides,嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu),6,9,C-1,C-1,一、嘌呤核苷酸的合成代謝,從頭合成途徑 (de novo synthesis pathway) 補(bǔ)救合成途徑 (salvage synthesis pathway),是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。,肝是主要器官，其次是小腸和胸腺 （胞漿內(nèi)） 腦、骨髓則無法進(jìn)行此合成途徑,（一）嘌呤核苷酸的從頭合成,定義,合成部位,嘌呤堿合成的元素來源,合成過程,次黃嘌呤核

3、苷酸的合成 （inosine monophosphate, IMP ）,2. AMP和GMP的生成 （adnosine monophosphate, AMP ） （guanosine monophosphate, GMP ）,1. IMP的合成過程, 磷酸核糖酰胺轉(zhuǎn)移酶 GAR合成酶 轉(zhuǎn)甲酰基酶 FGAM合成酶 AIR合成酶,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,2、AMP和GMP的生成,目 錄, 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個ATP，6個高能磷酸鍵。 AMP或GMP的合成各需1個ATP。,嘌呤核苷酸從頭合成特點,從頭合成的調(diào)節(jié),

4、PRPP,PRA,_,_,_,_,_,IMP,腺苷酸代 琥珀酸,XMP,AMP,ADP,ATP,GMP,GDP,GTP,ATP,GTP,調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié),目 錄,利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補(bǔ)救合成（或重新利用）途徑。,（二）嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成途徑,定義,次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 (hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT),合成過程,腺苷激酶(adenosine kinase),腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶 (adenine phosphoribosyl transf

5、erase, APRT),補(bǔ)救合成的生理意義,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。 體內(nèi)某些組織器官，如腦、骨髓等只能進(jìn)行補(bǔ)救合成。,（三）嘌呤核苷酸的相互轉(zhuǎn)變,IMP,AMP,腺苷酸代 琥珀酸,XMP,GMP,NH3,腺苷酸脫氨酶,鳥苷酸還原酶,NADPH+H+,NADP+,NH3,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脫氫酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,（四） 脫氧核糖核苷酸的生成,二磷酸脫氧核苷,NDP,dNDP,二磷酸核糖核苷,NADP+,NADPH + H+,核糖核苷酸還原酶，Mg2+,還原型硫氧化還原蛋白-(SH)2,氧化型硫氧化還原蛋白,硫氧化還原蛋白還原酶 （FAD）

6、,脫氧核苷酸的生成,（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物,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。,次黃嘌呤 (H:hypoxanthine ),6-巰基嘌呤 (6-MP),6-巰基嘌呤的結(jié)構(gòu),磺胺藥：對抗對氨基苯甲酸、抑制細(xì)菌葉酸的合成。 氨喋呤或氨甲喋呤：和喋呤結(jié)構(gòu)相似，抑制葉酸和四氫葉酸的合成，而抗腫瘤。,二、嘌呤核苷酸的分解代謝 (肝、腎、小腸）,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,堿基,1-磷酸核糖,嘌呤堿的最終 代謝產(chǎn)物,AMP,GMP,H （次黃嘌呤）,G,X （黃嘌呤:xanthine ）,黃嘌呤氧化酶,黃嘌呤氧化酶,痛風(fēng)癥的治療機(jī)制(470mmol/L),第二節(jié)

7、嘧啶核苷酸的代謝,Metabolism of Pyrimidine Nucleotides,嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu),1,2,4,5,從頭合成途徑 補(bǔ)救合成途徑,一、嘧啶核苷酸的合成代謝,（一）嘧啶核苷酸的從頭合成,主要是肝細(xì)胞, 胞液,嘧啶核苷酸的從頭合成是指利用磷酸核糖、氨基酸及二氧化碳等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)過一系列酶促反應(yīng)，合成嘧啶核苷酸的途徑。,定義,合成部位,嘧啶合成的元素來源,2,3來源于氨基甲酰磷酸 1,4,5,6來源于天冬氨酸,合成過程,1. 尿嘧啶核苷酸的合成,谷氨酰胺 + HCO3-,氨基甲酰磷酸合成酶II,2ATP,2ADP+Pi,谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸,2.胞嘧啶核苷酸的合成,

8、UDP,UTP,3. dTMP或TMP的生成,dUMP,脫氧胸苷一磷酸 dTMP,從頭合成的調(diào)節(jié),-,-,ATP + CO2+ 谷氨酰胺,氨基甲酰磷酸,UMP,氨基甲酸天冬氨酸,UTP,CTP,天冬氨酸氨基甲酰轉(zhuǎn)移酶,嘌呤核苷酸,ATP + 5-磷酸核糖,嘧啶核苷酸,PRPP,氨基甲酰磷酸合成酶II,PRPP合成酶,（二） 嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成,嘧啶 + PRPP,嘧啶核苷酸 + PPi,嘧啶磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶,尿嘧啶核苷 + ATP,尿苷激酶,UMP +ADP,脫氧胸腺嘧啶核苷 + ATP,胸苷激酶,dTMP +ADP,對尿嘧啶、胸腺嘧啶、乳清酸作為底物，對胞嘧啶不起作用,正常肝中活性很低，再生肝中及惡性腫瘤中活性明顯升高，并與惡性程度有關(guān)。,二、嘧啶核苷酸的分解代謝,胞嘧啶,NH3,尿嘧啶,二氫尿嘧啶,H2O,CO2 + NH3,-丙氨酸,胸腺嘧啶,-脲基異丁酸,-氨基異丁酸,H2O