浙大生物化學(xué)課件14：核苷酸代謝

1、生 物 化 學(xué)浙江大學(xué)浙江大學(xué) 生命科學(xué)學(xué)院生命科學(xué)學(xué)院江江 輝輝第十四章 核酸的降解和核苷酸代謝第一節(jié)第一節(jié) 核酸的分解代謝核酸的分解代謝第二節(jié)第二節(jié) 嘌呤核苷酸代謝嘌呤核苷酸代謝第三節(jié)第三節(jié) 嘧啶核苷酸代謝嘧啶核苷酸代謝第一節(jié) 核酸的分解代謝一、核酸的解聚作用一、核酸的解聚作用n水解連接核苷酸之間的水解連接核苷酸之間的3,5-磷酸二酯鍵，產(chǎn)生磷酸二酯鍵，產(chǎn)生低級多核苷酸或單核苷酸，即核酸的解聚作用。低級多核苷酸或單核苷酸，即核酸的解聚作用。n作用磷酸二酯鍵的酶稱磷酸二酯酶，而作用核作用磷酸二酯鍵的酶稱磷酸二酯酶，而作用核酸的磷酸二酯酶稱核酸酶。酸的磷酸二酯酶稱核酸酶。1、按作用對象分：、按

2、作用對象分：n核糖核酸酶核糖核酸酶：水解核糖核酸（：水解核糖核酸（RNA）n脫氧核糖核酸酶脫氧核糖核酸酶：水解脫氧核糖核酸（：水解脫氧核糖核酸（DNA）2、按作用部位分：、按作用部位分：n核酸內(nèi)切酶核酸內(nèi)切酶：水解：水解RNA或或DNA核酸分子內(nèi)的核酸分子內(nèi)的磷酸二酯鍵。磷酸二酯鍵。n核酸外切酶核酸外切酶：從核酸鏈的一端逐個切下核苷酸，：從核酸鏈的一端逐個切下核苷酸，分分5端外切酶和端外切酶和3端外切酶。端外切酶。n牛脾磷酸二酯酶為牛脾磷酸二酯酶為5端外切酶，切下端外切酶，切下3-核苷酸；核苷酸；n蛇毒磷酸二酯酶為蛇毒磷酸二酯酶為3端外切酶，切下端外切酶，切下5-核苷酸。核苷酸。二、核苷酸的降

3、解二、核苷酸的降解1、降解為、降解為核苷核苷和和磷酸磷酸 n非特異性核苷酸酶：非特異性核苷酸酶： 可水解下核苷可水解下核苷2，3 或或5 位上的磷酸；位上的磷酸；n特異性核苷酸酶：特異性核苷酸酶： 只能水解只能水解3 或或5 位上的磷酸，分別稱為位上的磷酸，分別稱為3 -核苷酸酶核苷酸酶和和5 -核苷酸酶。核苷酸酶。NNNNOCH2OPOO-OOHXHHHHNH212345678912345核苷酸核苷酸核苷核苷 + 磷酸磷酸磷酸單酯酶磷酸單酯酶（核苷酸酶）（核苷酸酶）2、降解為戊糖和嘌呤或嘧啶、降解為戊糖和嘌呤或嘧啶n廣泛形式：廣泛形式： 為可逆反應(yīng)（為可逆反應(yīng)（逆反應(yīng)用于補(bǔ)救合成逆反應(yīng)用于補(bǔ)

4、救合成）。）。 n植物和微生物內(nèi)形式：植物和微生物內(nèi)形式：為不可逆反應(yīng)。只能對核糖核苷有作用，對脫氧核糖核為不可逆反應(yīng)。只能對核糖核苷有作用，對脫氧核糖核苷無作用。苷無作用。 核苷核苷 + 磷酸磷酸嘌呤堿（嘧啶堿）嘌呤堿（嘧啶堿） + 戊糖戊糖-1-磷酸磷酸核苷磷酸化酶核苷磷酸化酶核苷核苷 + H2O嘌呤堿（嘧啶堿）嘌呤堿（嘧啶堿） + 戊糖戊糖核苷水解酶核苷水解酶第二節(jié)嘌呤核苷酸代謝食物核蛋白食物核蛋白胃酸蛋白質(zhì)核酸（RNA,DNA)核酸（RNA,DNA)胰核酸酶核糖核酸酶脫氧核糖核酸酶（磷酸二酯酶）單核苷酸單核苷酸胰腸核苷酸酶（磷酸單酯酶）磷酸磷酸核苷核苷堿基堿基戊糖戊糖核苷酶氨基酸（磷酸

