生化核苷酸代謝

第十章核苷酸代謝MetabolismofNucleotides14三月20231當(dāng)前1頁，總共70頁。

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。核苷酸不屬于營養(yǎng)必需物質(zhì)。概述14三月20232當(dāng)前2頁，總共70頁。

食物中的核酸多數(shù)與蛋白質(zhì)組成核蛋白。核蛋白在胃酸的作用下，被分開為核酸和蛋白質(zhì)兩部分，各自進(jìn)行自己的代謝。核酸在各種核酸酶的作用下被逐步分解，糖和磷酸可被利用。而堿基在腸粘膜細(xì)胞內(nèi)分解后直接排出體外。因此，核酸不是人體的必需營養(yǎng)物。14三月20233當(dāng)前3頁，總共70頁。

核酸的消化與吸收食物核蛋白蛋白質(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酶14三月20234當(dāng)前4頁，總共70頁。

核苷酸的生物學(xué)功用：作為核酸合成的原料體內(nèi)能量的利用形式參與代謝和生理調(diào)節(jié)組成輔酶活化中間代謝物14三月20235當(dāng)前5頁，總共70頁。第一節(jié)

嘌呤核苷酸的合成與分解代謝

MetabolismofPurineNucleotides

14三月20236當(dāng)前6頁，總共70頁。

嘌呤核苷酸的結(jié)構(gòu)：GMPAMP14三月20237當(dāng)前7頁，總共70頁。一、嘌呤核苷酸的合成存在從頭合成和補(bǔ)救合成兩種途徑

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。

從頭合成途徑(denovosynthesis)

補(bǔ)救合成途徑(salvagepathway)利用磷酸核糖、氨基酸、一碳單位及CO2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。14三月20238當(dāng)前8頁，總共70頁。嘌呤堿合成的元素來源CO2天冬氨酸甲酰基（一碳單位）甘氨酸甲?；ㄒ惶紗挝唬┕劝滨０罚０坊ㄒ唬┼堰屎塑账岬膹念^合成1.從頭合成途徑14三月20239當(dāng)前9頁，總共70頁。

合成過程（1）IMP的合成（2）AMP和GMP的生成14三月202310當(dāng)前10頁，總共70頁。（1）IMP的合成在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳單位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步參與下14三月202311當(dāng)前11頁，總共70頁。R-5-P+ATPPRPP+AMP

PRPP合成酶PRPP的分子結(jié)構(gòu)14三月202312當(dāng)前12頁，總共70頁。14三月202313酰胺轉(zhuǎn)移酶當(dāng)前13頁，總共70頁。14三月202314甘氨酰胺核苷酸合成酶當(dāng)前14頁，總共70頁。14三月202315轉(zhuǎn)甲?；府?dāng)前15頁，總共70頁。14三月202316酰胺轉(zhuǎn)移酶甲酰甘氨咪核苷酸當(dāng)前16頁，總共70頁。14三月2023175－氨基咪唑核苷酸合成酶當(dāng)前17頁，總共70頁。14三月202318羧化酶當(dāng)前18頁，總共70頁。14三月202319當(dāng)前19頁，總共70頁。14三月202320當(dāng)前20頁，總共70頁。14三月202321當(dāng)前21頁，總共70頁。14三月202322當(dāng)前22頁，總共70頁。14三月202323當(dāng)前23頁，總共70頁。14三月202324當(dāng)前24頁，總共70頁。IMP生成總反應(yīng)過程脒14三月202325當(dāng)前25頁，總共70頁。①腺苷酸代琥珀酸合成酶③IMP脫氫酶②腺苷酸代琥珀酸裂解酶④GMP合成酶（2）AMP和GMP的生成14三月202326當(dāng)前26頁，總共70頁。AMPADPATPADPATP激酶ADPATP激酶GMPGDPGTPADPATP激酶ADPATP激酶14三月202327當(dāng)前27頁，總共70頁。

嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上逐步合成的。肝是體內(nèi)從頭合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小腸黏膜和胸腺。

IMP的合成需5個(gè)ATP，6個(gè)高能磷酸鍵。AMP或GMP的合成又需1個(gè)ATP。嘌呤核苷酸從頭合成特點(diǎn)：14三月202328當(dāng)前28頁，總共70頁。2.從頭合成的調(diào)節(jié)PRPP合成酶PRPP酰胺轉(zhuǎn)移酶PRAIMP腺苷酸代琥珀酸AMPADPATPXMPGMPGDPGTPIMP腺苷酸代琥珀酸XMPAMPADPATPGMPGDPGTPATPGTP調(diào)節(jié)方式：反饋調(diào)節(jié)和交叉調(diào)節(jié)R-5-PATP14三月202329當(dāng)前29頁，總共70頁。14三月202330(二)嘌呤核苷酸的補(bǔ)救合成有兩種方式

腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)

次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)

腺苷激酶(adenosinekinase)參與補(bǔ)救合成的酶當(dāng)前30頁，總共70頁。14三月2023311.利用嘌呤堿基合成嘌呤核苷酸，參與的酶主要有兩種補(bǔ)救合成：細(xì)胞利用現(xiàn)成嘌呤堿或嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸的過程，稱為補(bǔ)救合成途徑。

腺嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(adeninephosphoribosyltransferase,APRT)

次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(hypoxanthine-guaninephosphoribosyltransferase,HGPRT)當(dāng)前31頁，總共70頁。14三月202332腺嘌呤+

PRPPAMP+PPiAPRT次黃嘌呤+PRPPIMP+PPiHGPRT鳥嘌呤+

PRPPHGPRTGMP+PPi當(dāng)前32頁，總共70頁。14三月2023332.利用嘌呤核苷合成嘌呤核苷酸，參與的酶主要有腺嘌呤核苷腺苷激酶ATPADPAMP腺苷激酶當(dāng)前33頁，總共70頁。14三月202334嘌呤核苷酸補(bǔ)救合成的生理意義節(jié)約從頭合成時(shí)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。自毀容貌癥（Lesch-Nyhan綜合征）：次黃嘌呤-鳥嘌呤磷酸核糖轉(zhuǎn)移酶(HGPRT)缺失當(dāng)前34頁，總共70頁。14三月202335（三）體內(nèi)嘌呤核苷酸可以相互轉(zhuǎn)變IMPAMP腺苷酸代琥珀酸XMPGMPNH3腺苷酸脫氨酶鳥苷酸還原酶NADPH+H+NADP+NH3當(dāng)前35頁，總共70頁。14三月202336（四）脫氧核糖核苷酸的生成在二核苷酸水平進(jìn)行在核苷二磷酸水平上進(jìn)行（N代表A、G、C、U）NDP（核苷二磷酸還原酶）當(dāng)前36頁，總共70頁。14三月202337dNDP

+

ATP

激酶dNTP+ADP二磷酸脫氧核苷NDPdNDP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SS硫氧化還原蛋白還原酶(FAD)脫氧核苷酸的生成當(dāng)前37頁，總共70頁。14三月202338細(xì)胞可通過控制核苷酸還原酶的活性調(diào)節(jié)脫氧核苷酸的濃度外。還可以通過各種三磷酸核苷對(duì)還原酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)作用調(diào)節(jié)不同脫氧核苷酸生成。NDPdNDP

特定NTP其他NTP+核苷酸還原酶核苷酸還原酶的別構(gòu)調(diào)節(jié)作用物主要促進(jìn)劑主要抑制劑CDPATPdATP、dGTP、dTTPADPdGTPdATP、ATPUDPATPdATP、dGTPGDPdTTPdATP當(dāng)前38頁，總共70頁。14三月202339（五）嘌呤核苷酸的抗代謝物是一些嘌呤、氨基酸或葉酸類似物嘌呤類似物氨基酸類似物葉酸類似物6-巰基嘌呤6-巰基鳥嘌呤8-氮雜鳥嘌呤等氮雜絲氨酸等氨蝶呤甲氨蝶呤等當(dāng)前39頁，總共70頁。14三月202340

6-巰基嘌呤(6-Mercaptopurine,6-MP)次黃嘌呤(H)6-巰基嘌呤(6-MP)當(dāng)前40頁，總共70頁。14三月2023416-MP核苷酸是IMP的類似物。6-MP6-MP核苷酸補(bǔ)救合成途徑HGPRTIMPAMP和GMP當(dāng)前41頁，總共70頁。14三月202342

氮雜絲氨酸(AS)是Gln的類似物。當(dāng)前42頁，總共70頁。14三月202343MTX

氨蝶呤(AP)和甲氨蝶呤(MTX)當(dāng)前43頁，總共70頁。14三月202344當(dāng)前44頁，總共70頁。14三月202345甲酰甘氨酰胺核苷酸(FGAR)PRPP谷氨酰胺(Gln)=PRA甘氨酰胺核苷酸(GAR)甲酰甘氨脒核苷酸(FGAM)5-氨基異咪唑-4-甲酰胺核苷酸(AICAR)5-甲酰胺基咪唑-4-甲酰胺核苷酸(FAICAR)IMP次黃嘌呤(H)PRPPPPi=AMP=PRPPPPi腺嘌呤(A)GMP==PRPPPPi

