1、第 八 章,核 苷 酸 代 谢,Metabolism of Nucleotides,Digestion & Absorption of Nucleic Acids,Introduction,Dietary nucleoproteinsNuclease in,Proteins,RNA and DNA）,stomach acid,Polynucleotides,Pancreatic Nuclease,Nucleosides,Phosphates,Phosphodiesterases, nucleotidases,Bases,Pentose,phosphorylases,核苷酸的生物功用,作为核酸合
2、成的原料 To provide materials for DNA, RNA synthesis 体内能量的利用形式 To provide energy that drive most of our biochemical reactions 参与代谢和生理调节 Metabolic regulation 组成辅酶 To constitute coenzymes 活化中间代谢物 Active metabolic intermediates,尼克酰胺腺嘌呤二核苷酸(NAD+),AMP,第一节 嘌呤核苷酸的代谢,Metabolism of Purine Nucleotides,GMP,AMP,The
3、 structure of purine,一、嘌呤核苷酸的合成代谢,从头合成途径 (de novo synthesis pathway)补救合成途径(salvage synthesis pathway),嘌呤核苷酸的从头合成途径是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘌呤核苷酸的途径。,肝是体内从头合成嘌呤核苷酸的主要器官，其次是小肠和胸腺，而脑、骨髓则无法进行此合成途径。,（一）嘌呤核苷酸的从头合成,定义：,合成部位：,Element source of Purine biosynthesis,CO2,Aspartate,Glysine,Form
4、yl group. （one carbon unit）,Two moles of glutamine （amide group）,Formyl group （one carbon unit）,Processes;,1. The synthesis of IMP,2. Production of AMP and GMP,R-5-P （5-磷酸核糖）,PP-1-R-5-P （磷酸核糖焦磷酸）,在谷氨酰胺、甘氨酸、一碳单位、二氧化碳及天冬氨酸的逐步参与下,IMP,H2N-1-R-5-P （5-磷酸核糖胺）,ribose-5-phosphate,PRPP synthetase,amidotransfe
5、rase,1. The synthesis of IMP,腺苷酸代琥珀酸合成酶 IMP脱氢酶 腺苷酸代琥珀酸裂解酶 GMP合成酶,2. Production of AMP and GMP, 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个ATP，6个高能磷酸键。AMP或GMP的合成又需1个ATP。,嘌呤核苷酸从头合成特点：,从头合成的调节,PRPP,PRA,GTP,+,+,调节方式：反馈调节和交叉调节Feed-back and cross regulation,利用体内游离的嘌呤或嘌呤核苷，经过简单的反应，合成嘌呤核苷酸的过程，称为补救合成（或重新利用）途径。,（二）嘌呤核苷酸的补
6、救合成途径,定义：,腺嘌呤磷酸核糖转移酶 (adenine phosphoribosyl transferase, APRT) 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶(hypoxanthine- guanine phosphoribosyl transferase, HGPRT) 腺苷激酶(adenosine kinase),参与补救合成的酶：,adenine + PRPP,AMP + PPi,APRT,hypoxanthine + PRPP,IMP + PPi,HGPRT,Guanine + PRPP,HGPRT,GMP + PPi,The process of nucleotide,adenine
7、 nucleoside,AK,ATP,ADP,AMP,补救合成的生理意义,补救合成节省从头合成时的能量和一些氨基酸的消耗。 体内某些组织器官，如脑、骨髓等只能进行补救合成。,Save energy and amino acids The salvage pathway is the only purine synthetic pathway which can be use in brain and bone marrow.,（三）嘌呤核苷酸的相互转变,adenylosuccinate,（四） 脱氧核糖核苷酸的生成,Ribonuclotide reductase,二磷酸脱氧核苷,NDP,dND
8、P,二磷酸核糖核苷,NADP+,NADPH + H+,核糖核苷酸还原酶，Mg2+,还原型硫氧化还原蛋白-(SH)2,氧化型硫氧化还原蛋白,硫氧化还原蛋白还原酶 （FAD）,脱氧核苷酸的生成,（五） 嘌呤核苷酸的抗代谢物,嘌呤核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、氨基酸或叶酸等的类似物。,次黄嘌呤 (IMP),6-巯基嘌呤 (6-MP),6-巯基嘌呤的结构,二、嘌呤核苷酸的分解代谢,Nucleotides,Nucleosides,Nuclease,Pi,Nucleoside phosphorylase,Bases,Ribose -1-phosphates,嘌呤碱的最终 代谢产物,AMP,GMP,IMP （
9、次黄嘌呤）,鸟嘌呤,XMP （黄嘌呤）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,正常人血浆中尿酸含量约为0.120.36mmolL(2-6mg),超过8mg时，尿酸盐晶体即可沉积 。,鸟嘌呤酶,Xanthine oxydase,Uric acid,痛风症的治疗机制,鸟嘌呤,次黄嘌呤,黄嘌呤,尿酸,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,别嘌呤醇,第二节 嘧啶核苷酸的代谢,Metabolism of Pyrimidine Nucleotides,The structure of pyrimidines,De novo synthesis pathway Salvage synthesis pathway,一、Pyrim
10、idine Nucleotide Biosynthesis,（一）嘧啶核苷酸的从头合成,主要是肝细胞胞液,嘧啶核苷酸的从头合成是指利用磷酸核糖、氨基酸、一碳单位及二氧化碳等简单物质为原料，经过一系列酶促反应，合成嘧啶核苷酸的途径。,定义：,合成部位：,Element origin:,Carbamoyl phosphate,氨基甲酰磷酸,谷氨酰胺,氨基甲酰磷酸合成酶II,谷氨酸 + 氨基甲酰磷酸,2. 胞嘧啶核苷酸的合成,UDP,UTP,UMP kinase,UDP kinase,CTP synthase,3. dTMP或TMP的生成,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,Deoxyribonuc
11、leotide reductase,TMP synthase,FH2 reductse,从头合成的调节,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,嘌呤核苷酸,ATP + 5-磷酸核糖,嘧啶核苷酸,PRPP,（二） Salvage synthetic pathway,Pyrimidine + PRPP,Pyrimidine nucleotide + PPi,PPRT,Uridine + ATP,Uridine kinase,UMP +ADP,Thymidine + ATP,TK,TMP +ADP,（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物,嘧啶类似物Pyr
12、omidine analogs,胸腺嘧啶(T),5-氟尿嘧啶(5-FU),Thymine,5-fluorodeoxyuridine monophosphate,某些改变了核糖结构的核苷类似物,氮杂丝氨酸,阿糖胞苷,氨甲碟呤,氮杂丝氨酸,二、Catabolism of pyrimidine nucleotides,Pyrimidine base,1-ribose phosphate,Nucleotides,Ribonucleotidase,PPi,Nucleoside phosphor,Pyrimidine nucleotide,核苷磷酸化酶,核苷酸酶,二、嘧啶核苷酸的分解代谢,胞嘧啶,NH3,尿嘧啶,二氢尿嘧啶,H2O,CO2 + NH3,-丙氨酸,胸腺嘧啶,-脲基异丁酸,-氨基异丁酸,H2O,丙二酸单酰CoA,乙酰CoA,TAC,肝,尿素,甲基丙二酸单酰CoA,琥珀酰CoA,TAC,糖异生,cytosine,thymine,uricil,Dihydrouracil,- ureidoisobutyric acid,glyconeogenesis,Actyl CoA,urea,