5、戊糖）nucleic acidnucleic acidnucleotidenucleotidephosphatephosphatebasebasepurinepurinepyrimidinepyrimidinesugarsugarriboseribosedeoxyribosedeoxyribose核苷酸的功用核苷酸的功用n合成核酸的原料合成核酸的原料 n體內(nèi)能量的利用形式：體內(nèi)能量的利用形式：ATP，GTP，CTP，UTPn參與代謝和生理調(diào)節(jié)：參與代謝和生理調(diào)節(jié)：cAMP，cGMPn組成輔酶：組成輔酶：FAD，NAD+，NADP+n活化中間代謝物：活化中間代謝物：nUDPG，CDP-DG，SA

6、M，PAPS一、嘌呤核苷酸的分解代謝一、嘌呤核苷酸的分解代謝NNNNNH2RibPiAMP脫氨酶HNNNNORibPiH2ONH3XMP氧化酶O2 + H2OH2O2HNNHNNORibPiOHNNNNORibPiH2NAMPIMPXMPGMP核苷酸酶H2OPiNNNNNH2Rib核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PNNNHNNH2核苷酸酶H2OPi核苷酸酶H2OPiHNNNNORib腺嘌呤核苷脫氨酶H2ONH3核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNO腺嘌呤脫氨酶H2ONH3腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷次次黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷腺腺嘌嘌呤呤次次黃黃嘌嘌呤呤HNNHNNORibO核苷磷酸化酶Pi核糖-1-P黃黃

7、嘌嘌呤呤核核苷苷HNNHNHNOO黃黃嘌嘌呤呤黃嘌呤氧化酶O2 + H2OH2O2核苷酸酶H2OPiHNNNNORibH2N鳥鳥嘌嘌呤呤核核苷苷鳥鳥嘌嘌呤呤核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNOH2N鳥嘌呤脫氨酶NH4+H2O不同生物分解能力不一樣，最終分解產(chǎn)物也不同不同生物分解能力不一樣，最終分解產(chǎn)物也不同1、脫氨基、脫氨基（動物組織中該酶含量少，而腺嘌呤核苷酸脫氨酶和（動物組織中該酶含量少，而腺嘌呤核苷酸脫氨酶和腺嘌呤核苷脫氨酶活性高，因此是在核苷或核苷酸水腺嘌呤核苷脫氨酶活性高，因此是在核苷或核苷酸水平上進(jìn)行脫氨）平上進(jìn)行脫氨）腺嘌呤腺嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤（脫（脫6位上的位上的NH2

8、）腺嘌呤脫氨酶腺嘌呤脫氨酶鳥嘌呤鳥嘌呤黃嘌呤黃嘌呤（脫（脫2位上的位上的NH2）鳥嘌呤脫氨酶鳥嘌呤脫氨酶2、氧化成尿酸、氧化成尿酸人或排尿動物的最終產(chǎn)物人或排尿動物的最終產(chǎn)物 次黃嘌呤次黃嘌呤 + O2 + H2O黃嘌呤黃嘌呤 + H2O2黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶黃嘌呤黃嘌呤 + O2尿酸尿酸 + H2O2黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶3、氧化成尿囊素、氧化成尿囊素其他哺乳動物的最終產(chǎn)物其他哺乳動物的最終產(chǎn)物尿酸尿酸 + 2 H2O + O2尿囊素尿囊素 + CO2 + H2O2尿酸氧化酶尿酸氧化酶4、水解成尿囊酸、水解成尿囊酸硬骨魚的最終產(chǎn)物硬骨魚的最終產(chǎn)物尿囊素尿囊素 + H2O尿囊酸尿囊酸尿囊