鳥嘌呤(G)6-MP6-MP6-MP6-MP6-MP氮雜絲氨酸=氮雜絲氨酸氮雜絲氨酸=MTX=6-MP=MTX當(dāng)前45頁，總共70頁。14三月202346二、嘌呤核苷酸的分解代謝終產(chǎn)物是尿酸補(bǔ)救合成途徑當(dāng)前46頁，總共70頁。14三月202347AMPIMPGMP腺苷次黃苷鳥苷H2ONH3H2OPiH2ONH31-磷酸核糖NH3NADP+NADPH+H+PiH2OH2OPiH2O+O2H2O2NH3H2O黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶次黃嘌呤黃嘌呤鳥嘌呤尿酸Pi1-磷酸核糖PiH2O+O2

H2O2當(dāng)前47頁，總共70頁。14三月202348嘌呤堿的最終代謝產(chǎn)物AMPGMPH（次黃嘌呤）GX（黃嘌呤）黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶

主要部位：肝、腎、小腸當(dāng)前48頁，總共70頁。14三月202349

痛風(fēng)癥正常人血尿酸0.12~0.36mmol/L男性平均0.27mmol/L女性平均0.21mmol/L血尿酸>0.48mmol/L

結(jié)晶組織沉積痛風(fēng)(gout)當(dāng)前49頁，總共70頁。14三月202350當(dāng)前50頁，總共70頁。14三月202351

痛風(fēng)癥的治療機(jī)制別嘌呤醇次黃嘌呤當(dāng)前51頁，總共70頁。14三月202352鳥嘌呤次黃嘌呤黃嘌呤尿酸黃嘌呤氧化酶黃嘌呤氧化酶別嘌呤醇當(dāng)前52頁，總共70頁。14三月202353第二節(jié)

嘧啶核苷酸的合成與分解代謝

MetabolismofPyrimidineNucleotides當(dāng)前53頁，總共70頁。14三月202354

嘧啶核苷酸的結(jié)構(gòu)當(dāng)前54頁，總共70頁。14三月202355一、嘧啶核苷酸的合成同樣有從頭合成與補(bǔ)救合成兩條途徑(一)嘧啶核苷酸的從頭合成比嘌呤核苷酸簡單

合成部位主要是肝細(xì)胞胞液先合成嘧啶環(huán)，再與磷酸核糖相連。先合成UMP，再轉(zhuǎn)變成CTP和dTMP。

特點(diǎn)當(dāng)前55頁，總共70頁。14三月202356

嘧啶合成的元素來源氨基甲酰磷酸當(dāng)前56頁，總共70頁。14三月2023571.從頭合成途徑（1）UMP的合成2ADP+PiGln+

HCO3-氨基甲酰磷酸合成酶II2ATPGlu+氨基甲酰磷酸當(dāng)前57頁，總共70頁。14三月202358CPS-Ⅰ

CPS-Ⅱ

分布線粒體（肝）

胞液（所有細(xì)胞）

氮源NH3

Gln

變構(gòu)激活劑N-乙酰谷氨酸(AGA)

無

變構(gòu)抑制劑無UMP功能尿素合成

嘧啶合成

氨基甲酰磷酸合成酶Ⅰ和Ⅱ當(dāng)前58頁，總共70頁。14三月202359UMP的合成過程當(dāng)前59頁，總共70頁。14三月202360（2）CTP的合成ATPADP尿苷酸激酶UDP二磷酸核苷激酶ATPADPUTPCTP合成酶GlnATPGluADP+Pi當(dāng)前60頁，總共70頁。14三月202361⑶脫氧嘧啶核苷酸的合成：

磷酸酶CTPCDPH2OPi核糖核苷酸還原酶dCDPNADPH+H+NADP++H2ON5,N10-CH2-FH4FH2dTMP胸苷酸合酶dUMPH2ONH3脫氨酶dCMPH2OPi磷酸酶核苷二磷酸激酶dCTPATPADPUDPdUDP磷酸酶核糖核苷酸還原酶核苷單磷酸激酶dTDP合成DNAdTTP核苷二磷酸激酶當(dāng)前61頁，總共70頁。14三月202362--ATP+CO2+谷氨酰胺氨基甲酰磷酸UMP氨基甲酸天冬氨酸UTPCTP天冬氨酸-嘌呤核苷酸ATP+5-磷酸核糖嘧啶核苷酸PRPP-從頭合成的調(diào)節(jié)哺乳動(dòng)物細(xì)菌當(dāng)前62頁，總共70頁。14三月202363（二）嘧啶核苷酸的補(bǔ)救合成途徑與嘌呤核苷酸類似嘧啶+PRPP磷酸嘧啶核