第 八 章 核苷酸代谢,Metabolism of Nucleotides,Course Content,1. Metabolism of Purine Nucleotides 2. Metabolism of Pyrimidine Nucleotides de novo synthesis pathway,概 述,核酸的消化与吸收,核苷酸的生物功用,作为核酸合成的原料 体内能量的利用形式（ATP、GTP等） 参与代谢和生理调节（ATP变构抑制剂等） 组成辅酶（NAD+ 、FAD等） 活化中间代谢物(UDPG、CDP-X、PAPS等),第一节 嘌呤核苷酸的代谢,Metabolism of Purine Nucleotides,-合成与分解代谢,嘌呤核苷酸的结构,GMP,AMP,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),（一）嘌呤核苷酸的从头合成,定义: 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。,合成部位: 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、骨髓则无法以此合成途径。,嘌呤碱合成的元素来源,CO2,天冬氨酸,甲酰基 （一碳单位）,甘氨酸,甲酰基 （一碳单位）,谷氨酰胺 （酰胺基）,过程,1. IMP的合成,2. AMP和GMP的生成,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）,1、IMP的合成过程,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、AMP和GMP的生成,嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐步形成嘌呤环合成的； 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,PRPP,PRA,GTP,+,+,调节方式：反馈调节和交叉调节,从头合成的调节,（二）嘌呤核苷酸的补救合成途径,定义：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。,参与补救合成的酶,腺嘌呤磷酸核糖转移酶（APRT） 次黄嘌呤-鸟嘌呤磷酸核糖转移酶（HGPRT） 腺苷激酶(adenosine kinase),合成过程,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。,（三）嘌呤核苷酸的相互转变,（四） 脱氧核糖核苷酸的生成,在核苷二磷酸水平上进行 （N代表A、G、U、C等碱基）,（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 (H),6-巯基嘌呤 (6-MP),二、嘌呤核苷酸的分解代谢 -终产物尿酸,核苷酸,核苷,核苷酸酶,Pi,核苷磷酸化酶,碱基,1-磷酸核糖,嘌呤碱的 最终代谢产物,AMP,GMP,H （次黄嘌呤）,G,X （黄嘌呤）,黄嘌呤氧化酶,黄嘌呤氧化酶,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,嘧啶核苷酸的结构,从头合成途径 补救合成途径,一、嘧啶核苷酸的合成代谢,（一）嘧啶核苷酸的从头合成,定义：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。,合成部位：主要是肝细胞胞液,嘧啶合成的元素来源,合成过程,1. 尿嘧啶核苷酸的合成,氨基甲酰磷酸合成酶I 、II的区别,2. 胞嘧啶核苷酸的合成,UDP,UTP,3. dTMP或TMP的生成,dUMP,脱氧胸苷一磷酸 dTMP,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） 嘧啶核苷酸的补救合成,（三）嘧啶核苷酸的抗代谢物,嘧啶类似物,胸腺嘧啶(T),5-氟尿嘧啶(5-FU),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、嘧啶核苷酸的分解代谢,-丙氨酸,-氨基 异丁酸,小 结,1.嘌呤核苷酸的合成代谢,从头合成途径:定义、原料,CO2,天冬氨酸,甲酰基 （一碳单位）,甘氨酸,甲酰基 （一碳单位）,谷氨酰胺 （酰胺基）,PRPP合成酶 酰胺转移酶,嘌呤核苷酸是在磷酸核糖分子上 逐步形成嘌呤环合成的,嘌呤核苷酸从头合成特点,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。 体内某些组织器官只能进行补救合成-脑、骨髓,2. 脱氧核糖核苷酸的生成,在核苷二磷酸水平上还原生成 （N代表A、G、U、C等碱基）,3.嘌呤核苷酸的分解代谢-终产物尿酸 痛风症与别嘌呤醇,从头合成途径,4.嘧啶核苷酸的合成代谢,氨基甲酰 磷酸,5.核苷酸的抗代谢物,核苷酸的抗代谢物是一些嘌呤、嘧啶、氨基酸、核糖或叶酸等的类似物。,6.核苷酸的分解代谢 嘌呤-终产物尿酸 嘧啶-丙氨酸、-氨基异丁酸,谢谢,