9、素酶尿囊素酶5、水解成尿素和乙醛酸、水解成尿素和乙醛酸尿囊酸尿囊酸 + H2O尿素尿素 + 乙醛酸乙醛酸尿囊酸酶尿囊酸酶多數(shù)魚類及兩棲類的最終產(chǎn)物多數(shù)魚類及兩棲類的最終產(chǎn)物6、進(jìn)一步分解成、進(jìn)一步分解成NH3和和CO2尿素尿素 + H2O4 NH3 + 2 CO2脲酶脲酶鳥鳥嘌嘌呤呤黃黃嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶黃黃嘌嘌呤呤氧氧化化酶酶鳥鳥苷苷尿尿酸酸黃黃嘌嘌呤呤鳥鳥嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸次次黃黃嘌嘌呤呤次次黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷次次黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸腺腺嘌嘌呤呤腺腺苷苷腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷酸酸N NC CC CH HN NC CC CN NH HN NH HC CN NH H2 2N NC CC

10、 CH HN NC CC CN NH HN NH HC CO OH HN NC CC CH HN NC CC CN NH HN NC CO OH HH HO ON NC CC CN NC CC CN NH HN NC CO OH HH HO OO OH HN NC CC CH HN NC CC CN NH HN NC CO OH HH H2 2N NPiPiNH3NH3NH3RibRibPiRibNH3NH3腺嘌呤腺嘌呤次黃嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤黃嘌呤鳥嘌呤鳥嘌呤尿酸尿酸二、嘌呤核苷酸的合成二、嘌呤核苷酸的合成n從頭合成途徑從頭合成途徑：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳：利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及

11、單位及CO2等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)一系列酶促等簡單物質(zhì)為原料，經(jīng)一系列酶促反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。反應(yīng)，合成嘌呤核苷酸的途徑。n補(bǔ)救合成途徑補(bǔ)救合成途徑：利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核：利用體內(nèi)游離的嘌呤或嘌呤核苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程，合成嘌呤核苷酸的苷，經(jīng)過簡單的反應(yīng)過程，合成嘌呤核苷酸的途徑。途徑。1、嘌呤核苷酸從頭合成、嘌呤核苷酸從頭合成n原料原料：磷酸核糖，磷酸核糖，Gly，Gln，Asp，CO2, N5-N10-CH=THF （次甲基四氫葉酸），（次甲基四氫葉酸），N10-CHO-FH4 （甲酰（甲酰四氫葉酸），四氫葉酸），ATPn合成部位合成部位：胞液：胞液n合成過程合成過程：n次黃

12、嘌呤核苷單磷酸（次黃嘌呤核苷單磷酸（IMP）的合成）的合成nAMP GMP的合成的合成nAMP ADP ATPnGMP GDP GTP嘌呤堿合成的元素來源嘌呤堿合成的元素來源天冬氨酸天冬氨酸一碳基團(tuán)一碳基團(tuán)一碳基團(tuán)一碳基團(tuán)谷氨酰胺谷氨酰胺嘌呤核苷酸的合成過程嘌呤核苷酸的合成過程OOHOHCH2OPOH5-磷酸核糖 R-5-POOHOHCH2OPOPP磷酸核糖焦磷酸PRPPGln GluOOHOHCH2OPNH21-氨基-5-磷酸核苷PRAGlyATPOOHOHCH2OPNHCH2CNH2O甘氨酰胺核苷酸GARN5,N10-CH=FH4FH4OOHOHCH2OPNHCH2CNHOCHO甲酰甘氨酰

13、核苷酸GlnGluOOHOHCH2OPNHCH2CNHCHOHN甲酰甘氨咪核苷酸FGASMRH2OOOHOHCH2OPH2NHCHNCCN5-氨基咪唑核苷酸AIRCO2OOHOHCH2OPOCH2NCHNCCNHO氨基-4-羧基咪唑核苷酸CAIRAspOOHOHCH2OPONCH2NCHNCCNHHOOCCH2CCOOHH5-氨基-4-（琥珀酸）氨基甲酰咪唑核苷酸SAICARfumarateOOHOHCH2OPONCH2NCHNCCNHH5-氨基-4-氨基甲酰咪唑核苷酸(AICAR)N5-CHO-FH4OOHOHCH2OPONCCHNCCNHHNHCO5-甲酰氨基-4-氨基甲酰咪唑核苷酸 (F

