1、第十二章 核酸降解与核苷酸代谢,南京工业大学生物与制药工程学院,核酸代谢与蛋白质的生物合成,核酸就是遗传基因，它担负着生命信息的储存和传递。蛋白质的生物合成必须依赖于核酸才能实现。,胃酸 蛋白质核蛋白 核酸酶 核苷酸酶 磷酸 核酸 单核苷酸 核苷磷酸化酶 戊糖-1-磷酸 (胰液,小肠) (小肠) 核苷 磷酸二酯酶 含氮碱 各组分均可被小肠上皮细胞吸收 核酸合成 进一步分解,核酸的消化与吸收,核酸代谢,除食物核酸外，组织核酸也在不断地更新，代谢.,核苷酸的重要生理功能核酸的基本组成的单位核苷酸,1）DNA和RNA的前体2）G的活化形式UDPG 合成糖原（淀粉）3）CDP-甘油二酯 合成磷脂 CD
2、P-胆碱 4）辅基：NAD+，NADP+，CoASH，FAD，FMN等 腺苷酸的衍生物5）cAMP，第二信使6）GTP，生物大分子移位反应的主动力7）ATP,能量的载体， SAM（卵磷脂）,第一节、核苷酸的生物合成,体内的核苷酸可来自食物，但主要由机构自身合成 核苷酸在细胞内合成有两条途径： “从头合成”途径：从AA，磷酸核糖（磷酸脱氧核糖），CO2 ，NH3 等合成核苷酸。 “补救”途径：利用核酸分解产生的碱基，核苷等转变成核苷酸 因遗传，疾病甚至生理紧张都可能造成“从头合成”途径中某种酶的缺乏，此时“补救”途径就成为维持生命所必需的。骨髓、脑组织不能“从头合成”，依靠肝中运来的嘌呤或核苷。
3、,嘌呤核苷酸从头合成,一、嘌呤环的原子来源,1、5-磷酸核糖焦磷酸PRPP的生成 合成的起始物质,G-6-P HMS途径R-5-P,R-5-P焦磷酸激酶,二、嘌呤核苷酸从头合成,2、 次黄嘌呤核苷酸的合成嘌呤核苷酸的合成：从PRPP开始，与合成嘌呤碱的原料相结合，经一系列变化IMP（次黄） AMP GMPa.IMP的合成b.AMP和GMP的合成,嘌呤核苷酸从头合成全过程,2、次黄嘌呤核苷酸的合成,次黄嘌呤核苷酸的合成,3、AMP和GMP的合成,嘌呤核苷酸从头合成的调节,1、PRPP转酰胺酶是主要的反馈调节部位,2、腺苷酸代琥珀酸合成酶和IMP脱氢酶,3、磷酸核糖焦磷酸激酶,四、嘌呤核苷酸合成的
4、补救途径 嘌呤核苷酸合成的补救途径有两种,A、嘌呤（次黄嘌呤） + PRPP 腺嘌呤+PRPP 腺苷酸+PPi 鸟嘌呤+PRPP 鸟苷酸+PPi 由PRPP提供磷酸核糖，合成嘌呤核苷酸B、嘌呤 + 1-磷酸核糖 + ATP 由1-磷酸核糖提供核糖，再由ATP提供磷酸 嘌呤+1-磷酸核糖 嘌呤核苷+Pi 嘌呤核苷酸,核苷磷酸化酶,腺苷激酶，ATP,腺嘌呤磷酸核糖转酶,鸟苷酸焦磷酸化酶,第二节、嘧啶核苷酸的合成,一、嘧啶环的原子来源二、嘧啶核苷酸的“从头合成” 分三阶段： H2N-CO-P (胞浆) 和Asp 缩合乳清酸 乳清酸+PRPPUMP(尿) 2、胞嘧啶核苷酸的合成 ATP ATP Gln
5、UMP UDP UTP CTP ATP,U C,氨甲酰磷酸 Asp,(Gln),UMP,CTP,乳清酸,四、嘧啶核苷酸合成的补救途径,二种途径：,尿嘧啶+PRPP 尿苷酸+PPi 嘧啶+1-磷酸核糖 U-R+Pi UMP,磷酸核糖转移酶,尿苷激酶,第三节、脱氧核糖核苷酸的合成,脱氧核糖核苷酸是由核糖核苷酸转变而来的，核糖核苷酸还原酶在二磷酸核糖核苷水平上催化脱氧 一、ADPdADP；GDPdGDP； CDPdCDP； UDPdTDP,核糖核苷酸还原酶核糖核苷二磷酸（NDP） dNDP SH S 硫氧还蛋白 硫氧还蛋白 SH S 硫氧还蛋白还原酶 NADP+ NADPH + H+,ATP+Mg2
6、+,二、dTMP的合成,甲基化UMP d UMP dTMP FH4 N5N10-CH2-也可以由T直接合成（dR-1-P,磷酸化）,d -5-P,一嘌呤的分解,嘌呤最终分解产物 尿酸（具嘌呤环，仅取代基发生氧化） 尿酸是人，灵长类，鸟类，爬行类及大多数昆虫的嘌呤代谢终产物。 尿中尿酸排泄量为200-400mg/d。其它的哺乳动物终产物是尿素。,第三节核苷酸的分解代谢,腺嘌呤核苷A鸟嘌呤核苷G的分解,尿嘌呤,黄嘌呤,次黄嘌呤,腺嘌呤核苷,尿酸,次黄苷,肌苷,尿酸酶,尿囊素,四、嘧啶的分解,嘧啶环打开 NH3 + CO2 + H2O,O2NH3,U C,乙酰CoA,琥珀酸CoA,T,CoASH,移
7、位,还原,开环,CO2 NH3,转氨,移位,CoASH,-氨基异丁酸,一、核苷酸代谢障碍的疾病,痛风嘌呤分解过盛，尿酸，或排泄受阻，血中尿酸，尿酸盐沉积在关节，软组织等处，可被吞噬细胞吞噬，其盐能破坏吞噬细胞的溶酶体膜，导致一些水解酶等释放-产生炎症-痛风性关节炎。治疗药：7碳8-氮次黄嘌呤 与PRPP(5-磷酸核糖焦磷酸)反应， 消耗PRPP 抑制嘌呤核苷酸的合成 黄嘌呤氧化酶的抑制剂 别嘌呤醇,1,2,3,4,5,6,7,8,第五节 核苷酸代谢异常和抗代谢物,核酸代谢障碍的疾病,-氨基异丁酸部分从尿中排出，它成反映细胞DNA的破坏程度尿中-氨基异丁酸浓度可作为白血病患者的辅助指标。,二、抑制剂与抗核苷酸代谢药物,嘌呤类似物,6-MP是IMP的类似物阻断嘌呤核苷酸的从头合成阻止嘌呤核苷酸的补救途径,嘧啶类似物 5-Fura，5-氟尿嘧啶 5-氟脱氧尿嘧啶核苷酸（FdUMP）,细胞代谢,胸苷酸合成酶,抑制,核苷类似物阿糖胞苷-抗癌药物,问答题,嘌呤与嘧啶在体内的分解方式有什么根本不同之处？最终代谢产物是什么？合成嘌呤核甘酸和嘧啶核甘酸的原料有哪些？PRPP在核苷酸合成中起到什么主要作用？阐述痛风症、以及治疗药物别嘌呤醇的生化机理。,