14、AICAR)H2OOOHOHCH2OPONCCHNCCNHNHC次黃嘌呤核苷酸IMPOOHOHOHCH2OPiATPAMPOOOHOHCH2OPiPPi5-磷酸核糖磷酸核糖5-磷酸核糖焦磷酸磷酸核糖焦磷酸焦磷酸激酶焦磷酸激酶，Mg2+富馬酸（延胡索酸）富馬酸（延胡索酸） AMP和和GMP的生成的生成背景背景嘌呤核苷酸的分解代謝嘌呤核苷酸的分解代謝NNNNNH2RibPiAMP脫氨酶HNNNNORibPiH2ONH3XMP氧化酶O2 + H2OH2O2HNNHNNORibPiOHNNNNORibPiH2NAMPIMPXMPGMP核苷酸酶H2OPiNNNNNH2Rib核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PN

15、NNHNNH2核苷酸酶H2OPi核苷酸酶H2OPiHNNNNORib腺嘌呤核苷脫氨酶H2ONH3核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNO腺嘌呤脫氨酶H2ONH3腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷次次黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷腺腺嘌嘌呤呤次次黃黃嘌嘌呤呤HNNHNNORibO核苷磷酸化酶Pi核糖-1-P黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷HNNHNHNOO黃黃嘌嘌呤呤黃嘌呤氧化酶O2 + H2OH2O2核苷酸酶H2OPiHNNNNORibH2N鳥鳥嘌嘌呤呤核核苷苷鳥鳥嘌嘌呤呤核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNOH2N鳥嘌呤脫氨酶NH4+H2ONNNNNH2RibPiAMP脫氨酶HNNNNORibPiH2ONH3XMP氧化酶

16、O2 + H2OH2O2HNNHNNORibPiOHNNNNORibPiH2NAMPIMPXMPGMP核苷酸酶H2OPiNNNNNH2Rib核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PNNNHNNH2核苷酸酶H2OPi核苷酸酶H2OPiHNNNNORib腺嘌呤核苷脫氨酶H2ONH3核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNO腺嘌呤脫氨酶H2ONH3腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷次次黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷腺腺嘌嘌呤呤次次黃黃嘌嘌呤呤HNNHNNORibO核苷磷酸化酶Pi核糖-1-P黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷HNNHNHNOO黃黃嘌嘌呤呤黃嘌呤氧化酶O2 + H2OH2O2核苷酸酶H2OPiHNNNNORibH2N鳥鳥嘌嘌呤呤核核苷

17、苷鳥鳥嘌嘌呤呤核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNOH2N鳥嘌呤脫氨酶NH4+H2O嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)嘌呤核苷酸從頭合成的調(diào)節(jié)n原則之一：滿足需求，防止供過于求。原則之一：滿足需求，防止供過于求。(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(-)(+)(+)(+)(+)?；D(zhuǎn)移酶酰基轉(zhuǎn)移酶PRPP合成酶PRPP合成酶GTPGTPGMPGMPGDPGDPATPATPADPADPAMPAMPXMPXMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸IMPIMPPARPARPRPPPRPPR-5-PR-5-P氨氨n原則之二：相互調(diào)整，比例平衡原則之二：相互調(diào)整，比例平衡(-)(-)(+

18、)(+)(+)(+)(-)(-)GTPGTPGMPGMPGDPGDPATPATPADPADPAMPAMPXMPXMP腺苷酸代腺苷酸代琥珀酸琥珀酸IMPIMPGTPGTPATPATP2、嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成、嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成n嘌呤與嘌呤與5-磷酸核糖焦磷酸合成嘌呤核苷酸（重要補(bǔ)救途徑）磷酸核糖焦磷酸合成嘌呤核苷酸（重要補(bǔ)救途徑）APRTAPRTAMP+PPiAMP+PPi腺嘌呤+PRPP腺嘌呤+PRPP腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶IMP+PPiIMP+PPi次黃嘌呤+PRPP次黃嘌呤+PRPP次黃嘌呤-鳥嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)

19、次黃嘌呤-鳥嘌呤次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)鳥嘌呤+PRPP鳥嘌呤+PRPPGMP+PPiGMP+PPin預(yù)先合成堿基，然后合成核苷，再合成核苷酸預(yù)先合成堿基，然后合成核苷，再合成核苷酸核苷的合成核苷的合成逆反應(yīng)用于分解代謝逆反應(yīng)用于分解代謝核苷酸的合成核苷酸的合成堿基堿基 + 1-磷酸核糖磷酸核糖核苷核苷 + Pi特異的核苷磷酸化酶特異的核苷磷酸化酶核苷核苷 + ATP核苷酸核苷酸 + ADP核苷核苷磷酸激酶磷酸激酶嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義n節(jié)約能量和一些氨基酸的消耗。節(jié)約能量和一些氨基酸的消耗。n有些組織（如腦、骨

20、髓）不能從頭合成嘌呤核有些組織（如腦、骨髓）不能從頭合成嘌呤核苷酸，只能進(jìn)行嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成。苷酸，只能進(jìn)行嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成。nHGPRT完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌征完全缺失的患兒，表現(xiàn)為自毀容貌征nHGPRT缺失導(dǎo)致次黃嘌呤累積，轉(zhuǎn)而過量產(chǎn)生尿缺失導(dǎo)致次黃嘌呤累積，轉(zhuǎn)而過量產(chǎn)生尿酸，同時補(bǔ)救途徑不通會引起嘌呤核苷酸合成速度酸，同時補(bǔ)救途徑不通會引起嘌呤核苷酸合成速度增加，更加大量累積尿酸，從而導(dǎo)致腎結(jié)石和痛風(fēng)增加，更加大量累積尿酸，從而導(dǎo)致腎結(jié)石和痛風(fēng)三、脫氧核苷酸的生成三、脫氧核苷酸的生成n核糖核苷酸通常是在核苷二磷酸水平上被還原，由核核糖核苷酸通常是在核苷二磷酸水平上被還原，

21、由核糖第二位碳原子上的氧脫去形成。糖第二位碳原子上的氧脫去形成。ONCH2OOHOHONCH2OOHHSHSH硫氧化還原蛋白硫氧化還原蛋白SSNADPHNADP核糖核苷酸還原酶硫氧化還原蛋白還原酶P-PP-PNDPdNDP嘌呤核苷酸合成總結(jié)嘌呤核苷酸合成總結(jié)IMPAMPGMPADPGDPATPGTPdADPdATPdGDPdGTP嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物6MP6MP6-巰基嘌呤6-巰基嘌呤N NC CC CH HN NC CC CN NH HN NH HC CS SH H(6-mercaptopurine)(6-mercaptopurine)次黃嘌呤次黃嘌呤N NC CC CH

22、 HN NC CC CN NH HN NH HC CO OH H6-巰基嘌呤核苷酸6-巰基嘌呤核苷酸O OO OH HO OH HC CH H2 2O OP PN NC CC CH HN NC CC CN NH HN NH HC CS SH HIMPIMP次黃嘌呤核苷酸次黃嘌呤核苷酸O OO OH HO OH HC CH H2 2O OP PN NC CC CH HN NC CC CN NH HN NH HC CO OH H( () )嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物OH2NH2CCH2CHCOOHNH2OH2COCH2CHCOOHNH2N+NOH2CH2CCH2CHCOOHNH2N+

23、N谷氨酰胺谷氨酰胺重氮絲氨酸重氮絲氨酸6-重氮重氮-5-氧氧-正亮氨酸正亮氨酸嘌呤核苷酸的抗代謝物嘌呤核苷酸的抗代謝物NNNHCHCH2HNNHHNH2NOHOCOOHCOOHNNNHCHCH2HNNHHNH2NNH2OCOOHCOOHNNNHCHCH2HNNHNH2NNH2OCOOHCOOHCH3四氫葉酸四氫葉酸氨蝶呤氨蝶呤氨甲蝶呤（氨甲蝶呤（MTX）嘌呤核苷酸的抗代謝物的作用嘌呤核苷酸的抗代謝物的作用PRPPPARIMPAMPGMPguanineinosineadenine甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨酰胺核苷酸甲酰甘氨脒核苷酸5-氨基異咪唑-4-氨甲酰核苷酸5-甲酰胺異咪唑-4-氨甲酰核苷酸GA

24、RFGARAICARFAICARFGAM6-MP6-MP6-MP6-MP6-MPMTXMTX氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸6-MP嘌呤核苷酸的抑制嘌呤核苷酸的抑制n血中尿酸含量：正常：血中尿酸含量：正常：26 mg/dl；痛風(fēng)癥：超過；痛風(fēng)癥：超過8 mg/dl別嘌呤醇別嘌呤醇N NN NC CN NN NO OH HN NN NN NC CN NO OH H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(-)(-)(-)(-)本小節(jié)要求本小節(jié)要求n了解嘌呤核苷酸從頭合成途徑和補(bǔ)救合成途徑；了解嘌呤核苷酸從頭合成途徑和補(bǔ)救合成途徑；掌握掌握嘌呤

25、合成時的元素來源、特點(diǎn)和補(bǔ)救合成嘌呤合成時的元素來源、特點(diǎn)和補(bǔ)救合成途徑的生理意義；途徑的生理意義；熟悉熟悉IMP轉(zhuǎn)變?yōu)檗D(zhuǎn)變?yōu)锳MP及及GMP的過程。的過程。n了解脫氧核苷酸生成和嘌呤核苷酸合成的抗代了解脫氧核苷酸生成和嘌呤核苷酸合成的抗代謝物的作用環(huán)節(jié)；謝物的作用環(huán)節(jié)；熟悉熟悉嘌呤核苷酸分解代謝的嘌呤核苷酸分解代謝的終產(chǎn)物。終產(chǎn)物。第三節(jié) 嘧啶核苷酸代謝一、嘧啶堿的分解一、嘧啶堿的分解 NNHCHCHNH2OH2ONH3HNNHCHCHOONADPH+ H+NADP+HNNHCH2CH2OOH2NNHCH2CH2HOOCOH2OH2ONH3 + CO2H2NCH2CH2HOOC胞嘧啶尿嘧啶脫

26、氫酶二氫尿嘧啶beta-脲基丙酸beta-丙氨酸HNNHCHCOONADPH+ H+NADP+HNNHCH2CHOOH2NNHCH2CHHOOCOH2OH2ONH3 + CO2H2NCH2CHHOOC胸腺嘧啶脫氫酶二氫胸腺嘧啶beta-脲基異丁酸beta-氨基異丁酸CH3CH3CH3CH3嘧啶堿的分解過程嘧啶堿的分解過程1、脫氨、脫氨 也可在核苷或核苷酸水平上脫氨（人或某些動物）也可在核苷或核苷酸水平上脫氨（人或某些動物） 胞嘧啶胞嘧啶 + H2O 尿嘧啶尿嘧啶 + NH3（脫（脫4位上的位上的NH2）胞嘧啶脫氨酶胞嘧啶脫氨酶2、還原成二氫尿嘧啶、還原成二氫尿嘧啶3、水解、水解胸腺嘧啶的分解相

27、似，最后產(chǎn)生胸腺嘧啶的分解相似，最后產(chǎn)生-氨基異丁酸。氨基異丁酸。尿嘧啶尿嘧啶 + NAD(P)H + H+二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶 + NAD(P)+ 二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶脫氫酶二氫尿嘧啶二氫尿嘧啶-脲基丙酸脲基丙酸二氫尿嘧啶酶二氫尿嘧啶酶-丙氨酸丙氨酸 + CO2 + NH3脲基丙酸酶脲基丙酸酶-脲基丙酸脲基丙酸NNNNNH2RibPiAMP脫氨酶HNNNNORibPiH2ONH3XMP氧化酶O2 + H2OH2O2HNNHNNORibPiOHNNNNORibPiH2NAMPIMPXMPGMP核苷酸酶H2OPiNNNNNH2Rib核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PNNNHNNH2核苷酸酶H2O

28、Pi核苷酸酶H2OPiHNNNNORib腺嘌呤核苷脫氨酶H2ONH3核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNO腺嘌呤脫氨酶H2ONH3腺腺嘌嘌呤呤核核苷苷次次黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷腺腺嘌嘌呤呤次次黃黃嘌嘌呤呤HNNHNNORibO核苷磷酸化酶Pi核糖-1-P黃黃嘌嘌呤呤核核苷苷HNNHNHNOO黃黃嘌嘌呤呤黃嘌呤氧化酶O2 + H2OH2O2核苷酸酶H2OPiHNNNNORibH2N鳥鳥嘌嘌呤呤核核苷苷鳥鳥嘌嘌呤呤核苷磷酸化酶Pi核糖-1-PHNNNHNOH2N鳥嘌呤脫氨酶NH4+H2O背景：嘌呤核苷酸的分解代謝二、嘧啶核苷酸的合成代謝二、嘧啶核苷酸的合成代謝n嘧啶核苷酸的從頭合成嘧啶核苷酸的從

29、頭合成n嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成1、嘧啶核苷酸的從頭合成、嘧啶核苷酸的從頭合成氨基甲酰磷酸氨基甲酰磷酸天冬氨酸天冬氨酸NCNCCC嘧啶環(huán)的元素來源嘧啶環(huán)的元素來源第一步：第一步：氨甲酰磷酸氨甲酰磷酸的合成的合成H H2 2N NC CO OP PO OH HO O- -O OO O- -+ +2ATP 2ADP2ATP 2ADP+Pi+Pi谷氨酸谷氨酸氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶谷氨酰胺谷氨酰胺+ +H HC CO O3 3- -背景背景與尿素合成第一步比較與尿素合成第一步比較氨甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸的合成：氨甲酰磷酸合成酶氨甲酰磷酸合成酶-I氨基甲酰磷酸合成酶（關(guān)

30、鍵酶）的比較氨基甲酰磷酸合成酶（關(guān)鍵酶）的比較氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶-I 氨基甲酰磷酸合成酶氨基甲酰磷酸合成酶-II分分 布布線粒體（肝）線粒體（肝）胞液（所有細(xì)胞）胞液（所有細(xì)胞）氮氮 源源氨氨谷氨酰胺谷氨酰胺變構(gòu)激活劑變構(gòu)激活劑 N- 乙酰谷氨酸乙酰谷氨酸無無功功 能能尿素合成尿素合成嘧啶的合成嘧啶的合成第二步：第二步：轉(zhuǎn)氨甲酰反應(yīng)轉(zhuǎn)氨甲酰反應(yīng)第三步：第三步：環(huán)化脫水反應(yīng)環(huán)化脫水反應(yīng)第四步：第四步：氧化反應(yīng)氧化反應(yīng)第五步：第五步：與與5-磷酸核糖相連接磷酸核糖相連接第六步：第六步：脫羧反應(yīng)脫羧反應(yīng)UTP和和CTP的合成的合成UTP/CTP/dTTP的合成的合成CNCHCHCO

31、ORNH5PCNCHCHCORNH5PNH2PPCNCHCHCOOdRNH5PCH3UMPCTPdTMPUDPUTPCTPGlnGludUDPdUTPdUMPUMPdCTPATPADP+PidTMPdTDPdTTPONCH2OOHOHONCH2OOHHSHSH硫氧化還原蛋白硫氧化還原蛋白SSNADPHNADP核糖核苷酸還原酶硫氧化還原蛋白還原酶P-PP-PNDPdNDP脫氧核苷酸的生成脫氧核苷酸的生成n核糖核苷酸通常是在核苷二磷酸水平上被還原，由核糖第核糖核苷酸通常是在核苷二磷酸水平上被還原，由核糖第二位碳原子上的氧脫去形成。二位碳原子上的氧脫去形成。dTMP的合成的合成dUMP + N5,N10-亞甲基四氫葉酸亞甲基四氫葉酸dTMP + 二氫葉酸二氫葉酸dTMP合成酶合成酶d